冰箱的主要作用是将存放在内部的物品冷却，使其达到所需的温度。其制冷原理是通过制造冷却效应实现的。冰箱主要由压缩机、冷凝器和蒸发器等核心部件组成，在这些部件的作用下实现了制冷效果。
具体来说，冰箱内放置制冷剂，负责制冷剂转换压力等状态的是冰箱中的压缩机。通过压缩机对冷凝器中的高温高压制冷剂进行冷却放热，使制冷剂的状态从气体转化为液态，随后通过膨胀器的作用，制冷剂的状态再次发生改变，从液态转化为气态，从而实现了制冷效果。
冰箱不仅仅是制冷的效应，还需要控制内部的温度，使得冷藏物品的温度保持稳定。冰箱中的温度控制原理是通过热力学原理实现的。冰箱使用的是温控器或者是扫描温度传感器来获取到冰箱内部的温度数据。如果冰箱内部的温度过低，温控器或者是扫描温度传感器会将指令发出给冰箱控制模块，对这些模块进行调整，从而使制冷剂的蒸汽压力降低，使得冷凝器输出的温度升高，达到调节冰箱内部温度效果。
冰箱在运行一段时间后，冷凝器和蒸发器表面会积聚一些霜化物。如果不及时处理会导致降低冰箱的制冷效率。因此，冰箱需要通过除霜排水系统来处理这些问题。冰箱中的除霜原理是使用一个自动控制器来检测冷凝器和蒸发器表面的霜化物，当发现堆积已经超过预先设置的值时，控制器就会对蒸发器油盘中的加热器进行加热，从而融化表面的霜化物，然后通过内部的排水系统将融化的霜化物排出冰箱。
冰箱设计原理是为保证冷冻效果基础上增加更多的使用方便性上展开的。一方面，采用换向阀技术可以使压缩机在制冷或保持温度的工作过程中大幅减少噪音的产生。另一方面，冰箱的设计还考虑到用户的使用习惯和需求，设计出了多种放置货物的空间和形式。例如，现代的冰箱多采用上下分区设计，即将冷藏室与冷冻室分离设计，提供给用户更多独立存储生鲜的空间，从而在更小的空间内提供更大的储存空间效果。
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