电冰箱的结构与制冷系统构成

电冰箱主要由箱体及箱体附件、制冷系统和电气控制系统三大部分组成。电冰箱实物构成如图7.1所示。

图7.1　电冰箱实物构成

(a)抽屉式双开门电冰箱构成示意图；(b)对开双门电冰箱构成示意图

(一)电冰箱箱体

电冰箱的箱体是电冰箱的重要部件，主要由箱外壳、箱内胆、隔热层、磁性门封和台面等组成。电冰箱的箱体主要是隔绝箱内、外的热交换，防止冷量散失，同时又能提供冷冻、冷藏食品的空间。

(二)电冰箱制冷系统

电冰箱的制冷系统由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管、蒸发器、连接管及制冷剂等组成，压缩机整体安装在冰箱的后侧下部，冷凝器多安装在冰箱背部，也有少数冰箱的附件冷凝器装于底部。干燥过滤器安装在冰箱后部，便于与毛细管连接。毛细管的前段常缠绕成圈，后段与蒸发器排气管合焊，外部包以绝缘材料。蒸发器设置在冰箱内腔上部，形状为盒式，前方带有小门，盒内为小型冷冻室。蒸发器的排气管自冰箱背后返回压缩机。制冷系统如图7.2所示。

1.压缩机

全封闭式制冷压缩机由压缩机机械传动(曲轴、凸轮和输气与排气管路)和电动机(定子铁芯、绕组和转子)组装后装在一个全封闭的壳体内(图7.3)。外壳表面有3根铜管，它们分别接低压吸气管、高压排气管、抽真空和充注制冷剂的工艺管。

电冰箱主要是依靠压缩机制冷。电动机将电能通过压缩机活塞运动转换成机械能，压缩机活塞的运动将蒸发器内已经蒸发的低温、低压制冷剂蒸气压缩后转变吸回压缩机，然后压缩成为高压、高温的气态制冷剂，并排至冷凝器中冷却为高温、高压的过热蒸气，从而建立起使制冷剂液化的条件。

图7.2　制冷系统

图7.3　压缩机结构

2.冷凝器

电冰箱的冷凝器是制冷系统的关键部件之一。它的作用是使压缩机送来的高压、高温氟利昂气体，经过散热冷却变成高温、高压的氟利昂液体，所以这是一种热交换装置。

电冰箱的冷凝器按散热方式的不同，分为自然对流冷却式和强制对流冷却式两种:自然对流冷却利用周围的空气自然流过冷凝器的外表，使冷凝器的热量能够散发到空间去；强制对流冷却利用电风扇强制空气流过冷凝器的外表，使冷凝器的热量散发到空间去。300 L以上的电冰箱一般采用强制对流式冷凝器，300 L以下的电冰箱一般采用自然对流式冷凝器。自然对流式冷凝器的常见结构，按其传热面的形式不同，有百叶窗式、钢丝管式和平板式3种，如图7.4所示。

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图7.4　自然对流式冷凝器的常见结构

3.干燥过滤器

在制冷系统中，冷凝器的出口端和毛细管的进口端之间必须安装一个干燥过滤器。制冷系统中总会含有少量的水分，水蒸气在制冷系统中循环，当温度下降到0℃以下时，水蒸气聚集在毛细管的出口端，累积而结成冰珠，造成毛细管堵塞，即所谓的冰堵，使制冷剂在制冷系统内中断循环，失去制冷能力。制冷系统中的杂质、污物、灰尘等进入毛细管也会造成堵塞，中断或部分中断制冷剂循环，即发生所谓的脏堵。

干燥过滤器的作用就是除去制冷系统内的水分和杂质，以保证毛细管不发生冰堵和脏堵，减少对设备和管道的腐蚀。过滤器是由直径14～16 mm、长100～150 mm的紫铜管为外壳，两端装有铜丝制成的过滤网，两网之间装入分子筛或硅胶。分子筛或硅胶是干燥剂，它们以物理吸附的形式吸水后不生成有害物质，可以加热再生。干燥过滤器的结构如图7.5所示。

图7.5　干燥过滤器的结构

4.毛细管

按照制冷循环的规律，流入蒸发器中的制冷剂应呈低压液态。为此需要一种节流装置，把高压液态制冷剂变为低压液态制冷剂。家用电冰箱普遍采用毛细管作为节流装置。毛细管接在干燥过滤器与蒸发器之间，依靠其流动阻力沿管长方向的压力变化，来控制制冷剂的流量和维持冷凝器与蒸发器的压力。当制冷剂液体流过毛细管时要克服管壁阻力，产生一定的压力降，且管径越小，压力降越大。液体在直径一定的管内流动时，单位时间流量的大小由管子的长度决定，选择适当的直径和长度，就可使冷凝器和蒸发器之间产生需要的压力差。

5.蒸发器

蒸发器是制冷系统的主要热交换装置。它的作用是使毛细管送来的低压液态制冷剂在低温的条件下迅速沸腾蒸发，大量地吸收冰箱内的热量，使箱内温度下降，达到冷冻、冷藏食物的目的。蒸发器在降低箱内空气温度的同时，还要把空气中的水汽凝结而分离出来，从而起到减湿的作用。蒸发器表面温度越低，减湿效果越显著，这就是蒸发器上积霜的原因。

电冰箱的蒸发器按冷空气循环对流方式的不同，可分为自然对流式蒸发器和强制对流式蒸发器两种；按传热面的结构形状及其加工方法的不同，可分为管板式蒸发器、铝复合板式蒸发器、单脊翅片管式和翅片盘管式蒸发器等。

(三)电冰箱电气控制系统

电冰箱的电气控制系统主要包括压缩机启动—保护继电器、温控器、照明灯、门开关及附属电路。

1.启动—保护继电器

电冰箱压缩机启动—保护电路的主要部件就是启动继电器和保护继电器，这两个继电器都是与压缩机相连的。其中启动继电器的作用是控制压缩机的启动工作，而保护继电器的作用是当压缩机出现温度异常时，对压缩机进行停机保护。

2.温控器

温控器用来控制压缩机的开停，从而维持食物所需的温度。

3.照明灯和门开关

任何一台电冰箱都带有照明灯和门开关。当电冰箱门打开时，门开关跳出，照明回路接通，箱内照明灯点亮。当电冰箱门关上的时候，开关被门压下，照明回路断开，箱内照明灯熄灭。