空调器制冷原理
循环示意图解
制冷剂循环过程的状态变化
空调制冷基本原理
无论是制冷还是制热运行,压缩机吸入的均为低温低压的过热气体,制冷剂经过压缩成高温高压的过热气体,在冷凝器中被冷却,在冷却过程中,制冷剂的温度在变化,制冷剂以气体状态存在;而在冷凝过程中,制冷剂的温度基本不变化,制冷剂以气液两相状态存在,并逐步冷凝成液体;在冷凝器制冷剂压力保持不变。当制冷剂以单相液体状态继续冷却,温度会继续下降。
在节流前将制冷剂液体温度降低到饱和温度以下,其差值称为过冷度。
制冷剂在经过毛细管节流后,进入两相区,温度和压力均降低,但焓值不变。制冷剂在两相区蒸发,温度和压力基本没有变化,待完全汽化后温度才会上升。压缩机吸入前的制冷剂温度高于制冷剂饱和温度时,其差值称为过热度。
液击
压缩机的“液击”是由于制冷剂在蒸发器内没能很好的蒸发,导致大量制冷剂或液体由吸气管进入压缩机汽缸内,结果活塞所压缩的不是制冷剂气体,而是液体,在这种情况下,由于活塞所压缩的液体的冲击,使阀片被击坏,并产生“锵锵”的声音,压缩机设计时本身是作为压缩气体而设计的机构,连续大量液体冷媒进入,会导致压缩机阀片的损坏。
液击
为防止液体进入压缩机吸气缸,设置了气液分流器,回气管吸入口在分离器上端,本身具有防液击功能。
当压缩机气液分离器容量不足时,则在系统上需要增加气液分离辅助装置。
回油
气液分离器具有储液的同时,也储存了油,油不能及时回压缩机,会影响压缩机的润滑效果,因此在回气管有一小孔,油可以从小孔进入压缩机。
空调器关键零部件
压缩机
过载保护器:内置、外置(压缩机温度和电流保护)。
电气接线:C 共用端子 R 主线圈端子 S 副线圈端子
R、S端子之间的电阻是C、S与C、R两组端子之间的电阻的和。
高低压平衡
当系统高低压压差过大→启动不良(压缩机处于堵转状态)→引起保护器频繁动作→压缩机烧毁。
一般而言,压缩机停机后,须3分钟后再启动。
注:一般情况下家用空调器采用转子压缩机。
冷凝器
对于换热器而言,在换热面积不变的条件下,温差越大,换热能力越强;
对于冷凝器而言,冷凝温度越高换热能力越强;
对于蒸发器而言,蒸发温度越低换热能力越强;
对于压缩机能力的发挥而言,与换热器正好相反,即冷凝温度越高,蒸发温度越低,压缩机能力和能效比越差;
换热器和压缩机能力之间需要寻找最佳平衡点。
作用:在机组风系统(或其它冷却介质)的配合下,带走制冷剂从蒸发器中吸取的热量和压缩机消耗的功所转化的热量,使压缩机出来的高温高压的制冷剂(过热气态)在一定压力(冷凝压力)下冷凝并形成过冷液体。
组成:翅片(标准件) 、U型管(标准件)、侧板、弯头(标准件)。
分类:
外形:直排形、L折弯形
翅片表面处理:普通膜、亲水膜(包含金色铝箔)
翅片规格:平板片、百叶窗片(波纹片、桥片等)。
U型管规格:光管、内螺纹管(改变制冷剂流动状态和增大换热面积,因此换热效果比前者好 )
外径9.52(管口中心距25.4)、外径7.94(管口中心距22 )、外径7(管口中心距20. )
冷凝器胀后片距:与翅片厚度、材料和冲孔直径有关;
生产工艺:高速冲床、自动弯管机、胀管机、烘干机、自动和手动焊接、检漏(水检、氦气检漏)。
节流元件
作用:利用节流效应降低制冷剂压力和温度,并控制系统中制冷剂的流量和过热(冷)度。
毛细管管的流量对于机组性能影响较大,一般生产过程中均采用了严格的控制方法,试验流量计测定毛细管的流量。
分类:膨胀阀(热力膨胀阀、电子膨胀阀)、毛细管等,属于绝热节流元件(焓值没有变化)。
毛细管规格:φ2.6×1.3、φ3.0×1.6、φ3.5×2.0、φ4.0×2.4、φ4.5×3.0
供应状态:Y 硬态 、Y2 半硬态 、M 软态。
设计及使用注意事项:
设计弯管半径(R9、R12.5、R15、R17、R17.5、R20、R22.5、R25)和旋向受工装限制;
两端直线段要考虑焊接单向阀和接管的工艺性。
蒸发器
作用:在机组风系统(或其它冷却介质)的配合下,使制冷剂(过冷两相态)在一定压力(蒸发压力)下蒸发,从环境中吸取热量达到降温、除湿的目的。
组成:翅片(标准件 、U型管(标准件)、侧板、弯头(标准件)
分类:外形:两折到五折(异形切)
翅片表面处理:普通膜、亲水膜
翅片规格:平板片、百叶窗片(波纹片、桥片等)。
分类:
U型管规格:光管、内螺纹管(改变制冷剂流动状态和增大换热面积,因此换热效果比前者好)。
外径9.52(管口中心距25.4)、外径7.94(管口中心距22 )、外径7(管口中心距20.5或21)。
蒸发器胀后片距:与翅片厚度、材料和冲孔直径有关。
生产工艺:高速冲床(异形切)、自动弯管机、胀管机、烘干机、自动和手动焊接、检漏(水检、氦气检漏)。
换向阀
作用:在热泵空调中负责制冷剂流向的改变。
组成:先导阀、主阀、电磁线圈。
主要故障:阀芯卡死、内部串气、泄露等 ,导致空调性能下降和不制热等故障。
调试注意事项:
1、焊接时需采取水保护措施;
2、阀体上对应压缩机吸排气口和冷凝器进液管的接口不能混淆;
3、压缩机排出制冷剂通过阀体前后温差不得过大,否则就有串气、泄露的可能。
换向阀内部有塑料滑块,为避免滑块高温变形,焊接换向阀阀体应完全浸没在50℃以下水中(直观感觉是手能放进水中不感觉到烫)才能焊接接口;焊接完的阀体必须在水中停留3-5秒钟,确保阀体表面温度不高于120℃。以避免四通阀体内密封圈高温损坏。
焊接时须防止有水流进四通阀管路中。
换向阀工作原理:
换向阀必须在一定压力下才能正常工作。
如图一,先导滑阀在右侧压缩弹簧驱动下左移,高压气体进入毛细管后进入右端活塞腔,另一方面,左端活塞腔的气体排出,由于活塞两端存在压差,活塞及主滑阀左移,使排气管(S管)与室外机接管(C管)相通,另两根接管相通,形成制冷循环。
当电磁阀线圈处于通电状态,如图二,先导滑阀在电磁线圈产生的磁力作用下克服压缩弹簧的张力而右移,高压气体进入毛细管后进入左端活塞腔,另一方面,右端活塞腔的气体排出,由于活塞两端存在压差,活塞及主滑阀右移,使排气管(S管)与室内机接管(E管)相通,另两根接管相通,形成制热循环。
单向阀
作用:用于热泵型空调,利用其单向导通性和制冷剂在系统制冷、制热两种状态下流向相反的特性,保证系统在制冷和制热时毛细管长度不相同。
设计和使用注意事项:单向阀具有单向性,阀体上有箭头标识。