1.2 电冰箱的结构、分类、型号和规格

随着人们生活水平的不断提高,家用电冰箱已经成为人们日常生活中不可缺少的家用电器。不仅如此,人们对电冰箱的各种性能要求也越来越高。为了满足这种需求,各式各样的电冰箱不断被研发出来,投放市场。

1.2.1 家用电冰箱的基本结构

家用电冰箱发展到今天,在工作原理上、在性能上、在美观实用上都有了巨大的发展,它的结构也在不断地完善,但其基本的结构仍然是由箱体、制冷系统、电气系统三大部分组成。

1. 箱体

家用电冰箱箱体的作用主要有固定制冷系统、电气系统零部件,放置食品,隔热保温等作用。箱体具备美观、实用、耐腐蚀、有一定机械强度等特性。箱体主要由外壳、内胆、隔热层、磁性门封、门铰链等部件组成。

箱体外壳主要由薄钢板或高强度塑料制成,可以说是冰箱的“骨架”。内胆一般采用强度较高的塑料制成,易成型、耐腐蚀、重量轻、隔热好、美观大方。隔热层填充在箱体的外壳与内胆之间,大多采用硬质聚氨酯材料发泡成型,这种材料密度小,隔热性能良好,有一定的强度,能与箱体的外壳、内胆良好黏合。箱门四周边沿的内侧嵌有磁性门封。门封主要由塑料和磁性胶条制成。箱门关闭时,能通过磁力牢牢地吸住钢制门框,以防箱内冷空气泄漏。

2. 制冷系统

电冰箱制冷系统的主要作用是使制冷剂在封闭的管道内,由气体到液体,再到气体循环往复转化,从而达到制冷的目的。如图1-50所示为一个最简单的电冰箱制冷系统,它主要由压缩机、冷凝器、蒸发器、干燥过滤器、毛细管等部件组成。

图1-50 最简单的电冰箱制冷系统

压缩机是压缩式电冰箱制冷系统的“心脏”,在这里,低温、低压的气体制冷剂被压缩成高温、高压的制冷剂气体。输入压缩机的电能,大部分被转化为制冷剂的内能和热能。冷凝器与蒸发器都是电冰箱系统中进行热交换的部件,被统称为热交换器。蒸发器在箱内吸热,冷凝器向箱外放热,它们一起完成热量转移的工作。干燥过滤器起滤除制冷系统中的水分和杂质的作用,以防止电冰箱发生冰堵和脏堵故障。毛细管的作用是把制冷剂由高压液体变为低压气体的部件,以利于液体制冷剂汽化吸热。

3. 电气系统

电气系统的主要作用是通过感温元器件和控制电路自动控制电冰箱的正常启动。停止或故障保护停机,以保证电冰箱工作在最佳状态,或保证压缩机免受损坏。如图1-51所示是

图1-51 电冰箱电气系统

一个最简单的电冰箱电气系统,它主要由压缩机电动机、启动器、温控器、过载保护器、箱内照明灯及灯开关等部件组成。

1.2.2 家用电冰箱的分类

现在市面上家用电冰箱的种类繁多,它们大致上可以从以下几个方面进行分类。

1. 按放置形式来分

按家用电冰箱放置形式的不同,可以分为立式、台式、壁挂式等。

2. 按用途来分

按家用电冰箱用途的不同,可分为:冷藏箱、冷冻箱、冷藏冷冻箱。冷藏箱、冷冻箱都是只具单一用途的电冰箱,家庭使用不多。冷藏冷冻箱用途全面,非常适合家庭生活使用。

3. 按冷气循环方式不同来分

按家用电冰箱冷气循环方式不同,可分为直冷式、间冷式、间直冷混合式。我国生产的电冰箱以直冷式和间冷式为主,尤其是直冷式电冰箱所占的市场份额最大。

1)直冷式电冰箱

直冷式电冰箱又称冷气自然对流式电冰箱,它是利用冰箱内空气自然对流的方式来冷却食品的。直冷式电冰箱的蒸发器安装在冰箱内的上部,蒸发器周围的空气与蒸发器进行热交换。空气把热量传递给蒸发器而被冷却,冷空气密度增加而下沉,再与食品进行热交换。食品又把热量传递给空气,空气得到热量后,温度回升,密度减少,又上升到蒸发器周围,再次把热量传递给蒸发器。冷热空气就这样循环往复地进行自然对流,从而达到制冷目的。

直冷式电冰箱在工作的过程中,箱内的水分会在蒸发器上冻结成霜,故直冷式电冰箱又被称为有霜电冰箱。

图1-52是单门和双门直冷式电冰箱结构示意图。单门直冷式电冰箱只有一个蒸发器,且安装在箱内上部,冷冻室就是由这个蒸发器直接围成,食品置于其中,除冷空气自然对流冷却外,蒸发器还直接吸取食品的热量进行冷却降温。冷藏室内食品是利用箱内冷热空气的

图1-52 单门和双门直冷式电冰箱结构示意图

自然对流而直接冷却的,故称为直冷式电冰箱。目前,国内外生产的单门电冰箱基本上都属于直冷式电冰箱。双门直冷式电冰箱除了冷冻室有一个蒸发器外,冷藏室内也有一个蒸发器。它们都分别安装在冷冻室和冷藏室的顶部,以利于空气自然对流。

2)间冷式电冰箱

图1-53是间冷式电冰箱结构示意图,间冷式电冰箱也称冷气强制循环式电冰箱,它利用一只小型风扇强迫箱内冷、热空气对流循环,以达到降低整个箱内温度的目的。

图1-53 间冷式电冰箱结构示意图

因箱内食品不与蒸发器直接接触,故称为间冷式电冰箱。间冷式电冰箱只有一个蒸发器,它安装在箱内冷冻室和冷藏室之间的夹层中,或安装在冷冻室后壁夹层中。电冰箱工作时,小型风扇把被蒸发器吸收了热量的冷风分别吹入冷冻室和冷藏室,强迫冷、热空气对流循环,从而使食品得以冷却或冷冻。

间冷式电冰箱一般安装有两个温控器,分别控制冷冻室和冷藏室内的温度。由于箱内食品蒸发出的水分随时被冷风吹走,在通过蒸发器时冻结在蒸发器表面,所以蒸发器需要定时加热化霜。化霜后产生的水再经过管道引到冷凝器上蒸发掉。也正因为以上原因,所以电冰箱内的食品表面不会结霜,箱内也看不到霜层,故间冷式电冰箱又称为无霜电冰箱。

近年来,国内市场上推出的一些间冷式电冰箱,已将冷冻室与冷藏室上下倒置,并把蒸发器安装在下部的冷冻室内。上部冷藏室的制冷靠下部冷冻室内的小型风扇,强迫箱内冷空气通过蒸发器,吹入上部冷藏室内,再对所储藏的食品进行冷却。这种电冰箱,对电源电压的要求较高。当电源电压下降10%时,风扇电动机的转速也会相应下降10%左右,这就会造成上部冷藏室因冷气循环量不够而箱温过高,导致食品变质。

3)间直冷混合式电冰箱

间直冷混合式电冰箱一般是在冷冻室采用间冷式冷气循环,而在冷藏室采用直冷式冷气循环。

4. 按冷冻室温度不同来分

按家用电冰箱冷冻室温度不同(或冷冻级别不同),可分为一星级、二星级、高二星级、三星级、四星级五种。它们的冷冻室温度高低与冷冻食品保存期限各不相同,见表1-2。

表1-2 冷冻室温度及保存食品的期限

表中的“速冻能力”是指电冰箱快速冷冻的能力。快速冷冻,是指在30min内将食品由0℃降至-5℃的过程。因为新鲜动植物食品的细胞内水分在0~-5℃之间是生成最大冰晶的阶段,该阶段时间越短越好,否则,缓慢冻结会使食品细胞内水分生成大冰晶后,造成细胞破裂,部分有营养的物质在解冻时流失。快速冷冻则会使食品细胞受到较少的破坏,食品的味道和营养都能基本保持原样。

5. 按适用环境不同来分

按家用电冰箱适用的气候环境不同,可分为亚温带型、温带型、亚热带型、热带型。它们能正常工作时所处的环境温度不同,见表1-3。

表1-3 各类电冰箱正常工作的环境温度

电冰箱铭牌上的“技术规格”栏目中,都标有该台电冰箱的气候类型。不同气候类型的电冰箱,因使用环境温度不同,其设计上的要求也是不同的。超出设计时的环境温度使用条件,轻则效率下降、能耗增加;重则机器受损、使用寿命缩短。

我国目前生产的电冰箱,多数为温带型(N)的,其在16~32℃的温度区域内能达到各项性能指标,也基本上符合了我国大部分地区的气温实际状况。近年来随着全球气温的变暖,我国夏季的气温也已出现了长时间、大范围地升高。有的地方,有些时候的气温已超出了温带型(N)电冰箱的使用环境温度上限(32℃),这时电冰箱就会不停地运转,这就使得许多温带型(N)的电冰箱到了夏季使用时会产生意想不到的故障。就气候趋势来看,夏季气温似乎有变暖的趋势,所以,建议最好是选用亚热带型(ST)的电冰箱。

6. 按制冷原理不同来分

按家用电冰箱制冷原理不同,可分为压缩式、吸收式和半导体式。目前大部分家用电冰箱采用的都是压缩式冰箱。吸收式、半导体式冰箱市面上并不多见。

压缩式电冰箱按驱动压缩机的方式不同,又分为电动机压缩式和电磁振动式两类。电动机压缩式电冰箱是以电动机带动压缩机来实现制冷循环的。电动机压缩式电冰箱从理论到制造技术和工艺等方面都比较成熟,且制冷效果较佳,使用寿命可达10~15年。目前国内外生产和使用的家用电冰箱绝大多数都属于这种类型。

电磁振动式电冰箱是以电磁振动机驱动压缩机来实现制冷循环的,电磁振动式电冰箱的压缩机结构简单,不需启动装置,但受电压波动影响大,所以家用电冰箱极少使用这种类型。表1-4为压缩式、吸收式和半导体式电冰箱的特点比较表。

表1-4 压缩式、吸收式和半导体式电冰箱的特点

1.2.3 家用电冰箱的型号与规格

1. 家用电冰箱的型号

家用电冰箱出厂时,在箱体上都会贴有根据国家标准GB 8059—1987规定的该产品的铭牌,铭牌上明确标注了产品的型号。产品的型号用字母、数字标注,它标明了电冰箱的类型、有效容积等内容。

家用电冰箱的型号由如下5部分组成:

第一部分说明产品的适用场所,用字母“B”表示家用电冰箱;用字母“S”表示商用电冰箱。

第二部分说明产品的功能,“C”表示冷藏箱;“D”表示冷冻箱;“CD”表示冷藏冷冻箱。

第三部分说明说明产品的有效容积,用具体数字表示,且与第二部分之间用“-”隔开,如160表示有效容积为160L(升)。

第四部分说明结霜情况,用字母“W”表示无霜,有霜无特别标识。

第五部分说明改进设计序号,“A”表示第一次改进设计,“B”表示第二次改进设计,依次类推。

现举例说明家用电冰箱型号的含义:

BC—150——冷藏式家用电冰箱,有效容积150L。

BCD—175——冷藏冷冻式家用电冰箱,有效容积175L。

BCD—185A——冷藏冷冻式家用电冰箱,有效容积185L,第一次改进设计。

BCD—180W——冷藏冷冻式家用无霜电冰箱,有效容积180L。

BCD—146WB——冷藏冷冻式家用无霜电冰箱,有效容积146L,第二次改进设计。

2. 电冰箱的规格

实际上,家用电冰箱型号中所标明的有效容积指的就是电冰箱的规格。电冰箱的规格是以箱内容积的大小进行划分的,可用标称容积和有效容积两种方法来表示。标称容积又称名义容积,它是电冰箱门关闭后,内壁所包围的容积。标称容积包括了一些不能用来储藏食品的容积,例如,门内的凸出部分等。而有效容积是指,从标称容积中减去不能用于储藏食品的容积后,剩余的箱内实际可用的容积。

我国以前生产的电冰箱规格表示比较混乱,有的厂家采用有效容积表示,有的厂家则采用标称容积表示。现在本着对用户负责和有利于用户选购的精神,国家标准规定电冰箱的规格均采用有效容积表示,其单位是L(升)。