电冰箱

nullnull第7章 电冰箱7.1 电冰箱的分类和型号 7.2 电冰箱的结构 7.3 电冰箱的主要部件 7.4 电冰箱的电气控制电路 7.5 电冰箱的常见故障与检修null7.3 电冰箱的主要部件 电冰箱制冷系统的主要部件是压缩机、冷凝器、蒸发器、干燥过滤器和毛细管（节流阀）等。 7.3.1 压缩机 1.压缩机的作用 压缩机是制冷循环系统的动力，所以在制冷装置中，它是最重要的组成部分，比喻为制冷装置的“心脏”。其作用就是将蒸发器出来的低温低压的制冷剂蒸气压缩为高温高压的制冷剂蒸气送到冷凝器。 2.压缩机的分类 制冷压缩机可按不同的方式分类，较为常见的分类有如下几种。 （1）按压缩机工作原理分 1）容积型压缩机：又分为往复式（活塞式）和回转式。 2）速度型压缩机：又分为离心式和轴流式。null （2）按制冷能力分 1）轻型：6kW以下； 2）小型：6～58kW； 3）中型：58～464kW； 4）大型：464kW以上。 （3）按采用制冷剂种类分 1）氟利昂制冷压缩机：以氟利昂为制冷剂的压缩机。 2）氨制冷压缩机：以氨为制冷剂的压缩机。 3）无氟制冷压缩机：用新型制冷剂代替氟利昂，如R123、R134等。 （4）按压缩级数分 1）单级压缩机：制冷剂从蒸发压力（低压）至冷凝压力（高压）只经过一次压缩，适用压缩比不大的场合。 2）双级（多级）压缩机：制冷剂从蒸发压力（低压）至冷凝压力（高压）经两次或多 次压缩，适用于压缩比大、蒸发温度低的制冷系统。null （5）按压缩机的气缸数目分 1）单缸压缩机：压缩机只有一只活塞气缸； 2）双缸压缩机：压缩机只有两只活塞气缸； 3）多缸压缩机：压缩机的气缸数量在3个以上，可以是3缸、4缸、6缸、8和16缸等。 （6）按气缸布置形式分 1）立式（Z型）：立式压缩机的各气缸轴线相互垂直。 2）卧式：卧式压缩机的气缸轴线水平布置。 3）角度式：压缩机的气缸轴线不垂直也不水平，而呈一定的倾斜角度排列，多为V型（气缸中心线与铅垂线的夹角小于90°）、W型（气缸中心线与铅垂线的夹角为60°）和S型（S表示扇形，气缸中心线与铅垂线的夹角为45°）等。 单缸和双缸压缩机常为立式或卧式；多缸压缩机大都采用角度式，如V型等。 压机气缸布置形式如图7.3.1所示。null图7.3.1 压缩机气缸的布局方式null （7）按压缩机的外壳结构分 1）开启式：电动机与压缩机分开放置，压缩机的运转靠V带或联轴器来传动。 2）半封闭式：压缩机和电动机的机体外壳联成一体，构成一个共同外壳，而且电动机与压缩机同使用一根轴。轴端安装在端盖上，端盖的法兰圈与机体用螺栓联接，可以拆卸。 3）全封闭式：压缩机与电动机的机体外壳也构成一体，并封闭焊死，所以密封性能很好，但不容易拆卸。这样就要求机器的使用寿命长，工作性能稳定。 氨含有水分时会腐蚀铜质管路和电动机部件，因此所有氨压缩机均是开启式的。而小型氟利昂压缩机则多采用封闭式。null 3.压缩机的主要技术指标 （1）制冷量 压缩机工作能力大小是以制冷量来衡量的，即工作每小时从被冷却物体所带走的热量，热量用J/h或W表示，它是压缩机最主要的技术指标。压缩机制冷量大小又随着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 功率是指压缩机电动机单位时间内耗电的多少（单位仍用W表示）。选配压缩机既不能用小功率压缩机替代大功率压缩机，又不能用大功率压缩机替代小功率压缩机。null 4.压缩机的结构及工作过程 现代家用电冰箱多采用全封闭式压缩机，压缩机的结构如图7.3.2所示。 全封闭式压缩机用3～4mm厚的钢板冲压成上下两部分，然后焊接在一起。电动机和压缩机都装在封闭的罩壳内（如图7.3.2）。 压缩机工作时，活塞由曲柄连杆结构带动，将旋转运动转变为活塞的往复直线运动，在气缸内周期性地压缩气体。活塞运动随着曲柄的转速而定，转速愈高，活塞的往复次数愈多。反之则愈少。每一个周期的工作均可分为膨胀、吸气、压缩、排气四个过程。 压缩机的工作过程示意图如图7.3.3所示。 null图7.3.2 全封闭曲柄滑管式压缩机结构图 null图7.3.3 压缩机的工作过程示意图 null （1）膨胀 当活塞运行到上止点时，余隙容积VC中残留的一部分排不出的高压气态制冷剂，其压力据略高于压缩机的排气压力。当活塞从上止点开始向下止点方向运动时，该部分制冷剂蒸气就随之膨胀，压力和温度下降。此时因为气缸内的压力仍大于吸气压力，故气阀仍然关闭，压缩机并不吸气。当压力下降到与吸气压力相当时，膨胀过程结束。 （2）吸气 活塞在气缸中继续从上往下运动时，其顶部的气缸容积增大，由于吸、排气阀门处于关闭状态，气缸内的气体压力下降。当气体压力低于吸气压力时，在压力差的作用下，吸气阀片就被吸气管路内的气体顶开，吸气过程开始，直至活塞移至下止点时，气缸容积最大，气体停止流入，吸气过程结束。null （3）压缩 吸气过程结束后，活塞又从下止点向上止点方向运动，这时气缸的容积减少，气缸内的制冷剂蒸气受到压缩，气体压力和温度也随之上升，于是将吸气阀关闭。在吸气阀和排气阀均处于关闭的状态下，当缸内压力超过排气管路中的气体压力时，排气阀即被顶开，缸内气体压力就不再升高，压缩过程结束。 （4）排气 当活塞继续向上止点方向运动时，维持压缩过程气缸内压力，使气缸内的高温高压气体克服排气阀的重力和气阀弹簧的弹力而不断排入管路中，直至活塞移至上止点位置时，排气阀关闭，排气结束。 由以上压缩机工作过程可知，活塞在气缸中每往复运动一次，即曲柄每转一圈，就会依次进行压缩、排气、膨胀和吸气过程，周而复始，将蒸发器内的低压气体吸入，压缩后使其成为高压气体排入冷凝器，在制冷系统中建立压力差，迫使制冷剂在系统中循环流动，达到制冷的目的。null7.3.2 冷凝器 冷凝器又称散热器，它的任务是将压缩机排出的高压过热蒸气的热量传递给周围的低温介质，使制冷剂成为液态，从而完成热交换。 1.冷凝器的冷却种类 1)水冷式 水冷式冷凝器的特点是传热效率高，结构比较紧凑，但管壁上结水垢后传热效果会降低，故需要定期清洗。 2)空气冷却式 空气冷却式冷凝器不需要冷却水，因而使用、安装都比较方便，但空气冷却式冷凝器传热效率低。 3)蒸发式 蒸发式冷凝器是利用水在管外蒸发时吸收热量而使管内制冷剂蒸气冷凝的一种热交换器。 电冰箱冷凝器采用空气冷却方式。空调器的冷凝器有水冷式和风冷式（主要是强迫通风对流）两种。null 2．冷凝器的结构 1）百叶窗式冷凝器 一般用直径为5mm左右、壁厚为0.75mm的铜管或复合管弯曲成蛇形管，紧卡或点焊在厚度为0.5mm、冲有700～1200个孔的百叶窗形状的散热片上，靠空气的自然对流散热来形成冷凝条件，如图7.3.4所示。图7.3.4 百叶窗式冷凝器 null第一讲 2）钢丝式冷凝器 它是在蛇形复合管的两侧点焊直径为1.6mm的碳素钢丝而构成的。每面用70根钢丝，两面共140根，如图7.3.5所示。钢丝式冷凝器具有单位尺寸散热面积大、热效率高、工艺简单、成本低等特点。图7.3.5 钢丝式冷凝器 null 3）内嵌式冷凝器 它是将冷凝器盘管安装在箱体外皮内侧与绝热之 间，利用箱体外皮散热来达到管内制冷剂冷凝的目的，见 图7.3.6所示。 内嵌式冷凝器的优点是可以保证冷凝器有合理的尺寸；对外壳加热，可以防止结露；工艺简单，成本较低；外观严密整洁美观。缺点是散热性能不如百叶窗式和钢丝式。另外，因其结构特殊而维修不便，尤其是采用了真空发泡绝热层后，几乎是不可能拆开修理的。图7.3.6 内嵌式冷凝器 null 4）翘片盘管式冷凝器 它是在9～10mm直径的U形铜管或钢管上，按一定片距套装上一定数量的片厚为0.2mm的铝质或刚质翘片，经机械胀管和用U形弯头焊接上相邻的U形管口后，就构成一排排带肋片的管内为制冷剂通道，管外为空气通道的冷凝器，如图7.3.7所示。图7.3.7 翘片盘管式冷凝器 null 5）套管是式水冷凝器 套管式水冷凝器是将两根不同直径的铜管同心地套在一起盘成椭圆形，如图7.3.8所示。管的两端用特殊接头将大小管内径分隔为互不连通的两个空间。冷却水以自上而下的方向从内管中通过，制冷剂蒸气则沿外侧盘管与内侧盘管之间从上到下流动，恰与冷却水流向相反。图7.3.8 套管式水冷凝器 null 3.冷凝器的工作过程 冷凝器是将压缩机排出的高温高压过热蒸气，通过环境物质的热交换，使其温度降低，同时冷却成仍为高压的液态制冷剂，所放出的被冷却物热量和压缩机作功所产生的热量将排至周围环境中。过热蒸气在冷凝器中放热而变成液体时，过程可分为三个阶段，如图7.3.9所示。 第一阶段过热蒸气冷却为饱和蒸气，第二阶段由饱和蒸气冷凝为饱和温度下的液体，第三阶段如果冷却介质的流量较大和较低，则进一步冷却为过冷液体。图7.3.9 过热蒸气变成过冷液体变化过程示意图null 7.3.3 蒸发器 蒸发器是一种将电冰箱内的热量传递给制冷剂的热交换器。它安装在电冰箱的箱体内部，主要作用是利用液态制冷剂在一定的低压下沸腾蒸发吸热，达到制冷的目的。 1.蒸发器的冷却种类 蒸发器按照被冷却物体的性质可分为三类： 1）液体冷却式 冷却液体或液体载冷剂的蒸发器，统称为液体冷却器。 2）空气冷却式 冷却空气的蒸发器，称为空气冷却器。 3）固体冷却式 它是冷却固体的接触式蒸发器。制冷剂在间壁的一侧蒸发，另一侧与被冷却或冻结的固体直接接触，省去了载冷物质使传热效率提高。null 2.蒸发器的结构 1）铝平板式蒸发器图7.3.10 铝平板式蒸发器 null2）管板式蒸发器图7.3.11 管板式蒸发器 null3）蛇形翼片管式蒸发器 7.3.12 蛇形翼片管式蒸发器 null4）翘片管式蒸发器图7.3.13 翘片管式蒸发器图 null 3.蒸发器的工作过程 蒸发器是液体制冷剂在其中蒸发并吸收被冷却物质热量的热交换器，它是制冷系统中一个主要的换热部件。其功能是将节流降压后的低温低压的制冷剂液体，在压力很小的蒸发器内迅速蒸发成饱和蒸气，大量吸收被冷却物体的热量使之温度下降，从而达到制冷的目的。 蒸发器的工作过程是：制冷剂在蒸发器内的大部分区域都处于湿蒸气状态。湿蒸气进入蒸发器时，其蒸发的含量仅占10%左右，其余都是液体。随着湿蒸气在蒸发器内的流动与吸热，液体逐渐蒸发为蒸气，蒸气含量越来越多，当流至接近蒸发器出口时，一般已成为干蒸气，到蒸发器末端，继续吸热成为过热蒸气。蒸发器中制冷剂的吸热过程如图7.3.14所示。 null图7.3.14 蒸发器中制冷剂的吸热过程null 7.3.4 干燥过滤器 干燥过滤器是干燥器和过滤器合二为一的名称。它安装于冷凝器的出口与毛细管的进口之间，它的作用有两个： 1）清除制冷系统中的残留水分，防止产生冰堵，减小水分对制冷系统的腐蚀作用。 2）清除制冷系统中的杂质，如金属、各种氧化物和灰尘，防止杂质堵塞毛细管或损伤压缩机。 干燥那过滤器的结构如图7.3.15所示，干燥剂一般采用分子筛或硅胶。图7.3.15 干燥过滤器的结构 null第一讲 7.3.5 毛细管与膨胀阀 1.毛细管的作用与功能 毛细管的作用是节流降压，功能是保持蒸发器与冷凝器之间的压力差，保证蒸发器降压到规定的低压力（规定的温度）下，使制冷剂蒸发吸热，使冷凝器中的气态制冷剂在适当的高压（高温）下散热冷凝。同时它又能控制制冷剂的流量，使蒸发器保持合理的温度，保证电冰箱安全、经济运行。 2.毛细管的结构 毛细管是一根内径约为0.5～1.2mm，长度为1～4m的紫铜管，在制冷系统中可产生预定的压力降，一般用作电冰箱、空调器和小型冷库的节流器件。 null第一讲 3. 毛细管的工作过程 毛细管是依靠其流动阻力沿长度方向的压力降，来控制制冷剂的流量和维持冷凝器与蒸发器的压力差。当高压过冷液态的制冷剂进入毛细管后，会沿着流动方向产生压力和状态变化，先是过冷液体随压力的逐步降低，先变为相应压力的饱和液体，这段称为液相段，其压力降不大，且呈线性变化；从毛细管中出现第一气泡到毛细管的末端，均为气液共存段，也称两相流动段。该段内饱和蒸气含量沿流动方向逐步增加，因此压力降呈非线性变化，越到毛细管的末端，气单位长度上的压力降就越大。当压力降低至相应温度下的饱和压力时，制冷剂液体自身就会蒸发降温。null第一讲 4.膨胀阀（节流降压阀） 膨胀阀就是根据热力转换平衡原理，实现对蒸发器供液量自动调节和控制的阀件。作用和毛细管一样起节流降压的作用。 膨胀阀的工作过程如图7.3.16所示。 图7.3.16 膨胀阀结构原理图 null第一讲 7.3.6 温控器 1.温控器结构 电冰箱的温控器有机械温控器、电子温控器和电脑温控器三种。机械压力式温控器又称蒸气压力式温控器、温度开关、温度继电器等，一般都装在电冰箱（柜）灯盒内的外侧，主要由温压转换部件、凸轮调节机构、快跳活动触点以及感温腔等组成，如图7.3.17所示。感温腔是一个密封的腔体，内注有感温剂R12或氯甲烷。感温腔可分为波纹管式和膜合式。当感温管的温度高低变化时，就会引起感温剂的压力发生变化，从而引起控制开关的动作。 null第一讲 图7.3.17 温控器结构及工作原理图null第一讲 2.工作原理 （1）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加大，传动膜片面的压力大于弹簧的拉力，推动力点向前移动，通过弹性片连接传动，使快跳触点与固定静触点连接，电路闭合，压缩机通电运转，制冷系统开始制冷。 当蒸发器表面温度逐步下降到预定值时，感温管内感温剂压力下降，弹簧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，使快跳触点与固定静触点迅速断开，电路开路，压缩机断电停止运转，制冷系统停止制冷。null第一讲 （2）温度调节原理 调节温控器旋钮，实际就是调节凸轮，通过拉板前移或后移来改变弹簧的拉力大小。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前移，推动触点与固定触点闭合，压缩机才能起动。这就是调高电冰箱温度的方法。反之，如果调节凸轮，使拉板前移弹簧拉力变小，电冰箱的温度就会调低。 （3）温度范围高低调节 图7.3.17中的温度调节螺钉是电冰箱温度范围高低调节螺钉。若顺时针调节温度调节螺钉（螺钉旋出左移），相当于加大弹簧的拉力，使温控点升高。当电冰箱出现不停机的故障时，可将此螺钉顺时针调半圈或1圈。 反之，若逆时针调节温度调节螺钉（螺钉旋进或右移），相当于减小弹簧的拉力，使温控点降低。当电冰箱出现不肯起动的故障时，可将此螺钉逆时针调半圈或1圈。null第一讲 （4）温差调节 图7.3.17中的温差调节螺钉是电冰箱开停温度的调节螺钉，调节它相当于调节两触点之间的距离。若逆时针调节温差调节螺钉（螺钉旋出右移），触点间距增大，使两触点闭合时所需要的传动膜片压力增大，开机温度升高，开停机温差增大，可以排除开停太频繁的现象。若顺时针调节温差调节螺钉（螺钉旋进左移），触点间距减小，使两触点闭合时所需要的传动膜片压力减小，开机温度降低，开停机温差减小，可以排除开停周期长的现象。 null第一讲 3.电子/电脑温控电冰箱工作原理 以具有代表性的华凌BCD-320W型风冷单系统微电脑温控电冰箱为例，说明其温控原理。其控制电路板如图7.3.18所示，由图可以看出，整个控制系统由降压整流电路、温度检测电路、运行控制电路和除霜电路组成。 （1）降压整流电路 （2）温度检测电路 （3）运行控制电路 （4）除霜电路null第一讲图7.3.18华凌BCD-320W型电冰箱控制电路图