空調(diào)器結(jié)構(gòu)和工作原理

1、空調(diào)器結(jié)構(gòu)和工作原理     空調(diào)器的結(jié)構(gòu)，一般由以下四部分組成。     制冷系統(tǒng)：是空調(diào)器制冷降溫部分，由制冷壓縮機、冷凝器、毛細(xì)管、蒸發(fā)器、電磁換向閥、過濾器和制冷劑等組成一個密封的制冷循環(huán)。     風(fēng)路系統(tǒng)：是空調(diào)器內(nèi)促使房間空氣加快熱交換部分，由離心風(fēng)機、軸流風(fēng)機等設(shè)備組成。     電氣系統(tǒng)：是空調(diào)器內(nèi)促使壓縮機、風(fēng)機安全運行和溫度控制部分，由電動機、溫控器、繼電器、電容器和加熱器等組成。     箱體

2、與面板：是空調(diào)器的框架、各組成部件的支承座和氣流的導(dǎo)向部分，由箱體、面板和百葉柵等組成。     制冷系統(tǒng)的主要組成和工作原理     制冷系統(tǒng)是一個完整的密封循環(huán)系統(tǒng)，組成這個系統(tǒng)的主要部件包括壓縮機、冷凝器、節(jié)流裝置（膨脹閥或毛細(xì)管）和蒸發(fā)器，各個部件之間用管道連接起來，形成一個封閉的循循環(huán)系統(tǒng)，在系統(tǒng)中加入一定量的氟利昂制冷劑來實現(xiàn)這冷降溫。     空調(diào)器制冷降溫，是把一個完整的制冷系統(tǒng)裝在空調(diào)器中，再配上風(fēng)機和一些控制器來實現(xiàn)的。制冷的基本原理按照制冷循環(huán)系統(tǒng)的組成部件及其作用，分別由四個過程來

3、實現(xiàn)。     壓縮過程：從壓縮機開始，制冷劑氣體在低溫低壓狀態(tài)下進入壓縮機，在壓縮機中被壓縮，提高氣體的壓力和溫度后，排入冷凝器中。     冷凝過程：從壓縮機中排出來的高溫高壓氣體，進入冷凝器中，將熱量傳遞給外界空氣或冷卻水后，凝結(jié)成液體制冷劑，流向節(jié)流裝置。     節(jié)流過程：又稱膨脹過程，冷凝器中流出來的制冷劑液體在高壓下流向節(jié)流裝置，進行節(jié)流減壓。     蒸發(fā)過程：從節(jié)流裝置流出來的低壓制冷劑液體流向蒸發(fā)器中，吸收外界（空氣或水）的熱

4、量而蒸發(fā)成為氣體，從而使外界（空氣或水）的溫度降低，蒸發(fā)后的低溫低壓氣體又被壓縮機吸回，進行再壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)，依次不斷地循環(huán)和制冷。單冷型空調(diào)器結(jié)構(gòu)簡單，主要由壓縮機、冷凝器、干燥過濾器、毛細(xì)管以及蒸發(fā)器等組成。單冷型空調(diào)器環(huán)境溫度適用范圍為1843。     冷熱兩用型空調(diào)器又可以分為電熱型、熱泵型和熱泵輔助電熱型三種。     （1）電熱型空調(diào)器     電熱型空調(diào)器在室內(nèi)蒸發(fā)器與離心風(fēng)扇之間安裝有電熱器，夏季使用時，可將冷熱轉(zhuǎn)換開關(guān)撥向冷風(fēng)位置，其工作狀態(tài)與單冷

5、型空調(diào)器相同。冬季使用時，可將冷熱轉(zhuǎn)換開關(guān)置于熱風(fēng)位置，此時，只有電風(fēng)扇和電熱器工作，壓縮機不工作。     （2）熱泵型空調(diào)器     熱泵型空調(diào)器的室內(nèi)制冷或制熱，是通過電磁四通換向閥改變制冷劑的流向來實現(xiàn)的，如圖1所示。在壓縮機吸、排氣管和冷凝器、蒸發(fā)器之間增設(shè)了電磁四通換向閥，夏季提供冷風(fēng)時室內(nèi)熱交換器為蒸發(fā)器，室外熱交換器為冷凝器。冬季制熱時，通過電磁四通換向閥換向，室內(nèi)熱交換器為冷凝器，而室外熱交換器轉(zhuǎn)為蒸發(fā)器，使室內(nèi)得到熱風(fēng)。 熱泵型空調(diào)器的不足之處是，當(dāng)環(huán)境溫度低于5時不能使用。圖1 熱泵型空調(diào)制冷

6、和制熱運行狀態(tài)    （3）熱泵輔助電熱型空調(diào)器     熱泵輔助電熱型空調(diào)器是在熱泵型空調(diào)器的基礎(chǔ)上增設(shè)了電加熱器，從而擴展了空調(diào)器的工作環(huán)境溫度，它是電熱型與熱泵型相結(jié)合的產(chǎn)品，環(huán)境溫度適用范圍為-543。    制冷系統(tǒng)主要部件                       

7、               1制冷壓縮機     （1）開啟式壓縮機     壓縮機曲軸的功率輸入端伸出曲軸箱外，通過聯(lián)軸器或皮帶輪和電動輪相聯(lián)接，因此在曲軸伸出上必須裝置軸封，以免制冷劑向外泄漏，這種型式壓縮機為開啟式壓縮機。     （2）半封閉式壓縮機     由于開啟式壓縮機軸封的密封面磨損后會造成

8、泄漏，增加了操作維護的困難，人們在實踐的基礎(chǔ)上，將壓縮機的機體和電動機的外殼連成一體，構(gòu)成一密封機殼，這種型式的壓縮機稱為半封閉式壓縮機。這種機器的主要特點是不需要軸封，密封性好，對氟利昂壓縮機很適宜。     （3）全封閉式壓縮機     壓縮機與電動機一起裝在一個密閉的鐵殼內(nèi)，形成一個整體，從外表上看，只有壓縮機的吸、排氣管的管接頭和電動機的導(dǎo)線，這種型式的壓縮機，稱為全封閉式壓縮機。壓縮機的鐵殼分成上、下兩部分，壓縮機和電動機裝入后，上下鐵殼用電焊絲焊接成一體，平時不能拆卸，因此，要求機器使用可靠。 

9、;    （4）旋轉(zhuǎn)式壓縮機     旋轉(zhuǎn)式壓縮機的結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖中，0為氣缸中心，在與氣缸中心保持偏心r的p處，有以p為中心的轉(zhuǎn)軸（曲軸），在軸上裝有轉(zhuǎn)子。隨著曲軸的旋轉(zhuǎn)，制冷劑氣體從吸氣口被連續(xù)送往排氣口?；繌椈膳c轉(zhuǎn)子保持經(jīng)常接觸，把吸氣側(cè)與排氣側(cè)分開，使被壓縮的氣體不能返回吸氣側(cè)。在氣缸內(nèi)的氣體與排氣達(dá)到相同的壓力之前，排氣閥保持閉合狀態(tài)，以防止排氣倒流。 圖2  旋轉(zhuǎn)式壓縮機    旋轉(zhuǎn)式壓縮機的不同點在于，電動機的旋轉(zhuǎn)運動不能轉(zhuǎn)換為往復(fù)運動，除了進行旋轉(zhuǎn)壓縮

10、外，它沒有吸氣閥。根據(jù)上述道理，旋轉(zhuǎn)式壓縮機具有如下特征：     由于連續(xù)進行壓縮，故比往復(fù)式的壓縮性能優(yōu)越，且因往復(fù)質(zhì)量小或沒有往復(fù)質(zhì)量，所以幾乎能完全消除平衡方面的問題，振動小。     由于沒有像往復(fù)式壓縮機那樣的把旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)橥鶑?fù)運動的機構(gòu)，故零件個數(shù)小，加上由旋轉(zhuǎn)軸位中心的圓形零件構(gòu)成，因而體積小，重量輕。     在結(jié)構(gòu)上，可把余隙容積做得非常小，無再膨脹氣體的干擾。由于沒有吸氣閥，流動阻力小，故容積效率、制冷系數(shù)高。     旋轉(zhuǎn)

11、式壓縮機的缺點是：     由于各部分間隙非常均勻，如果間隙不是很小時，則壓縮氣體漏入低壓側(cè)，使性能降低，因此，在加工精度差，材質(zhì)又不好而出現(xiàn)磨損時，可能引起性能的急劇降低。     由于要靠運動部件間隙中的潤滑油進行密封，因此，為從排氣中分離出油，機殼內(nèi)（內(nèi)裝壓縮機和電動機的密閉容器）須做成高壓，因此，電動機、壓縮機容易過熱，如果不采取特殊的措施，在大型壓縮機和低溫用壓縮機中是不能使用的。     需要非常高的加工精度。     2熱力膨脹閥及

12、其工作原理     熱力膨脹閥，又稱感溫調(diào)節(jié)閥或自動膨脹閥，它是目前氟利昂制冷中使用最廣泛的節(jié)流機構(gòu)。它能根據(jù)流動蒸發(fā)器的制冷劑溫度和壓力信號自動調(diào)節(jié)進入蒸發(fā)器的氟利昂流量，因此這是以發(fā)信器、調(diào)節(jié)器和執(zhí)行器三位組成一體的自動調(diào)節(jié)機構(gòu)。熱力膨脹閥根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，可分為內(nèi)平衡和外平衡兩種形式。     熱力膨脹閥的工作原理：通過感溫包感受蒸發(fā)器出口端過熱度的變化，導(dǎo)致感溫系統(tǒng)內(nèi)充注物質(zhì)產(chǎn)生壓力變化，并作用于傳動膜片上，促使膜片形成上、下位移，再通過傳動片將此力傳遞給傳動桿從而推動閥針上下移動，使閥門關(guān)小或開大，起到降壓節(jié)流作用，

13、以及自動調(diào)節(jié)蒸發(fā)器的制冷劑供給量并保持蒸發(fā)器出口端具有一定的過熱度，得以保證蒸發(fā)器傳熱面積的充分利用，減少液擊沖缸現(xiàn)象的發(fā)生。     感溫包從蒸發(fā)器出口端感受溫度而產(chǎn)生壓力，引壓力通過毛細(xì)管傳遞作用于傳動膜片上，使傳動膜片向下位移的壓力用P表示。傳動膜片下部受到兩個力的作用，一個是蒸發(fā)壓力P0，另一個是彈簧壓力PD。當(dāng)三力平衡時，P=(P0+PD)，熱力膨脹閥保持一定的開啟度。外平衡熱力膨脹閥與蒸發(fā)器的鏈接    上圖所示為一只使用R22的平衡熱力膨脹閥，制冷劑的蒸發(fā)溫度為5（P0=5.839bar），當(dāng)制冷劑在蒸發(fā)器中由A點流至B

14、點時，液態(tài)制冷劑在AB兩點之間的蒸發(fā)壓力仍為P0，蒸發(fā)溫度保持不變，均在5。當(dāng)制冷劑整齊由B點流至C點時，由于繼續(xù)吸熱，其溫度將升至10，因此C點的過熱度為5。感溫包內(nèi)壓為P等于R22在10時飽和壓力，即P=6.803（bar）。彈簧等效壓縮為PD=0.964(bar)。顯然，此時膨脹閥膜片上、下部壓力相等，且保持一定開度，制冷和系統(tǒng)運行穩(wěn)定。當(dāng)P<(P0+PD)時，傳動膜片向上移動，通過傳動片帶動傳動桿使閥針向上移動，使節(jié)流孔的有效流通面積減小，閥門關(guān)小。當(dāng)P>(P0+PD)時，傳動膜片向下移動，通過傳動片推動傳動桿使閥針向下移動，將節(jié)流孔的有效流通面積增大，使閥門開大。

15、60;   3毛細(xì)管     毛細(xì)管是最簡單的節(jié)流機構(gòu)，通常用一根直徑為0.5mm2.5mm，長度為1m3m的紫銅管就能使制冷劑節(jié)流、降溫。     制冷劑在管內(nèi)的節(jié)流過程極其復(fù)雜。在毛細(xì)管中，節(jié)流過程是經(jīng)毛細(xì)管總長的流動過程中完成的。在正常情況下，毛細(xì)管通過的制冷劑量主要取決于它的內(nèi)徑、長度與冷凝壓力。     如長度過短或直徑太大，則使阻力過小，液體流量過大，冷凝器不能供給足夠的制冷劑液體，降低了壓縮機的制冷能力；相反如毛細(xì)管過長或直徑太細(xì)，則阻力又過大，阻止足夠的制冷劑液體通過，

16、使制冷劑液體過多地積存在冷凝器內(nèi)，造成高壓過高，同時也使蒸發(fā)器缺少制冷劑，造成低壓過低。因此，毛細(xì)管的尺寸必須選擇合適，才能保證制冷系統(tǒng)的正常運行。流入毛細(xì)管的液體制冷劑，受到冷凝壓力影響，當(dāng)冷凝壓力越高，液體制冷劑流量增大，反之就減小。     4四通電磁換向閥     熱泵空調(diào)器是通過電磁換向閥改變制冷劑的流動方向的。當(dāng)?shù)蛪褐评鋭┻M入室內(nèi)側(cè)換熱器，空調(diào)器向室內(nèi)供冷氣；當(dāng)高溫高壓制冷劑進入室內(nèi)側(cè)換熱器時，空調(diào)器向室內(nèi)供暖氣。    電磁轉(zhuǎn)換主要由控制閥與換向閥兩部分組成，如圖3所示。通過控制閥上電磁線圈

17、及彈簧的作用力來打開和關(guān)閉其上毛細(xì)管的通道，以使換向閥進行換向。     空調(diào)器制冷時，電磁圈不通電，控制閥內(nèi)的閥塞將右毛細(xì)管與中間公共毛細(xì)管的通道關(guān)閉，使左毛細(xì)管與中間公共毛細(xì)管溝通，中間公共毛細(xì)管與換向閥低壓吸氣管相連，所以換向閥左端為低壓腔。在壓縮機排氣壓力的作用下，活塞向左移動，直至活塞上的頂針將換向閥上的針座堵死。在托架移動的過程中，滑塊將室內(nèi)換熱器與換向閥中間低壓管溝通；高壓排氣管與室外側(cè)換熱器相溝通。這時，空調(diào)器作制冷循環(huán)。     空調(diào)器制熱時，電磁線圈通電，控制閥塞在電磁力的作用下向右移動，這樣關(guān)閉了左側(cè)毛細(xì)管與公共

18、毛細(xì)管的通路，打開了右側(cè)毛細(xì)管與公共毛細(xì)管的通道，使換向閥右端為低壓腔，活塞就向右移動，直至活塞上的頂針將換向閥上的針座堵死。這時高壓排氣管與室內(nèi)側(cè)換熱器溝通，空調(diào)器作制熱循環(huán)。     5干燥過濾器     （1）過濾器的功能     過濾器裝在冷凝器與毛細(xì)管之間，用來清除從冷凝器中排出的液體制冷劑中的雜質(zhì)，避免毛細(xì)管中被阻塞，造成制冷劑的流通被中斷，從而使制冷工作停頓。         （2）過濾器的結(jié)構(gòu)

19、0;    窗式空調(diào)器的過濾器，其結(jié)構(gòu)比較簡單，即在銅管中間設(shè)置兩層銅絲網(wǎng)，用來阻擋液體制冷劑中的雜物流過；對設(shè)有干燥的過濾器，在器體中還裝有分子篩（4A分子篩），用來吸附水分。如果這些水分不吸走，有可能在毛細(xì)管出口或蒸發(fā)器進口的管壁內(nèi)結(jié)成冰，使制冷劑的流動困難，甚至發(fā)生阻塞，使空調(diào)器無法實現(xiàn)制冷降溫。     制冷系統(tǒng)中水分的來源，主要是空調(diào)器使用一段時間后，由于安裝不妥等原因產(chǎn)生振動，從而使系統(tǒng)中的管道產(chǎn)生一些微小的泄漏，使外界空氣滲入的結(jié)果。     6制冷劑、冷媒、冷凍油     a制冷劑     制冷劑又稱“制冷工質(zhì)”，制冷循環(huán)中工作的介質(zhì)。在蒸汽壓縮機制冷循環(huán)中，利用制冷劑的相變傳遞熱量，即制冷劑蒸發(fā)時吸熱，凝結(jié)時放熱。因此，制冷劑應(yīng)具備下列特征：易凝結(jié)，冷凝壓力不要太高，蒸發(fā)壓力不要太低，單位容積制冷量大，蒸發(fā)潛熱大，比容小。此外，還要求制冷劑不爆炸、無