超赞的空调制冷原理与各部件图解!

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来源:制冷百科 如有侵权请联系删除 在说制冷原理之前,首先我们来看一些生活中与制冷相关的常见现象: 将酒精擦到皮肤上,会感到凉爽,说明通过蒸发能制冷。把水抹到皮肤上,也有凉意,没有酒精明显。因为酒精比水更容易蒸发,蒸发得更快,说明蒸发越快制冷越好。 洗晒的衣服,夏天比冬天容易干,因为夏天温度高,蒸发得快。说明温度越高蒸发越快。在青藏高原烧水,90度就沸腾蒸发了。因为青藏高原地势高,压力低。说明压力越低蒸发越快。

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如有侵权请联系删除


在说制冷原理之前,首先我们来看一些生活中与制冷相关的常见现象:

将酒精擦到皮肤上,会感到凉爽,说明通过蒸发能制冷。把水抹到皮肤上,也有凉意,没有酒精明显。因为酒精比水更容易蒸发,蒸发得更快,说明蒸发越快制冷越好。

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洗晒的衣服,夏天比冬天容易干,因为夏天温度高,蒸发得快。说明温度越高蒸发越快。在青藏高原烧水,90度就沸腾蒸发了。因为青藏高原地势高,压力低。说明压力越低蒸发越快。

温度、压力对蒸发、冷凝影响


一、制冷循环系统


由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀四个基本部件组成。

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我们用一张图来表现它们制冷剂状态的变化:

我们可以大概归纳总结为:两个控制,两个转换。

1、压缩机:

吸入蒸发器内蒸气,维持其低温低压;压缩出高压、高温蒸气。为什么要压缩?因为制冷剂要回收再利用。如不压缩,直接排入冷凝器。常温已高于制冷剂沸点温度,无法冷却、冷凝成液体。

[压力越高,沸点越高;压力越低,沸点越低]。只有通过提高制冷剂的压力,使制冷剂的凝结点(沸点)高于室外温度,才能让制冷剂向室外散热,温度降低,制冷剂凝结成液体。

2、冷凝器:

将压缩机排出的高温高压蒸气冷却成液体;释放出的热量被水或空气带走。可分为水冷式、空气冷却式、水和空气混合冷却式三种类型。

空调冷凝器大多采用翅片盘管式结构,为提高换热效率常将铝合金翅片压成各种形状,以增加换热面积。

3、节流装置:

当制冷剂流体通过一小孔时,一部分静压力转变为动压力,流速急剧增大,成为湍流流动,流体发生扰动,摩擦阻力增加,静压下降。

节流阀主要作用:节流降压;调节流量,使流体达到降压调节流量的目的。

3.1、毛细管特点:

无运动件、结构简单;无储液器,充入的制冷剂量小;停机后的高低压基本相同,便于启动;工作的准确程度差;小型空调或冰箱上运用。缺点:供液量不能随工况变动而调节。

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热力膨胀阀结构

3.2、热力膨胀阀特点:

又称感温式膨胀阀,接在蒸发器的进口上,器感温包紧贴蒸发器的出口管上。膨胀阀另外一个作用:保持一定过热度、防止液击和异常过热。

热力膨胀阀分为:内平衡式热力膨胀阀和外平衡式热力膨胀阀,我们来看看他们之间的结构区别。

结构区别

内平衡式热力膨胀阀:是在内部将蒸发压力传递到膜片。

外平衡式热力膨胀阀:是膜片下面,感受到的是蒸发器出口压力。?

我们来放大看下里面的内部结构和系统接管做法:

内部结构

膨胀阀使用区别

制冷系统若蒸发器的压降较高,应当使用带外平衡的膨胀阀。外平衡式热力膨胀阀比较准确的控制蒸发器的出口过热度,充分的利用蒸发器的换热面积,提高机组能效

3.3、电子膨胀阀:

是一种新型的控制元件,其节流装置采用了微处理器控制。使用在变频式空调器制冷系统中,适应精确、高速、大幅度调节负荷的需要。当然,现在冷冻冷藏也有很多使用电子膨胀阀。

电子膨胀阀采用电子膨胀阀进行蒸发器出口制冷剂热度调节,可以通过设置在蒸发器出口的温度传感器和压力传感器,来采集过热度信号,采用反馈调节来控制膨胀阀的开度;也可以采用前馈加反馈复合调节,消除因蒸发器管壁与传感器热容造成的过热度控制滞后,改善系统调节品质,在很宽的蒸发温度区域使过热度控制在目标范围内。

电子膨胀阀优点:

流量调节范围大;控制精度高;高频、低频运行时能效比提高;压缩机可靠性提高,改善回油、回液、排气温度过高状况等优点。电子膨胀阀可分为电磁式和电动式两类。

3、蒸发器:

将液体蒸发成气体;吸收热量。由于蒸发器的翅片间会不断产生冷凝水,阻碍空气的流动,所以蒸发器的片距比起冷凝器要大些,此外蒸发器翅片的表面还要进行亲水处理(亲水铝箔),以降低冷凝水的表面张力,使空气气流通截面积增大。

5、四通阀

用于热泵型空调器的部件。空调器在冬季作制热运行时,室内侧热交换器作为冷凝器工作,而室外侧热交换器作为蒸发器工作,这正好与空调器夏季制冷时相反,这就要求制冷剂流动方向也要相反。

而制冷剂反向流与毛细管组合成特别的通路来适应冬季、夏两种差异的运行工况。四通换向阀由先导阀、主阀和电磁线圈组成。

6、双向电磁阀:

双向电磁阀是用于制冷系统中执行“通断”操作的自控阀,可以控制制冷剂的流量和流向。双向电磁阀有两种,一种是两个端口在同一方向上的通用电磁阀,另一种是两个端口互相垂直的专用旁通电磁阀

电磁阀串联在膨胀阀前的液体管道上,压缩机开机时,接通系统管路;压缩机停机时,自动切断液体管路,阻止制冷剂液体继续流向蒸发器,防止蒸发器内充满液后,压缩机再次启动时造成液击现象,产生溢液事故。

电磁旁通阀:夏季用于除湿;高温天减负荷运行,而且减负荷启动运行,冬季也可以用于除霜。

7、单向阀:

单向阀是只允许制冷剂单方向流动,装在管路中防止制冷剂气体或液体倒流,故又称止逆阀。单向阀又可分为球形阀和针形阀 。

冷暖空调机中,单向阀与四通阀配合使用,用来安全有效地切换制冷剂的流向。单冷式空调中,为了防止压缩机停机时制冷剂由冷凝器回流进入压缩机引起液击,常在靠近压缩机的排气管上安装单向阀。

7、截止阀:

截止阀是一种管路关闭阀,以手动控制启闭阀芯来控制流动介质的通过与截止。用于管路末端, 连接各类检测仪器仪表及系统充注与排放;用于管路中, 切断流体流动。截止阀按结构可分为二通截止阀和三通截止阀。

8、干燥过滤器:

吸收制冷系统中的水分,阻挡系统中的杂质使其不能通过,防止制冷系统管路发生冰堵和脏堵。

系统最容易堵塞的部位是毛细管(或膨胀阀),因此干燥过滤器通常安装在冷凝器与毛细管(或膨胀阀)之间。

9、气液分离器(储液器):

是使气态制冷剂与液态制冷剂分离,防止压缩机液击;储存制冷循环中的制冷剂液体,根据负荷变化调节供液量。

9、液视镜:

安装在液体管线中,膨胀阀的上游,通过它可以观察液态制冷剂的流动情况,以及确定制冷剂中有无水分,视镜中显示的颜色由绿变黄。

10、轴流风扇:

轴流风扇的作用是冷却冷凝器,一般装在室外看,可将冷凝器中散发的热量强制吹向室外。特点是效率高、产风量大、造价低,省电。缺点是风压较低,噪声较大。

11、离心风扇:

离心风扇装在窗式空调器室内侧和分体式柜式空调器室外机组中,起作用是将室内的空气吸入,经蒸发器冷却,再由离心风扇叶轮压缩后,提高压力并沿风道送向室内。特点是结构紧凑,尺寸小、风量大、噪声比较低。

12、贯流风扇:

贯流风扇通常应用咋分体壁挂式空调器室内机组中。叶片采用向前倾斜式,气流沿叶轮径向流入,贯穿叶轮内部,然后沿径向从另一端排出。

13、油分离器:

压缩机的排气口排出高温高压的气体,其成分实际为制冷剂与冷冻油混合气体。冷冻油通过油分离器底部的毛细管直接回到压缩机,减少管路系统中冷冻油的循环量。

为保证油分离的效果,油分离器在制冷系统中,一般垂直安装,便于冷冻油的流动。

14、消音器:

压缩机排出的高压制冷剂流速很高,一般在10-25m/s之间。因此压缩机排气过程就会产生一定的噪音,因此,消音器的目的就在于降低空调工作时发出的噪音,虽然做不到完全消失,但可以做到降低的作用,也是比较实用的一种工具。

消音器一般也是垂直安装,以利于冷冻油的流动。另外,消音器内的配管插入深度,直接影响消音器的消音效果。因此,在空调生产或维修焊接时,配管插入的深度必须严格控制。

15、储液器:

储液器是一个通常安装在制冷系统高压液管上的压力容器,用来储存制冷系统在负载变化时所导致的多余的制冷剂。

制冷系统运行过程中,由于工况的变化或者对制冷量进行调整时,系统中的制冷剂循环量将发生变化。当开启室内机较少时,系统中部分制冷剂是用不上的,因此为了减少损耗,需要使用集液器这个零部件将多余的冷媒储存起来。

16、压力传感器:

压力传感器是安装于空调室外机管路上,进行压力检测的装置,将压力检测的结果传输到电脑板,从而对空调机其他零部件进行控制。压力传感器是一种能将检测到的压力信号转换成电子信号,由电脑板芯片进行微处理,根据压力检测的结果对空调机的零部件进行精细的控制。如今绝大多数压力传感器都是电容式压力传感器,它由两个靠近的平行膜片和一个坚固的小巧壳体构成。

18、压力开关:

空调压力开关的作用在于保护产品因为压力过高导致的承受不足。当空调机管道中的压力超出设定值范围(过高或过低)压力开关动作,改变控制元件的通断状态,保护空调免受损坏;当压力恢复到正常范围后开关元件恢复通断状态。压力开关采用的弹性元件有单圈弹簧管、膜片、膜盒及波纹管等。

19、温度传感器;

空调中使用的温度传感器主要采用负温度系数热敏电阻(又叫作NTC热敏电阻)。需要注意的是,温度传感器的电阻并不是一成不变的,当温度变化时,它的电阻阻值也发生变化。温度升高其阻值变小,温度降低其组值增大。

各种温度传感器的作用:

  • 空内环境温度传感器:安装于室内蒸发器进风口,由塑料件支撑,可用来检测室内环境温度是否达到设定值。
  • 室内盘管温度传感器:安装在室内蒸发器管道上,外面用金属管包装,它直接与管道相接触,所测量的温度接近制冷系统温度。
  • 室外环境温度传感器:安装在室外机散热器上,由塑料件支撑,用来检测室外环境温度。
  • 室外盘管温度传感器:安装在室外机散热器上,用金属管包装,用来检测室外管道温度。
  • 压缩机排气温传感器:安装在室外压缩机排气管上,用金属管包装。

  • 室外回气温度传感器:检测压缩机的回气温度,保证回到压缩机的冷媒是过热蒸汽,防止压缩机回液。
  • 压缩机底部温传感器:主要用于检测压缩机底部温度,压缩机底部温度低可能因为冷媒回液,温度太高可能因冷媒不足。
  • 其它温度传感器:另外系统中还有过冷却盘管传感器、功率晶体模块传感器、出风温度传感器等各种类型传感器。

20、空调电机:

空调器用单相压缩机有两个绕组,即启动绕组与运行绕组(主绕组),三个接线头,分别为:运行端(R),启动端(S),公共端(C),RS间的电阻大于SC间的电阻大于RC间的电阻。RS间电阻等于SC间电阻加RC间的电阻,利用上述规律可以予以判别好坏。若所测绕组的电阻值小于正常值,就可判断此绕组短路。

三相电机定子由3组完全对称的绕组组成,这三个绕组嵌在定子铁芯槽中,而且在空间分布上彼此错开120°电度角,柜式空调器压缩机多采用三相异步电机。对于三相电动机,用两表笔分别接触3个接线柱端子中的2个,如果3次测得的阻值一致,表明绕组良好;如果有2次测得的阻值为无穷大,表明有一组绕组断路;如果3次测试均为无穷大,表明至少有两组绕组断路;如果3次测量中有2次所测阻值明显小于另一次所测,表明有短路。

另外,可以检查压缩机碰壳通地,采用万用表的电阻档。一支笔与公用点紧紧靠牢,另一支表笔搭紧压缩机工艺管上露出金属部分进行测量。若电阻值很小,就可判断绕组或内部接线碰壳通地。

空调电机:

空调器风扇用电机为一般为单相异步电机,采用PSC接线方式。根据使用的需要,风扇电机可进行调速,调速方法有:定子绕组抽头式调速、可控硅调速等。

21、空调过冷管组:

过冷管组分为:一级过冷组和二级过冷组。二级过冷组一般用在管路较长的大型多联机系统。

过冷管组作用是延长毛细管的长度, 降低蒸发压力, 蒸发温度也相应降低, 能够从室外吸收更多的热量, 从而增加制热效果。

22、电加热:

电加热元件有PTC式和电加热管式两种,小型空调常用PTC式,大中型空调则采用电加热管式加热器。当PTC受环境温度和电压波动等因素的影响而温度偏高时,其阻值会成倍地增加,直至接近绝缘,因此PTC本身便会切断电源,使温度回落。这一自动恒温发热的特性,使其不会产生过热现象,具有相当的安全性。

在维修过程中当电加热器出现不加热故障时,维修人员应该从以下方面入手:

  • 检修时可用万用表测试其电阻值,若为无穷大则断路,若很小则为短路。电加热器的工作由电脑板芯片和继电器控制,发出加热指令。
  • 电加热工作需要检测室内热交传感器的温度。因此温度传感器的故障也有可能导致电加热器不工作。
  • 若发出指令后,电加热器虽工作但无热风吹出,可能是电热丝故障,也可能是线路板故障。
  • 绝缘的检查方法:用万用表对电加热器接线端子和其金属外壳的绝缘电阻进行检测,其值应大于30兆欧。

23、加热带

当周围环境温度在摄氏零度以下,压缩机在制热状态中,经常出现主机开机困难或即使勉强开机也要经过一段较长的恶劣工作状态,这样严重影响压缩机的使用寿命。为了弥补这一缺陷,配置辅助电加热带(线)是解决这一问题的最佳选择。

加热带作用是防止压缩机在启动及运转过程中产生液压缩。压缩机加热带送电,可将压缩机内存在的液态冷媒提前蒸发,保证压缩机的使用寿命。


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  • 大小主宰
    大小主宰 2019年09月03日 09:59:29 2楼

    感谢分享,学习了

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  • xingye8860
    xingye8860 2019年09月05日 08:59:44 3楼

    说明温度越高蒸发越快。

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  • weizhaoxue1983
    weizhaoxue1983 2019年09月10日 11:15:35 4楼

    谢谢分享

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  • wy18455233112
    wy18455233112 2019年09月10日 17:44:31 5楼

    很好的总结,感谢分享了!

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  • 老有所为
    老有所为 2019年09月12日 09:25:35 6楼

    谢谢分享。

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  • 寻星星
    寻星星 2019年09月23日 11:29:03 7楼

    谢谢分享~

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  • 粥树人
    粥树人 2019年09月25日 23:23:15 8楼
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    来自土木在线APP

  • liyfei
    liyfei 2019年09月26日 10:21:54 9楼

    感谢分享

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  • liupoquan
    liupoquan 2019年10月04日 19:57:26 10楼

    楼主辛苦。谢谢分享!

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  • 呀呼呦
    呀呼呦 2019年10月09日 15:38:31 11楼

    感谢分享,学习了

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