第2章 电 冰 箱 2.1 电冰箱概述 2.1.1 定义 电冰箱是以人工方法获得低温并提供储存空间的冷藏与冷冻器具。而家用电冰箱是指供家庭使用、并有适当容积和装置的绝热箱体，用消耗电能的手段来制冷，并具有一个或多个间室。冰箱型号的第一个字母用“B”表示。
2.1.2 分类 1. 按用途不同分类 （1）冷藏箱。它没有冷冻功能，主要用于食品和药品的冷藏保鲜，也可以用来短期储存少量的冷冻食品。 （2）冷冻箱。它没有冷藏室，只有一个冷冻室，可提供?18℃以下的低温，供冷冻较多的食品之用。 （3）普通家用电冰箱。它具有冷藏和冷冻两种功能。其箱体分为两个相互隔离的小室，各室温度不同，其中一个为冷冻室（有的还具有速冻功能），其余为具有不同温度的冷藏室。
2. 按容积大小分类 （1）携带式电冰箱。容积在12~20L范围内，多为半导体冰箱，供旅行及装在汽车上使用。 （2）台式电冰箱。容积在30~50L之间，多设在旅馆房间内供住客使用。 （3）落地式电冰箱。容积在50L以上，我国家庭多使用150~270L的电冰箱。
3. 按使用环境温度不同分类 （1）亚温带型（SN型）。使用的环境温度为10°C~32°C。 （2）温带型（N型）。使用的环境温度为16°C~32°C。 （3）亚热带型（ST型）。使用的环境温度为18°C~38°C。 （4）热带型（T型）。使用的环境温度为18°C~43°C。
4. 按箱体结构分类 （1）平背式电冰箱。平背式电冰箱的背部为平板，采用内藏式冷凝器，冷凝器内藏于箱体的夹层内。图2 4. 按箱体结构分类 （1）平背式电冰箱。平背式电冰箱的背部为平板，采用内藏式冷凝器，冷凝器内藏于箱体的夹层内。图2.1（a）所示为其外形图，其优点是外壳平整美观、噪声低。 （2）凸背式电冰箱。凸背式电冰箱采用外露式冷凝器，一般装在箱体背面外部，如图2.1（b）所示。其优点是单位尺寸散热面积大、通风条件好、维修方便。但其表面易积灰尘又不易清洁,移动时冷凝器易损坏，外表不够美观。
图2.1 电冰箱箱体外形结构 （a）平背式电冰箱 （b）凸背式电冰箱
5. 按箱门数量分类 （1）单门电冰箱。单门电冰箱只设一扇箱门，其箱内上部有一个由蒸发器围成的冷冻室，可储藏冷冻食品。冷冻室下面为冷藏室，由接水盘与蒸发器隔开。单门电冰箱都属于直冷式电冰箱，如图2.2所示。
图2.2 单门电冰箱 （a）普通单门电冰箱 （b）单门冷藏电冰箱
图2.3 双门电冰箱 （2）双门电冰箱。双门电冰箱有两个分别开启的箱门，多为立柜上下开启式，如图2.3所示。它有两个大小不等的隔间，小隔间为冷冻室，大隔间为冷藏室。 （a）双门电冰箱（直冷式） （b）双门电冰箱（上下开启式） （c）双门电冰箱（左右开启式） 1. 冷冻室 2. 冷藏室 3. 果菜盒
图2.4 三门电冰箱 （3）三门电冰箱。三门电冰箱有3个分别开启的箱门或3只抽屉，对应的有3个不同的温区，适合储藏不同温度要求的各类食品，做到各间室的功能分开，食品生熟分开，保证了冷冻冷藏质量。这是近年来流行的产品，如图2.4所示。 （a）对开式三门电冰箱 （b）三门冷藏冷冻箱 1. 冷冻室 2. 冷藏室 3. 果菜室
（4）四门或多门电冰箱。此类冰箱容积都在250L以上，制冷方式为风冷式，多为抽屉式结构，可设置不同的温区，便于储存温度要求不同的各种食品，如图2.5所示。
6. 按冷却方式不同分类 （1）直冷式电冰箱。直冷式电冰箱也称有霜电冰箱，是采用空气自然对流的降温方式，冷藏室和冷冻室各有独立的蒸发器，可以直接吸收食品或室内空气中的热量而使其冷却降温，如图2.6所示。此类电冰箱结构简单，冻结速度快，耗电少，但冷藏室降温慢，箱内温度不均匀，冷冻室蒸发器易结霜，化霜麻烦。
（2）间冷式电冰箱。间冷式电冰箱又称为风冷无霜电冰箱，是采用强制空气对流降温方式的电冰箱，在结构上将蒸发器集中放置在一个专门的制冷区域内，依靠风扇吹送冷气在冰箱内循环来降低箱内温度。此类冰箱的蒸发器可装在冷冻室与冷藏室隔层中，也可以装在冷冻室后壁隔层中，前者称为横卧式，后者称为竖立式，如图2.7所示。
（3）直冷、风冷混合式电冰箱。这种电冰箱冷藏室一般采用空气自然对流降温方式，冷冻室采用强制冷气对流降温方式，如图2 （3）直冷、风冷混合式电冰箱。这种电冰箱冷藏室一般采用空气自然对流降温方式，冷冻室采用强制冷气对流降温方式，如图2.8所示。这种电冰箱性能良好，用电子温控装置，价格较昂贵，适用于大容积多门豪华型电冰箱。
图2.5 四门电冰箱
图2.6 单门直冷式电冰箱 1. 箱体 2. 蒸发器 3. 箱门 4. 温控器 5. 照明灯 6. 搁架 7. 果菜盒 8. 启动器 9. 压缩机 10. 冷凝器 11. 接水杯 12. 接水盘
图2.7 双门风冷式电冰箱 1. 风扇电机 2. 蒸发器 3. 风门调节器 4. 压缩机
图2.8 直冷、风冷混合式电冰箱 1. 快速冷却板 2. 主蒸发器 3. 风扇 4. 旋转压缩机
7. 按制冷原理不同分类 （1）全封闭蒸气压缩式电冰箱。这种电冰箱在理论和制造工艺上都比较成熟，制冷效果较佳，使用寿命可达10~15年。它是目前生产和使用最多的电冰箱，本书将重点介绍这类电冰箱。 （2）吸收式冰箱。吸收式制冷循环的原理如图2.9所示。吸收式冰箱的最大特点是利用热源作为制冷原动力，没有电动机，所以无噪声，寿命长，且不易发生故障。家用吸收式冰箱的制冷系统是以液体吸收气体和加入扩散剂（氢气）所组成的“气冷连续吸收扩散式制冷系统”（连续吸收－扩散式制冷系统）。在不断地加热下，它能连续制冷。吸收式冰箱若以电能转换成热能，再用热能来作为热源，其效率不如压缩式电冰箱效率高。但是，它可以使用其他热源，如天然气、煤气等。
在吸收式冰箱的制冷系统中，注有制冷剂氨（NH3）、吸收剂水（H2O）、扩散剂氢气（H2）。在较低的温度下，氨能够大量地溶于水，形成氨液。但在受热升温后，氨又要从水中逸出。其工作原理简述如下：若对系统的发生器进行加热，发生器的浓氨液就产生氨—水混合蒸气，其中存留液化温度高，故先凝结成水，沿管道流回到发生器的上部；氨蒸气则继续上升直至冷凝器中，并放热冷凝为液态氨。液氨由斜管流入储液器（储液器为一段U形管，其中存留液氨，以防止氢气从蒸发器进入冷凝器），然后流入蒸发器液氨进入蒸发器吸热后，有部分液氨汽化，并与蒸发器中的氢气混合。氨向氢气中扩散（蒸发）并强烈吸热，实现制冷的目的。吸收器中有从发生器上端流来的水，水便吸收（溶解）氨氢混合气体中的氨气，形成浓氨液流入发生器的下部。而氢气因其比重轻，又升回到蒸发器中。这样就实现了连续吸收—扩散式的制冷循环。目前生产的吸收式冰箱有BC-42型冰箱等。
（3）半导体式电冰箱。半导体式电冰箱是利用半导体制冷器件进行制冷的，根据法国珀尔帖发现的半导体温差电效应制成的一种制冷装置。一块N型半导体和P型半导体连结成电偶，电偶与直流电源连成电路后就能发生能量的转换。电流由N型元件流向P型元件时，其PN结合处便吸收热量成为冷端；当电流由P型元件流向N型元件时，其PN结合处便释放热量成为热端。冷端紧贴在吸热器（蒸发器）平面上，置于冰箱内用来制冷；热端装在箱背，用冷却水或加装散热后靠空气对流冷却。其制冷原理如图2.10所示。串联在电路中的可变电阻用来改变电流的强度，从而控制制冷的强弱。如果改变电源的极性，则热点与冷点互易位置。为了提高制冷效率，可将若干相同的电偶并联运行，也可将电偶串联运行。
图2.9 吸收式冰箱制冷原理 1. 热源 2. 发生器 3. 精馏管 4. 冷凝器 图2.9 吸收式冰箱制冷原理 1. 热源 2. 发生器 3. 精馏管 4. 冷凝器 5. 斜管 6. 贮液器与液封 7. 蒸发器 8. 吸收器
图2.10 半导体式冰箱制冷原理 1,2. N-P型半导体 3. 散热片 4. 可变电阻器
半导体式电冰箱的制冷系统无机械运动、无噪声、制造方便。但它的制造成本高、制冷效率较低，且必须使用直流电源，故只限于使用在某些特定的场合（如实验室、汽车等）。 2.1.3 电冰箱的型号表示及含义 近年来生产电冰箱都是根据国家标准GB8059.1—87的规定，其型号表示方法和含义如图2.11所示。
图2.11 电冰箱型号表示方法示意图 例如：BC-180表示家用冷藏箱，有效容积为180L；BCD-150B表示家用冷藏冷冻箱，有效容积150L，经过第二次设计改进；BCD-251WA表示家用冷藏冷冻箱，风冷式（无霜），有效容积251L，经过第一次设计改进。 改进设计号，以A, B…表示 无霜冰箱用汉语拼音字母W表示 规格代号，有效容积用阿拉伯数字表示， 单位为L 用途分类代号，C：冷藏箱；CD：冷藏冷 冻箱；D：冷冻箱 产品代号，B表示家用电冰箱
2.1.4 电冰箱的主要规格与技术参数 1. 有效容积 电冰箱的有效容积是指关上门后，冰箱内壁所包围的可供储藏物品的空间的大小，单位通常用升（L）表示。生产厂家在产品铭牌或样本上标出的有效容积为该产品的额定有效容积。
2. 箱内温度范围及星级规定 （1）冷藏室温度。双门双温电冰箱冷藏室温度一般为0°C ~10°C；三门冰箱果蔬室的温度约6℃以上；四门冰箱设计温室，用于冷藏新鲜肉和豆腐等，其温度为0°C ~1°C。 （2）冷冻室温度用星级规定区分，如表2.1所示。
表2.1 电冰箱星级规定 ** 级 别 星 号 冷冻室温度/°C 冷冻室储藏期 一星 <–6 7天 * 二星 <–12 1个月 表2.1 电冰箱星级规定 级 别 星 号 冷冻室温度/°C 冷冻室储藏期 一星 <–6 7天 * 二星 <–12 1个月 ** 高二星（日本JIS标准） <–15 1.8个月 三星 <–18 3个月 *** 四星 <–24 6~8个月 ****
3. 压缩机输入功率 电冰箱采用全封闭式压缩机，其铭牌上标出压缩机的输入功率。如广州白云雪柜公司生产的华凌牌175L电冰箱的旋转式压缩机的输入功率为83W。 4. 日耗电量 电冰箱的日耗电量是按国家标准测度方法，在25°C 的环境温度下运行24h测出的所消耗的电能，并标注在产品的铭牌上，单位为千瓦小时/24小时（kW·h/24h）。例如上述华凌牌175L电冰箱的耗电量为1.2kW·h/24h。
5. 电源 我国生产的电冰箱多采用单相交流市电，额定电压220V，频率50Hz。 6. 制冷剂及其充注量 目前家用电冰箱多采用R12或R134a为制冷剂。不同规格的电冰箱制冷剂的充注量是不同的；相同规格的电冰箱，生产厂家不同，充注量也不一定相同。通常生产厂家都将制冷剂充注量标明在产品铭牌或说明书上，备维修时查用。
2.2 电冰箱箱体 电冰箱箱体由外箱、内胆、绝热层、箱门（门封胶条、门铰链等）、箱内附件（搁架、各类盒盘）等组成。除制冷系统外，箱体的保温和箱门的密封性是电冰箱制冷效果好坏的关键。箱体的热损失主要表现为如下3个方面：一是箱体绝热层的热损失，占总热损失的80%左右；二是箱门和门封条的热损失，约占总热损失的15%；三是箱体结构零件的热损失，约占总热损失的3%。
2. 2. 1 外箱 1. 外箱的结构 外箱的结构形式一般有整体式和拼装式两种，如图2. 12所示为整体式箱体结构，如图2 2.2.1 外箱 1. 外箱的结构 外箱的结构形式一般有整体式和拼装式两种，如图2.12所示为整体式箱体结构，如图2.13所示拼装式箱体结构。 （1）整体式。它是将顶板与左右侧板按要求辊轧成一倒“U”字形，再与后板、斜板点焊成箱体，或将底板与左右侧板弯折成“U”字形，再与后板、斜板点焊成一体，前者要示辊轧线长度较长，而后者要求辊轧宽度较宽。整体式结构的电冰箱多为美国和日本厂家采用。
（2）拼装式。它是由左中侧板、后板、斜板等拼装成一个完整的箱体。其优点是不需要大型辊轧设备，箱体规格变化容易，适应于多规格、多系列的产品特点，但对每块侧板要求高，强度不如整体式好。拼装式结构的电冰箱多为欧洲厂家采用。我国引进的电冰箱生产设备多为欧洲厂家，因此电冰箱结构也多为拼装式结构。
图2.12 整体式冰箱结构 （a）箱体外壳 （b）箱体内胆
图2.13 拼装式箱体结构 1. 门外壳 2. 门封条 3. 内衬板 4. 蛋架 5. 瓶架 6. 瓶栏杆 7. 顶板 8. 上顶边框 9. 上前梁 10. 右侧板 11. 箱体内胆 12. 后背板 13. 左侧板 14. 后梁 15. 除露管 16. 下前梁 17. 下底
2. 外箱的组成 外箱与门面板一般采用0.6~1mm厚冷轧钢板经裁切、冲压、焊接成形、外表面磷化、涂漆或喷塑处理。近年来，国外已开发出了各种彩板（包括在门面板上压膜各种大小不同彩色图画），既改变和丰富了产品的外观，又免除了烦杂的涂敷等工序，保护了环境。
2.2.2 箱体内胆 它位于箱体内层，用以将冷藏冷冻空间与隔热层分开，并通过制冰格、搁架和果菜盒等附件存放食品。由于箱体内胆有可能与食品直接接触，因此它必须是无毒、无味、耐腐蚀性的。 1. 选用的材料 目前电冰箱内胆（含门胆）既有采用经过搪瓷处理或喷涂的薄钢板、防锈铝板、不锈钢板等金属成型的，也有用优质的ABS或改性聚苯乙烯塑料经过加热干燥后真空成型的。后者已成为目前国内生产厂家的首选方式，其中大部分用ABS板材，也有不少厂家内胆是采用HIPS板材。
2. 发展 随着人们生活水平的提高，越来越多的消费者希望用上能够预防和抵抗有害细菌生存的健康型电冰箱。近年来，国内一些电冰箱厂家为适应市场需求，开发了一种新型的健康的电冰箱，它采用了经过特殊处理加入高效广谱无机系抗菌杀菌剂的塑料（ABS或HIPS）板材作为电冰箱内胆。用这种新型抗菌板材成型的内胆能有效抑制电冰箱内有害细菌的滋生，对附着在内胆上壁的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等对人体有害及导致食物变质的毒菌有一定的杀伤力，使电冰箱内食品的卫生环境有显著提高。
2. 2. 3 箱门 1. 箱门的结构 箱门是由外壳、内衬板和磁性门封条组成，其结构如图2. 14所示。图2 2.2.3 箱门 1. 箱门的结构 箱门是由外壳、内衬板和磁性门封条组成，其结构如图2.14所示。图2.15所示为普通箱门断面图。为了提高外观效果，也可在门周边加有装饰性塑料边框，如图2.16所示。近年来又使装饰性边框成为箱门主体结构，即框架结构的门体，如图2.17所示，这种结构是将门封条嵌入塑料框架内，取代螺钉固定的连接方法，从而简化了扳金成型和组装工艺。
图2.14 箱门结构 1. 门壳 2. 门封条 3. 门衬板 4. 门轴 1. 门壳 2. 门封条 3. 门衬板 4. 门轴
图2.15 普通箱门断面图 1. 门衬板 2. 门封条 3. 门壳
图2.16 带装饰边框的箱门 1. 门衬板 2. 门封条 3. 装饰边框
图2.17 塑料框架箱门结构 1. 门衬板 2. 门封条 3. 面板 4. 框架
图2.18 磁性门封结构 1. 箱体 2. 塑料磁条 3. 塑料门封 4. 门体
2. 磁性门封 为了防止从箱门与箱体结合处泄漏冷气，电冰箱的箱门上均装磁性门封，如图2 2. 磁性门封 为了防止从箱门与箱体结合处泄漏冷气，电冰箱的箱门上均装磁性门封，如图2.18所示。磁性门封是电冰箱的主要部件之一，它是在软质聚氯乙烯门封条内插入磁性胶条。
2.2.4 绝热材料 目前电冰箱的绝热材料常采用硬质聚氨酯泡沫塑料，其优点是重量轻，导热系数低，绝热性能好，使电冰箱绝热层越来越薄。目前日本已成功研制出导热系数为0.01W/m·K的真空绝热方法，并已用于电冰箱生产中。硬质聚氨酯泡沫塑料的发泡方法，目前主要有一次发泡法和二次发泡法。
一次发泡法 在常压下，使两组由若干种原料配制而成的发泡液体混合喷出，沉积在工件表面，进行化学反应，产生二氧化碳并释放出热量，使低沸点的组分汽化发泡。
2. 二次发泡法 在一定的压力下，利用R12, R11（或R113）等作为发泡剂。当分为两组的若干原料以一定压力从喷头喷出降为常压时，R12首先汽化，使喷出的原料混合液变为泡沫状，此即第一次发泡。泡沫状液体原料沉积在工件表面，又开始进行化学反应，释放出热量使R11或R113汽化，进行第二次发泡。 二次发泡法比一次发泡法性能优越，主要表现为：发泡倍数大，第一次发泡为10~12倍，第二次发泡为3~4倍，总发泡倍数为40倍左右。国外采用二次发泡法较多，而我国一般均采用一次发泡法。
2. 3 制冷系统的类型及结构特点 2. 3. 1 单门电冰箱制冷系统 单门电冰箱制冷各部件及其连接管道如图2 2.3 制冷系统的类型及结构特点 2.3.1 单门电冰箱制冷系统 单门电冰箱制冷各部件及其连接管道如图2.19所示。单门电冰箱常采用半自动化霜温控器，既控制压缩机的开停，以控制箱内的温度，也用以在霜层太厚时，按下温控器中间按钮，使压缩机停机，让箱温回升后化霜。化霜水流入接水盘，再通过导管流入箱底的蒸发皿。有的单门电冰箱在箱体门框四周及箱底布有防露管，用制冷剂的热量防止门框凝露，并用以蒸发蒸发皿中的化霜水，如图2.20所示。
2. 3. 2 双门电冰箱制冷系统 1. 双门间冷式电冰箱制冷系统各部件连接 双门间冷式电冰箱制冷系统各部件连接如图2 2.3.2 双门电冰箱制冷系统 1. 双门间冷式电冰箱制冷系统各部件连接 双门间冷式电冰箱制冷系统各部件连接如图2.21所示。它只用一个翅片式蒸发器，置于冷冻室与冷藏室之间的夹层，或冷冻室与箱体之间的夹层，利用冷却风扇及风道把蒸发器的冷量带到冷藏室与冷冻室。它一般配置两个温控器（双门双温控制），冷冻室采用普通温控器控制压缩机的开停时间，以控制冷冻室的温度；冷藏室采用感温风门温控器控制流入冷藏室的冷量，以控制冷藏室的温度。间冷式电冰箱常采用自动化霜装置，霜层一出现即自动化霜，以提高制冷效率。
图2.19 单门电冰箱制冷系统 1. 蒸发器 2. 回气管 3. 毛细管 4. 冷凝器 5. 干燥过滤器 6. 压缩机
图2.20 制冷剂做加热器的制冷系统 1. 蒸发器 2. 回气管 3. 毛细管 4. 冷凝器 5. 防露管 6. 干燥过滤器 7. 压缩机 8. 蒸发器加热器
2. 双门直冷式双温单控制冷系统循环 双门直冷式双温单控制冷系统循环如图2 2. 双门直冷式双温单控制冷系统循环 双门直冷式双温单控制冷系统循环如图2.22所示。该系统在冷冻室和冷藏室中各设一个独立的蒸发器，两个蒸发器在制冷系统中是串联的。通过设在箱门框四周加热使之不结露。从毛细管节流降压后的制冷剂先进入冷藏室蒸发器，然后再进入冷冻室蒸发器。多数双门电冰箱都设置了除霜水加热器，其作用是当箱内融化的霜水由出水管导流至底部的水蒸发盘时，吸收流经除霜水加热器的高温高压制冷剂蒸气的热量，从而提高冷凝器效果。这样由冷凝器、门框除霜管和除霜水加热器一起组成一个冷凝系统。当压缩机通电运行时，其循环路径如下：压缩机→除霜水加热器→冷凝器→门框除霜管→干燥过滤器→毛细管→冷藏室蒸发器→冷冻室蒸发器→压缩机。
图2.21 双门间冷式电冰箱制冷系统 1. 蒸发器 2. 冷凝器 3. 干燥过滤器 4. 压缩机 5. 蒸发器加热器 6. 防露管 7. 回气管 8. 风扇 6. 除霜管
图2.22 双门直冷双温单控式电冰箱制冷系统 1. 低压回气管 2. 干燥过滤器 3. 毛细管 4. 冷藏室蒸发器 5. 冷冻室蒸发器 图2.22 双门直冷双温单控式电冰箱制冷系统 1. 低压回气管 2. 干燥过滤器 3. 毛细管 4. 冷藏室蒸发器 5. 冷冻室蒸发器 7. 冷凝器 8. 压缩机
3. 双门直冷式双温双控制冷系统 双门直冷式双温双控制冷系统循环如图2 3. 双门直冷式双温双控制冷系统 双门直冷式双温双控制冷系统循环如图2.23所示。该系统有两个温控器分别控制冷冻室和冷藏室的温度。冷藏室温控器是根据冷藏室温度变化来控制电磁切换阀。如当冷藏室蒸发器温度升到3.5℃时，冷藏室温控器使电磁切换阀断电，制冷剂流入冷藏室蒸发器，继而进入冷冻室蒸发器，冷藏室产生制冷作用。当冷藏室温度达到设定值时，冷藏室温控器使电磁切换阀通电，制冷剂停止流入冷藏室蒸发器，而直接进入冷冻室蒸发器。冷冻室温控器根据冷冻室要求来控制压缩机的开、停。
图2.23 双门直冷式双温双控式电冰箱制冷系统 1.冷冻室蒸发器 2. 第三毛细管 3. 防露防冻管 4. 冷凝器 5. 第二毛细管 6. 冷藏室蒸发器 7. 电磁切换阀 8. 冷冻室温控器 9. 冷藏室温控器 10. 第一毛细管 11. 干燥过滤器 12. 压缩机 13. 蒸发皿加热器 14. 冷藏室感温包 15. 冷冻室感温包
当压缩机通电运行时，制冷剂经压缩机→除霜水蒸发器加热管→冷凝器→防露管→干燥过滤器→第一毛细管→电磁切换阀→第二毛细管→冷藏室蒸发器→冷冻室蒸发器→压缩机，完成一个制冷循环。 当冷冻室负荷增大、冷藏室温度先达到设定值时，冷藏室温控器控制电磁切换阀改变制冷剂流向，使第一毛细管的制冷剂经第三毛细管直接注入冷冻室蒸发器，然后流回压缩机。这时，切断了进入冷藏室蒸发器的制冷剂，只通过冷冻室蒸发器进行循环。当需要速冻时，制冷剂也只通过冷冻室蒸发器循环，这样可使冷冻室迅速降温。
2.4 制冷系统零部件 2.4.1 压缩机 1. 作用及性能指标 压缩机就是通过消耗机械能，一方面压缩蒸发器排出的低压制冷蒸气，使之升到正常冷凝所需的冷凝压力，另一方面也提供了制冷剂在系统中循环流动所需的动力，达到循环冷藏或冷冻物品的目的。所以说压缩机在制冷系统中的作用犹如人的心脏一样重要。压缩机质量的优劣，将直接影响电冰箱的制冷性能。选用高性能的压缩机，对电冰箱各种性能指标至关重要。压缩机性能的高低，可用以下几个指标加以考核：
（1）制冷量。压缩机工作能力的大小就是以制冷量来衡量的，即压缩机工作时，每小时从被冷却物体带走的热量，以J/h（焦/小时）或W（瓦）表示，它是压缩机最主要的技术指标。压缩机制冷量大小随工况条件的变化而变化，工况条件不同制冷量大小也不同。 （2）功率。功率是压缩机的一个重要指标，是指压缩机单位时间内耗电的多少。 （3）性能系数COP。为确切表示压缩机的性能，通常用性能系数来考核。性能系数就是制冷量与输出功率大小之比，COP越大说明压缩机效率越高，但是效率不等于性能。
2. 压缩机的分类 压缩机按密封方式可分为开放式、半封式和全封式3类；按压缩机背压（背压是指压缩机的吸气压力，也就是蒸发器的出口压力，它与蒸发器的温度有关）高低分为低背式、中背式和高背式3种；按压缩气体的原理又可将压缩机分为容积式和速度式2种。家用电冰箱压缩机一般为全封闭、低背压、容积式压缩机，它具有结构紧凑、体积较小、重量较轻、振动小、噪声低及不泄漏等优点。全封闭低背压容积压缩机又可分为往复式压缩机和旋转式压缩机，前者可细分为滑管式、连杆式和电磁振动式3种。电冰箱常用的是滑管式、连杆式和旋转式压缩机。
3. 往复活塞式压缩机 往复活塞式压缩机是通过一定的传动机构，将电动机的旋转运动变成压缩机活塞的往复运动，靠活塞在气缸来回做直线往复运动所构成的可变工作容积，来完成气体的压缩和输送。往复活塞式压缩机的往复运动机构，常见的有曲轴连杆活塞式、曲柄连杆活塞式和曲柄滑管式3种结构。
（1）往复活塞式压缩机的工作过程是经过压缩、排气、膨胀和吸气4个过程，完成一次吸排气循环。往复活塞式压缩机的工作过程如图2. 24所示。 a （1）往复活塞式压缩机的工作过程是经过压缩、排气、膨胀和吸气4个过程，完成一次吸排气循环。往复活塞式压缩机的工作过程如图2.24所示。 a. 压缩过程 当气缸内充满低压缩蒸气时，如图2.24（a）所示，活塞从下止点开始往上移动。气缸容积逐渐变小，气缸内的蒸气受到压缩，压力与温度均随之上升，吸气阀片因受到较高的蒸气压力而关闭，而排气阀片则因这时蒸气压力沿未超过排气腔压力仍继续保持其紧闭状态，这样，蒸气的压缩过程将继续持续到活塞上升至气缸内蒸气压力开始等于排气腔压力时为止。
图2.24 往复活塞式压缩机工作过程示意图
b. 排气过程 活塞继续向上移动，被压缩的蒸气压力就要比排气腔压力高。当蒸气压力稍高于排气阀片的重力和弹簧力时，排气阀片被顶开。于是，气缸内的高温、高压蒸气开始被上选择活塞推出，并进入排气腔内，如图2.24（b）所示。直至活塞上行至上止点时，排气过程才告结束。 而活塞在止点位置时，为了防止活塞与阀板、阀片的撞击，活塞顶面和阀板面之间要留有一定的间隙，其直线距离称之为直线余隙。活塞顶面与阀板底面之间所包含的空间（包括排气阀孔容积等）称为余隙容积。余隙容积是不可避免的。 在排气过程终了时，余隙容积依然残留着一小部分蒸气无法排出，其压力与排气腔压力相等。这时，排气阀片靠本身的重力和弹簧力的作用又复下落，将阀口盖住，排气阀片关闭。
c. 膨胀过程 活塞从上止点开始向下移动，气缸容积逐渐变大，残留在余隙容积中的蒸气就要膨胀，如图2 c. 膨胀过程 活塞从上止点开始向下移动，气缸容积逐渐变大，残留在余隙容积中的蒸气就要膨胀，如图2.24（c）所示。其压力和温度亦随之下降，直到蒸气压力降低至等于吸气腔压力时，膨胀过程才算结束。在此期间，吸、排气阀均处于关闭状态。
d. 吸气过程 活塞继续下移，气缸内的蒸气压力开始低于吸气腔压力，当其压力差足以顶开吸气阀片时，吸气过程便开始了，如图2 d. 吸气过程 活塞继续下移，气缸内的蒸气压力开始低于吸气腔压力，当其压力差足以顶开吸气阀片时，吸气过程便开始了，如图2.24（d）所示，直至活塞移动至下止点时，吸气过程才结束。 由上可见，活塞在气缸中间每往复运动一次，即相当于曲轴每旋转一圈，就要依次进行一次压缩、排气、膨胀和吸气过程。压缩机在电动机的驱动下连续运转，活塞便不停地在气缸中做往复运动。于是，压缩机就循环不断进行着上述的4个过程，达到持续不停地压缩、排气、膨胀、吸气的目的，完成气体的压缩和输送的工作。压缩机外形如图2.25所示。
图2.25 压缩机外形图 1.吸气管 2. 排气管 3. 充气管
（2）曲轴连杆活塞式全封闭压缩机。活塞的活动由曲轴、连杆传动。连杆是活塞与曲轴的连接件，它将曲轴的旋转运动变为活塞的往复活动。曲轴是压缩机的重要零件，压缩机的功率都靠它输入，故要求有足够强度、刚度和耐磨性。该结构中由于活塞面受力均匀，故磨损小、寿命长。但加工精度要求高，工艺复杂。该结构适用于各种输出功率的压缩机组。
（3）曲柄连杆活塞式全封闭压缩机。曲柄连杆活塞式全封闭压缩机结构与曲轴连杆式基本相同，只是主轴呈内柄状。轴为单臂支撑，所以承受力较小，只适用于输出功率在300W以下的压缩机组中。 由于曲柄连杆活塞式压缩机结构合理，主要运动部件受力均匀，磨损、振动和噪声都较小，使用寿命较长，目前被大量地应用在电冰箱上，北京和广州从国外引进的冰箱压缩机制造技术，都是生产连杆式压缩机。
（4）曲柄滑管式全封闭压缩机。曲柄滑管式压缩机是广泛用于家用电冰箱的100W左右的压缩机，在此进行重点介绍。对滑管式压缩机有了比较系统的了解，对连杆式压缩机也能了解。曲柄滑管式压缩机的结构如图2.26所示。
图2.26 曲柄滑管式压缩机结构图
滑管式压缩机主要由电机、机架、滑块、曲柄轴、气缸体、阀座、阀片及一个与滑管制成一体的滑管活塞所组成。采用滑管、滑块来代替传统的连杆组件。由曲柄轴拨动活塞滑管中的滑块，曲柄轴旋转时，滑块围绕主轴中心旋转，同时在滑管内做往复运动，并带动活塞在垂直方向做往复运动，反复循环完成气体的压缩和输送。 曲柄滑管式压缩机的特点是：结构简单，零件少，形位偏差要求不严，工艺比较简单，而且气缸体和机架不是一体的，能够自由调节余隙容积。但是只有一个支持轴承，曲柄轴受力不良，动力性能较差，运转时活塞对气缸壁的侧向分压力较大，动平衡性较差。为此，主轴中心必须与气缸中心偏离适当的距离。活塞行程越大，侧面向分压力越大，容易出现单边磨损。因此，功率超过250W的压缩机不采用滑管结构。滑管式压缩机均采用单相二级电机，安装在压缩机构的下方，用3根弹簧将压缩机和电动机支撑在机壳内，为整体内部悬吊（支撑）式，减震效果较好，振动、噪声较小。
4. 旋转式压缩机 自1979年日本三菱电机公司首先开发出卧式旋转式压缩机，并于1980年成功将其用于家用电冰箱以来，旋转式压缩机已广泛用于家用电冰箱。旋转式压缩机有螺杆式、滚动转子式和滑片式等多种结构。目前在电冰箱中应用较多的是滚动式转子式和滑片式结构，国内电冰箱厂家如华凌、上菱等采用滚动转子式压缩机。
（1）旋转式压缩机结构。旋转式压缩机结构的主要特点是用偏心转动的转子起活塞作用，对制冷剂气体进行压缩。它主要由气缸体、转子、主轴、排气阀、吸气管、活动刮板或滑片、机座、机壳等组成。采用活动刮板分隔气室的，称为滚动转子式，其结构简图如图2.27所示。采用滑片分隔气室的称为滑片转子式，其结构简图如图2.28所示。活动刮板靠弹簧的压力紧贴在转子壁上，而滑片则是靠着转子快速转动时的离心力作用紧靠在转子壁上，以形成周期性的吸气与排气腔，因而滑片式压缩机的启动性能好。
图2.27 滚动转子式压缩机结构简图 1. 排气管 2. 气缸体 3. 滚动转子 4. 主轴 5. 冷冻油 6. 吸气管 7. 弹簧、活动刮片组件 8. 机壳 9. 排气阀 10. 高压制冷剂气体
图2.28 滑片转子压缩机结构简图 1. 气缸 2. 转子 3. 排气阀 4. 滑片 5. 主轴 6. 进气口
转子为圆柱形，中间套有偏心轴。滑片转子式的转子上，在径向上开有两个槽，以安放滑片，滑片与槽为精密偶件，因此，2只滑片不能互换使用，以免影响其正常工作。活动刮板或滑片两侧的气缸壁上开有吸气口与排气口。排气口外侧装有排气阀。气缸体整个浸在冷冻油中，防震、润滑良好。机壳一般分为左端盖、中间机壳、右端盖3部分，用二氧化氮保护焊接。图2.29、图2.30分别为其结构及零部件分解图。
图2.29 旋转式（滚动转子）压缩机结构
图2.30 旋转式（滚动转子）压缩机零部件分解图 1. 电机转子 2. 轴承座 3. 主轴 4. 滚动转子 5. 气缸体 6. 气缸盖 7. 活动刮板 8. 接线盒 9. 机壳右端盖 10. 接线端子 11. 电机定子 12. 气缸组件 13. 中间机壳 14. 冷却管 15. 机壳左端盖
旋转式压缩机较之往复式压缩机有着明显的优点：体积小，重量轻，结构简单，零部件少，耗电低，效率高。但由于它结构与工作过程与往复式压缩机不同，因此，检修时应注意：旋转式压缩机机壳温度高达99°C~110°C，较之往复式压缩机高20°C ~30°C，但排气管温度相差无几。检修抽真空时，最好是制冷系统高、低压侧同时进行。如单侧抽真空，宜在高压侧进行。
（2）旋转式压缩机工作原理。 滚动转子式压缩机工作时，主轴带动偏心轴转动，套在偏心轴上的转子随着一起转动。活动刮板在弹簧的作用下，把转子与气缸之间的月牙形空腔隔为高、低压腔，如图2.31所示。在图（a）中，A腔通过吸气管与吸气腔相通，A腔充满制冷剂气体。当转子转到图（b）位置时，A腔容积缩小，气体被压缩而压力升高。同时新出现的B腔与吸气管相通，制冷剂气体进入B腔。转子转到图（c）位置时，A腔进一步缩小，气体压力继续升高，而B腔容积进一步增大，继续吸气。当A腔气体压力超过排气腔压力时，排气阀开启，高压气体被输往制冷系统管道。转子转到图（d）位置，A腔容积继续缩小，排气过程接近完成。而B腔继续增大，仍在吸气。转子继续转动，压缩机重复上述循环过程。 滑片转子式压缩机工作过程与滚动转子式压缩机基本相同，只是主轴与转子同时转动，且用转子槽内能作径向自由滑动的滑片代替滑动刮板，把转子与气缸间的腔室周期性地分成高、低压腔，从而不断吸进制冷剂气体，经压缩成高压后，输往制冷系统管道。
5. 无CFC制冷剂压缩机 （1）R134a 制冷剂压缩机。R134a制作工艺复杂，成本是R12的3~4倍，制冷效率降低约10%，还需采用特定的冷冻油，压缩机成本因而增加，对制冷系统要求也较高。
图2.31 滚动转子式压缩机工作过程 1. 进气口 2. 弹簧 3. 活动刮板 4. 排气阀 5. 气缸 6. 滚动转子 7. 主轴 8. 偏心轴
R134a制冷剂压缩机与R12制冷剂压缩机在以下几个方面存在区别： a.压缩机结构的再设计 由于R134a比R12的化学腐蚀性和亲水性增强，R134a成分中不含氯，使压缩机零部件润滑性变差，引起不利的化学变化，因而其电机线圈及绝缘材料必须加强绝缘等级。由于其制冷效率低于R12，因此必须对压缩机采取一系列高效优化措施：采用高效压缩机电机，并加装背阀；有效控制压缩机阀片，以提高效率；直接进气，用软管将吸气腔与回气管连接起来，以减少热量损失。
b. 更换冷冻油 压缩机冷冻油必须与制冷剂相溶，并具有良好的润滑性、密封性、低温流动性及化学稳定性等。由于用于R12压缩机的矿物油与R134a不相溶，因此采用R134a做制冷剂时，必须更换冷冻油。对于往复式压缩机，一般采用与R134a相溶的酯类油或聚二醇（PAG）油。对于旋转式压缩机，日本三菱电机公司开发出低黏度的硬质烷基苯（HAB）油做冷冻油。 对于R12和R134a做制冷剂的制冷系统，R134a蒸发压力较低，冷凝压力较高，压比更大。低背压时，R134a的制冷量较小，要获得相同的制冷量，需选用排气量大一些（约10%）的压缩机。 由于新润滑油（特别是酯类油）具有极强的吸水性，水解性很强的酯类油与水反应生成酸，酸又腐蚀制冷管道及压缩机，甚至堵塞毛细管，酸与矿物油、水合成又使酯分解变质。故R134a压缩机对制冷系统中的含水量、含氯量、残油及杂质含量要求相当高，且真空泵（酯类油润）、连接软管、快速接头、密封圈等需要专用，与R12系统不能通用，检漏仪要由卤素检漏仪改为电子检漏仪。
（2）R600a制冷剂压缩机。R600a即异丁烷，分子式C4H10，分子量58，沸点-11 （2）R600a制冷剂压缩机。R600a即异丁烷，分子式C4H10，分子量58，沸点-11.5°C，其ODP=0，GWP≈0，环保性能较好；取材易，有炼油工业就可生产，价格低（但我国目前尚未形成规模化生产，需高价进口）；润滑油仍可采用R12系统的矿物油，对系统材料无特殊要求，与水不发生化学反应，不腐蚀金属；运行压力低，噪声小，能耗可降5%~10%，但需增大压缩机排气量70%以上，制冷性能好，蒸发潜热高，压缩机能效比可高达1.4以上，有明显节能效果；单台冰箱充注量少，一般两个打火机含量即可；生产控制不如R134a，抽真空系统与R12系统一样，对维修也不会带来太大的困难。
不足之处是其易燃易爆，使用在大容量的电冰箱上充注量较大时，如果发生泄漏，可能造成爆炸危险（爆炸体积浓度为1. 8%~8 不足之处是其易燃易爆，使用在大容量的电冰箱上充注量较大时，如果发生泄漏，可能造成爆炸危险（爆炸体积浓度为1.8%~8.4%）。因此一般采用蒸发器固定在冷冻室外的硬质聚氨酯泡沫塑料中形成的，且冰箱内电气元件采用防爆型，最好安装在冰箱外部。这时蒸发器固定在冷冻室内，且有化霜、定时、温控等电气元件的间冷式电冰箱安全性方面很难保证。故迄今为止，R600a 仅用于直冷式电冰箱上。 在有R600a存在的制冷管路上，不能用气焊和电焊，只能采用锁环连接方式，总之，生产及维修过程中对其安全性要求较严，安全系统引进的一次性投资较大，从而增加了冰箱成本和维修费用，其POCP值很大（属VOC类物质），因而影响了普及和推广。从异丁烷电冰箱上拆下的异丁烷压缩机，在未排干润滑油或未用锁环连接密封全部压缩机的封口以前，绝不允许车辆运输。
综上所述，异丁烷压缩机具有如下特点：①较高的能效比；②由于优越的运行状况，有很好的可靠性；③较低的噪声；④在电机不变的情况下，为了达到同等的制冷量，R600a压缩机的气缸容积要比R12压缩机增大70%以上；⑤所有R600a压缩机必须采用PTC启动，减少燃烧爆炸的危险性。
6. 全封闭压缩机电动机 全封闭式压缩机组都是将电动机与压缩机组成一个整体，密封在金属壳体中。电动机作为全封闭压缩机组中的原动力，是必不可少的部件。它将电能转换成机械能，带动压缩机活塞对制冷剂蒸气做压缩功，使制冷剂得以循环，实现制冷的目的。一般小型全封闭压缩机组都使用单相电源，其电动机都是单相异步电动机（以下简称为电动机）。下面对此类电动机作一简要介绍。
电动机由定子和转子两部分组成，在定子铁心上嵌有线圈，转子为铁心上铸入铝条后形成的鼠笼式感应线圈，并进行了动平衡校验。用于单气缸压缩机的转子，还装有配重块（有些机型的配重块直接制造在曲轴体上），转子被直接接入曲轴上（同轴）。定子铁心采用4个螺栓固定在机架上，或采用压入机体固定（空调器所用大功率压缩机的电动机采用此法）。按照启动方式不同，电动机可分为以下4种：
（1）阻抗分相启动电动机。这种电动机定子上有启动绕组和运行绕组，启动绕组线径细、匝数少，电阻大而电感小，运行绕组线径粗、匝数多，电阻小而电感大。通入交流电，使两绕组形成了两个不同感抗和不同相位角的启动电流，起到阻抗分相作用，由此产生旋转磁场，它作用在转子上，使其产生启动转矩。当启动转速达到额定转速的70%~80%，在启动继电器控制下，断开启动绕组，而只让运行绕组工作。其电路如图2.32所示。这种电动机结构简单，成本低，启动转矩小，启动电流大，效率也不高。
图2.32 阻抗分相启动电动机电路
（2）电容启动电动机。这种电动机在启动绕组上需串联一只启动电容器（40~100μF），启动绕组线径较粗一些，而匝数也少一些。目的是使启动绕组感抗小，而电容器的容抗较大，形成电容电感电路，容抗大于感抗，显示容抗的特性，启动绕组中电流超前电压，而运行绕组还是感抗性，显示出电压超前电流，使相位差加大，启动力矩也增大，启动电流较小，效率较高。其电路如图2.33所示。
图2.33 电容启动电动机电路
（3）电容运转电动机。这种电动机定子绕组是两个不同布置角的绕组，都是运行绕组，其中一个绕组在工作中需串联一个小容量电容器（2~8μF），产生分相感应电流，使电动机旋转。这种电动机功率因数高，运行电流低，效率高。其电路如图2.34所示。
（4）电容启动、电容运转电动机。这是一种节能电动机，启动电路中有一只较大的电容（40~100μF）用于启动，此外还有一只小电容（2~3μF）与启动绕组串联作为运转电容。这种电动机的运行性能良好，功效和过载能力都有提高，降低了耗电量，但成本较高。其电路如图2.35所示。
所以，单相交流异步电动机的启动，一定要有两套绕组——主绕组（又称运行绕组）和副绕组（又称启动绕组）。前者在运转中一直通电，而后者只在启动时通电，运转后断开或相当于断开，用启动继电器来实现这一过程。
图2.34 电容运转电动机电路
图2.35 电容启动、电容运转电动机电路
2.4.2 蒸发器 蒸发器是一种将是冰箱内的热量传递给制冷剂的热交换器，它的主要作用是把毛细管送来的低温低压制冷剂液，经吸收箱内食品的热量后蒸发为制冷剂饱和蒸气，达到制冷的目的。常用的蒸发器有复合铝板吹胀式、管板式、单脊翅片式和翅片盘管式。
结构形式 （1）复合铝板吹胀式蒸发器。该蒸发器是将管路用卫焊剂调成的涂料，按所需管线印刷在铝板上，与另一块铝板合在一起进行强力高压轧焊成一体，然后用气压将印刷管路吹胀，成为蒸发器板坯，再焊上接管后弯曲成型。 这种蒸发器表面平整不易积垢，管路流程可多路并联而不要接头，而且管路密集，压力损失小。管道与壁板之间的温差小，传热效率高。其外形如图2.36所示。 铝复合板蒸发器多用于单门电冰箱和双门电冰箱冷藏室蒸发器，也有用做双门直冷式电冰箱冷冻室蒸发器的。 铝复合板蒸发器可变化多种形状，例如海尔公司BC-50E, BC-110A, BC-110B, BC-160, BC-163使用的U型，BC-169, BC-168, BC-171, BC-276W（冷藏）使用的平板型，BC-116, BC-145使用的“□”形蒸发器均属此种类型。
图2.36 复合铝板吹胀式蒸发器外形
（2）管板式蒸发器。管板式蒸发器外形如图2.37所示。它是将铝管或异形铜管制成的盘管黏附或贴附于壳壁外侧，铸于聚胺酯隔热层内或直接制成搁架式放在冷冻室外内。直冷式双门电冰箱的冷冻室多采用这种蒸发器。
图2.37 管板式蒸发器外形
管板式蒸发器的优点是：冷冻室内壁光洁、平整，不易泄漏，不易损伤，即使壳壁破裂，只要盘管未受到损伤，制冷剂也不致泄漏，盘管不与外界空气、水分接触，故不易腐蚀。其缺点是：管路只能做成单程盘管，为避免压力损失，盘管长度受到一定的限制，管道的间距较大，从而使管道与壁板之间的温差相对吹胀式而言要大一些，传递效率降低。 （3）翅片盘管式蒸发器。该类型蒸发器主要用于间冷式电冰箱，外形如图2.38所示。翅片一般是以0.1~0.2mm的铝片制成，片距6~8mm，盘管采用Φ8~Φ12mm的铜管或铝管。盘管之间还设有电热管，用以快速自动除霜。 这种蒸发器依靠专用的小风扇，以强制对流的冷却方式吹送空气经过其表面。专用的小风扇电机输入功率一般有3W, 6W和9W 3种。
（4）层架盘管式蒸发器。在目前较流行的冷冻室下置内抽屉式直冷式冰箱，蒸发器普遍采用层架盘管式蒸发器，外形如图2 （4）层架盘管式蒸发器。在目前较流行的冷冻室下置内抽屉式直冷式冰箱，蒸发器普遍采用层架盘管式蒸发器，外形如图2.39所示。盘管既是蒸发器，又是抽屉搁架，这种蒸发器制造工艺简单，便于检修，成本较低（可用铝管或邦迪管），而且有利于箱内温度均匀，冷却速度快。
图2.38 翅片盘管式蒸发器外形
图2.39 层架盘管式蒸发器外形
2. 蒸发器的结构特点 电冰箱由于采用毛细管节流，制冷工况受环境温度影响，制冷剂流量也会发生变化。所以，在蒸发器后部一般设有“气液分离筒”或铝板吹胀型的气液分离部分，如图2.40所示。 蒸发器制造中还要考虑到润滑油的回流，尽量做到上进下出。双出直冷式是冰箱的冷冻室和冷藏室各有一个蒸发器，制冷剂经毛细管节流后先进入冷冻室蒸发器，然后再进入冷藏室蒸发器。但也可以先进入冷藏室蒸发器，然后再进入冷冻室蒸发器。具体情况要看冷藏室和冷冻室的上下位置，哪个在上，就先进入哪一个。
图2.40 铝吹胀式蒸发器
3. 影响蒸发器传热效率的因素 （1）霜层及污垢等对传热的影响。蒸发器是通过金属表面对空气进行热交换的。金属的导热率很高，例如：铝的导热系数为203W/（m·K），铜为380W/（m·K），但冰和霜的导热系数分别为2.3W/（m·K）和0.58W/（m·K）,要比铜和铝低数百倍。所以蒸发器表面结有较厚的冰或霜时，传热效率就要大为降低。尤其是强近对流的翅片盘管蒸发器，霜层的积蓄将导致翅片间隙缩小甚至堵塞风道，使冷风不能循环，会导致冰箱工作失常。 另外，蒸发器的传热表面如黏附有污物，也会造成很大的热阻力，影响制冷剂液体润滑表面能力，使传热效率下降。另外，如制冷剂中带有润滑油，也会影响传热。
（2）空气对流速度对传热的影响。通过蒸发器表面的空气流速越高，传热效率越高。直冷式电冰箱是靠空气自然对流冷却，如果食品之间和食品与箱内壁之间没有适当的间隙，而挤得很满、很紧，空气就不能正常对流，因而降低了蒸发器传热效率。强迫对流冷却的蒸发器，风速过低或风道不畅都会使传热效率越低。 （3）传热温差对传热效率的影响。蒸发器与周围空气的温差越大，蒸发器的传热效率越高；当温差相同时，箱内温度越高，传热效率越低。
（4）制冷剂特性对蒸发器传热影响。制冷剂沸腾（汽化）时的散热强度、制冷剂的导热系数大小及流速都会直接影响蒸发器的传热性能。制冷剂沸腾时散热强度随受热表面温度与饱和温度之差的增大而增高。K值增大则传热面积可相应减小。制冷剂流速大则传热系数也大。R134a传热效率比R12差，也稍差于R600a，而R12的传热效率最好。
2.4.3 冷凝器 冷凝器是一种将制冷剂的热量传递给外界的热交换器，安装在电冰箱箱体的背部。它的主要作用是把压缩机压缩后排出的高温高压过热制冷剂蒸气冷却，变为中温高压的液态制冷剂，而达到向周围环境散热的目的。常见的冷凝器有百叶窗式、钢丝盘式、内藏式和翅片盘管式。
1.冷凝器冷却方式 冷凝器的冷却方式分为水冷却和空气冷却两种。冰箱一般使用空气冷却，而空气冷却又分为自然对流冷却和风扇强制对流冷却两种方式。 （1）自然对流冷却。空气自然对流冷却方式具有构造简单、无风机噪声、不易发生故障等优点，但是传热效率较低。300L以下的电冰箱和小型冷冻箱多采用此种冷却方式。
（2）强制对流冷却。空气风机强制对流冷却方式的传热效率较高，结构紧凑，不需要水源，使用比较方便。但风机有一定的噪声。当电冰箱容积在300L以上时，有时采用此种冷却方式。厨房冷藏箱等较大调设备的冷凝器，也多采用此种方式。 （3）大型制冷设备多采用水冷却方式。
2. 冷凝器的结构形式 （1）百叶窗式冷凝器。百叶窗式冷凝器结构如图2 2. 冷凝器的结构形式 （1）百叶窗式冷凝器。百叶窗式冷凝器结构如图2.41所示。它是将冷凝管压抱在冲有百叶窗孔的薄钢板上，依靠空气自然对流将热量散发出去。百叶窗状的薄钢板增加了散热面积，改善了通风散热条件。 百叶窗式冷凝器通常采用外径为Φ4~Φ6mm、壁厚为0.5~1mm的钢管，散热板采用0.5mm厚普通碳素钢板。 （2）钢丝盘管式冷凝器。钢丝盘管式冷凝器变称为钢丝管式冷凝器。冷凝器采用的是邦迪管（即内外镀铜的焊接钢管）和盘管，然后将盘管置于专门用来装卡和焊接的设备上面，在盘管垂直方向的两侧均匀地焊接上许多Φ1.6mm的普通碳素钢丝，钢丝间距为4~6mm，其结构如图2.42所示。丝管式冷凝器冷凝管走向大多是水平方向。它重量较轻，成本较低，强度和钢性较好，传热效率稍高于百叶窗式冷凝器。
图2.41 百叶窗式冷凝器
图2.42 钢丝盘管式冷凝器
（3）内藏式冷凝器。内藏式冷凝器是将铜管或邦迪管制成的盘管挤压或贴敷于冰箱外壳的内侧表面，利用电冰箱壳的外壁向外散热，如图2 （3）内藏式冷凝器。内藏式冷凝器是将铜管或邦迪管制成的盘管挤压或贴敷于冰箱外壳的内侧表面，利用电冰箱壳的外壁向外散热，如图2.43所示。这种形式的冷凝器具有占用空间小、便于清洁、不易碰损、使电冰箱背部平滑整洁等优点。但这种冷凝器的散热性能不如百叶窗式和丝管式冷凝器，有的采用附加冷凝器来改善散热条件。另外，由于冷凝器被固定在电冰箱外壳表面，因此绝热层也要相应增厚。对于这种构造，一旦冷凝器内部管道产生泄漏则无法检修或更换，必须有严格的工艺来保证。著名品牌海尔电冰箱主要采用以上3种冷凝器。
（4）翅片盘管式冷凝器。翅片盘管式冷凝器结构如图2. 44所示。该冷凝器的盘管多为铜管制成。它是在U型管上，按一定片距，穿套上厚度为0 （4）翅片盘管式冷凝器。翅片盘管式冷凝器结构如图2.44所示。该冷凝器的盘管多为铜管制成。它是在U型管上，按一定片距，穿套上厚度为0.15~0.2mm的铝片，再经机械胀管，焊接上小U型回弯管后而成。由于外表面积大，体积小，所以必须采用强制对流冷却方式才能提高效率。
图2.43 内藏式冷凝器 （a）内藏式冷凝器 （b）局部结构 1. 管压板 2. 冷凝管 3. 散热板 4. ABS内胆
图2.44 翅片盘管式冷凝器 1. 冷凝管 2. 散热翅片 5. 聚氨酯发泡层 6. 后箱背钢板 7. 铝胶带
3. 影响冷凝器传热效率的因素 冷凝器作为电冰箱的散热部件，总是希望尽量提高其传热效率。在电冰箱的散热形式确定之后，在使用过程中还有一些因素影响其传热效率。
（1）空气流速和环境温度对传热效率的影响。空气流速是影响冷凝器传热效率的重要因素，流速越慢则传热效率越低。但流速也不能过高，流速太高，将增大流阻和噪声，而传热效率无明显提高。因此，电冰箱四周应空气流畅，尤其上部不能遮盖，以利空气对流。 环境温度越低则传热效率越高。所以电冰箱应尽量放置在通风、凉爽的地方，周围应避开热源，更应避免太阳光的直晒，提高电冰箱冷凝器的传热效率。 （2）污垢对传热效率的影响。自然对流冷却方式或是强制对流冷却方式的冷凝器，使用一段时间后，其表面定会积落灰尘油垢。由于灰尘、油垢传热不良，定会影响其传热效率，因此需定期清洁冷凝器。此问题易被使用者所忽略
（3）空气对传热效率的影响。此处所指的空气是制冷系统中的残留空气。当电冰箱制冷系统中的残留空气过多时，由于不易液化，在电冰箱运行中将集中于冷凝器中，空气的导热率很低，也将使冷凝器的传热效率大为降低。因此，在充注制冷剂的过程中，必须要将制冷系统中的空气抽排干净。若要补充制冷剂，还应同时更换干燥过滤器，以保证效果。
2.4.4 干燥过滤器、毛细管 1. 干燥过滤器 （1）干燥过滤器的作用。干燥过滤器是由干燥器和过滤器两部分组成。在电冰箱的制冷系统中，它安装在冷凝器的出口与毛细管的进口之间的液体管道中。它的作用主要有两个：一是清除制冷系统中的残留水分，防止产生冰堵，并减少水分对制冷系统的腐蚀作用；二是滤除制冷系统中的杂质，如金属屑，各种氧化物和灰尘，以免毛细管脏堵。 （2）干燥过滤器的构造。家用电冰箱使用的干燥过滤器为一体式的，其结构如图2.45所示。它是在铜管制成的壳体两端设有过滤网，中间装入干燥剂。干燥剂不能更换。有多种物质可以作干燥剂，如无水CaCl2、硅胶和分子筛等，而电冰箱都是以分子筛为干燥剂。维修制冷系统时要整支更换。
图2.45 干燥过滤器
2. 毛细管 （1）毛细管的作用。毛细管是电冰箱上的节流降压装置，位于冰箱的后下部。它的作用主要有两个：一是在压缩机运行中，保持蒸发器与冷凝器之间有一定的压力差，从而使制冷剂在蒸发器中规定的低压力状况下蒸发吸热，使冷凝器中的气态制冷剂在一定的高压下冷凝放热；另一个功能是控制制冷剂的流量，使蒸发器保持合理的温度，以实现电冰箱安全、经济运行。
（2）毛细管的结构及原理。毛细管是一根孔径很小，长度较长且多盘圈状的紫铜管。在检修电冰箱时不要随意弄短毛细管，更换毛细管时也不要随意改变毛细管的尺寸。液态制冷剂通过它时会受到较大的阻力而产生压力降（犹如电流流过导体，因电阻而产生电压降一样），因而控制了制冷剂的流量和保持冷凝器与蒸发器的合理压力差。
（3）毛细管的特点。毛细管节流具有结构简单、无运动零件、不易发生故障、停机后高低压力逐渐平衡、易于启动等特点。可选用启动较小的驱动电机作制冷机的动力。但毛细管的自动调节范围小，而且不能人工调节，只适用于热负荷比较稳定的家用电冰箱等制冷系统中。
2.4.5 电磁阀、除霜管 1. 电磁阀 （1）电磁阀的组成。电磁阀是单机双温双制冷循环系统中分配冷量的关键部件，它是一个二位三通阀。它的组成如图2.46所示。 （2）电磁阀的工作原理。它利用电磁原理的电源的通断控制制冷剂在管路中的流通：当电磁阀断电时，活塞在弹簧的弹力作用下处于上部位置，2管口被活塞堵住，3管口打开，如压缩机开机，制冷剂将从1管流入阀心，从3管流出，冷藏室制冷。 当电磁阀通电时，线圈产生磁力，在磁力的作用下，活塞从上部位置移动到下部位置，这时2管口打开，3管口被堵住，制冷剂从1管流入2 管流出，冷冻室制冷。
2. 除霜管 由于电冰箱内、外有很大的温度差，在箱体内外壳结合部形成“冷桥”，再加上电冰箱门封的隔热性能较差，使电冰箱门体周围的温度降低。若其温度降到空气湿度相对的露点温度时，即出现凝露现象。这不但给用户造成麻烦，而且还对箱体产生锈蚀作用。为防止凝露、降低能耗，采用了热管防露系统。它是将压缩机排出的高压过热蒸气，经过电冰箱门体周边的除霜管后，再进入冷凝器。这样可以利用部分热量使电冰箱门体周边的表面温度稍高于或接近环境温度，从而达到了防凝露的目的。这种结构不但可以防止凝露，而且兼有冷凝散热的作用。除霜系统示意图如图2.47所示。
图2.46 电磁阀结构 1. 接干燥过滤器 2. 接冷冻毛细管 3. 接冷藏毛细管
图2.47 除霜系统示意图
2. 5 制冷系统的工作原理 2. 5. 1 制冷系统中的制冷剂状态 1 2.5 制冷系统的工作原理 2.5.1 制冷系统中的制冷剂状态 1. 制冷剂的状态 在电冰箱的制冷系统中，制冷剂（以R12为例）是主要的工作物质，在整个制冷过程中，都伴随着制冷剂状态的变化。制冷剂不断反复地从气态变为液态，再从液态变为气态。只要压缩机在运转，这种状态的变化始终不断地重复进行，如图2.48所示。
图2.48 R12状态图
图中各线段的含义如下： 线段A→B表示制冷剂的气态压缩，同时伴随有温度的升高。 线段B→B1表示压力和热量相继减少，即气态制冷剂散失其上一段所得到的热量，并趋向于液态。在B1处，制冷剂的蒸气和液体开始共存。 线段B1→C表示制冷剂蒸气继续由气态变为液态，并进一步散失热量。 线段C→D表示制冷剂液体流经一个小截面的限流器，同时压力、温度和热量继续减小。 线段D→E表示制冷剂液体的膨胀，同时温度进一步降低。线段E→F表示液体从外界吸热，并趋于再次变为气态。在点E处，液体和蒸气共存。 线段F→A表示制冷剂液体回到蒸气状态。此时，压力、温度和热量逐渐增加。
2. 制冷剂的作用 制冷剂从制冷系统的某一固定部位（蒸发器）吸收热量，而在另一部位（冷凝器）将热量加以散发。因而制冷剂在制冷系统中起到将（蒸发器中）热量“吸收”、“运送”和“传递”给外界环境（与冷凝器相接触的空气）的作用，从而产生制冷效果。
2. 5. 2 制冷系统内制冷剂状态的变化 1. 制冷剂的压缩 制冷剂的压缩是压缩机内完成的，它是制冷剂在制冷循环中的第一个过程，如图2 2.5.2 制冷系统内制冷剂状态的变化 1. 制冷剂的压缩 制冷剂的压缩是压缩机内完成的，它是制冷剂在制冷循环中的第一个过程，如图2.49所示。
图2.49 制冷剂的压缩
（1）制冷剂循环流动的压力。压缩机将电能转变为机械能，同时将制冷剂吸入、压缩和排出。保证了制冷剂在各个制冷循环过程的实现。 （2）制冷剂的状态。在整个压缩过程中，制冷剂始终处于蒸气状态（在状态图中该过程用线段A→B表示。 （3）制冷剂的温度。制冷剂的初始温度同制冷系统周围的环境温度相差无几。从这一初始温度起，借助于压缩机活塞往复运动所产生的压力以及气阀的作用力，制冷剂气体的温度就升高到排气温度。即：初始温度从25°C升高到排气温度+90°C。
（4）制冷剂的压力。气体的压力从压缩机外壳内的压力升高到气阀和排气管所在处的排压力。在压缩机运转时，气体压强从进气管处的0 （4）制冷剂的压力。气体的压力从压缩机外壳内的压力升高到气阀和排气管所在处的排压力。在压缩机运转时，气体压强从进气管处的0.03MPa提高排气管处的0.2MPa左右。如果压缩机停机或由温控器切断电源时，吸气管和排气管的压力趋于平衡状态，其压强在0.3MPa左右。
2. 制冷剂的冷凝 制冷剂的冷凝是在冷凝器中完成的。 （1）制冷剂的状态。在整个冷凝过程中，制冷剂的状态是从气态→气液共存→液态（在状态图中该过程用线段B→B1和B1→C表示） （2）制冷剂的温度。如果压缩机动转的环境温度为25°C时，冷凝器中制冷剂开始部分温度接近90°C左右，而最后部分的温度约为55°C。同时，冷凝器进出口处的温度差要受其他因素影响。 （3）制冷剂的压力。由于冷凝器的管子截面对流过的制冷剂的流量来说足够大，所受到的阻力小，因此该过程压力与压缩机排出管处的压力基本相同。
3. 制冷剂的节流 制冷剂的节流是在过滤器、毛细管和穿有毛细管的回气管中完成的。 （1）制冷剂的状态。在整个节流过程中，制冷剂的状态始终处于液体状态（在状态图中该过程用线段C→D表示）。 （2）制冷剂的温度。毛细管的全部长度几乎都穿在回气管（或并焊在回气管上），回气管中R12的温度比毛细管中的制冷剂R12温度低，两者又对向流动，因此，毛细管制冷剂在向蒸发器流动的同时，继续散发热量，并将热量散发给了回气管中的R12。这一特殊措施的目的是为了利用循环回气管中的R12的低温，让毛细管中的R12液化得更好，让回气管中R12气化得更安全，以提高其制冷能力。图2.49所指的温度是-25°C和+25°C，实际上是相距较远的两点温度。因为回气管本身长度约1m左右，其上端因R12蒸气刚从蒸发器流出，其蒸气温度很低。在其下端，由于R12蒸气流过回气管路时，一部分热量由毛细管传来，并从外部环境中得到一部分热量。
（3）制冷剂的压力。毛细管内径小，且较长，因而使流经毛细管的制冷剂R12，在毛细管中形成相应的压力降。以保持蒸发器与冷凝器之间有一定的压力差。
4. 制冷剂的蒸发 制冷剂的蒸发是在蒸发器中完成的。 （1）制冷剂的状态。在整个蒸发过程中，制冷剂的状态是从液态→液气共存→气态（在状态图中该过程用线段D→E和E→F表示）。 （2）制冷剂的温度。制冷剂在D→E的蒸发过程中，温度进一步降低，而在E→F的蒸发过程中，则必须保持温度不变。 （3）制冷剂的压力。制冷剂在D→E的蒸发过程中，压力进一步降低，而在E→F的蒸发过程中，压力基本不变。
5. 制冷剂的吸入 图2.50所示为F到A所代表的状态变化。在整个状态变化过程中，R12始终保持处于蒸气状态，并且逐渐从蒸发温度（例如-25°C）变到周围环境温度（假设此时为+25°C）。这一阶段的蒸气温度提高有两个原因： ① 由毛细管流动的高温制冷剂传来一部分热量。 ② 另一部分热量来自温度较高的环境，并经回气管表面传入。回气管内制冷剂的压力，由压缩机的吸气作用确定。在A点，制冷剂恢复初始状态，循环周而复始。
图2.50 制冷剂的吸入
2.6 电冰箱电气控制原理 电冰箱的电气控制系统包括：温度自动控制、除霜控制、流量自动控制、过载、过热以及异常保护等。电冰箱通过控制系统来保证其在各种使用条件下安全可靠地正常运行。
2.6.1 控制系统零部件 1. 温控器 电冰箱所使用的温控器主要为温感压力式机械温控器和热敏电阻式电子温控器。 （1）温感压力式机械温控器。这种温控器主要由感温囊和触点式微型开关组成，如图2.51所示。
图2.51 温感压力式温控器 1.静触点 2. 温度调节螺钉 3. 快跳动触点 4. 温差调节螺钉 5. 调温凸轮 6. 温度控制板 7. 主弹簧 8. 推动力点 9. 传动膜片 10. 感温囊 11. 感温管 12. 蒸发器
感温囊是一个封闭腔体，它由感温管、感温剂和感温腔3部分组成。感温腔可分为波纹管式和膜合成式。感温腔中充入感温剂，当感温管的温度发生变化时，即引起感温剂的压力发生变化，从而引起控制开关的动作。感温剂在低温下充注在感温腔内，呈饱和状态，压力较高，若不慎将管路弄破，感温剂就会泄漏，并引起温控器报废，因此在操作中需要小心。
温控原理 当蒸发器表面温度上升并超过预定值时，感温管内感温剂压力增大，传动膜片⑨的压力升高到大于主弹簧⑦的拉力，推动力点⑧向前移，通过弹性片连接传动使快跳动触点③与固定静触点①接通，电路闭合压缩机运转，系统制冷。 当蒸发器表面温度逐步下降到预定值时，感温管内感温剂的压力下降，弹簧⑦的拉力大于感温腔前端传动膜片的推力，从而使触点连接杆后移，使快跳动触点③与固定静触点①迅速断开，电路断开，压缩停止运转。
b. 冰箱温度调节原理 调节温控旋钮，实际上就是调节凸轮，通过拉板⑤前移或后移来改变弹簧⑦的拉力大小。若此拉力大，就需要蒸发器温度高，感温剂压力大，才能产生较大的推动力而使点⑧前移，推动触点③与固定触点①闭合，压缩机才启动。这是调高冰箱温度的方法。反之，如调节凸轮⑤，使拉板⑥前移，使弹簧⑦的拉力变小，冰箱的温度就会调低。
c. 温度范围高低调节原理 图示中螺钉②是温度范围高低调节螺钉。通过顺时针（右旋）调节它，相当于加大主弹簧⑦的拉力，使温控点升高。当冰箱出现不停机故障，可将此螺钉右旋半圈或1圈。 反之，若逆时针（左旋）调节②，相当于，减小弹簧的拉力，使温控点降低。当冰箱出现不肯启动故障时，可将此螺钉左旋半圈或1圈。
d. 温差调节 图中螺钉④是开停温度调节螺钉，调节它，就相当于调节触点①和触点③之间的距离，逆时针（左旋）调节它，关机温度不变，开机温度升高，温差拉大，可以排除开停太频繁的现象。 若顺时针（右旋）调节它，关机温度不变，开机温度降低，温差减小，可以排除开停周期长的现象。
e. 电冰箱温控调节经验 电冰箱在使用过程中，其工作时间和耗电量受环境温度影响很大，因此需要我们在不同的季节选择不同的挡位使用：夏天环境温度高时，应打在较弱挡使用；冬季环境温度低时，应打在较强挡使用。 这样调节的原因是：在夏季，环境温度达到30°C，冷冻室内温度若打在强挡，温度达 -18°C以下，内外温度差△=30°C-（-18°C）=48°C，此时箱内温度每下降1°C都是困难的。就好像水从95°C加热到100°C，每上升1°C都是困难的。再则，内外温差大，通过箱体保温层和门封冷量散失也会加快，这样就会出现开机时间很长而停机时间却很短的现象。这会导致压缩机在高温下长时间地运行，加剧了活塞与气缸的磨损，电动机线圈漆包线的绝缘性能也会因高温而降低。耗电量也会急剧上升，既不经济又不合理。若此时改在弱挡，就会发现开机时间明显变短，停机时间加长，这样既节约了电能，又减少了压缩机磨损，延长了使用寿命。所以夏天高温时应将温控器调至弱挡。
当冬季环境温度较低时，若仍将温控器调在弱挡，因此时内外温差小，散热慢，就会出现压缩机不容易启动，单制冷系统的冰箱还可能出现冷冻室化冻的现象，此时就应该将温控打强挡，并需打开低温补偿开关或切换开关。 再则冬天环境温度已很低时，可将冷藏箱内东西移出电冰箱贮存，而让冷藏温度降到0°C以下，还可以用来短期存放不需要长期冻结的食品，避免解冻的麻烦，如BCD-161, BCD-161C, BCD-181, BCD-181A, BCD-181C切换后就可以实现这一功能。所以，在冬天气温低时，应将温控器挡位调高。 LW系列温控器的结构如图2.52所示。
图2.52 LW系列内部结构图 1.调节盖部件 2. 开关部件 3. 感温器 4. 杠杆 5. 温差调节螺钉 6. 温度范围调节螺钉 7. 温控挡位调节旋钮 8. 感温管
K59系列温控器的结构如图2.53所示，该系列温控器用于双门双温电冰箱及各种直冷式冷冻冷藏箱。 K59温控器为定温复位型温控器，开机温度不随挡位的变化而变化，关机温度随着挡位的变化而变化。 由图2.53可见，K59温控器有3个可调节用螺丝，现分别介绍它们的调节规律： 可调螺丝钉1—稳定开位调节螺丝钉，调节此螺丝钉对开机温度和关机温度都有影响。顺时针调节，开机温度和关机温度都上升；逆时针调节开机温度和关机温度都下降。 可调螺丝钉2—范围调节螺丝钉，调节此螺丝钉对开机温度没有影响，只影响关机温度。顺时针调节，关机温度下降；逆时针调节关机温度上升。
图2.53 K59温控器
可调螺丝钉3—温差调节螺丝钉，调节此螺丝钉对开机温度有影响，对关机温度没有影响。顺时针调节，开机温度下降；逆时针调节，开机温度上升。 对因温控器引起的冰箱故障，如制冷不停机、开机时间长、停机时间短、开机时间短、停机时间长等均可通过调节有关螺丝钉得到解决。如制冷不停机故障，可顺时针调节螺丝钉1或逆时针调节螺丝钉2。 K54系列温控器结构如图2.54所示，该温控器适用于冰箱冷冻室、冰柜，具有高温报警功能。温差为4°C ~10°C，调节范围最大为15°C。
图2.54 K54温控器
K54温控器有3个可调节螺丝钉：可调节螺丝钉1为范围调节螺丝钉，可调节螺丝钉2为温差调节螺丝钉，可调节螺丝钉3为信号调节螺丝钉。调节螺丝钉1对开机温度和关机温度都有影响。顺时针调节，开机温度和关机温度都上升；逆时针调节，开机温度和关机温度都下降。 调节螺丝钉2只影响开机温度，对关机温度没有影响。顺时针调节开机温度下降，温差减小；逆时针调节开机温度上升，温差增大。 调节螺丝钉3只对报警温度有影响。顺时针调节报警温度下降；逆时针调节报警温度上升。 通过调节螺丝钉2，可以解决开停机频繁问题；调节螺丝钉3可以解决报警灯长亮和不亮等问题。 K60和K61系列温控器原理类似于K59，这里省略。
（2）风门温度控制器。风门温度控制器主要用于双门间冷式电冰箱，它对冷藏室的温度是行控制，与冷冻室的温控器相配合，使得冷冻室和冷藏室的温度可以分别进行控制。这两个温控器在电冰箱内的位置和循环风路如图2.55所示。 风门温控器可分为盖板式和风道式两种。这两种风门温控器都有一根细长的感温管，装在出风口附近的风道内，以感受循环冷风温度的变化。转动温度调节钮可对进入冷藏室的冷风量进行调节，从而控制冷藏室内温度的高低。这种风门温控器的工作原理与压力式温控器一样，也是利用感温剂压力随温度而变化的特性，通过转换部件，带动并改变风门开闭的角度，控制冷藏的冷风量以控制冷藏室温度。它不接入电路，由冷冻室温控制压缩机的开与停。
图2.55 间冷式双门电冰箱温控器
盖板式风门温控器结构如图2.56所示。当盖板处于垂直位置时，风门为全闭位置，此时温度调节钮在“热”的位置；当盖板偏离垂直位置时，风门打开，最大仰角α为20°。
图2.56 盖板式风门温控器
风道式风门温控器的外形及工作原理分别如图2.57和图2.58所示。 图2.57 风道式温控器
图2.58 风道式温控器工作原理图
2. 化霜定时器 化霜定时器可以分为机械化霜定时器和电子化霜定时器两类。 （1）机械化霜定时器。大多厂家采用的机械化霜定时器有RANCO公司的T24-L6014型、上海航空电器厂生产的ZS-2519型和广东佛山生产的WK21L-187型化霜定时器。 其中T24-L6014化霜定时器主要用于BD-176W电冰箱，其工作过程分为制冷阶段、化霜阶段和风扇延时过程。
制冷阶段 在这个阶段，压缩机运行，风扇转动，完成整个风冷过程。 化霜定时器接线如图2 制冷阶段 在这个阶段，压缩机运行，风扇转动，完成整个风冷过程。 化霜定时器接线如图2.59所示。化霜定时器接头1使定时器时电机与电源相接，接头2与化霜电加热系统相接，接头3与冷冻温控器相接，接头4与压缩机电机相接，接头5与风扇电机相接。 在制冷阶段，簧片3, 4, 5相互吸合，其电路如图2.60所示，此时风扇电机、压缩机电机和计时电机并联后与冷冻温控器串联。当温控器吸合后，风扇、压缩机运行，进行制冷。同时计时电机运转，开始记时。当冰箱达到停机温度后，温控器断开，风扇、压缩机停止运行，同时计时电机也停止计时。由此可知，计时电机累积的是制冷系统运行时间。当累积运行时间到24 h以后，就进入化霜阶段。
图2.59 化霜定时器接线图
图2.60 制冷阶段电路图
b. 化霜阶段 化霜电热系统启动工作后，完成化霜过程。 进入化霜阶段，簧片3与4, 5断开，与2吸合（图2 b. 化霜阶段 化霜电热系统启动工作后，完成化霜过程。 进入化霜阶段，簧片3与4, 5断开，与2吸合（图2.61）。此时化霜电热系统与计时电机并联后和冷冻温控器串联（图2.62）。这样压缩机、风扇停止运行，而化霜电热系统开始工作。随着蒸发器逐渐被加热至大约6°C时，化霜温控器（图中未画出）运作，控制簧片2, 3断开，如图2.63所示，此时化霜电热系统停止以蒸发器加热，但计时电机仍在运转。当计时电机运转到化霜设定时间（约30min）以后，化霜定时器簧片发生一系列动作，结束化霜阶段，进入风扇延时阶段。
图2.61 化霜阶段电路图
图2.62 化霜系统与计时器、冷冻器连接图
c. 风扇延时阶段 由于化霜结束后蒸发器温度较高，若此时压缩机、风扇同时工作，势必将蒸发器附近的热空气送入冷冻室，影响食品的贮存。为此设置了风扇延时，只启动压缩机。当蒸发器温度降到一定程度以后，再启动风扇，使送入冷冻室的是冷空气。 进入风扇延时阶段，簧片4与簧片5断开，簧片3与簧片4吸合，如图2.64所示，此时压缩机和计时电机与压缩机并联后与冷冻温控器串联，如图2.65所示。在此温度下，冷冻温控器必然闭合，所以压缩机运转，蒸发器降温。当温度降至约0.5°C时，化霜温控器簧片2恢复到图2.65原位置，为下一个化霜过程做好准备。
图2.63 化霜器工作，控制簧片断开
图2.64 风扇延时阶段
图2.65 压缩机和计时电机并联后与冷冻温控器串联 图2.65 压缩机和计时电机并联后与冷冻温控器串联
当计时电动机运行时间达到延时设定时间（约15min）以后，簧片5与簧片3, 4吸合，重新进入制冷阶段。 ZS-2519型化霜定时器和WK21L-187型化霜温控器，从原理上讲与BD-176W使用的化霜定时器的工作原理大致相同。工作过程也包括制冷阶段、化霜阶段和风扇延时阶段。不同点在于前者是由独立串联于电路中的化霜温控器来控制电热系统的通断电，而后者是由其内部的温控器，通过机械传动来控制化霜定时器内相应触点的吸合和断开。其接线如图2.66所示，定时器接头1与冷藏温控器和冷冻温控器相接，接头2与化霜温控器和电热系统相接，接头3与压缩机相接，接头4与风扇电机相接，接头5使定时器计时电机与电源相接。
制冷阶段 在制冷阶段，簧片1, 3, 4吸合，此时压缩机和风扇电机是由冷藏温控器和冷冻温控器控制其运转。由图2 制冷阶段 在制冷阶段，簧片1, 3, 4吸合，此时压缩机和风扇电机是由冷藏温控器和冷冻温控器控制其运转。由图2.67可知，当冷藏冷冻温控器中有一个闭合，计时电机就进行累积计时，所以计时电机累积的是整个制冷系统运行时间，包括冷藏制冷和冷冻制冷。当累积运行时间达到24h以后，就进入化霜阶段。
图2.66 化霜温控器控制电路系统通断
图2.67 制冷阶段温控器的连接
b. 化霜阶段 进入化霜阶段后，簧片1与簧片3, 4断开，与簧片2吸合，此时制冷系统停止运行，化霜电热系统开始工作，电路图见图2 b. 化霜阶段 进入化霜阶段后，簧片1与簧片3, 4断开，与簧片2吸合，此时制冷系统停止运行，化霜电热系统开始工作，电路图见图2.68随着蒸发器逐渐被加热至大约22°C，化霜温控器断开，电热系统停止加热，但计时电机仍在运行。当计时电机运行到化霜设定时间（约19min）以后，定时器簧片发生一系列动作，结束化霜阶段，进入风扇延时阶段。 c. 风扇延时阶段 进入风扇延时阶段后，簧片4与簧片3断开，簧片1与簧片2断开，与簧片3吸合，电路图如图2.69所示。此时，压缩机工作，但风扇并不转动，所以只是蒸发器降温。当蒸发器温度降至约15℃时，化霜温控器吸合，为下一个化霜过程作好准备。
图2.68 化霜阶段温控连接情况
图2.69 风扇延时阶段连接情况
当计时电机运行时间达到延时设定时间（约20min） 以后，簧片4与簧片1, 3吸合，重新进入制冷阶段。 （2）电子化霜定时器。电子化霜定时器取消了机械式计时电机，采用电子计数器计时并用电脑控制整个化霜过程，其基本原理同机械式一样，也分为制冷阶段、化霜阶段和风扇延时阶段。 电子化霜定时器外部有两个接线座CX1和CX2，共8根连接线，如图2.70所示。
图2.70 电子化霜定时器连接情况
其中，CX1-2和CX2-2为连接通路，仅起连接线作用，对定时器功能没有影响，CX1-1和CX2-1也为通路，可看做一个接线端是化霜的连接电源端，CX1-3是化霜的连接温控器端，CX1-4是化霜的连接压缩机端，CX2-3是化霜的连接电热系统和化霜温控器端，CX2-4是化霜的连接风扇电机端。其控制原理如下： 电子化霜定时器按照设定化霜程序控制继电器K1, K2工作，K1-1, K2均为常闭触点。
制冷阶段 K1, K2不通电，风机、压缩机均由温控器控制正常制冷，压缩机工作的同时计数器计时，当累积运行时间达24h后，进入化霜阶段。 化霜阶段 进入化霜阶段，K1, K2通电，风机、压缩机断开，K1-2闭合接通加热装置，随着加热温度升高化霜温控器断开，电热系统停止加热，计时器仍计时到30min，进入风扇延时阶段。 风机延时阶段 K1断电，K2仍通电，使压缩机通电工作蒸发器制冷，风机仍未接通，15min后K2断电接通风机进入正常制冷阶段。 另外，该化霜定时器线路板上一侧有一黑色接触按键，按住此键则开始强制化霜，其板上CX3两个端头短路后可以观察化霜时序，这时化霜时序由24h, 30min, 15min变为87s, 1.9s, 0.7s, 利用这两个功能可以帮助判断线路板故障。
3. 启动控制器 由于压缩机电机启动阻力矩比正常运转时大得多，压缩机绕组除运行绕组外都有启动绕组，启动绕组只是在启动时起作用，启动后运行绕组就开始独自工作。这样就需要用启动控制器来控制接通或断开启动绕组。启动控制器一般采用重锤式启动继电器和PTC启动器。重锤式启动器电路如图2.71所示。
图2.71 重锤式启动器 1. 电源接线柱 2. 启动端插孔 3. 活动触点 4. 螺钉 5. 固定触点 6. 启动端接线柱 7. 运行端插孔 8. 线圈 9. 衔铁
未启动时，由于重力作用重锤式衔铁处于断开位置，启动时，通过启动器线圈的电流较高，线圈励磁将衔铁吸合，将启动绕组接通，电机启动。当电机转速达到额定转速的75%~80%时，电流下降，线圈失磁，衔铁因自重而落下，断开启动绕组，压缩机运转，绕组正常工作。PTC元件是一种半导体晶体结构如图2.72所示，具有正温度系数电阻特性，即当温度达到某一临界点，其电阻值会发生剧增，如图2.73所示。PTC电路连接如图2.74所示。
电冰箱刚开始启动时，PTC元件温度较低，电阻小，启动绕组接通。由于启动电流较大，PTC温度随之升高，达到临界温度时，电阻猛增到数万欧姆，可视为断路，于是与之串联的启动绕组断电，运转绕组正常工作。PTC是一种无触点开关，但是停机后由于PTC温度仍很高，所以无法马上启动。
图2.72 PTC启动继电器外形图
图2.73 PTC温度特性曲线
4. 过载保护器 过载保护器是用来防止压缩机过载和过热而烧毁电动机而设置的。海尔压缩机一般采用碟形保护器。其结构如图2.75所示。
图2.74 PTC接线图
图2.75 碟形保护器结构图 1. 电热器 2. 外壳 3. 双金属片 4. 接插片 5. 触点 6. 罩子
该保护器串联在压缩机主线路中，当电路因过载电流过大时，与之相接的电阻丝会发热，使相邻双金属片受热变形，向上弯曲断开电路，从而保护压缩机不被烧毁。由于保护器紧压在压缩机外壳上，所以双金属片又能感受机壳温度，若压缩机工作不正常，机壳温度过高，双金属片也会受热弯曲断开电路，因此该保护器有双重作用。
5. 启动电容器 启动电容器一般和启动继电器并联，它可以利用分相原理使电冰箱具备瞬间启动功能。由于电冰箱所用压缩机种类繁多，而且同一电冰箱选用压缩机型号也不尽相同，更换压缩机时应尽量更换相同型号的，另外，不同压缩机间的附件匹配也不尽相同，因此一定要按技术要求来配套使用，购买备件时也应注明其具体型号。
2. 6. 2 直冷式家用电冰箱的控制电路 普通单门直冷式、双门直冷式电冰箱的控制电路分别如图2. 76和图2 2.6.2 直冷式家用电冰箱的控制电路 普通单门直冷式、双门直冷式电冰箱的控制电路分别如图2.76和图2.77所示，这些电路均由温度控制器、启动继电器、热保护器和照明灯及开关等组成。这是一种常用的典型电路。电冰箱运行时，由温度控制器按所需调定的冰箱温度自动地接通或断开电路，来控制压缩机的开与停。如果出现异常情况，如运行电流过高、电源电压过高或过低等，热保护器就断开电路，起到安全保护作用。
图2.76 直冷式单门冰箱控制电路
图2.77 直冷式双门冰箱控制电路
2.6.3 间冷式家用电冰箱的控制电路 间冷式家用电冰箱是靠箱内空气强制对流来进行冷却的。所以，在直冷式电冰箱的控制电路的基础上，还必须设置风扇的控制和化霜电热及化霜的控制等。图2.78中所示是一种比较典型的间冷式双门电冰箱的控制电路。风扇电机M2与压缩机M1并联，即同时开停。为避免打开电冰箱门时损失冷气，冷藏室采用双向触点“门触开关”，当冷藏室开门时，同时箱内照明灯接通。关门后照明灯熄灭，箱内风扇又开始运转。
化霜控制系统由时间继电器、电热元件和热继电器等组成。当工作到一定时间后进行化霜时，时间继电器将制冷压缩机电路断开，压缩机停车，同时将化霜电热元件接通，开始化霜。当达到除霜时间后，化霜电路断开，同时又接通压缩机电路，恢复制冷过程。如果化霜时的温度过高，将会损坏箱体的塑料构件和隔热层。为此，在化霜控制电路中设有热继电器（也叫限温器）。热继电器置于蒸发器上，当蒸发器温度高于设定的25°C时，热继电器的触点就会断开，切断电热器电源，停止电热。为防止热继电器万一失灵，在化霜控制电路中还设有熔断型温度保险器（或保险丝）。如因故障温度保险丝被熔断，则不能自动复位，必须将故障排除后更换温度保险丝，电冰箱才能开始工作。
图2.78 间冷式双门电冰箱控制电路 ST1－冷藏温控器 S－灯开关 H－照明灯 M2－风扇 FR－过载保护器 M1－压缩机 C－运行电容
2. 6. 4 冰箱控制原理分类 1. 直冷单系统冷藏箱控制原理 （1）电气原理图。电气原理图如图2 2.6.4 冰箱控制原理分类 1. 直冷单系统冷藏箱控制原理 （1）电气原理图。电气原理图如图2.79所示。 （2）控制原理简介。直冷单系统冷藏箱一般都采用机械温控型的控制方式，是控制部分最简单的电冰箱，由温控器直接控制压缩机的启停及室内温度。常用的温控器有K15, K59, K57, K60等，其型号不同，控制参数也不同，其中K60带自动恢复的化霜按钮。一般K50和K60用于带制冰室的冷藏箱控制。K57用于不带制冰室和蒸发器的外挂型冷藏箱，感温控制点均选择在蒸发器板上。K59用于不带制冰室的蒸发器内藏型冷藏箱，其感温控制点选择在箱体后背贴近蒸发器的某一点上。
图2.79 直冷单系统冷藏箱控制原理图
2. 直冷单系统冷冻箱制冷原理 （1）电气原理图。电气原理图如图2.80所示。
图2.80 直冷单系统冷冻箱制冷原理图
（2）控制原理简介。从控制方式上，直冷单系统冷冻箱可分为3种方式：机械温控型，电子温控型，混合型。 图2 （2）控制原理简介。从控制方式上，直冷单系统冷冻箱可分为3种方式：机械温控型，电子温控型，混合型。 图2.80是一个典型的混合型控制电路，由主控板和机械温控器共同完成控制功能。由1个机械温控器感受冷冻室的温度控制压缩机的开停，由主控板完成其他辅助功能，如速冻、延时、超温报警等，其控制原理如下：
a.温度控制 当箱内温度较高时，冷冻温控器K54的3, 4间接通，压缩机运转，开始制冷；当温度达到关机温度时，3, 4间断开，压缩机不运转。 b. 超温报警 当箱内温度较高、在报警温度以上时，冷冻温控器K54的3, 6间接通，给控制板提供一个温度报警信号，由主控板输出声音和光报警信号，提醒用户注意。 c. 自动化霜 由主控板上的速冻继电器完成，进入速冻状态后，继电器闭合，冷冻温控器被继电器支路短接，压缩机持续运转。
3. 风冷单系统冷冻箱控制原理 （1）电气原理图。电气原理图如图2 3. 风冷单系统冷冻箱控制原理 （1）电气原理图。电气原理图如图2.81所示。 （2）控制原理。从控制方式上，风冷单系统冷冻箱一般可分为机械温控型或混合型。通过温控器感受冷冻箱内温度，控制压缩机启、停来控制冷冻室的温度。压缩机、风扇、化霜、加热丝通过化霜定时器控制有规律地通断。在制冷阶段，压缩机、风扇接通，加热丝断开，此时冰箱蒸发器化霜；在风扇延时阶段，仅压缩机接通，风扇和加热丝断开，此时制冷系统工作目的是冷却蒸发器，避免把蒸发器刚化完霜后的热空气吹到冷冻箱内。
图2.81 风冷单系统冷冻箱控制原理 EL4－温度报警灯 S2－风扇开关 H2－蒸发器化霜电热丝 K－启动装置 S－电源开关 ST1－速冻开关 M2－风扇电机 F2－化霜限温器 H1－照明灯 H2－电源指示灯 ST2－温控器 F1－接水盘化霜保护 FR－过载保护 S1－照明灯开关 H3－速冻指示灯 ST3－化霜定时器 EH1－接水盘化霜电热丝
a. 超温报警 当冷冻室温度较高、在报警温度以上时，冷冻温控器ST2接通，温控器报警灯H4亮，提醒用户注意。 b a .超温报警 当冷冻室温度较高、在报警温度以上时，冷冻温控器ST2接通，温控器报警灯H4亮，提醒用户注意。 b. 速冻 速冻功能由手动控制。当需要速冻时，按一下速冻开关，进入速冻状态。速冻期内，速冻指示灯H3亮，再按一下速冻开关，退出速冻状态。
4. 直冷单系统冷藏冷冻箱控制原理 （1）电气原理图。电气原理图如图2 4. 直冷单系统冷藏冷冻箱控制原理 （1）电气原理图。电气原理图如图2.82所示。 （2）控制原理。从控制方式上，直冷单系统冷藏冷冻箱可分为3种方式：机械温控型（又可分为双温控器型和补偿加热型），电子/电脑温控型，混合型。机械温控型无主控板，电子/电脑温控型无机械温控器，混合型由机械温控器和主控板共同完成控制功能。 图2.82是一个典型的混合型控制电路，其温度控制由机械温控器完成，其他辅助功能如延时、超温报警速冻等由主控板辅助完成。
图2.82 直冷单系统冷藏冷冻箱控制原理
正常状态下，切换继电器触点kM断开，只有冷藏温控器控制压缩机开停。当环境温度较低时，接通切换开关，kM接通，冷藏温控器和冷冻温控器并联控制压缩机开停。控制板上的绿色和黄色发光二极管分别为电源指示灯和切换指示灯。超温报警信号取自冷冻温控器的信号终端，经降压整流，驱动红色发光二极管。
5. 风冷单系统冷藏冷冻箱控制原理 （1）电气原理图。电气原理图如图2 5. 风冷单系统冷藏冷冻箱控制原理 （1）电气原理图。电气原理图如图2.83所示。 S－灯开关 H－照明灯 RT1－冷藏传感器 RT2－冷冻传感器 E1－控制板 EH－化霜加热丝 F－限温器 M－风扇电机 FR－热保护继电器 M1－压缩机 R2－补偿电阻 R1－补偿电阻 ST－温度补偿开关
图2.83 风冷单系统冷藏冷冻箱控制原理
（2）控制原理。图2.83是一个采用电子温控器的风冷单系统冷藏冷冻箱控制原理图。电子温控器完成冰箱温度控制、化霜、延时控制。冷藏室传感器控制冷藏室温度，通过风门调节风量分配，进而调节冷冻室温度，其控制原理如下：
a. 延时控制 为保护压缩机，维持冰箱温度相对平稳，在每次压缩机停机和化霜刚结束后，有约6min的延时。 b a.延时控制 为保护压缩机，维持冰箱温度相对平稳，在每次压缩机停机和化霜刚结束后，有约6min的延时。 b. 化霜控制 化霜定时器自动积累压缩机工作时间，当达到8h±30min时，自动进入化霜状态，断开压缩机和风机，接通加热管，开始化霜，由冷冻传感器感受到的温度决定化霜何时结束。 c. 低温补偿 R2为温度补偿电阻，用来改善系统匹配。ST为温度补偿开关，当环境温度低于10°C时，打开此开关，接通补偿电阻R1，可保证冰箱在较低温环境中正常启动工作，此时冷冻室温度可达-10°C以下。
2.7 电冰箱的新技术与新品种 2.7.1 电冰箱现状与发展趋势 1. 绿色电冰箱 （1）绿色电冰箱的定义。普通冰箱的制冷剂采用R12，发泡剂用R11，它们都是CFC类物质，本身性能稳定，无毒、无腐蚀性、不燃烧。但20世纪70年代以来的研究表明，CFC类物质对大气臭氧层有破坏作用。绿色电冰箱就是符合环保要求的电冰箱。因为电冰箱的动力来源是电能，也没有污染大气的东西排出，因此对它的环保要求是指其所采用的制冷剂和发泡剂对臭氧层的破坏程度和对地球变暖的影响程度都要为零，或趋近于零。
（2）绿色电冰箱的发展方向。在美国，主要以生产用R134a作制冷剂、R141b作发泡剂的冰箱为主。而欧洲认为R134a和R141b并不能完全满足环保要求，其GWP仍相当可观。因此他们更倾向于用R600a替代R12、用环烷替代R11的方案。R600a的环保性能最好，对大气臭氧层的破坏作用和温室效应均为零，并且它的制冷性能优于R12，可使压缩机的能耗减少30%～40%，无毒、无味，目前已能把它爆炸的可能性控制到百万分之六以下，是相当理想的制冷剂。我国于1991年6月以发展中国家的身份加入《蒙特利尔议定书》。按照议定，我国将于2010年最终淘汰臭氧消耗物质。根据我国的实际情况，制冷剂选择R134a和碳氢化合物替代现在的R12；在发泡剂上选择环烷和R141b替代R11。目前国内大部分冰箱企业已率先采用替代技术实现了批量生产，各种无公害的“双绿色”冰箱已陆续投放市场。相信到了2010年，在市场上面对消费者的将是新一代的“双绿色”冰箱。
2. 我国电冰箱的现状 我国电冰箱的生产是从1956年开始的。20世纪80年代起得到迅速发展。80年代中期出现第一轮消费高潮，国产品占有率较高，是较早进入百姓家庭的大件家用电器之一。然而我国电冰箱的平均寿命为10年，最长也不过15年，也就是说，当城市的电冰箱趋于饱和时，第一代电冰箱已相继步入寿命终期，需要更新换代。据报道，我国新一轮电冰箱消费高潮已经来临。面对消费市场的新需求，各大电冰箱厂家纷纷采取相应措施，不断进行技术创新，为市场提供了各式各样的名优产品。
（1）采用高效节能技术。电冰箱耗电量是广大消费者购买电冰箱时最关心的主要参数之一。我国相继颁布了《家用电冰箱电耗限定值及测定方法》（GB12021.2—89）和《家用电冰箱产品质量分类分级规定》。后者规定：电冰箱电耗低于国际限定值20%为A级产品。美国能源部颁布的电冰箱电耗限定值几乎是每3年就提高一次标准。1990年实施的电耗限定值比1987年低20%，1993实施的电耗限定值比1990年低25%~35%，目前已实施的1998年电耗限定值比1993年低30%~40%。因此，节能技术的开发已成为电冰箱行业的重要课题。
（2）采用电子控制技术。将电子技术引入电冰箱设计中，通过设置工作状态选择（如最大制冷、快速制冷、省电等），自诊断系统，自动处理与报警（声、光、电）功能，使电冰箱始终处于最佳工作状态，以达到节能目的。
（3）采用超静音技术。最大限度地降低电冰箱运行噪声，一直是各电冰箱厂家追求质量的目标之一。 （4）采用各种多功能新技术。
a.风冷无霜技术 无霜电冰箱采用强制冷风循环制冷方式，箱内温度均匀，能自动除霜，而且可对储存食品进行冰温保鲜、除臭抗菌，更适合现代人快节奏的生活。 b. 自动除臭技术 大多数电冰箱厂家纷纷推出了可自动除臭的电冰箱。一般采用触媒除臭、电子除臭和光除臭等技术。 c. 冰温室、保鲜室 用于储存鲜鱼、鲜肉、贝壳类、乳制品等的冰温保鲜室，既能保持食品的新鲜风味和营养成分，又不需解冻，且可比冷藏室储存更长时间，还可对冷冻室食品进行解冰，深受广大消费者的欢迎。
d. 果菜保湿室 大多电冰箱果菜室均增加了保湿功能。该技术采用微孔材料制成的透湿板结构，可以高湿时吸湿，低湿时放湿，使果菜室始终保持适宜的湿度，免除了无霜电冰箱的“风干”现象，相对延长了新鲜蔬菜的保留时间。 e. 方便性设计 在电冰箱设计中，引入了人机工程学原理，方便实用。如设计大容积电冰箱时，一般将箱体加宽，而深度、高度则以人存取食品方便为原则，将使用频率最高的冷藏室设置在使用方便的电冰箱上部，将使用频率不太高的冷冻室设计在电冰箱的下部，而将果菜室设置在中间。这样就充分考虑到人以最为舒适的姿势存取食品的最佳位置。另外将冷冻室设计成抽屉式储物结构，可使储存食品一目了然，而且生熟食品分开储存，互不串味，开门存取食品时，冷气泄漏较少，便于节能省电。
（5）采用箱门一体发泡新技术。采用箱门一体发泡新技术，就是在装配门面板、门把手、门端盖和门封座等部件后，将门内胆置于其上，一侧用黏胶带固定好门内胆，发泡时用机械手拉开门内胆，注入发泡液，再盖上门内胆，合模熟化成型，最后装门封。此方法可以省去门衬板及螺钉，且可减薄门内胆厚度。门内胆与门板间均匀充满绝热泡沫，既提高了隔热性能，又可加强门内胆强度，防止门搁架储物过重而导致门内胆变形，同时也降低了产品成本。
（6）采用可左右开门技术。这种是冰箱是利用互锁连动装置，不用对门和铰链等作任何切换调整便可使门左右随意开启。该电冰箱可放在房间内不同位置，不受开门方向限制，大大方便了人们不同的使用取向，可有效利用电冰箱空间，不存在储物死角。门体四周有助吸弹簧，保证门体受力均衡，密封性良好，减少漏冷。该技术采用整体门铰链座，结构对称，可保证门体不倾斜、下坠。 （7）具有抗菌功能。最近，市场上推出一种具有抗菌功能的电冰箱， 这种电冰箱在内箱、门内胆、门内搁架、棚架及门把手等零件成型时，加入了一种具有抗菌功能的材料，成型后的上述零件即具有一定的抗菌作用。
（8）采用多风口送风技术。对于间冷式电冰箱的大冷藏室或冷冻室，采用多风口分层送风，可使各部分温度均匀，棚架尽可能大，增大了有效储存空间。采用上下或左右两温控风门分别控制不同区域通风量，可实现一室两温甚至多温，使之分别适合存储不同种类的物品。 （9）具有报警功能。当冷冻室、冷藏室、冰温保鲜室或果菜室的门开启时间超过一定时间（时间可预先设置好）时，控制系统便会发出报警声，提醒用户关好门。
3. 电冰箱的发展趋势 （1）向大容量、多门、多温方向发展。随着人们生活节奏的加快，人们已逐渐形成一次购买几天甚至一个星期的新鲜肉类、蔬菜的习惯，市场需要大容量、多门、多温的电冰箱。 虽然双门电冰箱目前尚在批量生产，但逐渐将被三门、四门电冰箱所代替。箱门的增多可适应电冰箱容量的增大、温区和功能增多的需要；温区增多后又可适应不同食品对冷藏或冷冻温度的要求，从而提高电冰箱的使用价值。
市场上带抽屉和超大容量冷冻室电冰箱的出现，满足了现代家庭对分类存储食品和增大冷冻食品容积的需要。 由冷藏箱和冷冻箱两部分组成的分体组合式电冰箱也是市场上出现的品种。如青岛海尔推出的双王子系列电冰箱，就是冷藏箱与冷冻箱的独立组合，既可将两部分垂直放置化二为一，又可将两部分并列放置，还可根据需要单独或同时使用两部分。
（2）向智能化方向发展。新型电冰箱中已应用了变频与模糊逻辑控制、箱外显温控温、电脑温控与自动除霜系统、自动解冻、自动制冰、自我诊断、功能切换以及深冷速冻等智能化技术。
（3）向多元化发展。我国地域广大，南北气候差异较大，各地区发展不平衡，经济文化、生活习惯有差异，加之个性发展与市场细分，因此家用电冰箱将向多元化发展。只有针对不同地区、不同层次的消费者需求设计出多元化的产品，才能满足广大用户不同的需要。例如，以北京为代表的广大北方用户喜欢豪华气派的大冷冻室抽屉式电冰箱；以上海为代表的华东沿海用户喜欢精致美观的电冰箱；以广州为代表的用户则注重营养保鲜功能，喜欢有冰温保鲜室、大果菜室、能自动除臭的无霜电冰箱。带变温功能的多门电冰箱（某一间室可用于速冻、局部冷冻、冰温保鲜、冷藏或作为果菜室，一室五用）便可以较好地满足消费者不同的储物需求。
（4）向隐形化发展。随着国民素质的不断提高，对电冰箱的外观造型设计提出了更高、更全面的需求。设计时既要考虑到电冰箱本身的色彩和造型，又要考虑到电冰箱与家居环境的协调与配套。根据今后全国住宅设计的发展趋势，家用电冰箱设计将与厨房用具、家具相结合，如可并列摆放或叠放，可随意组合，可将电冰箱放进墙壁或厨具结合在一起等。电冰箱的隐形化应成为未来电冰箱发展的一个趋势。 （5）开发新制冷原理的电冰箱。目前，各国的科学家正竞相寻找从根本上解决CFC问题的途径，研究开发新制冷原理和比较有前途的电冰箱技术，如吸收—扩散式电冰箱、半导体制冷电冰箱、太阳能制冷电冰箱、磁制冷电冰箱等。
a.太阳能制冷电冰箱 太阳能是取之不尽的清洁能源，不存在对环境的污染问题。利用太阳能制冷的技术难点，除了制冷系统本身以外，还在于地面上能接收到的太阳能单位面积能量密度较低，这些技术难点可通过各种手段逐步予以解决。 利用太阳能制冷可通过吸收式或吸附式制冷原理来实现。但迄今为止，市场上尚未有成熟的太阳能电冰箱供应。
b. 磁制冷电冰箱 20世纪90年代初，随着CFC禁用的国际性热潮的兴起，国外有不少报道，建议在电冰箱中摒弃常规的压缩式制冷机及其常规制冷剂，而采用崭新的磁制冷技术。这个方案若能实现，可彻底免除CFC或HCFC类物质对臭氧层的破坏及其对全球气候变暖的影响。 磁制冷机主要是用来获得-270℃ 以下的极低温，其制冷量也很微小。为了在家用电冰箱中应用磁制冷技术，必须研究能适用于室温区工作、具有相当制冷能力的磁制冷机。为此，要解决一系列的技术难点，诸如要寻求适用于室温区的顺磁物质，运用蓄冷技术并采用新的制冷循环，以及解决强永久磁铁和传热等问题。
一般的顺磁盐，工作在室温区几乎不能获得制冷效果。1952年，基洛斯基（C 一般的顺磁盐，工作在室温区几乎不能获得制冷效果。1952年，基洛斯基（C.chilowsky） 提出，铁磁材料的磁热效应在较高温度具有实用的可能性。1976年，布朗（G.V.Brown）采用铁磁稀土元素钆（Gd）作为制冷介质，并用斯特林磁循环代替卡诺循环，首次研制成室温区的磁制冷机。 与常规的压缩机制冷机相比，磁制冷机具有结构紧凑、不需要压缩机、运行部件少、振动与噪音低、可完全免除制冷剂对环境的有害影响等优点。近年来，在室温区工作的磁制冷机的种种研究与进展，为磁制冷技术在家用电冰箱中的应用拓展了一条新路。但它要在家用电冰箱中占有一席之地，还有许多问题需要解决。
2.7.2 新型电冰箱的结构及性能特点 近几年来，电冰箱生产厂家根据市场要求，运用新技术、新材料、新工艺，不断开发出新产品，各种新款电冰箱异彩纷呈，主要体现在外形、性能和结构等方面。
外形高雅华丽 外形方面主要是在门面板的选料、造型和拉手的配置方面进行了改进。面板材料选用国际流行的高光泽镜面，或带花纹、带画的预涂钢板，典型代表如海尔的画王子、万宝的“真精彩”彩画门电冰箱，以及采用极具质感的墨绿把手、带闪光门面板的华凌电冰箱等。造型普遍看好流线型，有大圆弧门、双圆弧门等。普通开门电冰箱，普遍采用上室下置、下室上置的暗拉手，抽屉式多采用隐型、内凹的明拉手。总之，外形方面除了保持原电冰箱实用风格外，还强调配合现代家居装饰风格，高雅华丽，符合现代人高品味生活的追求。
2. 具有保鲜功能 针对食品保鲜的问题，各电冰箱生产厂家采用了多种保鲜技术，生产出具有保鲜功能的电冰箱。目前，各电冰箱生产厂家所采用的保鲜技术归纳起来有如下几种：
（1）无霜新技术。新型无霜技术电冰箱的冷藏室采用直接式，而冷冻室采用风冷式。直接方式使冷藏室中食物不风干、不串味；冷冻室中的冷风也不直接吹到食物表面，而是通过特制可调风辐射到食物表面，食物也不会风干。 （2）冰温室。冰温室温度保持在 -3～0°C之间，新鲜的鱼、肉在冰温室内处于微冻状态，既不破坏组织结构，又能保持食物原有的营养成分及鲜嫩口味。另外，用户从冰温室中取出鱼、肉时不需要化冻即能切割、烹饪，可以减少食品在化冻时营养成分的破坏。 （3）果蔬保鲜室。果蔬室既能保持温度，又能将多余的水分透出，温度和湿度分别保持在5～7°C和80%～90%的最佳范围。 （4）急速冷冻。冷冻室设有急速冷冻装置，可使食物在冻结时以最短的时间生成最细小的结晶，保持食物的鲜度和营养成分。
3. 无霜化 新一代电冰箱趋向于无霜化，无霜电冰箱具有如下特点： （1）冷冻室内表面化霜、自动除霜时不需人为停机、开门，冷冻室内温度变化小，对食品影响小。 （2）制冰时，因冷冻时间长，冰结晶均匀，冰的透明度高而坚硬，不易融化。 （3）无霜电冰箱通过风扇使箱内空气强制对流，因此箱内温度比较均匀。
4. 大型化、组合化 随着人们购买力的提高和消费观念的转变，大容量电冰箱（尤其是大冷冻室电冰箱、抽屉式大冷冻室电冰箱）越来越受到消费者的欢迎。电冰箱生产厂家纷纷推出容量在250L左右的大电冰箱。
5. 方便实用化 这主要指电冰箱左、右均可开门；箱体下装有4个小脚轮，可灵活移动；冷藏室设计在上，冷冻室设计在下。
6. 微电脑控制，无霜人工调节 微电脑通过传感器随时感受箱内食品的温度变化和箱外环境的温度变化，选取最佳运行方式，减少不必要的冷量损失；随时感受蒸发器的霜层温度，并记忆用户的使用习惯，选择最佳除霜时间，实现很好的节能效果。微电脑控制的电冰箱一般具有如下功能： （1）过欠压保护功能。电压为165~242V时启动运行，具有自动保护功能. （2）断电自动延时功能。断电后重新启动自动延时6~8min，以保护压缩机。
2.7.3 除臭技术 随着家用电冰箱在我国的普及以及人们生活水平的提高，人们对家用电冰箱的要求也愈来愈高，除了保质保鲜、节能省电、外形美观外，还要求箱内互不串味且不产生臭气。否则，既影响食品卫生，又破坏食品的美味。为此我国的电冰箱生产厂家纷纷开发带有除臭装置的新型电冰箱。
电冰箱除臭原理 电冰箱中的臭气主要由氨、甲胺、三甲胺、甲基硫、硫化氢等组成。为了除去箱内这些臭气成分，通常采用物理吸附除臭法和化学除臭法。 （1）物理吸附除臭。物理吸附除臭主要是用活性炭、分子筛等多孔物质的表面吸附臭气来进行除臭。活性炭由椰子壳、木屑、焦油纤维等制成。活性炭内部具有许多极细小的孔隙，因此大大地增加了与空气接触的表面面积。lg（约2cm3）活性炭的有效接触面积约为1000m2，在正常条件下，它所吸附的物质量能达到它本身质量的15%~20%，这时，活性炭就需要更换或经过再生处理。 采用活性炭吸附除臭的优点是价廉、安全、不耗电、无噪音。但时间过长，吸附达到饱和时，就失去了除臭作用，必须通过加热来使它活化再生。由于活性炭吸附除臭是依靠电冰箱原有的自然对流（直冷式）或气流（间冷式）将臭气带到活性炭的表面进行吸附，因此，除臭速度较慢。另外它还占据一定的储物空间。
（2）化学除臭。 a. 中和反应除臭 酸性的臭气用碱性物质，碱性的臭气用酸性的物质来进行中和反应，生成无臭的物质。例如氨、三甲胺等碱性的臭气用脂肪酸、抗坏血酸等有机酸来中和。 b. 缩合反应除臭 该方法是使臭气的分子变大，降低它的挥发性，从而抑制臭气。这一方法对氨很适用，但对硫磺系的臭气除臭效果差，因此，要与分子筛、活性炭一起使用。 c. 氧化还原除臭 用氧化剂、还原剂与臭气成分反应，使其分解。臭氧用无声放电的方法便可产生，它的氧化能力强，除臭效果好。但它会对电冰箱内的铜、铝、银、钢造成腐蚀，对ABS影响较大。此外，臭氧的氧化作用可使食品中的饱和成分发生变化，使食品逐步发生异变。
2. 电冰箱除臭装置 （1）纤维活性炭加自动活化功能除臭装置。针对粒状活性炭吸附除臭的不足，一些电冰箱生产厂家开发了这种新型除臭装置。离子极板除臭器就是其中之一。该除臭装置的设备和冷气的流向如图2.84所示。为了完全去除箱内的臭气，除臭装置应安装在回风管道的入口处，这是冷气必经之路。从蒸发器出来的冷气通过风道，经过冷藏室、冰温室、蔬菜室，再通过除臭装置回到蒸发器。如图2.85所示为除臭装置结构，里面有离子极板和蜂窝状的纤维活性炭，对通过的臭气进行吸附、分解及中和反应，除去臭味。如图2.86所示为该除臭装置的原理图。除臭装置内的蜂窝状纤维活性炭将大量的臭气迅速吸附，离子极板则氧化除臭和分解除臭同时进行，主要是将活性炭吸附的臭气成分分解成低分子量分子，无臭后释放出来。
纤维状的活性炭与粒状的相比，外表面积增大，吸附除臭的速度也同时增加。活性炭纤维的制造方法是将纤维素、聚丙烯腈炭化，再用氧化性的气体使之活化。活化是将碳化物的细孔处附着的焦油除去而现出细孔。粒状的活性炭在小孔的深处有微孔，如图2.87所示。与椰子壳活性炭那样的粒状活性炭不同，纤维活性炭的微孔是暴露的纤维的表面，具有能迅速吸附气体状态分子的特征。蜂窝状的纤维活性炭是将切断的纤维活性炭与纸浆一起制成纸片，然后对纸片进行加工成形，叠起来成蜂窝状，如图2.88所示。与粒状活性炭充填层相比，蜂窝状的纤维活性炭引起的压力损失明显减少，到达表面的臭气分子能迅速被吸附。
图2.84 除臭装置安装位置
图2.85 除臭装置结构
图2.86 除臭装置工作原理
图2.87 活性炭表面
图2.88 蜂窝状纤维活性炭构造
（2）臭氧加催化剂除臭装置。是为一般臭氧发生器除臭时存在的问题而开发出的一种除臭装置，其结构示意图如图2 （2）臭氧加催化剂除臭装置。是为一般臭氧发生器除臭时存在的问题而开发出的一种除臭装置，其结构示意图如图2.89所示。在送风管道内装有上下两层蜂窝状的催化剂，它们中间装有电极（陶瓷电极），通过表面放电产生臭氧。催化剂除可以提高除臭效果，还可以把残存的臭氧分解，防止臭氧流入箱内。催化剂上附着的臭氧分解，所以催化剂不断被活化，因其放在多风口送风管道内，不需要专用的风扇，故其节能且静音。
图2.89 臭氧加催化剂除臭装置结构示意图
（3）加热管除臭装置。通过间冷式电冰箱中使用的除霜玻璃管加热的表面上涂上除臭催化剂而制成的。催化剂有两种成分：一种是用于吸附的催化剂，如二氧化硅、氧化铝等；另一种是对吸附的臭气进行分解的催化剂，如铂、铈的氧化物等。 由于除霜加热器安装在冷气循环的通路中，所以电冰箱内的臭气在电冰箱工作的过程中就不断地被玻璃管表面的吸附催化剂所吸附。当电冰箱除霜时，加热管通电，在蒸发器除霜的同时，涂在管子上的催化剂也被加热，其中起分解作用的催化剂受热后，能将吸附的臭气氧化分解变成无臭的物质，并在催化剂涂层上脱附，生成的氧化物、水等由排水管排出。这种方法除臭效果很好，是目前应用最多的一种除臭装置。
2.7.4 节能技术 由于我国电冰箱行业发展历程较短，大多数电冰箱的耗电量与发达国家同类产品相比偏高。随着我国电冰箱工业的飞速发展和电冰箱普及率的提高，电冰箱的能耗问题在国民经济中越来越突出，它关系到节约资源和环境保护等重大问题。因此节约能耗、保护环境、研制和生产全替代节能型电冰箱，是我国电冰箱行业持续健康发展的大趋势。 当前电冰箱主要的节能措施有：改善电冰箱结构设计，主要包括换热器采用新材料、新工艺以提高换热系数；增加箱体绝热层厚度，提高绝热层的隔热系数；采用微型控制阀，根据不同的制冷工况切换调节制冷系统，改变毛细管节流，以提高换热器的换热系数；采用高性能的滚动转子式或涡旋式压缩机；采用智能微电脑控制，在不同的工况下，改变制冷循环，提高制冷系数，降低电能消耗。
新型高效压缩机 采用高效压缩机可以有效地节能。电冰箱压缩机由原来的往复活塞式发展到现在的滚动转子式和涡旋式，这个发展过程使得压缩机的制冷系数有较大的提高，节能效果显著。从发展趋势看，活塞式压缩机将逐渐被滚动转子式和涡旋式所取代。日本日立公司对滚动转子式压缩机进行重新改型设计，使得压缩机电机效率得以提高；对气缸、滚动活塞、进出气口的结构尺寸经过精确的改进设计，最终达到了降低噪音、提高输气系数和制冷系数的目的。
2. 改进制冷系统设计 （1）改进电冰箱制冷循环。电冰箱新型制冷循环流程如图2 2. 改进制冷系统设计 （1）改进电冰箱制冷循环。电冰箱新型制冷循环流程如图2.90所示。它有两个温控器，当冷冻室温度达到设定值时，电磁阀1打开，制冷剂液体几乎全部进入冷藏室蒸发器，冷藏室迅速降温，冷藏室温度设定值较高，可提高制冷系数。当压缩机停机后，关闭止回阀2和3便可防止制冷剂和蒸气回流现象的发生，电磁阀4在压缩机启动时起卸载作用。 （2）蒸发器的改进设计。为减小蒸发器内的流动阻力，可采用大内径蒸发管来减小流阻；通过增大蒸发器的传热面积来保证箱体内所需的冷量，从而可以适当提高蒸发温度，而蒸发温度的提高对提高电冰箱的能效是极为重要的；通过冷冻室和冷藏室传热面积的合理匹配来使冷冻室、冷藏室保持适当的温度，避免由于冷冻室过冷形成较大的热负荷而增加能耗。
（3）回气管换热器的改进设计。在电冰箱制冷系统中设置回气管换热器可提高电冰箱的效率。可从三个方面采取措施来提高毛细管和回气管内部的换热效率：采用逆流热交换方法来提高换热效率；毛细管和回气管采用平行并焊的方法以提高两者间的换热效率，这种方法的热交换效率比毛细管穿入回气管内部的换热效率高；通过增加毛细管和回气管的换热长度来加强两者间的换热。
（4）改进制冷系统的管路走向。在对电冰箱制冷系统进行设计时，会面临系统管路走向的问题，防凝管的布置和走向是影响电冰箱能耗的一个方面。我国大多数电冰箱厂家都是采用压缩机排出的过热气体来加热门框以达到使门框温度升高防止凝露的方法。但由于过热气体温度较高，形成的温差较大，增加了箱体内的漏热量，这对降低电冰箱能耗是不利的。为了解决这一问题，可采用分体式冷凝器，将防凝管置于左右冷凝器之间，采用冷凝器中的饱和段对门框进行适当加温，既达到了防凝露目的，又减少了向箱体内漏热，达到了节能的目的。
（5）选定最佳制冷剂充注量。制冷剂的充注量是影响电冰箱制冷性能的关键因素之一。充注量不同，电冰箱内各特征点的温度不同，所对应的电冰箱能耗也不同。在满足电冰箱储藏温度要求的前提下，充注量偏大或偏小都不能达到最小的能耗。应通过理论计算和实验验证的方法准确地确定最佳制冷剂的充注量。
3. 提高电冰箱箱体隔热保温性能 （1）采用整体发泡技术。采用整体发泡技术既可避免螺钉连接，增加门体的强度和寿命，又可减少门体对外漏冷。另外，在冷冻室内，往往靠近门的地方温度最高，采用整体发泡门可以降低此处的温度，提高冷冻室温度的均匀性，从而达到节能的目的。 （2）合理分配保温层的厚度。应根据电冰箱箱体的不同位置以及箱体内外壁面间的温差，合理地分配保温层的厚度。可采用计算模拟和实验验证相结合的方法来使电冰箱保温层厚度得到合理的分配。
4. 采用智能化控制技术 （1）对于冷藏室、冷冻室容积一定的电冰箱，它的工作周期、开机率是和压缩机的制冷量及控制系统的设计密切相关的。在开机率一定的情况下，工作周期太短，压缩机启动频繁，会引起能耗的增加；工作周期太长，开机的时间也较长，这样会使蒸发温度较低，对降低能耗也不利。通过合理地选择压缩机的制冷量、开停比、工作周期和控制参数，可实现控制系统的节能设计。 （2）采用模糊控制技术。它根据实际需要对压缩机的开停或制冷量的大小实行自动控制或调节，使电冰箱始终保持在最佳运行工况，达到节能的目的。其关键技术是模糊控制器的开发和电冰箱模糊控制规则的建立。
2.7.5 模糊控制技术 采用了模糊控制技术的电冰箱具有温度自动控制、智能除霜、故障自诊断等功能，同时还具有控制精度高、性能可靠、省电等优点，是电冰箱发展的方向。 概述 在日常生产和生活中，许多被控对象难以建立精确的数学模型，因经典的控制理论难以应用，需要发展新的控制技术，模糊控制技术就是为满足这一需要而产生的。模糊控制的优势在于： （1）它不需知道被控制的对象或过程的数学模型，即不需要建立精确的数学模型。 （2）对于不确定性系数，如随时间变化的和非线性的系数能有效地进行控制。 （3）对被控对象和过程有较强的健壮性，健壮性是指参数变化和受干扰时仍能保持控制效果的性能。
在实际控制中，由传感装置检测得到的是精确量，而不是模糊量。这些精确量要变成模糊量才能进行推理，这叫模糊化。此外，模糊推理出来的结果，也就是模糊集，它是无法实际执行的。传输到操作系统执行的也是精确量。因此，要将推理结果的模糊集转换成精确量，这个过程叫精确化，也被称为去模糊或反模糊。因此，模糊控制是由图2.91所示的模块组成的。
图2.91 模糊控制组成模块
实现模糊控制，或者说开发模糊控制装置、模糊控制器，核心技术是用计算机来实现模糊规则的存储和模糊推理的运算。目前，以通用单片机加模糊控制软件的方法开发模糊控制装置是基本的办法，家用电器的模糊控制亦如此。不少单片机生产厂家还生产了各种模糊控制软件开发工具。它一般有一个友好的人机界面，用户可以方便地输入语言变量、确定对应的隶属函数，建立控制规则，可以方便地修改、编辑规则库。同时这种工具软件还提供了模糊化、精确化、推理算法等各种方法供用户选择。它们一般还可将用户建立的模糊控制全部软件转换成某一特定的单片机汇编代码，以便于写入单片机。这类工具，大多还有一个计算控制面板，也就是模拟输入、输出关系的算法，以便用户判断开发出的模糊控制器是否能满足预定的要求。
一个完整的模糊控制器，当然还需有其他相应的电器满足相应的功能，如A/D和D/A转换等。此外，传感装置是检测被控对象状态、用以模糊控制的输入，更是必不可少的部分，不同的被控对象必须有一套可靠的传感装置。 目前模糊控制与传统的PID控制和人工智能的专家系统相结合，形成了功能更灵活、控制效果更好的控制系统。此外与神经网络结合，特别是将人工神经网络的学习功能和模糊推理结合起来，形成了有在线自学习功能的模糊控制器，使模糊控制器能适应被控对象的变化和状况或自动学习使用者的经验，改善了控制效果。
2. 模糊控制系统 家用电冰箱一般包括冷冻室和冷藏室，冷冻室温度一般为 -18°C ~ -6°C左右，冷藏室温度为0°C~10°C左右。显然电冰箱的主要作用是通过保持箱内食品的最佳温度，达到食品保鲜的目的。但电冰箱内的温度要受诸如存放物品的初始温度、散热特性及其热容量、物品的溢满率和开门的频繁程度等因素的影响。电冰箱内的温度场分布不均匀，数学模型难以建立，只有采用模糊控制技术才能达到最佳的控制效果。
为了适应家用电冰箱向大容量、多功能、多门体、多样化控制风冷式结构发展，达到高精度、智能化控制目的，一些新型电冰箱采用了智能化温度控制和除霜控制。温度控制就是要根据电冰箱内存放食物的温度和热容量，控制压缩机的开停、风扇转速和风门开启度等，使食物达到最佳保存状况。这就需要传感器来检测环境温度和各室温度，并运用模糊控制推理确定食物温度和热容量。智能除霜就是根据霜层厚度，选择门开启次数最少的时间段，即温度变化率最小的时候快速除霜，这样对食物影响较小，有益于保鲜。这就要运用模糊控制推理来确定除霜指令。另外该系统还具有故障自诊及运行状态的显示等功能，图2.92所示为控制电路框图，
图2.92 模糊控制系统控制电路框
图2.93 模糊控制系统程序流程框图
该系统采用高性能的8位87C552单片机为控制器，传感器采用热敏电阻，主要有冷冻室、冷藏室、冰温室及环温等传感器。门状态检测电路采用多个状态开关共用一根输入线的方式，通过输入线状态变化和箱内温度变化来确定是冷冻室门打开、还是冷藏室门打开。显示电路由LED显示和数码显示两部分组成。LED显示电冰箱运行状态，数码显示则为维修人员检查电冰箱故障提供了有力的手段。压缩机断电时间检测克服了传统的只要控制主板上断电，无论压缩机是否已延迟3min，都要再延迟3min后才能启动压缩机的缺陷，实现了无论是压缩机自动停机还是强制断电停机，只要压缩机停电时间超过了3min，就可以启动压缩机。
3. 温度模糊控制 电冰箱一般以冷冻室的温度作为控制目标。根据温度与设定指标的偏差，决定压缩机的开停。由于温度场本身是个热性较大的实体，所以系统是一个滞后环节。冷冻室的温度和食品温度有很大的差别，因此电冰箱为了保鲜，仅仅保持电冰箱内的温度是不够的，还要有自动检测食品温度的功能，以此来确定制冷工况，保证不出现过冷现象，才能达到高质量保鲜的目的。 电冰箱模糊控制是由温度传感器和具有A/D和D/A转换器的单片机组成的。通过传感器安放在冷冻室和冷藏室的适当位置，来改变其设定位，可调节冷冻室和冷藏室的温度。当冷冻室内温度上升到高于电脑中设定的温度值，电脑通过D/A转换器启动继电器使压缩机运转；当达到冷冻室温度值后，单片机就通过D/A停止压缩机运转。
（1）食品温度及热容量的检测。为了检测放入电冰箱内食品的初始温度和食品量的多少，应用模糊控制推理来确定相应的制冷量，达到及时冷却食品又不浪费能源的目的，因此在食品放入电冰箱的初期，制冷系统应设法检测食品的初始温度和热容量，对食品种类和数量进行综合分析。食品温度和热容量的检测是在食品放入冷冻室并关门后5min内进行的。 （2）确定食品温度的模糊推理框图。图2.94所示为判断食品温度的模糊推理框图。冷冻室温度传感器采集的信息和经推算的温度变化率，经模糊推理I输出食品温度的初步判断，还要根据开门状态及室温的情况加以修正。修正系数由模糊控制推理II来确定，经乘法器运算得到推论食品温度。
图2.94 食品温度的模糊推理框图
（3）制冷工况的控制。若食品温度高、变化率大，则压缩机开，风机高速运转，风门开启；若食品温度低、变化率小，则压缩机关，风机低速运转，风门开启。
4. 除霜模糊控制 传统的除霜控制装置是由除霜定时器控制的。定时器对压缩机开启时间进行计时，当计时超过设定值时，定时器即由一个接入其电路的电阻接通电流后产生的热量来加热蒸发器，用以除掉结在蒸发器上及冷冻室内壁的霜层，当除霜加热器工作到设置的时间时，便断开电阻电路，并启动压缩机工作。 上述传统的除霜控制装置的缺点是其控制值是事先设定的，易使许多能量消耗在目的相异的各种动作及因缺少灵活性而发生的各种多余动作，并造成器件因频繁开启而导致的器件损坏，同时温度的起伏较大。而模糊控制的制冷除霜克服了这种确定性控制的缺点，同时它的控制是平缓的连续过程，解决了电冰箱内起伏较大的温度变化。
模糊控制的智能除霜采取了与传统除霜人为控制不同的策略。控制目标是除霜过程要对食品保鲜质量影响最小。为此除了根据压缩机累计运行时间及蒸发器制冷剂管道进、出口两端温差来推断着霜量外，还要由凝霜及门开启间隔时间的长短来确定是否除霜。也就是说，选取门开启间隔时间长的，也就是开门频度低的时段除霜，以达到最理想的保温效率。除霜控制推理框图如图2.95所示。
图2.95 除霜控制推理框图
2.8 无氟电冰箱 “无氟电冰箱”和普通电冰箱比较，从箱型结构、部件组成、制冷原理，到使用与检修方法、故障表现特征等方面是基本相同的。两者的主要区别在于使用的制冷剂种类、特性不同，以及由于某种原因引起的对部分材料性能要求和维修工艺上的差别。
2.8.1 无氟制冷剂的特性 1. R 134a与R12制冷剂的比较 普通的电冰箱使用R12制冷剂的首选替代物R134a或HC—600a（异丁烷）。HC—600a环保性能良好，无毒无味，而且物理性质与R12相近，替换时需更换压缩机和冷冻油，能减少能耗30%~40%。它的不足之处是易燃易爆，生产及维修过程中对安全条件要求很高。R134a制冷剂的性质与R12十分接近，无毒无味，不可燃，但在环保及经济性方面稍嫌不足。R134a的生产工艺复杂，成本比R12高3~4倍，制冷效率降低约10%，还需要采用特定的冷冻油，压缩机成本也要增加，并对制冷系统清洁度要求较高。
目前，欧盟国家已采用HC—600a做新一代制冷剂，而美国、日本等国考虑到安全、商业利益及实用等原因，多采用R134a做制冷剂替代R12，我国大部分厂家也如此。 目前，市面上常见的无氟电冰箱大多选用R134a制冷剂，即HFC134a。这种制冷剂与普通电冰箱最常见的R12氟利昂制冷剂比较，有相似的物理性质，其主要性能的比较情况见表2.2。
表2.2 制冷剂R12与R134a的基本物理性质比较表
2. R134a制冷剂的使用特点 从表中可以看出，R134a制冷剂的最大优点是其对臭氧层的破坏潜能为零，能满足环保要求。 但从另一方面来看，R134a制冷剂的分子小、分子量轻、渗透能力强，又极易吸水，与矿物油不相溶。因此，R134a制冷剂量对压缩机内的洁净度要求更高。同时利用R134a制冷剂的无氟电冰箱还必须用酯类或新型合成油多元醇润滑油。R134a对金属件有腐蚀性，为此无氟电冰箱的压缩机内部零件表面均做了特殊处理。而且R134a标准沸点、凝固点、汽化潜热较高，其制冷量低于R12制冷剂10%左右。
目前，无氟电冰箱在使用与推广中还存着一个重要的维修保障问题。由于市场滞后等原因，不仅专用的制冷剂、冷冻油、润滑油、干燥过滤器和压缩机配件较少，价格贵，同时无氟电冰箱对维修设备及工艺要求也很高。 采用R134a制冷的无氟电冰箱，对系统管道中的油、水、杂质等要求较高，是它的固有弱点。同时它对专用密封材料、干燥处理、维修工具的要求，也是一般维修店的技术设备难以胜任的。不可否认，R134a制冷剂在当前仍是一种比较理想的替代品，但在不远的将来，一定会在它的基础上研制出既无公害，又无负面影响，适应全方位替代的制冷剂，广泛应用于绿色环保电冰箱中。
3. R134a与R12互换 采用R134a制冷剂的压缩机，可以改用R12。但这会造成技术参数的改变，对系统管路提出了要求： （1）如果系统管路没有充注过R134a制冷剂，那么可以用R12制冷剂直接充注到使用R134a的压缩机中。 （2）如果系统管路曾用过R134a制冷剂，那么系统管路必须用R113清洗济彻底冲洗干净，以防造成毛细管阻塞及压缩机燃坏。 （3）干燥过滤器应更换以符合R12制冷剂的要求。 采用R12制冷剂的普通电冰箱，不能改用R134a制冷剂。因为普通电冰箱的压缩机内部洁净度低，不能满足R134a制冷剂的特殊工艺要求。
2.8.2 制冷系统技术特点 1. 对压缩机的要求 使用R134a制冷剂的无氟电冰箱系统，由于R134a比R12制冷剂具有更强的化学腐蚀性和亲水性，且成分中不含氯，会使压缩机零部件润滑性变差，引起不利的化学变化，因此，要使用专门设计的高效压缩机电机。这种压缩机高压侧温度较高，压力也较大，故对结构材料有更高要求。其中包括电机漆包线绝缘材料的选用，以及内装润滑油的种类，都与使用R12制冷剂的普通电冰箱不同，不能替代。为了克服R134a制冷效率较低的缺点，压缩机加装背阀，有效控制压缩机阀片，以提高效率。同时采用直接进气方式，用软管将吸气腔与回气管连接起来，以减少热量损失。
2. 对干燥过滤器的要求 无氟电冰箱使用的R134a制冷剂，它的化学结构属于部分卤化物，极易因发生水解卤化反应而改变性质，因此要求制冷系统要保持绝对干燥。所以无氟电冰箱要使用性能好的分子筛干燥器。常用的干燥过滤器是新开发产品XH-7型，或XH-9型，体积略大，有极强的吸水作用。采用R12制冷剂的制冷系统，常选用4A-XH-5干燥过滤器。这两种过滤器的分子筛材料不同，不能互相换用。
3. 对冷冻油的要求 我们知道，压缩机内注入的冷冻油在制冷循环中起着重要作用，它必须具有良好的润滑性、密封性、低温流动性及化学稳定性。普通电冰箱压缩机内注的常规的18号矿物油，能与R12互溶，而不能与R134a互溶。因此，无氟电冰箱采用R134a做制冷剂时，需对冷冻油做相应改变。 无氟电冰箱压缩机内充注的润滑剂，是水解挥发性较强的RL329酯类油，或合成油多元酯。这类润滑剂能与R134a互溶，在制冷系统内能很好地流动。而一旦错充了制冷剂，不仅不能满足压缩机润滑要求，而且在经过冷凝器后可能会发生凝固堵塞制冷系统的现象。
无氟电冰箱中，如果采用往复式压缩一般采用R134a酯类油，而对于旋转式压缩机，则采用日本三菱电机公司开发的硬质烷基苯（HAB）做冷冻油。为了解决回油困难等问题，旋转式压缩机中要使用特殊的储液器，并通过改变R134a流向的办法，使制冷剂与冷冻油分离，保证压缩机内各摩擦部件处于良好的运行状态，并降低了能耗，提高了制冷性能。
4. 对密封材料的要求 由于无氟电冰箱R134a制冷剂的分子比R12分子小，饱和压力也较高，在管路中运行更容易泄漏。同时，当系统在低温度制冷状态下运转时，低压侧出现负压值，容易进入空气。而且R134a制冷剂容易与管路里残留的水分发生水解，起卤化反应，所以要求系统保持绝对干燥。由于这些原因，无氟电冰箱制冷系统对密封材料的选用与普通电冰箱R12制冷系统不同，它的气密试验指标比R12制冷系统的要求更高。
习题2 1. 按冷却方式的不同，电冰箱可分为哪几类？各自的特点是什么？ 2. 电冰箱型号的表示方法和含义是什么？举例说明。 3. 电冰箱的箱体结构有何特点？ 4. 简述往复活塞式压缩机的结构特点及工作原理。 5. 蒸发器有哪几种结构形式？其主要作用是什么？影响蒸发器的传热效率的因素有哪些？ 6. 冷凝器有哪几种结构形式？其主要作用是什么？影响冷凝器的传热效率的因素有哪些？ 7. 结合图2.48，阐述制冷剂在整个制冷过程中的状态。
8. 电冰箱的控制系统由哪些元部件组成？它的作用是什么？ 9 8. 电冰箱的控制系统由哪些元部件组成？它的作用是什么？ 9. 感温压力式机械温控器由哪几部分组成？其控制原理是什么？并简述电冰箱温控调节的方法。 10. 化霜定时器可以分为机械化霜定时器和电子化霜定时器，简述它们各自的优缺点。 11. 简述电冰箱的现状及发展趋势。 12. 何为模糊控制？参照图2.93说明模糊控制的工作流程。 13. 简述温度模糊控制的组成及工作流程。