第五章 电冰箱维修实用技能
第一节 电冰箱的结构组成与工作原理
一、电冰箱结构组成
电冰箱主要由箱体/门体、制冷系统、电气系统等组成。
1.箱体、门体
箱体/门体主要由侧板、背板、门端盖、门搁架、玻璃搁架、门内胆、门封、门铰链等组成,如图5-1所示。
图5-1 箱体、门体结构
2.制冷系统
制冷系统由压缩机、冷凝器、防露管、毛细管、蒸发器、干燥过滤器、制冷剂、控制阀(电磁阀)、连接管路等组成。电冰箱的制冷系统是电冰箱的重要部位,其作用是:利用制冷剂的循环进行吸热与放热的热交换,将箱内的热量转移到箱外介质(空气)中去,从而达到制冷降温的目的。其制冷循环过程是:制冷剂经压缩机,先经过除露管、冷凝器,经干燥过滤器到毛细管节流减压,进入冷藏蒸发器,再进入冷冻蒸发器,然后制冷剂再回到冷藏蒸发器,最后回到压缩机,如图5-2所示。
图5-2 制冷循环透视图
① 压缩机用来补充能量,把蒸发器中的低温低压的氟利昂蒸气压缩为高温高压的过热蒸气,并送入冷凝器中。
② 冷凝器是用来把高温高压的蒸气冷凝成为高压常温的液体,并放出大量的热量。
③ 蒸发器是制冷系统制取冷量的地方,是液态氟利昂蒸发汽化为气体并吸收大量汽化热的场所。
④ 干燥过滤器用来吸收氟利昂中的水分,防止冰堵,并过滤制冷系统中的杂质,防止脏堵。
⑤ 毛细管有两种用途:其一是节流,控制制冷系统的氟利昂循环量;其二是降压,保证冷凝器中的压力满足冷凝压力,蒸发器中的压力满足蒸发压力。
⑥ 电磁阀是双温双控电冰箱中控制制冷剂的装置。
3.电气系统
电冰箱的电气系统用于控制制冷系统的工作状态,主要由温控器、电磁阀、照明灯、灯座、补偿加热器、开关、线束、电脑控制器、化霜加热器、化霜温控器、温度熔断器等组成。普通直冷电冰箱、电控冰箱、风冷冰箱的电气系统组成略有不同。
① 普通直冷电冰箱主要由PTC启动器、过载保护器、运行电容、启动电容、温控器、补偿加热器(开关)、照明灯(开关)等组成,其电路如图5-3所示。
图5-3 普通直冷电冰箱电路组成
② 电控冰箱主要由控制主板、显示板、调节按钮、电磁阀、温度传感器等组成,其电路如图5-4所示。
图5-4 电控冰箱电路组成
③ 风冷冰箱主要由风扇电动机、除霜加热器、除霜温控器、温度熔断器、定时器等组成,其电路如图5-5所示。
图5-5 风冷冰箱电路组成
二、电冰箱的工作原理
1.普通电冰箱(柜)制冷系统的工作原理
制冷系统和绝热箱体组成了电冰箱(柜)。而制冷系统又是由一系列制冷部件和管路构成的。要达到制冷目的必须有制冷剂(或冷媒)能够在一定压力条件下(特定环境中)吸热蒸发成气体,并能被回收重新液化,再吸热蒸发,通常反复循环地进行变化,才能连续制冷。由于蒸发成气体的制冷剂不能自然回收、液化、再蒸发,必须借助于制冷系统各个部件的作用(如制冷压缩机、蒸发器、冷凝器等)。
普通电冰箱的制冷系统如图5-6所示,其采用压缩机作为制冷动力。系统工作时,气态制冷剂从压缩机低压管吸入,被压缩后形成高压蒸气从高压管排出,经冷凝器后将热量散发到空气中从高压管排出,再将高温高压气态制冷剂变为高温中压的液态制冷剂,经干燥过滤器送入毛细管,再经毛细管节流限压后送入蒸发器进行汽化扩散,蒸发器将湿蒸气变成干燥饱和蒸气,吸收箱内空气的热量后变成低温低压气态制冷剂,经低压管再次被压缩机吸回,通过这一循环过程,实现了制冷。
图5-6 电冰箱制冷系统
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制冷剂在制冷管路中反复循环,需经过四个步骤不断由液体变成气体,再由气体变成液体,连续制冷。其四个步骤具体如下。
① 步骤一:压缩过程。在常温下制冷剂是易液化的物质。制冷剂在蒸发器内吸热蒸发成低温低压蒸气,为使制冷剂蒸气变成高温高压蒸气,便于在常温下液化,必须经过压缩机压缩。经过压缩后的高温高压蒸气再经管路输送到常温环境中进行液化。
② 步骤二:冷凝过程。经过压缩后的高温高压制冷蒸气在冷凝器内被空气(或冷却水)冷却放出热量而被冷凝成液体。前面已经提到,制冷剂产生制冷效果的前提是从液体变成气体,因此冷凝作用十分重要。
③ 步骤三:膨胀过程。制冷剂被液化后先进行节流膨胀,使之减压并调节流量然后进入蒸发器。冷凝后的高压液体在膨胀阀的作用下,压力突然下降,液体急剧膨胀,而转化成低温低压的雾状进入蒸发器。根据冷藏温度的要求,可调节其流量从而控制蒸发温度在要求范围内稳定。因此,膨胀过程有两个作用:减压与调节制冷剂流量;保证蒸发温度。在家用电冰箱的制冷系统中,通常用毛细管代替膨胀阀,其作用都是相同的。
④ 步骤四:蒸发过程。制冷剂在这里吸热蒸发,成为气体。经过膨胀后的雾状制冷剂,进入蒸发器后,吸收热量而汽化,使周围温度在要求的低温范围下降,从而达到制冷目的。
2.定频电冰箱(柜)的工作原理
定频电冰箱(柜)是利用制冷剂在制冷循环中物态的周期性变化来实现制冷的。制冷剂在蒸发器里由低压液体汽化变为气体,吸收电冰箱内的热量,使箱内温度降低。变成气态的制冷剂被压缩机吸入,靠压缩机做功把它压缩成高温高压的气体,再排入冷凝器。在冷凝器中制冷剂不断向周围空间放热,逐步凝结成液体。这些高压液体必须流经毛细管,节流降压,才能缓慢流入蒸发器,维持在蒸发器里继续不断地汽化,吸热降温。
就这样,电冰箱利用电能做功,借助制冷剂的物态变化(如图5-7所示为制冷剂工作流向示意图),把箱内蒸发器周围的热量“搬送”到箱后冷凝器里放出,如此周而复始不断地循环,以达到制冷目的。
图5-7 制冷剂的工作流向
3.变频电冰箱(柜)工作原理
变频电冰箱(柜)制冷系统主要由变频压缩机、冷凝器、过滤器、电磁阀、毛细管、蒸发器及控制器等构成。除变频器外,其他系统与定频电冰箱相似。管路系统中,在能够反映制冷剂状态的关键部位设置了温度传感器,用以检测其温度。电冰箱压缩机采用改变频率间接改变压缩机的转速的方式,调节压缩机的制冷能力和压缩机的工作效率。
冷藏室和保鲜室的温度设定由环境传感器所感受的当前温度确定,温度显示区分别显示冷藏室、保鲜室温度。工作时保鲜室优先制冷,直到冷藏室达到关机点温度(或冷藏室连续工作3h不停机而关闭冷藏室,或压缩机连续工作5h不停机而关机)才取消保鲜室优先制冷。冷藏室空间传感器降到2℃或系统设定进入速冻状态、传感器出现故障时,系统都取消保鲜室优先制冷。
在速冻状态下,补偿加热丝一直处于加热状态(但是当冷藏室蒸发器传感器高于20℃时则停止加热)。当环境温度高于8℃时,冷藏室蒸发器传感器停机点固定在-23℃,当环境温度低于8℃(含8℃)时,冷藏蒸发器传感器停机点固定在-25℃。在速冻设定时间内,压缩机的开机仍由冷藏蒸发器传感器控制。退出速冻状态后,冷藏温度设置由退出速冻时的环境温度所对应的温度来决定,保鲜室温度设置保持不变。每次压缩机停机,并不退出速冻状态。当冷藏蒸发器传感器温度高于开机点,压缩机重新开始运转,待达到了速冻设定时间后,才自动退出速冻状态,进入正常温度控制状态。速冻状态下,不能进行冷藏温度的设置,保鲜室可以进行调节。