制冷系统一次实质性故障是指电冰箱正常运转了相当长的时间后出现的故障，并且是第一次接手修理。在当前电冰箱的生产技术相当成熟的情况下，其发生的主要故障是:制冷系统泄漏、制冷压缩机不作功(抱轴等故障应在电气系统故障中解决)和脏堵。
泄漏是电冰箱制冷系统最常见的故障。在长期运转中，由于使用不当、制冷系统内外的腐蚀、制造工艺缺陷以及工程材料先天缺陷的影响，再加上氟利昂制冷剂极强的渗漏性，都会使制冷系统发生泄漏。泄漏易发生在各个焊口、铜铝过渡接头、铝制蒸发器和全封闭式制冷压缩机电动机的接线柱等处。
脏堵分为干燥过滤器堵塞和毛细管堵塞两种。造成脏堵的机械杂质来源于制冷零部件残存的污物、品质差的制冷剂和千燥剂脱落的粉末。一般情况下，系统内机械杂质过多，在干燥过滤器的过滤网处沉积造成堵塞是基本故障。但在制造或搬运过程中，使毛细管变形造成死弯，流通面积变小，机械杂质容易积聚造成毛细管堵塞。另外，对运转很长时间的电冰箱，因氟利昂制冷剂与冷冻油有共溶性，经长期循环，油中的蜡成分会在低温下析出，逐渐沉积在温度很低的毛细管出口附近的管壁上，导致毛细管内径变小，直至堵塞，此种堵塞亦称为“结蜡”。
制冷压缩机不作功是指电动机启动运转正常，也无运转异声，但不能压缩制冷剂。主要故障是制冷压缩机吸排气阀片损坏、缸垫击穿或制冷压缩机内高压排气缓冲管断裂等。
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