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srefrigerators.Herewecanbedifferentfromtheperspectiveoftherefrigeratorsoadeeperunderstanding.Startfromadifferentperspectiverightrefrigeratorsdoaclassification,thenphysicalchangesandcomputercontroltwoaspectsoftheworkingprincipleofrefrigeratorstoconductadetailedanalysis,Afteracomprehensiveanalysisofeveryonerefrigeratorperformanceandfunctiontotellyouhowtobuyagoodrefrigerator.Finallybriefanalysisofrefrigeratorsfuturetrendofdevelopment.

Keywords：

RefrigeratorPrinciple

目　　录

论文摘要I

AbstractII

目　　录III

第1章　绪论1

电冰箱的诞生和发展1

第2章　电冰箱基本常识及其分类3

2.1电冰箱基本常识3

2.2电冰箱分类5

第3章　电冰箱工作原理9

3.1物理部件工作原理9

3.1.1制冷系统工作原理9

3.1.2电气系统工作原理16

3.2电脑控制部分原理23

3.2.1采用单片机控制的电冰箱的主要功能及控制要求23

3.2.2电冰箱电脑控制系统硬件部分23

3.2.3电冰箱电脑控制系统软件部分29

结　　论40

致　　谢41

参　考　文　献42

第1章　绪论

电冰箱的诞生和发展

世界上首台家用的制冷设备在1910年左右出现，1913年拉森制造了一台人工操作的家用冰箱，1918年美国卡尔维纳特公司首次成功地试制出商业和家用自动电冰箱，到1920年为止约售出200台，1926年美国奇异公司经过11年的试验，制造出世界第一台密封式制冷系统的电冰箱，1927年第一台家用吸收式冰箱问世。

自第一台冰箱出现至今已有半个多世纪,当前全世界每年电冰箱的总产量在4000万台以上，其中产量居前几位的国家是美国、俄罗斯、意大利、日本等国。

我国冰箱起步较迟,第一台冰箱是1954年由沈阳医疗器械厂生产的200升单门冰箱:

1956年开始,卫生部门的一些医疗器械厂开始具备了电冰箱生产能力,并投入了小批量生产,80年代初电冰箱产量连年翻番,1983年产量约18万台,1984年产量超过40万台,目前国家确定四十几家电冰箱定点厂,全国引进50多条电冰箱生产装配线,年产能力达1500万台以上,规格已有50升到200升以上大型冰箱的多种系列,品种有单门,双门,多门,型式有直冷式,也有间冷式。

在八十年代初，当国内机械温控冰箱刚刚开始兴起的时候，欧洲一些大家电公司开始尝试将当时比较流行的模糊智能技术运用到冰箱制造业中。

它采用当时较为流行的数字芯片，利用较为成熟的模糊智能技术，实现对冰箱温度进行不同档位的调节，从而达到控制温度的的效果。

但是由于该冰箱与传统机械温控冰箱相比，并未显示出显著的优势。

所以并未引起消费者的重视。

进入九十年代后，由于电脑芯片技术的突飞猛进，欧洲最大的家电制造商西门子家电借助它们在自动控制领域内的最新成果，开发研制出了能够精确控制温度的电脑温控冰箱。

这种技术的应用，赋予了现代冰箱更为便捷的功能和非常显著的节能效果。

首先，它可根据需要分别对冷藏室和冷冻室进行温度设定，以适应不同食品对储存温度的要求。

同时，冰箱内的电脑芯片可以自动记录LED显示屏上预先设置的温度，经过３个温度探头监测，随时保持这一恒定低温，这样能更好的保存食品口味与营养。

而它特有的速冻键，对于一次冷冻较多的食品时，可使食物迅速通过“最大冰晶生成带”，避免食物解冻后营养物质流失。

其次，一但遇到停电等意外情况，电脑温控冰箱会自动记忆冷冻室温度回升所达到可能影响食品贮藏质量的最高值，并以蜂鸣闪烁方式提醒用户。

另外，电脑芯片中还储存有一个特有的附带冰箱检测的程序，被称为检测冰箱的“黑匣子”，它可向专业人员提供冰箱各部件运行异常的第一手资料。

为了更高效的节约能源，这种电脑温控冰箱还采用国际上最先进的双循环控制制冷系统，箱内温度始终保持设定值，并可根据冰箱内食物多少和外界环境温度自动调节冰箱压缩机启动次数，降低耗电量。

由于节能效果显著，这种冰箱不仅达到了欧洲Ａ级节能标准，而且还通过首届国家节能中心节能认证。

这种电脑温控冰箱的出现，标志着家用冰箱温度控制技术已从八十年代的模糊智能控制进入到当前电脑精确温控技术的时代，这种看得见的数字，将和黑色家电领域内的信息技术一起，伴随着现代家庭向信息化道路迈进。

目前,对电冰箱产品结构调整影响最大,最突出,最迫切的问题是CFCs,制冷工质的限制和禁用。

国际社会对CFCs,的控制并逐步禁止已成定局,电冰箱将因此而面临产品改型的任务,这正是电冰箱工业必须正视的现实。

各国正在努力寻找合适的近远期替代工质,并力图加快对各种新型制冷系统的研究及商品化进程。

在多能源冰箱的开发方面,国外吸收式,吸附式冰箱发展迅速,近几年来日本三洋公司在吸收式冰箱方面突破一些技术难关,发展到耗电量可与压缩式冰箱相近的水平。

目前全世界吸收式和吸附式冰箱的年产量约为150万台,以瑞典和瑞士的产量多,质量也最好，太阳能冰箱,半导体冰箱也是近年来较引人注目的新产品。

为了更科学地贮存和保鲜食品,国外电冰箱还增加了快速冷冻和快速解冻的功能。

快速冷冻是使冷冻室底面温度达-40℃左右的低温，让食品迅速通过-1～-5℃冰结晶生成区防止营养成分的破坏，保持食品原有的鲜度；

快速解冻是在冰箱内增设快速解冻室，通过解冻风扇，把冰箱冷藏室的空气吹人到解冻室，使解冻室内的食品快速解冻，以适应短期保鲜贮存的需要。

电冰箱是家庭中主要耗电的家用电器,为此目前有关厂家及研究单位正在开发节电型的电冰箱。

采用滚动转动式压缩机，不仅减小压缩机的体积，减轻重量，而且降低能耗。

目前日本1OOW以上的滚动转子式压缩机已投入使用，用电量比同类冰箱节电20％～25％;

应用微机控制电冰箱可以节电15％一20％;

改进隔热层,将电冰箱隔热厚度增至3寸，可节电14％;

应用新型绝热材料,日本东芝公司应用聚铬硅氧的新材料,使冰箱每月节电2度，应用上述各种新技术以达到节能之目的。

第2章　电冰箱基本常识及其分类

2.1电冰箱基本常识

2.1.1、电冰箱的型号

每种电冰箱都有其产品型号规格，每种型号规格都有其特定的含义。

一般从产品型号规格真可看出该冰箱的有效容积、冷却方式、厂家设计序号、制冷功能、生产年度等。

按照国家标准规定，其型号规格、符号、参数（又称铭牌）和电路图都应粘贴在电冰箱（冷藏柜）的箱体背部，以备选购和维修时参考。

根据轻工部SG215-1984《家用电冰箱》标准，对电动机压缩式和电磁震荡式电冰箱型号作了如下规定：

改进设计序号以A、B..表示

型式，用W表示无霜式

规格，表示有效容积（L）

按用途的分类代号，“C”表示家用电冰箱

“CD”表示家用冷冻冷藏电冰箱

“D”表示家用冷冻电冰箱

产品代号，家用电冰箱代号为“B”

2.1.2、电冰箱能耗标识

我们赖以生存的地球，其资源非常有限，并非取之不尽、用之不竭，加上能源电力的迅速使用，二氧化碳以及能源电力热量的排放，热量使地球表面温度升高。

二氧化碳又产生了温室效应。

为了我们的地球，为了我们的子孙后代，节能省电是我们每个人义不容辞的职责。

美国、欧洲以及亚洲国家等都制定法律对家电冰箱的能耗进行了限定，我国也相继制定了国标GB1202，将冰箱根据耗电的大小分成A、B、C、D、E五个等级。

A级：

代表先进的节能水平；

B级：

代表我国当前节能冰箱的水平，允许制造厂家在该产品上使用能效标签，以资鼓励；

C级：

代表我国的平均水平；

D级、E级：

代表未来将要逐步淘汰、不允许销售的能耗水平。

2.1.2、电冰箱使用时的气候类型

电冰箱使用时的气候类型：

由于电冰箱的主要功能是制冷，所以不同地域的气候环境对电冰箱的制冷能力的影响也是不同的。

冰箱的气候类型是衡量冰箱适应季节变化和地区差异能力的标志，直接关系到冰箱四季的制冷性能。

如果所选冰箱的气候类型与当地的气候条件不符，消费者就很可能遇到冰箱"

冬天下制冷、夏天下停机"

的现象。

而且这种"

故障"

源于设计，不是任何事后的维修和保养所能解决的。

根据国家标准只有“SN一ST（亚温一亚热带）”气候类型的冰箱才是真正的"

宽气候设计"

冰箱。

见下表（国家标准）：

气候带类型字母标注环境温度（℃）

亚温带SN10-32

温带N16-32

亚热带ST18-38

热带T18-43

2.1.3、制冷剂

有关专家指出，制冷剂分R134a和R600a，它们都是无氟电冰箱制冷剂，R134a制冷剂在九十年代前半期使用比较广泛，但目前许多发达国家和先进企业都逐步以R600a取代R134a。

R600a不仅具备不破坏臭氧层，温室效应为零的优点，还具有节能效果显著、噪音低的特点，更具环保和节能意义。

但R600a有易燃易爆性，为此在冰箱的设计和制造过程中厂商要充分考虑和控制杜绝R600a的易燃易爆性，并要通过国际最高安全认证机构德国TUV安全认证、通过国家防爆电气产品质量监督检验中心的防爆认证，目前海尔、西门子等电冰箱龙头企业都已采用R600a作为电冰箱制冷剂。

2.1.3、冷冻能力

随着现代生活节奏加快。

人们的消费行为也发生了变化，集中购买成为新趋势。

这一方面使得大容量冰箱销量看好，同时也使冰箱是否具有大冷冻能力成为人们购买冰箱时必须考虑的关键问题。

没有强大的冷冻能力作保证，冷冻箱的制冷速度缓慢，再大的冷冻室也只能是一个大的储藏室，只可以大量存放却不能保证冷冻食品的质量。

冷冻能力是衡量制冷器具的一项重要技术指标。

但制冷器具用途各有不同，性能要求也有所区分。

目前，国内市场上冰箱的冷冻能力差别很大，从25公厅左右到18公斤的都有，最好的产品已经达到22公斤。

消费者一定要仔细看产品介绍。

2.2电冰箱分类

2.2.1、电冰箱按其原理划分

1、压缩式电冰箱：

这种电冰箱由电动机提供机械能，通过压缩机对制冷系统作功。

制冷系统利用低沸点的制冷剂，蒸发时，吸收汽化热的原理制成的。

其优点是寿命长，使用方便，目前世界上95﹪的电冰箱属于这一类。

2、吸收式电冰箱：

这种电冰箱可以利用热源（煤气、煤油、电等）作为动力。

利用氨、水、氢混合物在连续吸收、扩散过程中达到制冷的目的。

其缺点是效率低，降温慢，现已逐渐被淘汰。

3、半导体电冰箱：

它是利用对PN型半导体，通以直流电，在结点上产生珀尔帖效应的原理来实现制冷的电冰箱。

4、化学冰箱：

它是利用某些化学物质溶解于水时强烈吸热而获得制冷效果的冰箱。

5、电磁振动式电冰箱：

它是利用电磁振动作动力来驱动压缩机的冰箱。

其原理、结构、与压缩式电冰箱基本相同。

6、太阳能电冰箱：

它是利用太阳能作为制冷能源的电冰箱。

7、绝热去磁制冷电冰箱。

8、辐射制冷电冰箱。

9、固体制冷电冰箱。

2.2.2、电冰箱按其容积划分

冰箱的容积单位用升（L）来表示，系列产品的有效容积从48L到430L或更大些，因此我们可以将这一系列的容积划分为100升以下、100升-180升、181升-230升、231升-290升、290升以上；

这也是根据冰箱的容积所适合的家庭人口数来划分的。

2.2.3、电冰箱按其箱门结构划分

可以划分为单门式电冰箱、双门式电冰箱、对开双门壁柜式电冰箱、三门式电冰箱、四门式电冰箱、可移动式电冰箱、个人专用迷你型电冰箱。

1、单门式电冰箱：

是指冰箱只有一扇门，它的冷却方式是靠箱内顶部蒸发器的低温，使箱内空气自然对流来传递热量。

2、双门冰箱：

具有冷藏和冷冻的功能，它具有较大的冷冻室容积，属三星级，可以长期储存食物，是家庭较为理想的电冰箱。

3、对开双门壁柜式电冰箱：

又可称为立式大型双门双温电冰箱，是指两扇门直立并排的电冰箱，容积较大，一般在500升左右；

箱体一侧是冷冻室，温度为-6℃、-12℃、-18℃（三星级）三档。

另一侧为冷藏室，温度为0-8℃。

由于两侧温度不同，箱体中间用隔热层分隔开。

温度调节与化霜均为自动控制，由于外形类似大衣柜，也称作壁柜式电冰箱。

4、三门冰箱：

比双门电冰箱增设了一个温度略高，保温保湿的果菜室，它位于电冰箱的下部。

因此，不同储藏温度要求的物品可以分别在不同的箱门内存取。

这样，可减少储藏物品之间的相互干扰，有利于减少冷损，它的特点基本与双门电冰箱相同。

5、四门冰箱：

是根据各种物品对冷藏冷冻的温度要求不同而设立了冷藏室、冷冻、果菜室、激冷室，从而使电冰箱的功能趋于完善，这类冰箱是一个理想的豪华型家用电冰箱。

由于该形式的电冰箱容积大，功能齐全，结构复杂，所以价格贵，耗电量大。

这种电冰箱适合经济水准高，居住条件宽敞的消费者选购。

2.2.4、电冰箱按其用途划分

按用途分：

可以划分为食品冷藏电冰箱、食品冷冻电冰箱、冷藏冷冻电冰箱。

1、食品冷藏电冰箱：

贮存不需要冻结的食品，箱温范围0-10℃。

2、食品冷冻电冰箱：

适用食品冷冻，箱温在-18℃以下，用于冷冻肉类=鱼类及制冷等。

3、冷藏冷冻电冰箱：

适用于冷冻食品和贮藏冷冻食品，箱温在-18℃或-18℃以下，它有冷冻室，箱外表面附有星形符号，用以表明冰箱的温度特性。

2.2.5、电冰箱按其温度不同划分

按电冰箱内温度不同分为：

普通电冰箱、双温电冰箱、低温电冰箱。

2.2.6、电冰箱按其制冷方式划分

电冰箱的制冷方式有直冷式（有霜）和风冷式（无霜）两种。

我国早期引进的冰箱制造技术多为直冷有霜型。

因此，市面上的国产冰箱有很大一部分仍是直冷有霜冰箱。

目前，我国冰箱消费市场已进入了更新换代期，技术更先进、使用更方便、档次更高的无霜冰箱，逐步成为市场的主流产品。

一般来说，120L以下的小型冰箱受生产成本限制，可考虑选择直冷冰箱，也比较实惠，而中、大型的冰箱选择无霜冰箱更佳。

体积越大，无霜冰箱具有的冷量分布均匀、冷冻效果的优点就越突出。

另外，在选择冷冻方式时要学会辨别，最简单的方法是留意型号中有没有字母“W”。

如“BCD-182W”，其中W的含意是无霜。

1、风冷式电冰箱：

一般被称为"

无霜"

它的原理是冷气由风道强制吹入箱内空间，造成循环，温度均匀；

冷冻室自动除霜，耗电量高于直冷式。

2、直冷式电冰箱：

原理是由蒸发器表面低温的自然对流，降低箱内温度，有温差。

冷冻室须人工除霜，较为省电。

直冷式和风冷式：

可以说各有所长，现在有一种直冷式微霜冰箱，带有"

动态冷却"

功能，即解决了普通直冷冰箱箱内温新式过大的问题，又能保证箱内温度。

直冷冰箱保鲜、保湿性能好，价格相对便宜些，但需经常除霜，最适合在冬季比较干燥的北方和内陆地区使用；

无霜冰箱冷冻室自动除霜，箱体内温度比较均匀，且体积越大，具有的冷量分布均匀、冷冻效果的优点就越突出，较适合空气湿度较大的沿海、长江沿岸及以南地区使用。

值得一提的是：

现在市场上出现了一种冷藏室带有风扇的直冷型电冰箱。

这种来自欧洲先进的动态冷却技术，既解决了普通直冷电冰箱冷藏室温度不均匀的问题，又有效保证了箱内的湿度，已逐渐成为消费新宠。

方面

直冷式电冰箱

风冷式电冰箱

结构

结构简单

结构复杂，比直冷式电冰箱多好几个部件

冷却速度

箱内冷空气自然对流，冷却速度慢

箱内空气电风机强制对流，冷却速度快

结冻速度

食品直接与冷冻室蒸发器表面接触，冻结速度快

冻结速度稍慢，但冻结后的食品不会粘在冷冻室的表面，存取方便

制冰

制冰速度快

制冰速度稍慢，制得的冰块较透明

温度均匀性

箱内冷空气自然对流，温度均匀性稍差

箱内冷空气强制对流，温度均匀性好

除霜

人式除霜或半自动除霜，操作麻烦

全自动除霜，除霜时储藏食品的温度影响小，使用方便

温度调节

在冷藏室设有一只温度控制器，冷藏室冷冻室的温度不能分别调节

冷藏室和冷冻室各设一只温度控制器，冷藏室与冷冻室的温度可以分别调节

耗电量

耗电量小

耗电量大，一般比直冷式大5-15%

价格

价格便宜

价格较贵,一般比直冷式贵10-20%

2.2.7、电冰箱按制冷控制系统划分

可分为机械温控电冰箱、电子温控电冰箱、电脑温控电冰箱。

1、机械温控电冰箱：

是指由机械方式调节冰箱制冷，是最早的一种温控方式，系统简单，能保证食品不变质，但温度不稳定，不能全面满足保鲜需要。

2、电子温控电冰箱：

是指采用电子感温头控制箱内温度，温度控制较为灵敏、稳定；

但制冷系统仍为单循环，不能独立调节冷藏室和冷冻室温度。

3、电脑温控电冰箱：

是指整个系统由电脑控制，控温精确、稳定，能分别调节冷藏室和冷冻室的温度，并设有记忆报警功能，符合食品保鲜的需要，在欧洲广为流行。

第3章　电冰箱工作原理

3.1物理部件工作原理

3.1.1制冷系统工作原理

电冰箱是冷藏食物的家用电器，一般冰箱是由四大件组成:

压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，根据控制或是使用需要中间可以选择安装压力控制器、温度控制器、干燥过滤器等辅助器件，但四大件是必不可少的。

工作时冰箱里（包括空调）里面有一种常温下气态的物质，以前是氟化物，现在用其他代替了。

这种气态制冷剂通过压缩机被压缩成高温（700C一90℃）、高压（0．9MPa一1．1MPa）气态制冷剂在流经冷凝器（管路很长），冷凝器相当于一个换热设备，将高温高压的气态制冷剂换热成低温高压的液态制冷剂。

液态制冷剂再通过膨胀阀，所谓膨胀阀就是一个节流装置，因流出膨胀阀的制冷剂受到遏制，因此出来后制冷剂压力降低，温度继续下降，（冰箱的膨胀阀一般用毛细管代替，因从大管突然到小管，同样可以起到节流的效果）成为气液两相，再经由毛细管缓慢地进入压力较低的蒸发器，液态制冷剂在到达蒸发器的瞬间变为低压（0．4MPa—O．6MPa），其沸点下降而迅速汽化吸热，使箱内温度下降。

（使冷冻室致冷），此时的制冷剂再蒸发器中进行换热气化，成为高温低压的气态制冷剂回到压缩机又开始新的循环，就这样，冷冻室的热就源源不断地被致冷剂搬运到空气中去了。

于是就可以降低冰箱里面的温度了。

其实冰箱也要散发热量的。

比如空调，放在外面的箱子就是压缩机，夏天往外吹的风就是热风。

制冷剂在压缩机运转制冷时，在各器件（管路）的状态、压力、温度不同。

部位（件）

制冷剂的状态

压力变化

温度变化

压缩机

气→气

低压→高压

低温→高温

防露管

高压（一定）

高温

冷凝器

气→液

高温→常温

干燥过滤器

液

毛细管

液→液

高压→低压

蒸发器

液→气

低压（一定）

常温→低温

普通电冰箱是指采用往复式压缩机的直冷式电冰箱，此类电冰箱只有一个机械控温器，有双门、三门、及四门冷藏、冷冻电冰箱。

制冷系统工作受控于电气系统，电气系统控制的依据是根据用户设置。

电冰箱器件按作用分为制冷系统、电气系统、箱体、附件四种，但各种器件是相互联系的，如压缩机和双温双控电路中电磁阀具有制冷、电气双重功能，制冷系统中防露管全部内藏于箱体门框内，毛细管部分内藏于箱体内，有的电冰箱将蒸发器全部或部分内藏于箱体内。

电冰箱结构图见附件一。

1、箱体和箱门

箱体包括外箱壳、箱内胆、隔热层、顶盖。

一般箱体内藏有排水管和防露管，多数还内藏了蒸发器、毛细管，新型机箱体多内藏有冷凝器，少数箱体内藏有加热丝。

箱门包括门体、门胆、磁性门封条等。

门体

一般用厚度为0.6mm-1.0mm冷轧钢板焊接或压轧形成，表面经磷化与喷漆或喷塑处理，也有采用有机复合板的。

门胆

采用ABS板或改性聚苯乙烯板，经加热干燥后采用凹（凸）模真空成形。

厚度为1.3mm-4.2mm，部分电冰箱的内胆是用铝板做的，强度比塑料好，但耐腐蚀性较塑料差。

磁性门封条

由塑料门封条和磁性胶条两部分组成，将磁性胶条穿入塑料门封条中。

在同等密封情况下，箱内漏热量与箱内外温差成反比例，即温度差越大漏热量越大，反之相反。

这就决定了冷冻室漏气热量比冷藏室高，所以双门电冰箱冷冻门