机械式温度控制器原理

    机械式温度控制器实际上是一种压力式（气压式）温度控制器，其控温原理如图5-6所示。

    图5-6 机械式温度控制器的控温原理

    从结构上看，机械式温度控制器主要由感温器和触点式微型开关组成。其中，感温器叫做温压转换部件，它是一个封闭的囊体，主要由感温头、感温管和感温腔三部分组成。根据感温腔的形式不同，感温器又分为波管式和膜盒式两种

    感温头位于蒸发器的表面或电冰箱箱体内，用以感应电冰箱箱内的温度。感温管内充有感温剂，温度控制器旋钮用以设定电冰箱的制冷温度。

    当蒸发器表面的温度上升并超过温度控制器旋钮设定的温度时，感温管内感温剂的压力增大，感温腔中的隔膜在压力的作用下压迫传动支板，使触点接通，电路闭合，压缩机开始运转，电冰箱开始制冷。当蒸发器表面的温度逐渐下降至设定值时，感温管内感温剂的压力下降，弹簧的收缩力大于感温腔隔膜对传动支板产生的推力，传动支板即在弹簧的收缩作用下微微向上抬起，使得触点断开，压缩机便随之停止运转。

    电冰箱制冷温度的调节是通过调节温度控制器旋钮实现的。当调整温度控制器旋钮时，温度控制器旋钮便带动调温凸轮转动，从而使温度控制板控制弹簧的张力。

    图5-7为温度控制器的调温凸轮与温度控制板的关系示意图。

图5-7 调温凸轮与温度控制板的关系示意图

    调整温度控制器旋钮时，旋钮的转动实际上就带动调温凸轮转动，便会造成温度控制板的前移或后移，从而控制弹簧拉力的增大或缩小。若弹簧拉力较大，就需要待蒸发器温度较高时使感温剂压力增大，产生较大的推动力使得传动支板前移，推动触点闭合，压缩机才会启动工作。这就是调高电冰箱温度的方法。反之，若弹簧拉力较小，当蒸发器温度稍微升高时，感温剂所产生的压力就足以推动传动支板，使触点闭合，启动压缩机工作，这样就将电冰箱的制冷温度调低了。

    图5-7中的温度调节螺钉是用来调整温度范围的，将该螺钉顺时针转动（右旋），相当于加大了弹簧的拉力，使得温控点升高。如果电冰箱出现不停机的故障，可将该调节螺钉顺时针旋转半周或一周。反之，若逆时针转动该温度调节螺钉（左旋），则相当于减小弹簧的拉力，使得温控点降低。当电冰箱出现不能规律性启动的故障时，可将该调节螺钉逆时针旋转半周或一周。

值得注意的是，电冰箱温度的调节是否合理直接关系到其使用寿命。电冰箱的工作时间和耗电量受周围环境的影响很大。通常在夏季时，周围的环境温度较高，这时最好不要将电冰箱内的温度调节得过低。如果电冰箱内的温度设置得过低，由于周围环境温度的影响，电冰箱将很难达到并保持所设定的低温状态，这样就使得电冰箱压缩机在高温下长时间运转，加剧了活塞与汽缸的磨损，电机漆包线的绝缘性能也会因高温而降低。这些情况都会极大地影响电冰箱的性能。同时，长时间制冷工作也会使得耗电量增加。

    当冬季环境温度较低时，可以将电冰箱的制冷温度设置得低一些。若此时仍将温度控制器调节在弱挡（温控点过高），电冰箱内外温差小，散热慢，电冰箱长时问不处于制冷工作状态，就会造成压缩机不易启动的情况。

    (1)普通型温度控制器

    图5-8所示为普通型温度控制器的实物外形。这种温度控制器常用于人工化霜的普通直冷式单门电冰箱，或用于全自动化霜控制的间冷式双门电冰箱的冷冻室。

图5-8 普通型温度控制器

    普通型温度控制器的内部结构如图5-9所示。

    图5-9 普通型温度控制器的内部结构

    普通型温度控制器主要由感温器和一组微动开关等机构组成。感压腔内的感温剂一般是氯甲烷或R12。感温腔的作用是将蒸发器表面或箱内的温度变化转换为压力变化，推动触点动作，以控制压缩机的启停。

    感温头（包）置于蒸发器处，用夹具使其紧贴蒸发器表面或蒸发器管路的出口处。一般情况下，感温包内的感温剂呈湿蒸气状态，当蒸发器的温度变化时，感温包内感温剂的压力发生变化，此压力通过毛细管传至波纹管或气膜室内，使其随压力变化而伸缩。

    这种位移通过机械传动机构加以传动、放大，可以控制触点的接通或断开，继而控制制冷压缩机的启停。当蒸发器温度上升时，膜盒伸长，顶动触点的杠杆，使它与静触点接通，压缩机运转。当蒸发器温度降低时，感温管内蒸气的压力下降，膜盒收缩，传动机构中的平衡弹簧使触点分开，切断电路，从而使压缩机停车。

    温度控制凸轮可以由温度控制器上的旋钮来旋动，若逆时针旋转旋钮，则凸轮半径变大，平衡弹簧被拉长，加在膜盒上的压力增加。这样感温包内的感温剂若要使触点接通，也必须增加压力（要达到更高的温度才能顶动触点），也就是说只有蒸发器表面温度升得更高时才能使压缩机电路接通运转。因此，温度调节旋钮逆时针旋转时，电冰箱内的温度升高：相反，温度调节旋钮顺时针旋转时，电冰箱内的温度降低。

    在常温下，温度控制器的开关始终是导通的（旋钮转向强制关机位置除外），否则，说明温度控制器已损坏，损坏的原因一般是感温管漏气或因触点氧化接触不良。

    (2)半自动化霜型温度控制器

    半自动化霜型温度控制器常用于单门冷藏箱中，它能够进行手动化霜自动复位。如图5-10所示，在温度控制器的调温旋钮中心有一个按钮，当按下该按钮后，压缩机就会停止运转，进行化霜。当感温管的温度达到5℃左右时，温度控制器自动复位，压缩机再次启动。

图5-10 半自动化霜型温度控制器

半自动化霜型温度控制器的内部结构如图5-11所示。

图5-11 半自动化霜型温度控制器的内部结构

 在常温下，温度控制器的开关始终是导通的（旋钮转向强制关机位置除外），否则，说明温度控制器已损坏，损坏的原因一般是感温管漏气或因触点氧化接触不良。在常温下，半自动化霜型温度控制器的化霜按钮按下后应马上弹起来。

    这种温度控制器和普通型温度控制器的工作原理和结构基本相同，只是在普通型温度控制器的基础上增加了一套除霜装置，如图5-12所示。

图5-12 半自动化霜型温度控制器的工作原理图

    这种温度控制器用在电冰箱中，一方面可以像普通型温度控制器那样对箱内温度进行调节和控制，另一方面当蒸发器表面霜层过厚时可以自动进行化霜。

    需要除霜时，只要将化霜按钮按下，制冷压缩机就会停止工作。待箱内温度达到预定的化霜终了温度（一般蒸发器表面温度为5℃左右，箱内中部温度约为10℃）时，化霜按钮会自动跳起，制冷压缩机恢复工作。

    当化霜按钮未按下时，化霜弹簧并未对弹簧（主弹簧）增加外力，如将化霜按钮按下进行化霜，传动支板就会在化霜弹簧的作用下将触点断开，压缩机便停止运转。当箱内温度达到预定的化霜终了温度时，感温器中感温剂所产生的压力才能够推动主杠杆，使它克服化霜平衡弹簧之外的化霜弹簧对化霜控制板的阻力矩。化霜平衡弹簧是用于补偿调温凸轮被旋在不同位置时化霜弹簧拉力变化的。例如，当调温凸轮从冷点向热点转动时，化霜平衡弹簧的阻力矩增加，但化霜平衡弹簧的顺向力矩也增加，从而使调温凸轮在不同的位置时，化霜终了温度不会发生变化。

   (3)定温复位型温度控制器

    定温复位型温度控制器又称为恒定接通型温度控制器，其实物外形如图5-13所示。这种温度控制器只用在直冷双门双温或单温控制电冰箱中，通常放置于冷藏室内，感温管与冷藏室蒸发器相接触。不管电冰箱停机温度高低如何，开机温度总是保持恒定的。一般每次停机后待冷藏室蒸发器温度上升至+5℃左右时再开机，这样冷藏室蒸发器就总能保持无霜状态。

    这种温度控制器采用感温管来感应冷藏室蒸发器的温度，它的停机温度与调温旋钮的位置有关，开机温度固定不变，一般为+4.5℃±1.5℃。

图5-13 定温复位型温度控制器

图5-14为定温复位型温度控制器的内部结构图。

图5-14 定温复位型温度控制器的内部结构图

    定温复位型温度控制器的基本结构和工作原理与普通型温度控制器基本相同，其特点是停机温度可通过调节温度控制器旋钮进行调节，但开机温度则不管设置的控制点是在强冷点还是在弱冷点，均保持不变（一般为4.5℃±l℃）。安装在冷藏室蒸发器表面的感温管内感温剂的温度上升到0℃以上(4~5℃)时，压缩机才能重新通电运行，以使副蒸发器上的霜层能在压缩机停机时间内全部融化。

    常用电冰箱温度控制器的特性参数见表5-1。

    表5-1    常用电冰箱温度控制器的特性参数

    在常温下，温度控制器的开关应始终是导通的（旋钮转向强制关机位置除外），否则，说明温度控制器已损坏，损坏的原因一般是感温管漏气或因触点氧化接触不良。

    (4)感温风门温度控制器

    双门间冷式无霜电冰箱是利用强制循环的冷空气分别对冷藏室和冷冻室进行冷却的。一般冷冻室采用普通型温度控制器来控制压缩机的启停，而冷藏室风门的自动开启和关闭则是靠风门温度控制器来控制的。这两种温度控制器相互配合，使得冷冻室和冷藏室的温度可以分别进行控制。

    图5-15所示为感温风门温度控制器。这种温度控制器的工作原理与普通型温度控制器基本类似，都有一根细长的感温管。感温管安装在冷藏室回风口附近的风道内，以感受循环冷风温度的变化，并利用感温剂压力随温度变化的特性，自动调节风门或盖板开口的大小。

    图5-15 感温风门温度控制器

    转动温度调节旋钮可对进入冷藏室的冷风量进行调节，从而控制冷藏室内温度的高低。当箱内温度过高时，风门或盖板的开口大些，使更多的冷空气进入冷藏室内；当箱内温度较低时，开口减小，甚至可以完全关闭。

    图5-16为感温风门温度控制器的结构示意图。当活动风门处于垂直位置时，风门为全闭合位置，此时温度调节旋钮在“热”位置，冷藏室风口全部被盖住；当活动风门偏离垂直位置时，风门被打开，其最大转角为20°，此时温度调节旋钮置于“冷”的位置上。

图5-16 感温风门温度控制器的结构示意图

    感温风门温度控制器的工作原理与压力式温度控制器一样，也是利用感温剂压力随温度而变化的特性，通过转换部件带动并改变风门开闭的角度，控制冷藏室的冷风量，以控制冷藏室的温度。它不接入电路，由冷冻室温度控制器控制压缩机的启停。