实验五 电冰箱制冷系统分析

实验五电冰箱制冷系统

一、实验目的

1. 了解电冰箱的分类特点，了解电冰箱的技术指标、结构、分类等；

2. 熟悉电冰箱的制冷系统，对其能进行简单维护维修。

二、实验原理

（一）电冰箱的技术性能

（1）类型分冷藏箱C、冷冻箱D、冷藏冷冻箱CD。（2）电源包括额定电压、额定频率和使用电压范围等。

（3）电动机的额定输入功率（W）。（4）耗电量（kW·h/24h）。（5）外形尺寸（深×宽×高）。

（6）重量（kg，分为毛重和净重）。（7）总有效容积（L）。包括冷冻室有效容积和冷藏室有效容积。

（8）制冷系统性能。包括压缩机型号、输入功率、起动电流、起动继电器型号、过载保护继电器型号、冷凝器、蒸发器、毛细管、干燥过滤器的规格、制冷剂型号及灌注量。（9）冷冻室和冷藏室性能。包括冷冻室能力、星级、气候类型、冷藏室温度等。（10）气候类型。分热带型（T）、亚热带型（ST）、温带型（N）和亚温带型（SN）等4种。我国大多使用亚热带型（ST）和温带型（N）。

（二）电冰箱的结构、分类

电冰箱的箱体是电冰箱的基础结构。箱体结构形式直接影响着冰箱的结构性能、耐久性和经济性。箱体的质量在一定程度上标志着冰箱的质量。

电冰箱的箱体由壳体、箱门、台面及其他一些必要附件组成。壳体和箱体形成一个能存放物品的密封容器。台面主要起装饰和保护作用。箱体首先要有长时间的保温作用，其次是美观、平整、光洁。

1.电冰箱按箱内冷却方式不同，可分为直冷式和间冷式两种，其中，直冷式又分单门和双门电冰箱两种。若按制冷剂不同又分“有氟”、“无氟”电冰箱等。

（1）直冷式单门电冰箱

直冷式单门电冰箱中的蒸发器吊装在电冰箱内体的上部。当制冷剂（氟利昂）在其管路中低压沸腾时，进行低温吸热，而由蒸发器围成的空腔就形成了冷冻部位（冷冻室）。蒸发器下面的冷藏部位（冷藏室）则依靠冷空气下降、热空气上升，进行冷热的自然对流，对存放在冷藏部位的食品进行冷却。这种电冰箱冷冻部位空间的最低温度一般能达到－6~－12℃；而冷藏部位通过电气自动控制系统中的温度控制继电器，可将温度控制在0~8℃。直冷式单门电冰箱的结构如图8所示。

（2）直冷式双门电冰箱

直冷式双门电冰箱设有二个蒸发器。冷冻室空间的平均温度可达到－18℃以下，而冷藏室温度为0~8℃。直冷式双门电冰箱的结构如图9所示。

（3）间冷式电冰箱

间冷式电冰箱大都做成双门双温式。冷冻室的温度可达到－18℃以下，而冷藏室的温度为0~8℃。采用这种冷却方式和全自动化霜控制的电冰箱，称为“无霜汽化式”双门双温电冰箱。它特别适用于沿海地区或空气湿度较大的地区。间冷式电冰箱的结构如图10所示。

（4）“无霜”电冰箱

霜是热的不良导体。如果蒸发器表面积有厚霜，将阻碍蒸发器冷量的传递，导致箱内温度下降变慢，使蒸发器由于冷量不易传出而导致制冷效率降低，耗电量增大等，这对电冰箱

工作十分不利。为此，就出现了“无霜”电冰箱。所谓“无霜”电冰箱，实际上是一种全自动的定时或周期性除霜的电冰箱，它不需要人操作而能保持在极少霜层的条件下运行。

（5）无氟电冰箱

无氟电冰箱的出现，减轻了现行使用的氟利昂冰箱因泄漏对大气臭氧层的破坏及诱发温室效应。无氟电冰箱可称为绿色电冰箱，是大有发展前景的新一代电冰箱。

目前，我国生产的无氟电冰箱，不仅选用了不含氯原子或低氯原子的替代物作为制冷剂，而且在工艺上使其更趋于完美，即向“无霜+保鲜+无氟+节能+大冷冻力”的方向发展。

图8

图9

图10

2. 按电冰箱的使用功能分类：

（1）冷藏箱：冷藏箱是以冷藏、保险为主要功能的电冰箱；

（2）冷冻冷藏箱：一般设有两个以上的储藏室，即有冷藏室，又有冷冻室，分别用于冷却贮藏和冻结贮藏食品；

冷冻箱：适用于需要贮藏较多冻结食品的场合，大多为冷饮店和科研单位使用；

3. 按电冰箱的外形分类：（1）单门电冰箱；（2）双门电冰箱；（3）三门电冰箱；（4）四门电冰箱；

4. 按电冰箱的制冷方式分类：（1）蒸汽压缩式电冰箱；（2）连续吸收扩散式电冰箱；

（3）半导体式电冰箱（又称热电冰箱）；

5.按电冰箱的冷方式分类：（1）直冷式（自然对流式）电冰箱；（2）间冷式电冰箱；

6. 按电冰箱的放置方式分类：（1）立式电冰箱；（2）卧式电冰箱；（3）台柜式电冰箱；（4）移动式电冰箱；

（5）嵌入式电冰箱；（6）挂壁式电冰箱；

7. 按电冰箱制冷等级分类：

根据电冰箱冷冻室所能达到的冷冻贮存温度的不同，划分了制冷等级不同的电冰箱。8. 按电冰箱使用环境温度分类：根据国际标准规定，按电冰箱使用环境温度分类可将电冰箱分为

四种类型：（1）亚温带型（SN）适应环境温度10~32℃；（2）温带型（N）适应环境温度16~32℃；

（3）亚热带型（ST）适应环境温度18~38℃；（4）热带型（T）适应环境温度18~43℃；（三）制冷剂

名称符号分子式分子量

标准沸腾

温度（℃）

临界温

度（℃）

临界压力（Pa）

凝固温度

（℃）

氨R717 NH317 －33.4 132.4 1128.96×104－77.7 氟利昂12 R12 CF2C12120.92 －29.8 112.04 411.21×104－155.0 氟利昂22 R22 CHF2C1 86.48 －40.8 96.0 493.23×104－160.0

（四）电冰箱的制冷系统

压缩式电冰箱制冷系统主要是由压缩机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管和蒸发器五大部件组成。见下图11所示。

图11 图12（１）全封闭式制冷压缩机

全封闭式压缩机是制冷系统的心脏，是制冷剂在制冷系统中循环的动力。它的功用是将蒸发器内已经蒸发的低压、低温的气态制冷剂吸回压缩机，然后压缩成为高压、高温的气态制冷剂，并排至冷凝器中冷却。

全封闭式制冷压缩机，是将压缩机和电动机装在一个全封闭的壳体内。外壳表面有三根铜管，它们分别接低压吸气管、高压排气管、抽真空和充注制冷剂用的工艺管。有些120W 以上的压缩机，在外壳上部还增设二根冷却压缩机的铜管。另外，外壳还附有接线盒，盒里有电动机的接线柱、起动器和保护器，外形如图１２所示。

（2）冷凝器

电冰箱的冷凝器是制冷系统的关键部件之一。它的作用是使压缩机送来的高压、高温氟利昂气体，经过散热冷却，变成高压、常温的氟利昂液体，它是一种热交换装置。

电冰箱的冷凝器，按散热的方式不同，分为自然对流冷却式和强制对流冷却式两种。见图１３自然对流式冷凝器的结构。

图13

强制对流式冷凝器见图14。