環(huán)保節(jié)能變頻空調(diào)的 設(shè)計(jì)

1、1.緒論 空調(diào)器的定義；空調(diào)是空氣調(diào)節(jié)的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是一門(mén)工程技術(shù)。空氣調(diào)節(jié)器（簡(jiǎn)稱(chēng)空調(diào)器）是一種人為的氣候調(diào)節(jié)裝置，它可以對(duì)房間進(jìn)行降溫、減濕、加熱、加濕、熱風(fēng)、凈化等調(diào)節(jié)，利用它可以調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度、濕度、氣流速度、潔凈度等參數(shù)指標(biāo)，從而使人們獲得新鮮而舒適的空氣環(huán)境。國(guó)外較發(fā)達(dá)的國(guó)家中，已普遍使用空調(diào)器。在我國(guó)隨著人民生活水平的提高，空調(diào)器已進(jìn)入家庭。這樣，無(wú)論是炎熱的夏季，還是寒冷的冬季，人們都能在一個(gè)舒適的環(huán)境里更好地工作和生活。目前大多數(shù)的家庭空調(diào)器，還是以開(kāi)關(guān)方式控制壓縮機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)，也就是說(shuō)壓縮機(jī)要么以固定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，要么停止。這種空調(diào)器可以稱(chēng)為傳統(tǒng)空調(diào)，或定頻空調(diào)、恒速空調(diào)。而變頻

2、空調(diào)器采用變頻調(diào)速技術(shù)，它與傳統(tǒng)空調(diào)器相比較，最根本的特點(diǎn)在于它的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速不是恒定的，而是可以隨運(yùn)行環(huán)境的需要而改變，所以空調(diào)器的制冷量（或制熱量）也會(huì)隨之變化。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，變頻空調(diào)器機(jī)組內(nèi)裝有一個(gè)變頻器 ，用來(lái)改變壓縮機(jī)和風(fēng)扇電機(jī)的供電頻率，控制它們的轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)節(jié)制冷量的目的。所以，裝有變頻器的空調(diào)器稱(chēng)為變頻空調(diào)器，能改變輸出電源頻率的裝置稱(chēng)為變頻器。變頻空調(diào)是在普通空調(diào)的基礎(chǔ)上選用了變頻專(zhuān)用壓縮機(jī)，增加了變頻控制系統(tǒng)。它的基本結(jié)構(gòu)和制冷原理和普通空調(diào)完全相同。變頻空調(diào)的主機(jī)是自動(dòng)進(jìn)行無(wú)級(jí)變速的，它可以根據(jù)房間情況自動(dòng)提供所需的冷（熱）量；當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到期望值后，空凋主機(jī)

3、則以能夠準(zhǔn)確保持這一溫度的恒定速度運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)“不停機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)”，從而保證環(huán)境溫度的穩(wěn)定。節(jié)約電能是變頻空調(diào)器的突出優(yōu)點(diǎn)。例如KFR28GW/BP（2800瓦）型交流變頻空調(diào)器一周內(nèi)每天開(kāi)機(jī)4h，每月平均用電約120度，而相同功率的普通（定速）空調(diào)器，在相同使用條件下每月用電量達(dá)270度左右。變頻空調(diào)器節(jié)電特點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1.1變頻空調(diào)器的壓縮機(jī)只在短時(shí)間處于高頻、高速、滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，而長(zhǎng)時(shí)間處于低頻、低轉(zhuǎn)速、輕負(fù)載狀態(tài)下工作。在此狀態(tài)下壓縮機(jī)的制冷量變得很小，而室內(nèi)換熱器與室外熱風(fēng)熱面積并不改變，因此，室內(nèi)外熱交換效率都大大提高。此時(shí)空調(diào)器制冷/制熱能效比極高，達(dá)2.8:3.3左右，這與

4、開(kāi)機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，開(kāi)停頻繁的普通定速空調(diào)器相比，節(jié)電效果十分顯著。 根據(jù)測(cè)定，變頻空調(diào)器啟動(dòng)最初階段，壓縮機(jī)以高出額定功率16%的功率高速運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)室溫達(dá)到設(shè)定溫度后，則以只有50%的小功率運(yùn)轉(zhuǎn)，不但能維持室溫恒定，而且還節(jié)約電能。當(dāng)室溫與設(shè)定溫度之溫差較大時(shí)，變頻器自動(dòng)地增大壓縮機(jī)電源的頻率（最大可達(dá)120Hz），提高壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，在極短的時(shí)間內(nèi)使室溫達(dá)到設(shè)定的溫度。1.2傳統(tǒng)空調(diào)器由交流電網(wǎng)直接供電，啟動(dòng)電流較大，約為額定電流的5倍以上。而變頻空調(diào)器軟啟動(dòng)，壓縮機(jī)以低速小電流啟動(dòng)，啟動(dòng)功耗小。變頻空調(diào)器運(yùn)行中，沒(méi)有頻繁的啟停，更降低了壓縮機(jī)啟動(dòng)期間的沖擊電流。1.3變頻空調(diào)器在制冷系統(tǒng)中采用了電子

5、膨脹閥節(jié)流，可以配合壓縮機(jī)隨時(shí)調(diào)節(jié)供液量，使空調(diào)器始終工作在高效運(yùn)行狀態(tài)下，提高了制冷或制熱量，達(dá)到節(jié)電目的。 變頻空調(diào)器的這一特點(diǎn)在冬季供暖時(shí)更為明顯。在供暖剛開(kāi)始時(shí)，壓縮機(jī)以最高頻率運(yùn)轉(zhuǎn)，急開(kāi)式電子膨脹閥的開(kāi)度也隨之變大，一般房間室溫從0上升到18只需18min，而傳統(tǒng)空調(diào)器冬季供暖時(shí)得到同樣升溫效果卻需要40min。1.4變頻空調(diào)器室內(nèi)風(fēng)扇電機(jī)采用永磁無(wú)刷直流電機(jī)，脈沖寬度調(diào)制方式，速度分為7級(jí)，功率由普通空調(diào)的30W左右降至815W。1.5傳統(tǒng)空調(diào)器除霜方式運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)要中斷510min供暖，因此室溫受到干擾會(huì)降低6左右，但變頻空調(diào)器卻沒(méi)有這種缺陷。變頻空調(diào)器室外換熱器采用不間斷地運(yùn)轉(zhuǎn)方式除

6、霜，在室外溫度為0以下時(shí)，空調(diào)器尚能保持較高的供暖能力。變頻空調(diào)器長(zhǎng)時(shí)間工作在低于額定值的狀態(tài)，壓縮機(jī)的機(jī)械損耗減小，又避免頻繁的大電流沖擊，能延長(zhǎng)壓縮機(jī)使用壽命，可靠性亦大為提高。簡(jiǎn)單地說(shuō)變頻空調(diào)是在常規(guī)空調(diào)的結(jié)構(gòu)上增加了一個(gè)變頻器。壓縮機(jī)是空調(diào)的心臟，其轉(zhuǎn)速直接影響到空調(diào)的使用效率，變頻器就是用來(lái)控制和調(diào)整壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的控制系統(tǒng)，使之始終處于最佳的轉(zhuǎn)速狀態(tài)，從而提高能效比（比常規(guī)的空調(diào)節(jié)能20%30%）。變頻空調(diào)具有以下特點(diǎn)： 1.5.1啟動(dòng)電流小，轉(zhuǎn)速逐漸加快，啟動(dòng)電流是常規(guī)空調(diào)的1/7； 1.5.2沒(méi)有忽冷忽熱的毛病，因?yàn)樽冾l空調(diào)是隨著溫度接近設(shè)定溫度而逐漸降低轉(zhuǎn)速，逐步達(dá)到設(shè)定溫度并保

7、持與冷量損失相平衡的低頻運(yùn)轉(zhuǎn)，使室內(nèi)溫度保持穩(wěn)定；1.5.3 噪聲比常規(guī)空調(diào)低，因?yàn)樽冾l空調(diào)采用的是雙轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)，大大降低了回旋不平衡度，使室外機(jī)的振動(dòng)非常小，約為常規(guī)空調(diào)的1/2； 1.5.4 制冷、制熱的速度比常規(guī)空調(diào)快12倍。變頻空調(diào)采用電子膨脹節(jié)流技術(shù)，微處理器可以根據(jù)設(shè)置在膨脹閥進(jìn)出口、壓縮機(jī)吸氣管等多處的溫度傳感器收集的信息來(lái)控制閥門(mén)的開(kāi)啟度，以達(dá)到快速制冷、制熱的目的。目前變頻空調(diào)還采用了R134a作制冷劑,這是一種無(wú)氟的制冷劑，對(duì)大氣臭氧層也沒(méi)有破壞，它已逐漸取代傳統(tǒng)的R22作制冷劑。變頻空調(diào)就是用的這種制冷劑。但是R134a制作工藝復(fù)雜，成本是R22的34倍，還需采用特定的冷

8、凍油，壓縮機(jī)成本因而增。對(duì)制冷系統(tǒng)要求也較高。所以說(shuō)變頻空調(diào)是一種節(jié)能綠色環(huán)保的家用電器。2變頻空調(diào)的概述2.1變頻空調(diào)工作原理 所謂的“變頻空調(diào)”是與傳統(tǒng)的“定頻空調(diào)”相比較而產(chǎn)生的概念。眾所周知，我國(guó)的電網(wǎng)電壓為220伏、50赫茲，在這種條件下工作的空調(diào)稱(chēng)之為 “定頻空調(diào)”。由于供電頻率不能改變，傳統(tǒng)的定頻空調(diào)的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速基本不變，依靠不斷地“開(kāi)、?！眽嚎s機(jī)來(lái)調(diào)整室內(nèi)溫度，其一開(kāi)一關(guān)之間容易造成室溫忽冷忽熱，并消耗較多電能。而與之相比的“變頻空調(diào)”變頻器改變壓縮機(jī)供電頻率，調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，依靠壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢達(dá)到控制室溫的目的，室溫波動(dòng)小、電能消耗少，其舒適度得到較大提高。運(yùn)用變頻控制技術(shù)

9、的變頻空調(diào)，可根據(jù)環(huán)境溫度自動(dòng)選擇制熱、制冷和除濕運(yùn)轉(zhuǎn)方式，使居室在短時(shí)間內(nèi)迅速達(dá)到所需要溫度，并在低轉(zhuǎn)速、低能消耗狀態(tài)下以較小的溫差波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了快速、節(jié)能和舒適控溫效果。 圖2-1變頻空調(diào)供電頻率高，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速快，空調(diào)器制冷（熱）量就大；而當(dāng)電頻率較低時(shí)，空調(diào)器冷（熱）就小，這就是所謂”定頻”的原理。變頻空調(diào)的核心是它的變頻器，變頻技術(shù)是20世紀(jì)80年代問(wèn)世的高新技術(shù)，它通過(guò)對(duì)電流的轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的自動(dòng)調(diào)節(jié)，把50Hz的固定電網(wǎng)頻率改為30至130Hz的變化頻率，使空調(diào)完成了一個(gè)新革命；同時(shí)，還使電源電壓范圍達(dá)到142V至270V，徹底解決了由于電源電壓不穩(wěn)造成空調(diào)機(jī)不能正常工作的

10、難題。變頻每次開(kāi)始使用時(shí)，通常是讓空調(diào)以最大功率、最大風(fēng)速量進(jìn)行制冷或制熱，迅速接近所設(shè)定的溫度。由于變頻空調(diào)通過(guò)提高壓縮機(jī)工作頻率的方式增大了在低溫時(shí)的制熱能力，最大制熱量可達(dá)到同品牌同級(jí)別空調(diào)器的1.5倍，低溫下仍能保持良好的制冷效果。此外，一般的分體機(jī)只有四風(fēng)速可供調(diào)節(jié)，而變頻空調(diào)的室內(nèi)風(fēng)機(jī)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速會(huì)隨壓縮機(jī)的工作頻率在12檔風(fēng)速范圍內(nèi)變化，由于風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與空調(diào)器的能力配合較為合理，實(shí)現(xiàn)了低噪音的寧?kù)o運(yùn)行。在空調(diào)高功率運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，迅速接近所設(shè)定的溫度。這樣不但溫度穩(wěn)定，還避免了壓縮機(jī)頻繁地開(kāi)開(kāi)停停所造成的對(duì)壓縮機(jī)壽命的衰減，而且耗電量大大下降，實(shí)現(xiàn)了高效節(jié)能?！白冾l空調(diào)”采用了比較先

11、進(jìn)的技術(shù)，啟動(dòng)時(shí)電壓較小，可在低電壓和低溫條件下啟動(dòng)，這對(duì)于某些地區(qū)由于電壓不穩(wěn)或冬天室外溫度較低而空調(diào)難以啟動(dòng)的情況，有一定的改善作用。由于實(shí)現(xiàn)了壓縮機(jī)的無(wú)級(jí)變速，它也可以適應(yīng)更大面積的制熱要求。不過(guò)，“變頻空調(diào)”的價(jià)位通常較“定頻空調(diào)”高出幾百元。變頻空調(diào)通過(guò)采用變頻技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，依靠壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢變化來(lái)控制輸出功率(即制冷制熱量)的大小，從而達(dá)到控制室溫的目的。2.2變頻空調(diào)的優(yōu)點(diǎn)2.2.1節(jié)能：由于變頻空調(diào)通過(guò)內(nèi)裝變頻器，隨時(shí)調(diào)節(jié)空調(diào)機(jī)心臟壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，從而做到合理使用能源。2.2.2噪音低：由于變頻空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)平衡，震動(dòng)減小，噪音也隨之降低。2.2.3溫控精度高：它可

12、以通過(guò)改變壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)控制空調(diào)機(jī)的制冷（熱）量。其制冷（熱）量有一個(gè)變化幅度，如36GW變頻的制冷量變化為36004000W，制熱量變化為30006800W，因此室內(nèi)溫度控制可精確到1，使人體感到很舒適。2.2.4調(diào)溫速度快：當(dāng)室溫和凋定溫度相差較大時(shí)，變頻空調(diào)一開(kāi)機(jī)，即以最大的功率工作，使室溫迅速上升或下降到調(diào)定溫度，制冷（熱）效果明顯；2.2.5電壓要求低：變頻空調(diào)對(duì)電壓的適應(yīng)性較強(qiáng)，有的變頻空調(diào)甚至可在142 270V電壓下啟動(dòng)。2.2.6環(huán)境溫度要求低：變頻空調(diào)對(duì)環(huán)境溫度的適應(yīng)性準(zhǔn)強(qiáng)，在的甚至可在負(fù)15度的環(huán)境溫度下啟動(dòng)。2.2.7變頻空調(diào)采用了變頻壓縮機(jī)，變頻空調(diào)可根據(jù)房間冷（熱）

13、負(fù)荷的變化自動(dòng)調(diào)整壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率。當(dāng)負(fù)荷小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率低，此時(shí)壓縮機(jī)消耗的功率小，同時(shí)避免了頻繁開(kāi)停，從而更加省電。2.3變頻空調(diào)的先進(jìn)技術(shù)變頻空調(diào)在對(duì)空氣的處理上也采用了比較先進(jìn)的空氣處理方式。 現(xiàn)代空調(diào)在空氣凈化技術(shù)方面已經(jīng)有了質(zhì)的突破，除空氣濾網(wǎng)、防霉濾網(wǎng)、活性炭除味等技術(shù)外，還采用如下技術(shù):2.3.1 除臭過(guò)濾器 除臭過(guò)濾器選用最新化學(xué)吸附型凈化材料，有效脫除空氣中含有的一氧化碳、二氧化碳、氨氣、有機(jī)酸等的各種異味、臭味，同時(shí)具有高效殺菌的功能。除臭效果是傳統(tǒng)活性炭的100倍，具有廣譜、高效、穩(wěn)定、安全四大優(yōu)勢(shì)。2.3.2 靜電空氣濾清器 靜電空氣濾清器的濾芯是經(jīng)過(guò)特殊靜電處理的纖維網(wǎng)

14、，能夠有效地將空氣中懸浮的塵埃、花粉微粒和非常細(xì)小的微塵（直徑0.01(m）進(jìn)行吸附。鋸齒波紋的外形使過(guò)濾吸附的表面積增大50%以上，效果更為顯著。3變頻空調(diào)制冷的結(jié)構(gòu)空調(diào)器的組成結(jié)構(gòu)分為四大件分別為：蒸發(fā)器 、冷凝器、 壓縮機(jī)、 毛細(xì)管（節(jié)流裝置）；如果是熱泵式（可以制冷也可制熱）空調(diào)還要用到電磁四通閥。當(dāng)然還有其他電氣控制系統(tǒng)，先對(duì)設(shè)計(jì)的這幾種制冷系統(tǒng)做一下介紹： 圖3-1空調(diào)制冷系統(tǒng)簡(jiǎn)圖圖3-1中所示的便是空調(diào)制冷系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖，蒸發(fā)器就是室內(nèi)熱交換器，室外熱交換器就是冷凝器，毛細(xì)管（節(jié)流裝置）在這起的是減壓節(jié)流的作用。壓縮機(jī)是動(dòng)力系統(tǒng)。這一切都是單片機(jī)進(jìn)行控制的，現(xiàn)在對(duì)所設(shè)計(jì)的空調(diào)制冷系統(tǒng)

15、做一下敘述；壓縮機(jī)中的電動(dòng)機(jī)的電后開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，壓縮機(jī)內(nèi)的汽缸對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮，將制冷劑壓縮成高溫高壓的氣體從高壓端輸出，到了冷凝器（室外熱交換器）因?yàn)橹评鋭┦且环N極易汽化和液化的物質(zhì)故遇冷液化散熱（風(fēng)冷）變成了液體。經(jīng)干燥過(guò)濾器濾除水分和雜質(zhì)。到了毛細(xì)管進(jìn)行減壓節(jié)流輸送到室內(nèi)熱交換器（蒸發(fā)器）制冷器壓力減小便開(kāi)始汽化，因汽化要吸收熱量（比如雪化了要吸熱，所以下雪不冷化雪冷）蒸發(fā)器周?chē)諝獗憷鋮s，室內(nèi)風(fēng)扇將冷氣吹出進(jìn)行空氣循環(huán)，人們便感覺(jué)到溫度下降。制熱原理跟這相同，只不過(guò)是將制冷劑先進(jìn)室內(nèi)液化散熱而已。這個(gè)工作是換向閥完成的（具體的后面講到四通閥時(shí)會(huì)詳細(xì)論述)。3.1制冷系統(tǒng)中的制冷劑狀態(tài)3.1

16、.1制冷劑的狀態(tài) 在空調(diào)的制冷系統(tǒng)中，制冷劑（以R134A為例）是主要的工作物質(zhì)，在整個(gè)制冷過(guò)程中，都伴隨著制冷劑狀態(tài)的變化。制冷劑不斷反復(fù)地從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，再?gòu)囊簯B(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)。只要壓縮機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)，這種狀態(tài)的變化始終不斷地重復(fù)進(jìn)行，如圖3-2所示 圖3-2制冷劑溫度示意圖圖中各線段的含義如下：線段AB表示制冷劑的氣態(tài)壓縮，同時(shí)伴隨有溫度的升高。線段BB1表示壓力和熱量相繼減少，即氣態(tài)制冷劑散失其上一段所得到的熱量，并趨向于液態(tài)。在B1處，制冷劑的蒸氣和液體開(kāi)始共存。線段B1C表示制冷劑蒸氣繼續(xù)由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，并進(jìn)一步散失熱量。線段CD表示制冷劑液體流經(jīng)一個(gè)小截面的限流器，同時(shí)壓力、溫度和熱量繼續(xù)減

17、小。線段DE表示制冷劑液體的膨脹，同時(shí)溫度進(jìn)一步降低。線段EF表示液體從外界吸熱，并趨于再次變?yōu)闅鈶B(tài)。在點(diǎn)E處，液體和蒸氣共存。線段FA表示制冷劑液體回到蒸氣狀態(tài)。此時(shí)，壓力、溫度和熱量逐漸增加。制冷劑的作用制冷劑從制冷系統(tǒng)的某一固定部位（蒸發(fā)器）吸收熱量，而在另一部位（冷凝器）將熱量加以散發(fā)。因而制冷劑在制冷系統(tǒng)中起到將（蒸發(fā)器中）熱量“吸收”、“運(yùn)送”和“傳遞”給外界環(huán)境（與冷凝器相接觸的空氣）的作用，從而產(chǎn)生制冷效果?，F(xiàn)在對(duì)這幾種制冷管路做以下介紹。3.2蒸發(fā)器蒸發(fā)器是空調(diào)必不可少的一部分，它外接翅片的目的是增加傳熱面積，加強(qiáng)空氣的擾動(dòng)性，提高蒸發(fā)器在空氣側(cè)的傳熱效率。翅片厚度通常為0.

18、120.20mm, 片距為1.52.5mm。翅片有平、波紋、沖縫翅片之分，平翅片雖然加工容易，但剛性差，傳熱性能不好，現(xiàn)已逐漸被淘汰；波紋翅片與平翅片相比，剛性好，傳熱面積增加，且空氣流過(guò)波狀起伏的翅片時(shí)，增加了擾動(dòng)和攪拌效應(yīng)，因此傳熱效率提高1/5左右；而沖縫翅片會(huì)使通過(guò)翅片的空氣在槽縫中竄來(lái)竄去，因此其擾動(dòng)和攪拌效應(yīng)比波紋片還好，傳熱效率比波紋翅片高1/3，但沖縫翅片空氣阻力大，容易積塵結(jié)垢，反而可能使空調(diào)器的制冷量急劇下降，所以，配置沖縫翅片的空調(diào)器不能在塵埃多的環(huán)境中使用。高檔空調(diào)器往往在蒸發(fā)器的紫銅管內(nèi)壁加翅片或在內(nèi)壁加工成螺旋紋，使蒸發(fā)器整體的熱交換效率大大提高，故而我們選用這種。

19、3.3冷凝器冷凝器的作用是將制冷劑在蒸發(fā)器和壓縮機(jī)中吸收的熱量傳送到室外的空氣中。冷凝器有風(fēng)冷式和水冷式兩種類(lèi)型。家用空調(diào)器制冷量小，通常采用風(fēng)冷翅片式冷凝器。風(fēng)冷翅片式冷凝器與蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)相同，水冷式比氣冷式冷卻效果好，大功率空調(diào)器都采用水冷式。其空氣側(cè)是干熱交換，空氣流動(dòng)阻力比蒸發(fā)器小，放熱系數(shù)則更小，因此，翅片面積要比蒸發(fā)器約大60%，片距可稍小些。3.4干燥過(guò)濾器3.4.1干燥過(guò)濾器的作用。干燥過(guò)濾器是由干燥器和過(guò)濾器兩部分組成。在空調(diào)的制冷系統(tǒng)中，它安裝在冷凝器的出口與毛細(xì)管的進(jìn)口之間的液體管道中。它的作用主要有兩個(gè)：一是清除制冷系統(tǒng)中的殘留水分，防止產(chǎn)生冰堵，并減少水分對(duì)制冷系統(tǒng)的

20、腐蝕作用；二是濾除制冷系統(tǒng)中的雜質(zhì)，如金屬屑，各種氧化物和灰塵，以免毛細(xì)管臟堵。3.4.2干燥過(guò)濾器的構(gòu)造。變頻空調(diào)使用的干燥過(guò)濾器為一體式的，它是在銅管制成的殼體兩端設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)，中間裝入干燥劑。干燥劑不能更換。有多種物質(zhì)可以作干燥劑，如無(wú)水CaCl2、硅膠和分子篩等。 3.5毛細(xì)管3.5.1毛細(xì)管的作用。毛細(xì)管是空調(diào)上的節(jié)流降壓裝置，它的作用主要有兩個(gè)：一是在壓縮機(jī)運(yùn)行中，保持蒸發(fā)器與冷凝器之間有一定的壓力差，從而使制冷劑在蒸發(fā)器中規(guī)定的低壓力狀況下蒸發(fā)吸熱，使冷凝器中的氣態(tài)制冷劑在一定的高壓下冷凝放熱；另一個(gè)功能是控制制冷劑的流量，使蒸發(fā)器保持合理的溫度，以實(shí)現(xiàn)空調(diào)安全、經(jīng)濟(jì)。3.6電磁四

21、通閥 圖3-3電磁四通閥空調(diào)制冷制熱是利用四通閥進(jìn)行轉(zhuǎn)換的那么先對(duì)電磁四通閥作一下介紹。電磁四通換向閥工作原理如圖3-3所示。當(dāng)空調(diào)器的冷熱換向開(kāi)關(guān)扳向制冷時(shí)，換向閥中的電磁閥線圈斷電，銜鐵左移，左閥孔打開(kāi)，毛細(xì)管A與B接通，而C管堵住。由于換向閥上的4號(hào)管與壓縮機(jī)排氣管相連接，閥體內(nèi)腔除被滑塊蓋住部分外，均充滿(mǎn)高壓氣體，而高壓氣體通過(guò)活塞上的小孔向左右兩端的空腔充氣。又由于毛細(xì)管C被堵不通，因而右活塞右端空腔內(nèi)充滿(mǎn)高壓氣體，而毛細(xì)管A和B能過(guò)2號(hào)管與壓縮機(jī)吸氣管（低壓側(cè)）相通，使左活塞左端空腔內(nèi)的氣體不斷被壓縮機(jī)吸走，形走低氣壓區(qū)。這就是說(shuō)，換向閥左右活塞兩端的空腔內(nèi)形成一個(gè)自右向左的壓力差

22、，從而將滑塊推向左側(cè)，使1號(hào)管和2號(hào)管靠滑塊而接通，這時(shí)，室內(nèi)側(cè)的熱交換器就變成蒸發(fā)器，液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)吸熱汽化，起制冷作用。 將空調(diào)器冷熱換向開(kāi)關(guān)扳向制熱擋，則電磁閥的線圈通電，銜鐵右移，毛細(xì)管B和C接通，A管堵住。這時(shí)換向閥滑塊右移，2號(hào)管和3號(hào)管接通，室內(nèi)側(cè)的熱交換器就變成冷凝器，氣態(tài)制冷劑在冷凝器內(nèi)液化放熱，達(dá)到制熱的目的。圖中換向閥處于制熱工況位置。3.7變頻壓縮機(jī)變頻壓縮機(jī)采用的是變頻調(diào)速異步電機(jī)。若能根據(jù)房間空調(diào)器負(fù)荷的大小平滑地調(diào)節(jié)壓縮機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)制冷（或制熱）量的大小，則能降低能耗，提高效率，使電源電壓穩(wěn)定，室內(nèi)溫度波動(dòng)減小。變頻調(diào)速可以實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，而且調(diào)速范

23、圍寬，效率高，反應(yīng)快，啟動(dòng)電流小，對(duì)電網(wǎng)影響小，舒適性能好，是一種節(jié)能型的理想調(diào)速方法。尤其是熱泵型空調(diào)器，可以通過(guò)調(diào)頻調(diào)速來(lái)控制熱泵制的熱量的大小，不必受到室外氣溫的限制，因而大大提高其供暖能力。異步電機(jī)采用變頻器實(shí)現(xiàn)變頻主調(diào)速，其基本結(jié)構(gòu)如圖3-4所示。 圖3-4逆變電路控制圖空調(diào)器一般都采用全封閉式壓縮機(jī)，即將壓縮機(jī)和電機(jī)組裝在同一個(gè)封閉的泵殼體內(nèi)。這種電機(jī)直接暴露在高溫高壓的制冷劑蒸氣和冷凍油的混合物中，易受到制冷劑、冷凍油及其雜質(zhì)的分解產(chǎn)物的腐蝕；而且在制冷循環(huán)過(guò)程中，電機(jī)一直處在振動(dòng)及制冷劑蒸氣劇烈沖擊下（冷熱交替沖擊和壓力波動(dòng)沖擊），因而電機(jī)在電氣方面和化學(xué)穩(wěn)定性方面必須可靠。

24、變頻式空調(diào)器中使用的變頻壓縮機(jī)，其轉(zhuǎn)速是隨供電頻率而變化的，所以壓縮機(jī)的制冷量或制熱量均與供電頻率成比例地變化。這樣，壓縮機(jī)可以在較低的轉(zhuǎn)速下，在較小的啟動(dòng)電流下啟動(dòng)。之后依靠連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)速的變化，使其制冷量或制熱量發(fā)生變化，以便和房間負(fù)荷相適應(yīng)。因此，變頻空調(diào)器啟動(dòng)后，能很快地達(dá)到所要求的房間溫度，之后又能使室內(nèi)溫度變化保持在較小的范圍。變頻壓縮機(jī)和傳統(tǒng)空調(diào)器的壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)不同，有專(zhuān)門(mén)的生產(chǎn)型號(hào)和規(guī)格。變頻壓縮機(jī)也采用全封閉結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)上能保證在高轉(zhuǎn)速和低轉(zhuǎn)速時(shí)都有良好性能。例如日本三菱公司生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)，采用圓環(huán)形排氣閥，通道面積大、阻力損失小。新型的雙氣缸壓縮機(jī)和變頻電動(dòng)機(jī)結(jié)合使用

25、，能發(fā)揮更大的效能。在高轉(zhuǎn)速時(shí)，能增大潤(rùn)滑油循環(huán)供應(yīng)量，以適合活塞高速運(yùn)轉(zhuǎn)摩擦增大的需要，并降低了噪聲。壓縮機(jī)還采用優(yōu)質(zhì)材料，以避免長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)動(dòng)造成的疲勞損耗，同時(shí)還要避免低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可能出現(xiàn)的共振現(xiàn)象。變頻壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn)如下3.7.1在頻率變化時(shí)，變頻壓縮機(jī)的制冷量或制熱量變化范圍大。能很好地適應(yīng)空調(diào)房間因室外氣溫變化時(shí)引起的負(fù)荷變化的要求。特別是冬季嚴(yán)寒季節(jié)，房間溫度低、散熱量大的情況下，變頻壓縮機(jī)可以高速運(yùn)轉(zhuǎn)，使空調(diào)器產(chǎn)生較大的制熱量，維持舒適的供暖室溫。此外，變頻壓縮機(jī)啟動(dòng)后高頻運(yùn)轉(zhuǎn)，可以使房間溫度很快升高。3.7.2在低頻率下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，變頻壓縮機(jī)的制冷能效和供暖性能系數(shù)顯著提高。因此，變

26、頻壓縮機(jī)比傳統(tǒng)壓縮機(jī)開(kāi)關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)方式能節(jié)省電力消耗，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，節(jié)能在30%以上。利用電網(wǎng)適應(yīng)能力變頻空調(diào)器對(duì)電網(wǎng)電壓適應(yīng)性很強(qiáng)。實(shí)踐證明，變頻空調(diào)器在供電電壓142270V之間都能可靠地工作，這大大超過(guò)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的198242V市電電壓波動(dòng)范圍，更適合在電網(wǎng)供電品質(zhì)較差地區(qū)使用。這是因?yàn)樽冾l空調(diào)器沒(méi)有啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的頻繁沖擊，減少了對(duì)電網(wǎng)供電質(zhì)量的干擾。另外，變頻空調(diào)器壓縮機(jī)供電頻率是內(nèi)部控制電路決定的，與供電電源無(wú)關(guān)。 變頻空調(diào)器長(zhǎng)時(shí)間工作在低于額定值的狀態(tài)，壓縮機(jī)的機(jī)械損耗減小，又避免頻繁的大電流沖擊，能延長(zhǎng)壓縮機(jī)使用壽命，可靠性亦大為提高。3.7.3變頻空調(diào)發(fā)展：目前市場(chǎng)上供應(yīng)的變頻式空

27、調(diào)器的品種和款式較多，同時(shí)不斷有新產(chǎn)品問(wèn)世。日本各大公司如日立、松下、三洋、夏普、東芝等空調(diào)企業(yè)，早在20世紀(jì)80年代初已相繼將變頻技術(shù)應(yīng)用在家用空調(diào)器上，到了20世紀(jì)90年代其占有量已達(dá)95%以上。另外，變頻技術(shù)已從交流式向直流式方向發(fā)展，控制技術(shù)由脈沖寬度調(diào)制（PWM）發(fā)展為脈沖振幅調(diào)制（PAM）。根據(jù)空調(diào)發(fā)展趨勢(shì)，由于PWM控制方式的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速受到上限轉(zhuǎn)速限制，一般不超過(guò)7000r/min，而采用PAM控制方式的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速可提高1.5倍左右，這大大提高了制冷和低溫下的制熱能力，所以采用PAM控制方式的變頻空調(diào)器是今后國(guó)內(nèi)外空調(diào)器發(fā)展的主流，但是因其價(jià)格較貴，而PWM是目前市場(chǎng)的方向。3.

28、8風(fēng)扇電機(jī)空調(diào)器的熱交換器用風(fēng)扇送風(fēng)，以增強(qiáng)熱交換效果。根據(jù)使用的需要，電機(jī)須進(jìn)行調(diào)速。調(diào)速方法多采用改變電機(jī)定子繞組的匝數(shù)來(lái)改變主繞組上的工作電壓，從而達(dá)到改變磁通、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的目的。其接法均可設(shè)計(jì)為高速、中速和低速3個(gè)轉(zhuǎn)速擋，也可設(shè)計(jì)為兩個(gè)轉(zhuǎn)速擋。它們都是因中間繞組與主繞組串接而產(chǎn)生分壓作用，使主繞組的電壓降低，從而達(dá)到降低轉(zhuǎn)速的目的。3.9其他裝置的電機(jī)3.9.1步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移的執(zhí)行元件，即外加一個(gè)脈沖信號(hào)于電機(jī)時(shí)，電機(jī)就運(yùn)動(dòng)一步。脈沖頻率高，電機(jī)轉(zhuǎn)速快，反之則慢；脈沖數(shù)多，電機(jī)直線位移或角位移就大，反之則小。脈沖信號(hào)相序改變，電機(jī)逆轉(zhuǎn)；脈沖停止

29、，電機(jī)即自鎖。步進(jìn)電機(jī)須與專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)電源相配套，才能發(fā)揮其運(yùn)行性能。步進(jìn)電機(jī)通常在電子膨脹閥閥門(mén)開(kāi)度的控制上。3.9.2永磁同步電機(jī)。永磁同步電機(jī)分為爪極自啟動(dòng)和異步啟動(dòng)兩種類(lèi)型。空調(diào)器出風(fēng)柵葉搖風(fēng)裝置桿上用的微電機(jī)就屬于前一種類(lèi)型。4逆變電路4.1變頻方式和控制原理 變頻空調(diào)器是新一代家用空調(diào)產(chǎn)品。目前大多數(shù)的家庭空調(diào)器，還是以開(kāi)關(guān)方式控制壓縮機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)，也就是說(shuō)壓縮機(jī)要么以固定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，要么停止。這種空調(diào)器可以稱(chēng)為傳統(tǒng)空調(diào)，或定頻空調(diào)、恒速空調(diào)。而變頻空調(diào)器采用變頻調(diào)速技術(shù)，它與傳統(tǒng)空調(diào)器相比較，最根本的特點(diǎn)在于它的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速不是恒定的，而是可以隨運(yùn)行環(huán)境的需要而改變，所以空調(diào)器的制冷量

30、（或制熱量）也會(huì)隨之變化。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，變頻空調(diào)器機(jī)組內(nèi)裝有一個(gè)變頻器 ，用來(lái)改變壓縮機(jī)和風(fēng)扇電機(jī)的供電頻率，控制它們的轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)節(jié)制冷量的目的。所以，裝有變頻器的空調(diào)器稱(chēng)為變頻空調(diào)器，能改變輸出電源頻率的裝置稱(chēng)為變頻器。 目前，在變頻式空調(diào)中變頻方式有兩種：交流變頻方式和直流變頻方式。我們采用的是交流變頻，在這里我們只對(duì)交流變頻空調(diào)器作一下介紹。4.2交流變頻4.2.1逆變電路 交流變頻的原理是把220V交流市電轉(zhuǎn)換為直流電源，為變頻器提供工作電壓，然后再將直流電壓“逆變”成脈動(dòng)交流電，并把它送到功率模塊（晶體管開(kāi)關(guān)等組合）。同時(shí)，功率模塊受電腦芯片送來(lái)的指令控制，輸出頻率可

31、變的交流電壓，使壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速隨電壓頻率的變化而相應(yīng)改變，這樣就實(shí)現(xiàn)了電腦芯片對(duì)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的控制和調(diào)節(jié)。 采用交流變頻方式的空調(diào)器壓縮機(jī)要使用三相感應(yīng)電機(jī)，才能通過(guò)改變壓縮機(jī)供電的頻率，來(lái)控制它的轉(zhuǎn)速。4.2.2交流變頻原理交流變頻過(guò)程的原理框圖如圖4-1所示。在變頻過(guò)程中，空調(diào)器為了使制冷或制熱能力與負(fù)荷相適應(yīng)，它的控制系統(tǒng)將根據(jù)從室內(nèi)機(jī)檢測(cè)到的室溫和設(shè)定溫度的差值，通過(guò)電腦芯片運(yùn)算，產(chǎn)生運(yùn)轉(zhuǎn)頻率指令。這個(gè)頻率可變的運(yùn)轉(zhuǎn)指令，通過(guò)逆變器產(chǎn)生脈沖狀的模擬三相交流電壓，加到壓縮機(jī)的三相感應(yīng)電機(jī)上，使壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，從而控制壓縮機(jī)的排量，調(diào)節(jié)空調(diào)器制冷量或制熱量。而這種變頻方式有是采用的IPM

32、（功率變頻模塊）模塊，在這我對(duì)它做一下詳細(xì)的介紹。4.3功率變頻模塊 變頻空調(diào)器要使壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)，并根據(jù)室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷而成比例變化。當(dāng)需要急速降溫（或急速升溫），室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷加大時(shí)，壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速就加快，空調(diào)器制冷量（或制熱量）就按比例增加；當(dāng)房間到達(dá)設(shè)定溫度時(shí)，壓縮機(jī)隨即處于低速運(yùn)轉(zhuǎn)，維持室溫基本不變。這就向壓縮機(jī)的供電方式和供電器件提出了新的要求圖4-1變頻空調(diào)逆變電路框圖目前變頻空調(diào)器使用最多的是功率晶體管組件，通過(guò)PWM脈沖控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)的交流變頻供電方式。功率晶體管組件也稱(chēng)功率變頻模塊，它的外形和電路原理如圖所示。圖中的功率晶體管PWM脈沖共同控制各晶體管依次通斷。PWM脈沖是間

33、隔很小的多個(gè)脈沖，它和矩形開(kāi)關(guān)脈沖組合，形成良好的正弦波形，用來(lái)推動(dòng)三相感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。 功率晶體管組件中有6只晶體管，開(kāi)關(guān)脈沖依次控制它們的通斷，切換一次后，電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一周。如果每秒鐘切換90次，則電機(jī)的轉(zhuǎn)速為90r/s，也就是5400r/min。開(kāi)關(guān)脈沖頻率越高，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)越快。 圖4-2 IPM（功率變頻模塊）模塊工作原理5變頻空調(diào)器的控制電路5.1變頻空調(diào)器控制系統(tǒng) 變頻空調(diào)器的控制系統(tǒng)采用新型電腦芯片，整個(gè)系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)如圖5-1所示。從圖中可以看出，變頻空調(diào)器的室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)中，都有獨(dú)立的電腦芯片控制電路，兩個(gè)控制電路之間有電源線和信號(hào)線連接，完成供電和相互交換信息（即室內(nèi)、室外機(jī)組的通

34、信），控制機(jī)組正常工作。變頻空調(diào)器工作時(shí)，室內(nèi)機(jī)組電腦芯片接收各路傳感元件送來(lái)的檢測(cè)信號(hào)：遙控器指定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的控制信號(hào)、室內(nèi)溫度傳感器信號(hào)、蒸發(fā)器溫度傳感器信號(hào)（管溫信號(hào)）、室內(nèi)風(fēng)扇電機(jī)轉(zhuǎn)速的反饋信號(hào)等。電腦芯片接收到上述信號(hào)后便發(fā)出控制指令，其中包括室內(nèi)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)、壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的控制信號(hào)、顯示部分的控制信號(hào)（主要用于故障診斷）和控制室外機(jī)傳送信息用的串行信號(hào)等。同時(shí)，室外機(jī)內(nèi)電腦芯片從監(jiān)控元件得到感應(yīng)信號(hào)：來(lái)自室內(nèi)機(jī)的串行信號(hào)、電流傳感器信號(hào)、電子膨脹閥溫度檢測(cè)信號(hào)、吸氣管溫度信號(hào)、壓縮機(jī)殼體溫度信號(hào)、大氣溫度傳感信號(hào)、變頻開(kāi)關(guān)散熱片溫度信號(hào)、除霜時(shí)冷凝器溫度信號(hào)等8種信號(hào)。室外電腦

35、芯片根據(jù)接收到的上述信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算后發(fā)出控制指令，其中包括室外風(fēng)扇機(jī)的轉(zhuǎn)速控制信號(hào)、壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制信號(hào)、四通電磁閥的切換信號(hào)、電子膨脹閥制冷劑流量控制信號(hào)、各種安全保護(hù)監(jiān)控信號(hào)、用于故障診斷的顯示信號(hào)、控制室內(nèi)機(jī)除霜的串行信號(hào)等。 與傳統(tǒng)空調(diào)器的控制系統(tǒng)相比較，可以看出變頻空調(diào)器的傳感器、檢測(cè)信號(hào)項(xiàng)目更多，監(jiān)控也更全面、更準(zhǔn)確。因而變頻空調(diào)器具有獨(dú)特的運(yùn)行方式和眾多的優(yōu)點(diǎn)。 圖5-1變頻空調(diào)系統(tǒng)電氣控制框圖5.2遙控信號(hào)發(fā)射電路如圖所示根據(jù)鍵盤(pán)輸入信號(hào)脈沖，單片機(jī)經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理分別輸出電平信號(hào)，當(dāng)三極管VT2基極為高電平是三極管導(dǎo)通，VT1基極得到高電平。這時(shí)候該三極管導(dǎo)通將從集電極來(lái)的電流接地

36、。那么發(fā)光二極管導(dǎo)通并發(fā)出一定波長(zhǎng)的紅外線。圖5-2遙控發(fā)射5.3遙控信號(hào)接收器 遙控信號(hào)接收器裝在空調(diào)器本機(jī)面板內(nèi)，其原理框圖如圖5-3所示。當(dāng)紅外指令信號(hào)被接收器的光敏二極管接收后，光敏管將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)放大增益、限幅、濾波、檢波、整形、解碼后，輸出給有關(guān)電路，執(zhí)行相應(yīng)的功能。圖5-3遙控信號(hào)接收電路5.4電氣控制系統(tǒng) 空調(diào)器的電氣控制系統(tǒng)由電機(jī)、繼電器、溫控器、電容器、熔斷器及開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線和電子元器件等組成，用以控制、調(diào)節(jié)空調(diào)器的運(yùn)行狀態(tài)，保護(hù)空調(diào)器的安全運(yùn)行。變頻空調(diào)器的室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)各有一塊控制板，它們不但有獨(dú)立的電腦芯片構(gòu)成控制系統(tǒng)，還通過(guò)電纜連接。兩塊控制板之間從通信

37、端口互相發(fā)出控制指令，室內(nèi)機(jī)可以控制壓縮機(jī)的開(kāi)停，室外機(jī)也要向室內(nèi)機(jī)發(fā)回信息，反映機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)；這與普通空調(diào)器有很大區(qū)別。5.5室內(nèi)控制系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)5-4室內(nèi)控制系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)5.6室內(nèi)風(fēng)扇控制電路 風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)控制電路。室內(nèi)風(fēng)扇控制電路如圖5-5所示。室內(nèi)風(fēng)扇電機(jī)從插件CN302接出，C304為內(nèi)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行電容，風(fēng)扇選用交流220V晶閘管調(diào)速電機(jī)，它的工作由光電耦合器Q301控制，驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)自電腦芯片。風(fēng)扇電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)由電機(jī)內(nèi)的霍爾傳感器檢測(cè)，檢測(cè)到的感應(yīng)脈沖信號(hào)經(jīng)R9、C3整形，送到電腦芯片處理。5-5室內(nèi)風(fēng)扇控制電路5.7室內(nèi)顯示電路遙控接收及顯示電路。這兩部分電路由插件CN1接入系統(tǒng)，如圖5

38、-6所示。遙控接收信號(hào)經(jīng)R114和C113整形濾波，消除干擾雜波后，送往電腦芯片處理?？照{(diào)器室內(nèi)機(jī)有3個(gè)指示燈。黃綠雙色燈是電源接通指示同時(shí)作為遙控開(kāi)機(jī)指示，在電源接通時(shí)呈黃色，開(kāi)機(jī)后轉(zhuǎn)為綠色。當(dāng)室內(nèi)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，它開(kāi)始閃爍，起到故障顯示作用。黃色燈為定時(shí)開(kāi)/關(guān)指示，也稱(chēng)睡眠指示燈，它在室外機(jī)發(fā)生故障時(shí)閃爍，作為故障顯示。綠色燈為運(yùn)行指示，室外機(jī)電源接通后點(diǎn)亮。 3個(gè)指示燈采用3只發(fā)光二極管，分別由BG102、BG103、BG104三只開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)。負(fù)離子燈另外由負(fù)離子開(kāi)關(guān)電路控制5-6室內(nèi)遙控及顯示電路5.8室內(nèi)機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)際布線圖5-7室內(nèi)機(jī)電氣接線圖5.9室外機(jī)控制電路。室外機(jī)控制系統(tǒng)由

39、軟啟動(dòng)電路、整流濾波電路、電抗器及主控制板、功率模塊、室外溫度傳感器、管溫傳感器、壓縮機(jī)濕度傳感器等部件組成，它的電路結(jié)構(gòu)如圖所示5-8室外機(jī)控制電路。5.10 電源電路5.10.1 主電源電路。變頻空調(diào)器的室外機(jī)電源與普通空調(diào)器差別較大。由于室外機(jī)的主電源電路要為變頻功率模塊供電，因此電路形式與功率模塊的型號(hào)有關(guān)，不同類(lèi)型的變頻空調(diào)電源電路也有所不同。變頻空調(diào)器的功率模塊有兩種，一種功率塊內(nèi)部帶有開(kāi)關(guān)電源，當(dāng)加上310V直流電源后，可輸出5V、12V電壓，；另一種功率模塊中不帶開(kāi)關(guān)電源的，需要外部另設(shè)電源提供多路高低電壓。 變頻分體壁掛式空調(diào)器室外機(jī)主電源電路如圖5-9所示。使用的是第2種變

40、頻模塊，為了保證模塊及控制板的供電，不僅在室外機(jī)中設(shè)有310V的主電源，為變頻功率模塊和開(kāi)關(guān)電源供電，為了保證空調(diào)器的正常工作，室外機(jī)還設(shè)置了軟開(kāi)機(jī)電路、功率因數(shù)提升電路和過(guò)電流檢查電路5.10.1.1軟開(kāi)機(jī)電路。它由PTC和功率繼電器等組成，其中PTC為正溫度系數(shù)的熱敏電阻，在正常溫度下的阻值為3050歐姆。開(kāi)機(jī)時(shí)，由于PTC的限流作用，既減小了開(kāi)機(jī)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，也保護(hù)了主整流橋。整流濾波后得到的310V直流電源為開(kāi)關(guān)電源供電，開(kāi)關(guān)電源輸出12V電壓為功率繼電器供電，使繼電器吸合，將PTC短路，使主電源電路直接與220V市電相通，以保證空調(diào)器正常工作。5.10.1.2功率因數(shù)提升電路。它由

41、電抗器和兩只整流二極管組成。其中電抗器的直流電阻小于1，整流二極管為正向連接，對(duì)直流電路基本沒(méi)有影響，但對(duì)交流電來(lái)說(shuō)卻減小了電壓與電流的相位差，提高了空調(diào)器的功率因數(shù)。同時(shí)，電抗器與濾波電容組成濾波器，使輸出的直流電更加平滑。主電源回路中增加功率因數(shù)提升電路后，使變頻空調(diào)器的無(wú)功功率較小，減少了不必要的浪費(fèi)。5.10.1.3過(guò)電流檢測(cè)電路。為了防止空調(diào)器因工作電流過(guò)大而損壞，主電源電路中設(shè)置了過(guò)電流檢測(cè)電路，它由電流互感器和整流橋等組成，將檢測(cè)到的信號(hào)送入電腦芯片。由于互感器的輸出電壓與主電源的電流成正比，當(dāng)空調(diào)器的運(yùn)行電流超過(guò)由PL1設(shè)定的電流值時(shí)，電腦芯片便發(fā)出指令，使變頻模塊停止工作，保

42、護(hù)了模塊和壓縮機(jī)。圖5-9室外機(jī)主電源電路5.10.2開(kāi)關(guān)電源。室外機(jī)開(kāi)關(guān)電源電路如圖5-10所示。CN401為室外機(jī)主電源經(jīng)整流、濾波后的直流310V電源輸入口。輸入的直流電壓經(jīng)R1、R2和R3的分壓后，再經(jīng)R4、C1濾波，作為電源電壓的取樣值送往電腦芯片，供過(guò)、欠壓保護(hù)電路參考。圖5-10開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)電源的主要作用是提供功率模塊用的4路15V直流電源及控制板上繼電器和部分IC用的12V驅(qū)動(dòng)電源，并作為控制板上的電腦芯片和部分IC用的5V直流電源。為保證電腦芯片可靠地工作，5V電源由三端穩(wěn)壓器7805提供。 開(kāi)關(guān)電源工作時(shí)，310V直流電源通過(guò)R402向開(kāi)關(guān)管BG2基極供電，由于開(kāi)關(guān)變壓器T

43、3初級(jí)線圈的反饋?zhàn)饔?，電路頻率產(chǎn)生20kHz左右的振蕩，開(kāi)關(guān)變壓器的次級(jí)即輸出需要的感應(yīng)電壓。穩(wěn)壓管D401可為BG2提供基準(zhǔn)電壓，從而使輸出的電壓基本穩(wěn)定。5.11室外機(jī)的實(shí)際布線圖5-11室外機(jī)電氣接線圖5.12變頻空調(diào)器通信電路室內(nèi)、室外機(jī)的通信回路。變頻空調(diào)器室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)之間的通信，采用的是將信號(hào)送加在電源線上的雙向串行通信方式。這種通信方式又分為兩種，一種是室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)同時(shí)通信，另一種是室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)分時(shí)通信，該機(jī)的通信電路如圖5-12所示。室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)各有4個(gè)接線端子，稱(chēng)為1號(hào)線、2號(hào)線、3號(hào)線和地線。其中1號(hào)線、2號(hào)線為220V電源供電電線，3號(hào)線為通信信號(hào)傳輸線（通信線）

44、，地線在圖中未畫(huà)出。由圖可見(jiàn)，空調(diào)器室內(nèi)外機(jī)的通信是由各自的電腦芯片通過(guò)光電耦合器完成的。IC2與IC3配合完成室內(nèi)機(jī)向室外機(jī)發(fā)送信號(hào)，IC4與IC1配合完成室外機(jī)向室內(nèi)機(jī)發(fā)送信號(hào)。這種電路充分利用交流電的正負(fù)半周電流方向不同這個(gè)特點(diǎn)，正半周由室外機(jī)向室內(nèi)機(jī)發(fā)信號(hào)，而負(fù)半周由室外機(jī)向室內(nèi)機(jī)發(fā)送信號(hào)，這就是分時(shí)通信方式。 由于變頻空調(diào)器的特殊設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了單線雙向通信。該通信電路的特點(diǎn)是將小信號(hào)疊加在220V的交流電上進(jìn)行，這種方式傳輸可靠，但存在電路復(fù)雜、易受干擾的缺點(diǎn)。5-12變頻空調(diào)器通信電路6變頻空調(diào)器電氣控制電路 空調(diào)的室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)有各自的控制電路，兩者通過(guò)電纜和通信線相聯(lián)系。環(huán)保節(jié)能

45、變頻空調(diào)室內(nèi)機(jī)控制電路采用的電腦芯片型號(hào)為47C862AN-GC51的單片機(jī)，室外機(jī)則使用C9821K03的單片機(jī)。6.1電腦芯片47C862ANGC51。室內(nèi)機(jī)控制電路采用變頻空調(diào)專(zhuān)用電腦芯片47C862AN-GC51，該芯片內(nèi)部除了寫(xiě)入空調(diào)器專(zhuān)用程序外，還包含有電腦芯片、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、輸入輸出接口和定時(shí)計(jì)數(shù)器等電路，可對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算和比較，根據(jù)結(jié)果發(fā)出指令，對(duì)室外機(jī)、風(fēng)扇電機(jī)和定時(shí)、制冷制熱、抽濕等電路的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。電腦芯片47C862AN-GC51的主要引腳功能如下。6.1.135腳、64腳為電腦芯片供電端，典型的工作電壓為5V。6.1.2 32腳、33腳、34腳、

46、39腳、48腳、60腳為接地端。6.1.3 31腳是蜂鳴器接口。芯片每接到一次用戶(hù)指令，31腳便輸出一個(gè)高電平，蜂鳴器鳴響一次，以告知用戶(hù)該項(xiàng)指令已被確認(rèn)。若整機(jī)已處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，遙控器再輸出關(guān)機(jī)指令，蜂鳴器不響。6.1.4 36腳、37腳、38腳是溫度采集口，其中36腳、37腳為室內(nèi)機(jī)熱交換器溫度檢測(cè)輸入口，38腳為室內(nèi)溫度檢測(cè)輸入口。6.1.5 復(fù)位電路由IC103、R101、D101、C103、C109等元器件構(gòu)成。復(fù)位信號(hào)送到芯片20腳，低電平有效。空調(diào)器每次上電后，復(fù)位電路產(chǎn)生一低電壓，使電腦芯片內(nèi)的程序復(fù)位。當(dāng)空調(diào)器正常工作時(shí)，20腳為高電平。6.1.6 62腳為開(kāi)關(guān)控制口（多功能口

47、），低電平有效。62腳在低電平時(shí)，56腳輸出一個(gè)高電平，點(diǎn)亮電源指示燈LED1，同時(shí)電腦芯片執(zhí)行上次存儲(chǔ)的工作狀態(tài)。若為初次上電，用戶(hù)沒(méi)有輸入任何指令性，電路執(zhí)行自動(dòng)運(yùn)行程序，即空調(diào)器在室內(nèi)溫度大于27時(shí)，空調(diào)器按抽濕狀態(tài)運(yùn)行。按下電源開(kāi)關(guān)，使該腳持續(xù)3s以上高電平，蜂鳴器連響兩下，空調(diào)器即可進(jìn)入應(yīng)急運(yùn)行狀態(tài)。6.1.7 紅外線接收器收到控制信號(hào)后，從6腳輸入電腦芯片，與溫度檢測(cè)元件采集的數(shù)據(jù)一起控制空調(diào)器的運(yùn)行狀態(tài)，完成遙控信號(hào)的接收。6.1.8 56腳、57腳、58腳是顯示接口，高電平有效。56腳為電源指示燈接口，57腳為定時(shí)運(yùn)行指示端口，58腳為運(yùn)行指示端口。室內(nèi)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，點(diǎn)亮運(yùn)行指

48、示燈LED3。6.1.9 電腦芯片的時(shí)鐘頻率由6MHz的晶振產(chǎn)生，它通過(guò)芯片18腳、19腳內(nèi)部電路共同產(chǎn)生時(shí)鐘振蕩脈沖。6.1.10 2腳、4腳、10腳、11腳、12腳為驅(qū)動(dòng)接口，實(shí)現(xiàn)空調(diào)器各主要功能的驅(qū)動(dòng)，各接口均為高電平有效。其中2腳控制室外機(jī)供電繼電器SW301；4腳控制步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)導(dǎo)風(fēng)板，實(shí)現(xiàn)立體送風(fēng)；10腳為室內(nèi)風(fēng)扇電機(jī)低速擋控制端；11腳為中速擋控制端；12腳為高速擋控制端。6.2電腦芯片9821K03的功能。室外機(jī)控制系統(tǒng)采用變頻空調(diào)器專(zhuān)用的大規(guī)模集成電路9821K03（或98C029）。這種電腦芯片具有溫度采集、過(guò)流、過(guò)熱、防冷凍等保護(hù)功能，還可以輸出30125Hz的脈沖電壓

49、驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，使空調(diào)器制冷功率從1HP升高到3HP。應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，輸出固定60Hz驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使壓縮機(jī)按這個(gè)頻率定速運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)可以開(kāi)展壓力、電流測(cè)量等檢修工作。9821K03電腦芯片的主要引腳功能如圖所示。圖6-1室外機(jī)單片機(jī)9821K03電腦芯片的主要引腳功能9821K03在室外機(jī)控制電路中，收到室內(nèi)機(jī)傳送來(lái)的制冷、制熱、抽濕、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速等控制信號(hào)，經(jīng)分析處理發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)室外風(fēng)扇電機(jī)、四通閥相應(yīng)動(dòng)作，并通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)壓縮機(jī)電機(jī)的供電頻率和電壓，改變壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，同時(shí)也將室外機(jī)運(yùn)行的有關(guān)信息反饋給室內(nèi)機(jī)。6.3室內(nèi)機(jī)控制電路原理。室內(nèi)機(jī)控制電路如圖附圖A所示。整個(gè)電路可以分成電源供給、電腦芯片

50、工作保證、檢測(cè)傳感和驅(qū)動(dòng)電路幾部分。空調(diào)器工作時(shí)，市電網(wǎng)的220V交流電壓加到室內(nèi)機(jī)的接線端子排座CN5。電源變壓器初級(jí)從CN5上得到220V交流電源，次級(jí)輸出13V的交流電壓，經(jīng)二極管D204D207整流，C214濾波后，得到12V的直流電壓。 該電壓一路給IC102、微型繼電器SW301SW30和蜂鳴器供電，另一路經(jīng)三端穩(wěn)壓器V202（7805）和C106穩(wěn)壓濾波后，得到5V電壓，加到電腦芯片IC1（47C862AN-BG51）的64腳，作為工作電源。電腦芯片的復(fù)位電路和時(shí)鐘振蕩電路是其正常工作的保障。復(fù)位電路由IC103（MC34064P5）等組成。電路剛剛接通時(shí)，IC103的3腳產(chǎn)生低

51、電壓復(fù)位信號(hào)，此復(fù)位信號(hào)送入IC1的20腳復(fù)位端，IC1開(kāi)始工作。電路正常工作后，IC1的20腳為高電位。 電腦芯片的時(shí)鐘振蕩脈沖由IC1的18腳、19腳外接晶振CR1101提供，脈沖頻率為6.0MHz 當(dāng)紅外遙控器發(fā)出開(kāi)機(jī)制冷指令后，紅外接收器JR將遙控信號(hào)送入電腦芯片IC1的46腳，電腦芯片31腳輸出高電平脈沖，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出“嘀”的一聲，確認(rèn)信號(hào)已經(jīng)收到。同時(shí)，輸入機(jī)內(nèi)的遙控器溫度設(shè)定信號(hào)與38腳送到的室內(nèi)溫度傳感信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算比較，若設(shè)定溫度高于室溫，電腦芯片將不執(zhí)行制冷指令；若設(shè)定溫度低于室溫，電腦芯片發(fā)出指令，空調(diào)器開(kāi)始制冷?？照{(diào)器的室內(nèi)送風(fēng)強(qiáng)弱也由電腦芯片控制。風(fēng)速設(shè)定為高速擋時(shí)，

52、IC1的12腳輸出高電平，加到反相器IC102的7腳。反相器是繼電器SW301SW305的驅(qū)動(dòng)器件，此時(shí)從IC102的10腳輸出低電平，SW303得電吸合，室內(nèi)風(fēng)扇即高速運(yùn)轉(zhuǎn)。與此同時(shí)，IC101的2腳輸出高電平，送到IC102的5腳，經(jīng)反相后從12腳輸出低電平，SW301得電吸合，給室外機(jī)提供220V的交流電源。IC1還向室外機(jī)發(fā)出制冷運(yùn)行信號(hào)，IC101的52腳輸出高電平，點(diǎn)亮綠色運(yùn)行指示燈LED3。設(shè)定功能后，IC1的4腳輸出高電平，送到IC102的3腳，信號(hào)經(jīng)過(guò)反相從14腳輸出低電平，SW305得電吸合，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)立體送風(fēng)。變頻室內(nèi)機(jī)控制板的實(shí)際接線如圖5-7所示。6.4室

53、外機(jī)控制電路工作原理。變頻室外控制電路如附圖B所示。6.4.1 電源電路。室外機(jī)電源從接線端子引入，220V交流電壓經(jīng)過(guò)壓保護(hù)元件PTC1、整流器H（1）、H（2）整流濾波后，得到280V左右的直流電壓。該直流電壓經(jīng)電抗器、電容器濾波后，一路給功率模塊提供直流電源，另一路加到插件CN401的正端（CN401負(fù)端接地）。從CN401正端（見(jiàn)圖左下角）又分為3路：一路經(jīng)R1、R2、C404、R3、L3、R4降壓成約8V左右的直流電壓（稱(chēng)為電源值班電壓），加到電腦芯片IC2的17腳，使芯片首先得電工作；一路進(jìn)入開(kāi)關(guān)電源電路，經(jīng)開(kāi)關(guān)變壓器T1的1、2繞組加到開(kāi)關(guān)管N2（C3150）的集電極；另一路經(jīng)R

54、402，為開(kāi)關(guān)管N2的基極提供偏置電流，使它導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)管N2一旦導(dǎo)通，通過(guò)T1繞組的反饋?zhàn)饔檬闺娐樊a(chǎn)生自激振蕩，并從T1的次級(jí)感應(yīng)出穩(wěn)定的高頻交流電壓。開(kāi)關(guān)電源提供的4路14V的直流電壓經(jīng)插件CN108給功率模塊供電。從T1的8端產(chǎn)生的電壓經(jīng)D116、C412整流濾波成12V的直流電壓，給微動(dòng)繼電器SW1SW4和反相器IC1供電。6.4.2 電腦芯片工作保證電路。電腦芯片IC2（9821K03）的工作電壓來(lái)自開(kāi)關(guān)電源。T1的6端感應(yīng)出的交流電壓，經(jīng)D17、C413、三端穩(wěn)壓器7805、C106等整流穩(wěn)壓，得到5V穩(wěn)定直流電壓，給IC2等供電。IC6（MC330）等組成的復(fù)位電路，由它的1腳將低

55、電位復(fù)位信號(hào)送到電腦芯片IC2的復(fù)位端27腳。IC2開(kāi)始工作后，27腳為高電位。IC2的30腳、31腳外接石英晶體，構(gòu)成時(shí)鐘振蕩電路。時(shí)鐘脈沖頻率為10MHz。6.4.3 檢測(cè)信號(hào)及控制指令電路。控制電路工作時(shí)，首先檢測(cè)室外溫度、壓縮機(jī)溫度及室外熱交換器溫度。如果檢測(cè)數(shù)據(jù)不正常。通過(guò)串行通信接口向室內(nèi)機(jī)發(fā)出異常信息，并顯示故障報(bào)警。檢測(cè)正常的話(huà)，則接受室內(nèi)機(jī)傳來(lái)的制冷命令，從IC2的52腳輸出高電平給驅(qū)動(dòng)集成電路反相器IC1的4腳，IC1的13腳變成低電平，使SW3得電吸合，短路電阻元件PTC1，以給功率模塊提供大的工作電流。電路經(jīng)延時(shí)后，IC2從55腳輸出高電平，送到IC1的1腳，反相器IC

56、1的16腳輸出低電平，使SW1得電吸合，室外風(fēng)扇電機(jī)得電工作，以低速運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)IC2從4腳、5腳、6腳、7腳、8腳、9腳輸出0125Hz驅(qū)動(dòng)信號(hào)給功率模塊，使壓縮機(jī)工作。電腦芯片工作時(shí)，若設(shè)定溫度與室內(nèi)溫度相差較大，室內(nèi)機(jī)電腦芯片向各室外機(jī)發(fā)出滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)，空調(diào)器壓縮機(jī)的輸出功率即由1HP變到3HP，同時(shí)室外風(fēng)扇電機(jī)自動(dòng)變換成高速運(yùn)轉(zhuǎn)。室內(nèi)機(jī)發(fā)出制熱指令時(shí)，室外機(jī)IC2則從53腳輸出高電平給IC1的3腳，IC1從14腳輸出低電平，SW4吸合，電磁四通閥得電吸合，制冷劑改變流向，空調(diào)器以制熱方式運(yùn)行。與此同時(shí)，室外機(jī)電路板上的LED指示燈亮。空調(diào)器工作后，電流檢測(cè)元件CT由壓縮機(jī)供電線路中取樣

57、，檢測(cè)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況。電流檢測(cè)信號(hào)送入IC2的18腳。若連續(xù)兩次出現(xiàn)過(guò)流信號(hào)，電腦芯片則判斷壓縮機(jī)電流異常，立即關(guān)閉市外風(fēng)扇電機(jī)和壓縮機(jī)，并發(fā)出室外機(jī)故障信號(hào)到室內(nèi)機(jī)，室內(nèi)機(jī)關(guān)閉并顯示故障報(bào)警。一般情況下，室外風(fēng)機(jī)與壓縮機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，但延遲30s關(guān)閉。6.4.4室內(nèi)外機(jī)組的通信。室外電腦芯片IC2的63腳為通信信號(hào)輸入端，1腳為通信信號(hào)輸出端。這兩個(gè)引腳的外接電路組成室外機(jī)通信接口，與室內(nèi)機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。室內(nèi)機(jī)組與室外機(jī)組之間采用異步串行通信方式。空調(diào)器工作時(shí)，以室內(nèi)機(jī)為主機(jī)，室外機(jī)為從機(jī)進(jìn)行通信聯(lián)系?？刂葡到y(tǒng)的電腦芯片連續(xù)兩次收到完全相同的信息，便確認(rèn)信息傳輸有效。而連續(xù)2min不通信或接收信號(hào)錯(cuò)誤的話(huà)，電腦芯片就發(fā)出故障報(bào)警并關(guān)停室外機(jī)和室內(nèi)風(fēng)扇電機(jī)。7新型制冷劑代替劑 由于R12, R22和R502均屬低氯化氟化碳類(lèi)物質(zhì)，其分子中都含有氯原子，會(huì)破壞臭氧層，引起地球的“溫室效應(yīng)”，并且分子中氯原子數(shù)越多，破壞作用越強(qiáng)。因此，1992年哥本哈根國(guó)際會(huì)議規(guī)定：發(fā)達(dá)國(guó)家從1996年1月1日起禁用