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612；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08。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08。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 08。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 102. 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1032； （2）温带型（ N）适应环境温度1632；（3）亚热带型（ST ）适应环境温度1838； （4）热带型（ T）适应环境温度1843；（三）制冷剂常用制冷剂的性能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 1128.9610477.7 氟利昂 12 R12 CF2C12120.92 29.8 112.04 411.21104155.0 氟利昂 22 R22 CHF2C1 86.48 40.8 96.0 493.23104160.0 （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（）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。见图自然对流式冷凝器的结构。图 13 强制对流式冷凝器见图14。图 14 （3）毛细管家用电冰箱普遍采用毛细管作为节流装置。毛细管其实是一根细长的紫铜管，内径为0.51 ， 外径约 2.5 ， 长度 1.54.5m 。毛细管接在干燥过滤器与蒸发器之间，依靠其流动阻力沿管长方向的压力变化，来控制制冷剂的流量和维持冷凝器与蒸发器的压力。由于毛细管又细又长，管内阻力大，所以能起节流作用，使氟利昂流量减小，压力降低，为氟利昂进入蒸发器迅速沸腾蒸发创造良好条件。此外， 采用毛细管减压的制冷系统，必须根据规定的环境温度确定充灌的制冷剂量，要严格准确。 充灌少了，蒸发器内将产生过热蒸气，低压管内回气的温度过高，压缩机和电动机的温度升高， 制冷系统制冷量降低；充灌多了，不仅会降低制冷量，而且也会使制冷系统高压端压力升高，容易造成管道爆裂及制冷剂泄漏的不良现象。（4）干燥过滤器制冷系统中总会含有少量的水分，水蒸气在制冷系统中循环，当温度下降到0以下时，被聚集在毛细管的出口端，累积而结成冰珠，造成毛细管堵塞，即所谓的“冰堵”，使制冷剂在制冷系统中中断循环，失去制冷能力。制冷系统中的杂质、污物、灰尘等，进入毛细管也会造成堵塞，中断或部分中断制冷剂循环，即发生所谓的“脏堵”。干燥过滤器的作用就是除去制冷系统内的水分和杂质，以保证毛细管不被冰堵（冻堵）和脏堵， 减少对设备和管道的腐蚀。过滤器是以直径1416 、长 100150 的紫铜管为外壳，两端装有铜丝制成的过滤网，两网之间装入分子筛或硅胶。分子筛或硅胶是干燥剂，它们以物理吸附的形式吸水后不生成有害物质，可以加热再生。干燥过滤器的结构如图15 所示。图 15 （5）蒸发器蒸发器是制冷系统的主要热交换装置。它的作用是使毛细管送来的低压液态制冷剂在低温的条件下迅速沸腾蒸发，大量地吸收冰箱内的热量，使冰箱内温度下降，达到冷冻、 冷藏食物的目的。为了实现这一目的，要求蒸发器的管径较大，所用材料的导热性能良好。图 16 电冰箱的蒸发器按空气循环对流方式的不同，分自然对流式和强制对流式两种；按传热面的结构形状及其加工方法不同，可分为管板式、 铝复合板式、 单脊翅片式和翅片盘管式等几种，如图所示。总之， 无论哪种电冰箱，制冷剂在制冷系统中的基本循环如下：制冷剂压缩机吸入并压缩为高温高压的过热蒸汽后，经排气管进入冷凝器；高温高压气体在冷凝器中散热，变为高压中温液体， 然后经过干燥过滤器去除水分和杂质，进入毛细管； 在毛细管中经节流降压后，再进入蒸发器汽化；在蒸发器中，制冷剂液化为干饱和蒸汽，从而大量吸收外界热量，达到制冷目的；在回气管中，制冷剂过热气体再次被吸入压缩机。 三、实验内容1. 介绍电冰箱原理、结构、分类等知识；2. 观察电冰箱内部结构，认识制冷系统各部件，理解其工作原理。四、实验主要仪器直冷式电冰箱、间（风）冷式电冰箱。 五、实验步骤1. 查找资料，了解电冰箱的原理、结构、分类等知识；2. 完成实验内容；3. 拆装电冰箱，观察电冰箱内部结构，认识制冷系统各部件，理解其工作原理；4. 画出制冷系统的工作框图，并分析其原理；5. 做好实验记录。 六、实验要求（1）每次实验前必须认真预习，预习不合格者不允许做实验；（2）每次实验必须提前十分钟进实验室，实验中应遵守实验室各实验规则；（3）实验按分组名单分组，如无特殊情况，有不按要求者，取消其实验资格；（4）实验结束后整理好仪器，并按要求打扫卫生后方可离去；（5）实验前必须交上次的实验报告，不按时交者，实验报告为不及格。