直冷式又称冷气自然对流式。冷藏室有一个蒸发器，蒸发器的大小是根据室的大小及温度要求来进行合理匹配的。冷却方式是通过冷气的自然对流来冷却食品，冷冻速度比风冷的要慢些。
冰箱的主要种类为直冷式、风冷式、风直冷混合式。直冷式的结构是蒸发器直接暴露在箱体中，优点是成本低，保鲜水分不流失，通常用于两门的经济型产品，三门冰箱也是直冷式，控制系统采用电脑。风冷式的蒸发器不直接暴露箱体中，通过一个风扇将冷量吹到箱内，优点是箱内冷量均匀，制冷效率高，原理类似用嘴吹开水会凉的较快，缺点是食品易风干，结构复杂成本高，通常用于档次较高的产品，以及400升以上的大冰箱。风直冷混合式的冷藏室采用直冷，冷冻室采用风冷，技术上最全面，效果也是最好的，但是结构太复杂，成本高，生产的厂家不太多。所谓的迷你冰箱通常指的是20升左右的保温箱，由于采用半导体制冷器件，因此能制冷也能加温，但是制冷温度区间属于冷藏范围，达不到零下的冷冻温度，用于车载冰箱、医用冷藏箱较多。
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