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第1章电冰箱的理论基础知识

1.1 电冰箱的结构及部件特点

1.1.1 电冰箱的基本结构

电冰箱可以分成两大系统，即制冷系统和电气系统，其中，制冷系统主要是指给电冰箱提供制冷剂循环的组件，而电气系统则是指控制电冰箱进行工作的组件。

1. 制冷系统的基本结构

电冰箱的制冷系统主要包括压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管、蒸发器和阀组件。

（1）压缩机

压缩机是电冰箱关键的制冷部件，通常安装在电冰箱的底部，其结构外形图如图 1-1所示。其主要作用是将蒸发器中吸热汽化后的低压制冷剂蒸汽由吸气管吸入压缩机中，在压缩机中将其压缩成高压高温的过热蒸汽后，再从排气管送出，从而实现制冷循环。

图1-1 压缩机的结构外形图

目前，大多数电冰箱的压缩机采用的是与驱动电动机组合而成的全封闭式压缩机，从外观上看它有三根管子。其中相对较粗的管子是吸气管（也叫回气管），由蒸发器出来的低压制冷剂气体就是由这根管路送回到压缩机中的。相对较细的管子是排气管，低温低压的制冷剂气体经压缩机压缩后变成高温高压的过热蒸汽，然后由这根管路送入冷凝器，去完成热交换。还有一根管子是工艺管，它是用来封住制冷剂和安装表阀以进行检测工作的。

（2）冷凝器

冷凝器是制冷系统中进行热交换的部件，是将铜管弯成蛇形并与百叶窗形的钢板焊接而成的，如图1-2所示。其主要作用是对压缩机送来的高温高压过热蒸汽进行冷却。通常，直接安装在电冰箱的背部的又称之为外露式冷凝器，如图1-2（a）所示。安置在电冰箱的箱体内部的又称之为内藏式冷凝器，图1-2（b）所示。由于内藏式冷凝器藏于电冰箱体内，一旦出现泄漏，维修起来比较困难。所以，通常是采用在电冰箱箱体外再接一个外露式冷凝器来解决此类故障，原来电冰箱所带的内藏式冷凝器就不再使用了。

图1-2 冷凝器

冷凝器通过使用将热量传递给周围空气的方法，使原本高温高压的过热蒸汽变成中温高压的制冷剂液体，以实现热交换。所以，在正常工作时用手摸冷凝器，入口处的温度较高，出口处的温度相对较低。

（3）干燥过滤器

干燥过滤器是制冷系统中用来防止毛细管出现冰堵、脏堵现象的部件，如图1-3所示。从冷凝器出来的制冷剂需要先经过干燥过滤器，进行干燥过滤之后才会进入毛细管。在干燥过滤器两端设有细目铜过滤网，以滤除杂质；其中间充满了干燥剂，以滤除水分。

图1-3 干燥过滤器

干燥过滤器是容易产生脏堵的部件。干燥过滤器出现脏堵时，会使制冷量下降或者根本不制冷，制冷系统的压力也不正常，会使高压部分的压力升高，低压部分的压力下降。如果用手摸干燥过滤器的两端，应有明显的温差，甚至入口处有结霜情况，表明干燥过滤器有堵塞。在正常情况下，干燥过滤器的两端是没有温差的，它的表面温度与室温相当，这一点在检修制冷系统时要加以注意。一般每次在打开制冷系统管路后，都需要更换新的干燥过滤器，这在维修时也要特别注意。

（4）毛细管

毛细管是制冷系统中的降压部件，如图1-4所示。由于毛细管的管径很小，一般在0.5～1 mm之间，而长度较长，约为3 m，因此，高压制冷剂液体流经毛细管时会受到较大的阻力，进而会在毛细管中产生压力降。也就是说毛细管入口处的制冷剂压力高，出口处的制冷剂压力低，制冷剂液体经毛细管降压后，压力大大降低。这个降低后的压力值决定了蒸发器中制冷剂的蒸发温度，压力大，蒸发温度就高，蒸发时吸收的热量就多，电冰箱内部的温度就低；反之，压力小，蒸发温度就低，吸收的热量少，电冰箱内部的温度就高。

图1-4 毛细管

由于需要使毛细管中的制冷剂保持一定的过冷度，以避免制冷剂提前汽化，因此，常将毛细管与温度较低的吸气管（回气管）焊接在一起，一端接干燥过滤器，另一端与蒸发器连接。

毛细管较细，出口处的温度较低，如果管路中有水分，就很容易出现冰堵，另外还会出现脏堵、折损、断裂等情况，这在检修时需要注意。

（5）蒸发器

蒸发器也是制冷系统中的热交换部件，如图1-5所示。其作用与冷凝器的作用正好相反。冷凝器是将制冷剂的热量传递到外界，而蒸发器则是将电冰箱内空气的热量传递给制冷剂，这一过程是通过制冷剂在蒸发器中蒸发、沸腾吸热而实现的，一般蒸发器内的管路较粗，分为主蒸发器和副蒸发器，其中主蒸发器安装在冷冻室内，副蒸发器安装在冷藏室内。蒸发器一般由锌铝复合板或印制复合板吹胀而成，这种蒸发器的传热性能好，管路分布合理，但是一旦出现泄漏，不易修复，通常需要在外侧周围重新排管。

图1-5 蒸发器

（6）阀组件

电冰箱中常见的阀体组件主要有单向阀、压差阀和电磁阀，其作用都是用于控制制冷剂的流向。

单向阀具有单向导通，反向截止的特点，用于防止压缩机停机时，其内部大量的高温高压蒸汽倒流向蒸发器，使蒸发器升温从而导致制冷效率降低。它通常与蒸发器一起封装在隔热层中，另一端与压缩机的吸气管相连，如图1-6所示。

图1-6 单向阀

压差阀也称节能阀或高压阀，通常安装于冷凝器的出口处，主要用在压缩机停机后，切断高低压系统的管路，以防止冷凝器中的高压制冷剂向蒸发器泄漏而缩短再次开机时系统达到冷却压力差所需的时间。

电磁阀主要用于转换制冷剂的流向，控制不同室温的制冷状态，它与压差阀的区别在于采用电来控制开关的通断。常见的电冰箱电磁阀主要有二通电磁阀、二位三通电磁阀、一进三出电磁阀、三体六位五通电磁阀等，图1-7所示为一进三出电磁阀实物图。

图1-7 一进三出电磁阀实物图

2. 电气系统的电路结构

电冰箱的电气系统主要是由压缩机启动-保护继电器、温度控制器、制冰组件、电风扇组件、门组件、温度补偿开关及附属电路组成的。

（1）启动-保护继电器

启动-保护继电器是用来启动、保护压缩机工作的。当压缩机电动机启动时需要启动继电器进行启动，电冰箱使用最为广泛的启动继电器为PTC启动继电器，尤其是使用R600a制冷剂的压缩机，只能使用无触点的PTC启动元件，如图1-8所示。PTC启动继电器又称半导体式启动继电器，实际上就是正温度系数热敏电阻器启动继电器。

图1-8 PTC启动继电器

重锤式启动继电器也是电冰箱压缩机常用的启动继电器，如图1-9所示，该继电器结构紧凑，体积小，主要是由线圈、触点、重锤衔铁和绝缘外壳等组成的，由于其结构的特性，在安装使用时，一定要使其直立线圈向下。

图1-9 重锤式启动继电器

重锤式启动继电器的控制接点平时处于常开状态，刚接通电源时，只有继电器线圈和运行绕组中有电流，由于压缩机的转子是静止的，启动电流很大，电流流过继电器线圈，继电器线圈吸引重锤衔铁向上运动，使动、静触点闭合，接通启动绕组，压缩机开始旋转。随着转速的升高，电流减小，重锤衔铁靠自重而落下，触点断开，启动动作完成。

为了防止压缩机过载引起的故障，电冰箱通常都会使用保护继电器，防止压缩机电动机被烧毁。目前压缩机中使用最多的保护继电器为蝶形过热保护继电器，如图1-10所示，主要是由电阻加热丝、碟形双金属片、一对动静触点和两个接线端子组成的。其作用是保护压缩机不至于因电流过大或者温度过高而烧毁，起过流保护和过热保护的双重功能。

图1-10 保护继电器

（2）温度控制器

为了保持电冰箱冷冻室、冷藏室的适当温度，电冰箱都安装有自动温度控制器，简称温控器，如图1-11所示。电冰箱中的温度控制器通常可分为机械式温度控制器和电子式温度控制器。

图1-11 温度控制器

温度控制器通常被安装在一个小盒内，与照明灯一起被放置在一个保护盒中，用户可以通过温控器旋钮对电冰箱内的制冷温度进行设定，温度控制器的感温管（温度传感器）则与后箱壁紧贴，由于后箱壁的后面板上安装有副蒸发器，因此它检测的就是副蒸发器的温度，如图1-12所示。

图1-12 温度控制器的安装位置

（3）制冰组件

制冰组件是电冰箱用于实现人工制冰的主要装置。随着科学技术的发展，人们生活水平的不断提高，电冰箱的制冰从手动制冰方式、半自动制冰方式发展到了全自动制冰方式。

图1-13所示为制冰组件的结构示意图。电冰箱的制冰组件主要包括储水装置和制冰装置。其中储水装置主要由储水盒盖、注水栓、密封条、盒子、盒子卡爪、净水过滤网、卡头部分、盒盖板、储水盒等构成，该装置主要通过供水泵电动机进行供电。而制冰装置主要由制冰机、制冰传感器、冰检测杆等构成，该装置制冰完成后，将通过脱冰电动机的正转和倒转，使制冰盒内的冰块掉入储冰盒中。

图1-13 制冰组件的结构示意图

（4）电风扇组件

电风扇组件通常设置在采用翅片式蒸发器的电冰箱中，通常位于电冰箱室内的顶部，即冷冻室、冷藏室或变温室中，如图1-14所示。电风扇电冰箱通过电风扇组件加强其内部的空气流动，进而促使冷气在电冰箱室内中循环制冷。

图1-14 电风扇组件

电风扇转动的动力来源于电风扇电动机，在电冰箱中，常见电风扇电动机大多采用罩极式电动机，如图1-15所示。罩极式电动机是单相交流电动机，在其定子磁极上设有辅助作用的短路铜环，该铜环被称为罩极绕组，它结构简单，无金属外壳，因此可直接看到线圈和罩极。

图1-15 电风扇电动机

（5）箱门组件

电冰箱箱门组件主要包括照明灯、门开关和磁性门封。其中，电冰箱门开关主要是用来控制照明灯的，因此也可称为照明灯开关。不同电冰箱的设计风格不同，致使箱门组件的样式也多种多样，有些电冰箱是照明灯位于箱体顶部，与门开关相距甚远；而有些电冰箱的照明灯与门开关一同安装在温度控制装置外壳上，如图1-16所示。这种安装方式使得箱门组件与温度控制装置一同安装在电冰箱箱体侧面，照明灯的设置是为了能够让用户看清电冰箱箱体中存放的食物，便于取放。