电冰箱的基础知识

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电冰箱的基础知识

（一）、电冰箱的分类

1、按冷却方式可分为：直冷式、风冷式（W）、混冷式（一般冷藏直冷，冷冻风冷）三种。

2、按温度控制方式可分为：双温单控、双温双控，电子温控（E）三种。

3、按用途可分为：冷藏箱（C）、冷藏冷冻箱（CD）、冷冻箱三种（D）。

4、按冷藏冷冻箱使用时的气候环境分为：亚温带型（SN,10～32℃），温带型（N,16～32℃），亚热带型（ST,18～38℃），热带型（T,18～43℃）。

（二）、型号命名规则

改进设计序号：用汉语拼音字母顺序表示

冷却方式代号：风冷无霜电冰箱用 W 表示

规格代号：有效容积 L，以阿拉伯数字表示

用途分类代号：冷藏用 C，冷冻用 D，冷藏冷冻用 CD 表示

产品代号：家用电冰箱用 B 表示

（三）、国家标准中关于冰箱的一些术语及解释

1、家用电冰箱（冰箱）：一个供家用的具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，它包括冷藏箱、冷藏冷冻箱、冷冻箱。

2、冷藏冷冻箱：电冰箱至少有一个间室为冷藏室，适用于储藏不需冻结的食品，并至少有一个间室为冷冻室，适用于需要在-18℃或-18℃以下保存的冷冻食品和储藏冷冻食品。

3、单控式冷藏冷冻箱：仅有一个控温手段供调节冷藏室和冷冻室温度的冷藏冷冻箱。

4、冷冻食品储藏室：用于储藏冻结食品的间室，按其储藏温度可分为

   ①“一星”级室，按规定的试验条件和方法测得的储藏温度不高于-6℃。

   ②“二星”级室，按规定的试验条件和方法测得的储藏温度不高于-12℃。

       ③“二星”级部分，“三星”级室内的一部分，不是独立的（即有局部间隔，但没有自己单独使用的门或盖）。该部分按规定的试验条件和方法测得的储藏温度不高于-12℃。

④“三星”级室，按规定的试验条件和方法测得的储藏温度不高于-18℃。

5、有效容积：从任一间室的毛容积中减去各部件所占据的容积和那些认定不能用于储藏食品的空间后所余的容积为该室的有效容积（实际测算值不应小于额定有效效容积的 97%）。

6、耗电量：冰箱在稳定运行状态下运行 24h 的耗电量。它是在环境温度为 25℃（SN、N、ST 型）或32℃（T 型）下按规定的试验方法测定的。

7、噪音的测试

①在测试场所地面的几何中心处，将冰箱放在弹性基础上（厚 5－6mm 弹性橡胶垫层），测试场所的体积为（冰箱长+2m）×（冰箱宽+2m）×(冰箱高+1m）。

②噪声测试时的环境噪声必须低于冰箱噪声 6dB 以上。环境噪声低于冰箱噪声 6dB-15dB 时，测试的冰箱噪声须进行修正；环境噪声低于冰箱噪声 15dB 以上时，测试的冰箱噪声即为冰箱的实际噪声。

③将传声器分别置于距冰箱的四边中轴线1m，高度为（冰箱高度+1m）/2    的位置，用声级计（A计权）测试噪声，读取在噪声较大情况下指示的平均值，以四点噪声的算术平均值作为该机的平均声压级噪声。

④噪声规定：<250L,<45dB(A 计权)；>250L, <47dB(A 计权)。

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二、电冰箱的原理与故障分析

（一）电冰箱原理与结构

电冰箱的功能是制冷，它的制冷过程中，是通过制冷剂的物态变化实现的。制冷系统中，制冷有几个关键的物理变化过程。在制冷过程中，如果物体放出热量，它的温度要降低，而其周围环境温度会升高。反之，温度低的物体吸收热量后，温度会升高，但它周围的环境温度会因此而降低。所以说，制热过程的本质，是物体放出热量，制冷过程的本质，是物体吸收热量，使它的周围环境降温变冷。制冷过程中，热量的传递方式中有三种:传导、对流和辐射，它们是可以同时发生的。目前，电冰箱的型号虽然较多，但它们的主要组成部件和工作原理却基本相同，麻雀虽小但五脏俱全，按功能分可将它的部件分为制冷系统、电气控制系统和箱体等几部分。
一、制冷系统
制冷系统中的部件主要有压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管、蒸发器等。由铜管将各部件连接成一个封闭的系统，系统内充注有制冷剂。压缩机用来驱使制冷剂，使它在系统中流动，进行制冷循环。压缩机中流出的高温、高压制冷剂，在冷凝器中冷却，转化成高温的液态制冷剂，完成液化过程。干燥过滤器的作用是去除制冷剂中的杂质和微量水份，便于制冷剂顺利通过毛细管。毛细管是制冷系统中的节流元件，用来控制制冷剂的流量，从而控制蒸发器温度、蒸发压力和冷凝压力。从毛细管出来的低压制冷剂，在蒸发器中汽化、吸热，完成与周围环境的热交换，使环境温度降低，达到制冷的目的。制冷剂通过蒸发器后，自身温度升高，重新进入压缩机，开始新的制冷循环。制冷系统中，各个部件用不同口径的铜管密封连接，组成全封闭的循环系统。
二、电气控制系统
电冰箱的电气控制系统，可以看成是由两部分组成的，一部分是供使用者自身设置、操作用的，这部分包括安装在面板上的开关，另一部分是为保证电冰箱自身工作稳定而设的控制电路，例如启动器、温控器、热保护器等。
启动器是电冰箱中电动机的配套器件，是用来控制压缩机启动器的通断。电气控制系统中，温控器是重要的部件，它的作用是将环境温度变化成电气指令，控制制冷系统的工作状况，使温度保持在适当的范围内。热保护器是防止压缩机过载的保护装置，它可避免压缩机绕组因过载而烧毁。
三、箱体
箱体是电冰箱的基本框架，它为制冷系统、电气系统提供存放空间。电冰箱使用中，箱体损坏多由震动、碰撞造成，也会因此而引起制冷系统故障。
接下来我们谈谈制冷原理。各类型的电冰箱，尽管它们的构造、功能乃至价格、性能会有很大差异，但在一般使用中，制冷是电冰箱的基本功能。各种电冰箱的制冷原理是相同的。制冷压缩机吸入来自蒸发器的低温低压的气体制冷剂，经压缩后成为高温高压的过热蒸气，排入冷凝器中，向周围的空气散热成为高压过冷液体，高压过冷液体经干燥过滤器流入毛细管节流降压，成为低温低压液体状态，进入蒸发器中汽化，吸收周围被冷却物品的热量，使温度降低到所需值，汽化后的气体制冷剂又被压缩机吸入，在被吸回压缩机的过程中，制冷剂蒸气仍然从外界吸取热量进行汽化，因此压缩机的吸气管也是低于环境温度的，用手摸感到些凉。而压缩机的排气管却相反，因为排气管内是高温高压的制冷过热蒸气，故其外表温度比环境温度高，用手触摸的感觉是热的。至此，完成一个循环。压缩机制冷循环周而复始的运行，保证了制冷过程的连续性，因此充分发挥了制冷剂的特性。制冷剂在系统内要经过四个连续的热变化过程：即压缩、冷凝、节流、蒸发。制冷系统内所有部件的根本任务是保证这四个过程的顺利进行。
电冰箱主要部件作用与功能：
一、压缩机

压缩机是制冷系统的心脏，发挥着最重要的作用：按照制冷量的需要定量吸入制冷剂气体，经过压缩机以后按额定的压力输送出去。电动机和压缩机直接偶合，组合在一个紧凑的壳体里。为了使汽缸和活塞得到润滑，壳体底部盛有润滑油，并有专门机构将润滑油吸到缸壁润滑。具有制冷效率高、可靠性好、体积小、质量轻、噪声低、零部件少等优点。电冰箱出厂时，对压缩机都要进行严格的测试，使各项指标完全达到设计和使用要求。电冰箱损坏后，如果要换压缩机，也要尽量按原设计型号更换，可以保证换压缩机后电冰箱的整机工作指标不降低。制冷压缩机有活塞式、旋转式和涡旋式三种。

二、冷凝器和蒸发器
电冰箱中的冷凝器和蒸发器是制冷剂与外界空气进行热交换的设备。在单冷型电冰箱中，制冷剂通过冷凝器把热量放出，使制冷剂降温液化；而蒸发器中的制冷剂吸收外界热量汽化蒸发，吸热制冷。
1、冷凝器

冷凝器的种类较多，但它们的基本结构是相同：电冰箱的冷凝器的作用是借助空气自然对流冷却，把汽态的制冷剂冷凝为液体，外置冷凝器一般在电冰箱的后部，内置冷凝器一般置于电冰箱箱体两侧的箱壁内侧。

2、蒸发器
电冰箱蒸发器是制冷系统中进行热交换的主要吸热部件，它与冷凝器散热相反，当液体制冷剂通过毛细管节流喷入蒸发器时由于内部通道突然扩大压力骤然降低，迅速产生沸腾汽化。蒸发器表面积越大，热传递的速度就越快，只要箱内介质的温度超过制冷剂的蒸器温度时，制冷剂液体就会通过蒸发器吸收冷却介质（介质就是空气或食品等）中的热量以达到制冷目的。
三、毛细管
毛细管是电冰箱制冷系统的节流装置，无论是单系统采用的单根毛细管还是双系统采用的双根毛细管，均是具有规定长度而带有一定硬度的小孔径（内径为0.5-1.2mm）细紫铜管，它是经冷拔工艺加工制成，俗成毛细管。毛细管是将高压制冷剂液体节流降压，由冷凝压力降到蒸发压力，一方面限制制冷剂的流速，保证冷凝器内有足够的高压促使高压制冷剂蒸发气在冷凝器中液化；另一方面使制冷剂在毛细管内节流而降压；保证制冷剂进入蒸发器有合适的蒸发压力，以便于制冷剂在蒸发器中进行沸腾汽化。
四、干燥过滤器
电冰箱安装、使用过程中，尽管采取了不少预防措施，制冷系统管路中仍不可避免的含有微量空气和水分，再加上制冷剂和冷冻油中含有的少量水分，若总含水量超过允许的极限就会影响制冷系统的正常工作。这时，制冷剂通过毛细管节流降压时，制冷剂中含有的水分就可能在毛细管进口处冻结成小冰块，堵塞毛细管，造成“冰堵”故障。另处，电冰箱制冷系统中还可能有一些污物杂质，若任它们在管路里随着制冷剂流动，也可能堵塞毛细管，造成“脏堵”故障。所以，电冰箱中必须安装干燥过滤器。干燥过滤的外形是个圆筒，内部设有经目铜过滤网，加一端有滤栅，在这两端之间充满了干燥过滤剂。不同机型电冰箱的干燥过滤安装位置可能不同，但要系统管路中它必须焊接在毛细管秘冷凝器之间。
五、温控器

用来控制压缩机的开停，从而维持食物所需的温度，温控器主要由毛细管和波纹管、一组常闭触点和一个机械连杆机构组成。当温度升高时，引起波纹管内压力增大从而使波纹管膨胀伸展，膨胀的波纹管推动连杆结构，使触点得以闭合，接通电源。当温度下降时，波纹管随着压力的减少而收缩，连杆机构瞬时动作而断开触点，切断电源。

六、过载保护器：通过感知温度和电流来对压缩机进行保护，由一组常闭触点和双金属元件构成。
七、PTC启动继电器

PTC启动继电器：又称无触点式启动继电器，它与启动绕组串联，当压缩机通电后，开始时 PTC的温度较低，元件呈低阻抗，造成大电流通过，随后元件发热，温度上升，电流大幅度下降，最后达到稳定值，此时通过的电流很小，启动绕组近似断路状态。上述的变化很快，在极短的时间内完成感应压缩机启动。这种启动继电器没有触点，性能可靠，寿命长，结构简单。但是由于 PTC 元件的热惯性，每次启动后，必须间隔 4～5 分钟以上的时间方可再次启动。

八、管道：电冰箱制冷系统各个部件之间借助管道连接，其中包括压缩机吸气管，排气管和连接配管等。

九、制冷剂：又称制冷工质，俗称雪种。在制冷循环过程中通过相变，如冷凝和蒸发来放热和吸热，以产生制冷效果。家用电冰箱发展到现在，主要采用的制冷剂有R12(CFC12),R134A(HFC-134A), HC-600A等，目前R12已经禁用。三种制冷剂的主要特性参数以列表形式进行了详细介绍。

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（一）、由于HFC-134A不溶于矿物油，因此HFC-134A不能用于CFC-12制冷系统中；由于HC-600A特性参数与CFC-12、HFC-134A差异较大，因而HC-600A不能用于CFC-12、HFC-134A制冷系统中；但由于CFC-12和HFC-134A性能参数很接近，而且CFC-12也溶于酯类油，故在维修现场无HFC-134A的不得已下，CFC-12可用于HFC-134A的制冷系统(不换压缩机)中，但需更换干燥过滤器，吹净管路，维修后基本不影响使用，但性能匹配不是最佳。在更换CFC-12压缩机和干燥过滤器的情况下，CFC-12制冷剂可用于HC-600A制冷系统中，维修后基本不影响用户使用，但性能也不是最佳 。

（二）、1、由于HFC134A不溶于传统的矿物油和烷基苯油，需采用新的酯类润滑油，酯类油比矿物油吸水性更强，而水会降低酯类油的化学稳定性，酯类油水解生成醇和酸，引起制冷系统腐蚀，因此压缩机露空时间不应超过15分钟；同时要考虑各种材料与制冷剂、润滑油的相容性。与CFC-12压缩机相比，HFC-134A压缩机需增加10~15%的气缸容积，以保证相同的制冷量。在电机设计上，要用效率更高的电机以适应更恶劣的系统工作环境，其他零部件可通用CFC-12的，但水分、杂质等含量有严格限制，清洁度要求更高。使用中，HFC-134A压缩机噪声要比CFC-12压缩机稍大。

2、HC-600A(异丁烷)与矿物油、烷基苯油(HAB)有很好的相容性，故该工质压缩机制造工艺无需更改。HC-600A压缩机气缸容积需在CFC-12基础上增大70%左右。由于HC-600A易燃易爆，对压缩机的防泄漏要求更高；同时必须对电气元器件进行改动，将其设计成防爆型，如启动器可采用PTC元件且密封，铭牌上要有黄色易燃标志。HC－600A压缩机比CFC－12压缩机的噪声低。

（三）、由于CFC－12、HFC－134A、HC－600A及其他各种制冷剂的特性存在较大差异，对应各制冷系统的设计也有所差别。如果在维修时不注意区分，轻者有可能导致系统性能下降，重者会引起压缩机回油不畅，毛细管脏堵等故障，将严重影响冰箱的使用寿命，因此在维修时严格区分制冷剂类别。具体识别冰箱使用制冷剂类型的方法如下：

1、查看冰箱背部的电路图铭牌，在铭牌中“制冷剂及充入量”一栏写明了该冰箱使用的制冷剂和充入量，这是维修冰箱的主要依据。

2、查看压缩机外壳上所贴铭牌上注明使用的制冷剂类别。如HC－600A压缩机铭牌上有黄色易燃标志，而HFC－134A压缩机铭牌一般是绿色。

3、查看冰箱使用说明书或冰箱生产厂家有关环保方面的特殊标志或型号标识，如华凌冰箱在型号后加注“H”、“L”代表采用HFC－134A制冷剂；加注“HC”代表采用HC－600A制冷剂，无上述三字母的则为采用CFC－12制冷剂。科龙、容声冰箱在型号后加注“╱HC”代表采用HC－600A制冷剂，如无“╱HC”则为采用CFC－12制冷剂。本公司产品全部采用HC－600A制冷剂。

制冷剂	CFC－12	HFC－134A	HC－600A
分子式	CF2CL2	CH2FCF3	C4H10
临界温度℃	112.0	101.0	135.0
气相密度（－25℃）	7.57	5.50	1.66
液相密度（－25℃）	1427.0	1371.0	608.3
臭氧层破坏系数（ODP）	1.0	0	0
温室效应系数（GWP）	3.1	0.27	0.01
光化学臭氧产生潜能（POCP）	∠0.1	∠0.1	42.6
寿命（年）	120	3.1	几周
冷凝压力（－40℃）	9.6066	10.614	5.319
蒸发压力（－40℃）	1.0041	0.8436	0.468
工作压比	9.567	12.048	11.365
蒸发潜能	165.3	219.3	381.2
制冷量	1237.0	1185.0	626.0
对杂质的敏感性	敏感	高度敏感	敏感
压缩机效率╱寿命	一般	一般	高╱长
理论排气温度	120～125	125～130	100～105
可燃性	不燃	不燃	可燃
润滑油	矿物油	酯类油	矿物油
溶水性	极微	极易溶	极微
真空度要求	一般	高	一般
沸点（℃）	－9.8	－6.16	－1.73

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