电冰箱的结构和工作原理

1.电冰箱的组成

电冰箱可以分成两大系统，即制冷管路系统和电气系统，其中制冷管路系统主要是指给电冰箱提供制冷剂循环的组件，而电气系统则是控制电冰箱进行工作的组件。如图1-4和图1-5所示分别为典型电冰箱的结构分解图，其中既包括制冷管路系统又包括电气系统。

图1-4 电冰箱背部结构分解图

图1-5 电冰箱前部结构分解图

2.电冰箱的工作原理

（1）制冷管路系统的工作原理

电冰箱的制冷管路系统主要包括压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管和蒸发器，如图1-6所示为电冰箱制冷管路系统的工作原理图。

制冷剂以气态的形式由压缩机吸入，经压缩机压缩后成为高温高压的过热蒸气，然后从压缩机的排气管排出，经排气管道进入冷凝器。冷凝器有助于制冷剂将热量散发给周围的空气，使得冷凝剂由高温高压的过热蒸气冷凝为中温高压的液体，然后经过干燥过滤器进入毛细管。由于毛细管的通道细长，制冷剂进入毛细管被节流降压后变为低温低压的制冷剂液体，再进入蒸发器。在蒸发器中，低温低压的制冷剂液体要大量吸收外界热量而汽化为饱和蒸气，这就达到了在蒸发器中向外界（并向内部）吸热制冷的目的。由蒸发器出来后，在吸气管中变为低压蒸气的制冷剂再被压缩机吸入，开始下一次循环。

图1-6 电冰箱制冷管路系统的工作原理图

制冷管路系统为电冰箱提供冷气，冷气循环方式可分为冷气强制循环、冷气自然对流和冷气强制循环—自然对流混合三种。

1）冷气强制循环的工作原理。

采用冷气强制循环的电冰箱又称之为间冷式、风冷式或无霜电冰箱，这种制冷方式主要应用于双门式电冰箱中，是依靠风扇进行强制冷却的，如图1-7所示。

这种冷气循环方式的电冰箱将蒸发器集中放置在一个专门的制冷区域内，如冷冻室与冷藏室之间的夹层中或者冷冻室和箱体之间的夹层中，然后依靠风扇强制吹风的方式使冷气在电冰箱内循环，从而达到制冷的效果。

从图1-7中可以看到，空气被蒸发器冷却后由风扇送进管道，再吹进冷冻室和冷藏室。吹入冷冻室的冷气由位于冷冻室背部上方的送气管直接吹进冷冻室进行制冷，而送往冷藏室的冷气需要经过风门（手动调节挡板）才能吹入冷藏室。通常，冷藏室的温度除用温控器调节外，还可以通过手动调节风门来调整冷气的进入量，从而实现温度的调节。如图1-8所示为风门调整控制示意图。

图1-7 冷气强制循环的工作原理

图1-8 风门调整控制示意图

当风门调整至最小状态，风门便会阻挡进入冷藏室的冷气量。冷藏室的温度缓慢降低，当冷藏室的温度达到设定温度时，压缩机便会停止工作，在这个过程中冷冻室得到了充分的制冷。当风门调整到最大状态（全开），大量的冷气会迅速进入到冷藏室中，冷藏室的温度迅速降低，当达到设定温度时，压缩机停止工作，直到需要再次制冷时，压缩机才会再次起动。采用冷气强制循环的电冰箱由于是依靠强制循环气流与蒸发器进行热交换来实现制冷的，所以这种电冰箱的冷冻室和冷藏室都不结霜（故也称无霜式电冰 箱），且箱内温度均匀性好，有利于食品的长期存储。冷冻室和冷藏室的温度可以通过各自的控制装置分别进行调节，使用较为方便，但其耗电量与冷气自然对流式（直冷式）电冰箱相比略大。

2）冷气自然对流的工作原理。(www.xing528.com)

采用冷气自然对流式的电冰箱称之为直冷式或有霜式电冰箱，众所周 知，受重力影响，低温气体下沉而高温气体上浮，自然对流式电冰箱正是利用了这一自然气流规律实现冷气循环。目前市面上销售的电冰箱以这种冷气循环方式为主，如图1-9所示，在冷冻室和冷藏室内各设有一个蒸发器，通过蒸发器直接吸收食物和箱内空气的热量，达到制冷的目的。

3）冷气强制循环—自然对流混合的工作原理。

采用冷气强制循环—自然对流混合的电冰箱称之为直冷—间冷混合式电冰箱，这种冷气循环方式多用于多门式电冰箱中，吸取了直冷式和间冷式电冰箱的优点，如图1-10所示。直冷—间冷混合式电冰箱既装有直冷式蒸发器，又装有间冷式主蒸发器。它的冷藏室一般采用冷气自然对流降温方式（直冷式降温），冷冻室则采用冷气强制循环降温方式（间冷式降温）。当冷冻室制冷时，冷藏室也同时制冷，由于冷冻室采用间冷式制冷方式，化霜采用电加热方式进行，使得冷冻室表面不结霜，且温度分布均匀，易于食物长期保存。而冷藏室采用直冷式，即在冷藏室的上方安装有直冷式蒸发器，通过空气的自然对流来达到换热制冷的效果。这使得冷藏室的食物冷却速度较快，保温性能也比较好，同时也可以有效地降低电冰箱的能源消耗。

（2）电冰箱电气系统的工作原理

电冰箱的功能不同，其电气系统也各有不同，大体上可分为普通电冰箱电气系统和智能电冰箱电气系统两大部分。但其主要部件基本相同，如图1-11所示，只是在控制方式上各有千秋，其中普通电冰箱采用的是温度控制器进行控制，而智能电冰箱则采用智能控制电路板进行控制。

1）普通电冰箱电气系统的工作原理。

电冰箱的电气系统主要包括压缩机起动和保护装置、温度温控器、照明灯、门开关及其他部件构成，如图1-12所示。

图1-9 冷气自然对流的工作原理

图1-10 冷气强制循环—自然对流混合的工作原理

图1-11 电冰箱电气系统所涉及的零部件

图1-12 普通电冰箱电气系统的工作原理

从图1-12中可以看出，普通电冰箱电气系统的工作原理比较简单，但其覆盖整个电冰箱箱体，在实际连线过程中较为复杂，如图1-13所示。

图1-13 普通电冰箱电气系统电路连接图

2）智能电冰箱电气系统的工作原理。

智能电冰箱是指电气系统中采用微处理器进行控制的电冰箱，它的制冷管路与普通电冰箱基本相同。如图1-14所示是采用微处理器控制的智能电冰箱电气系统简图。

图1-14 采用微处理器控制的智能电冰箱电气系统简图