第二章 空調工作原理
空調系統(tǒng)圖
注:1,逆時針箭頭表示空調制熱時制冷劑的流向。
2,順時針箭頭表示空調制冷時制冷劑的流向。
1、空調器制冷工作原理
壓縮機從蒸發(fā)器吸入低溫低壓的制冷機蒸發(fā),壓縮成高溫高壓氣體,排入冷凝器,軸流風扇用室外空氣來冷卻冷凝器,使制冷劑在其中冷凝成高壓低溫的液體。高壓液體制冷劑
進入毛細管節(jié)流降壓后,成為低溫低壓濕蒸汽,進入蒸發(fā)器,在蒸發(fā)器中吸入室內空氣的熱量蒸發(fā)成低溫低壓整齊,然后再被壓縮機吸入,重復上述制冷循環(huán)。
2、空調器制熱工作原理
壓縮機排出高溫制冷劑流向室內機蒸發(fā)器中放熱,變蒸發(fā)器為冷凝器,將熱量向室內排入后冷凝成高壓低溫的制冷劑液體通過毛細管節(jié)流降壓,進入室外機組的冷凝器中這個年法 吸熱,邊冷凝器為蒸發(fā)器,以吸收室外空氣中的熱量,制冷劑蒸發(fā)成低溫低壓的蒸汽,被壓縮機吸入,重復上述制熱循環(huán)。
(一)、循環(huán)過程
1)壓縮過程:
此過程由壓縮機來完成。它將系統(tǒng)內的制冷劑蒸汽吸入汽缸,并進行壓縮提高壓力再排出汽缸,促使制冷劑在系統(tǒng)內流動。因此它的主要任務是推動制冷劑在系統(tǒng)內流動,是制冷劑流動的力源;而壓縮機又需要其他動力來補充,一般用電動機來拖動。
2)、冷凝過程:
此過程又冷凝器來完成。蒸汽狀態(tài)的制冷劑在冷凝器中把所吸收的熱量排放出系統(tǒng)。同時,制冷劑蒸汽凝結為液體,以便再次使用。因此,冷凝器就是一個散熱器。它應放在室外以將熱量排放到室外環(huán)境空氣中。
3)、節(jié)流過程:
節(jié)流過程也可以認為是降壓過程。制冷劑液體在流動中需要再汽化,必須降低壓力。方法是用節(jié)流元件來減小其流量,降低壓力,使液態(tài)制冷劑有膨脹的空間條件。在小型空調器中,一般采用細長毛細管來實現節(jié)流過程,在大型空調器中利用膨脹閥來實現節(jié)流過程。
4)、蒸發(fā)過程:
這是汽化過程,制冷劑經節(jié)流過程后,成為氣液混合體,但其中液體占大部分比例。降壓后的制冷劑液體在蒸發(fā)器的流動過程中,激烈進行吸熱汽化,稱為沸騰。這一步才識我們要獲得制冷效應的熱力過程,是制冷系統(tǒng)的最終目的。這一過程在蒸發(fā)器中進行。此后,變?yōu)闅鈶B(tài)的制冷劑這經過壓縮進入冷凝過程。
(二)、主要配件
1)、冷凝器
空調制冷系統(tǒng)中的冷凝器作用是:將壓縮機排出的高溫、高壓制冷劑蒸汽進行冷卻,使其凝結為高壓制冷劑液體;空調系統(tǒng)冷凝器均采用套管式結構,其冷凝原理是:水強制通過冷凝器的套管中,將高溫的制冷劑蒸汽的熱量帶到冷卻塔,再被周圍空氣帶走。
2)、蒸發(fā)器
蒸發(fā)器和冷凝器一樣,也是一種熱交換器,也稱冷卻器,是制冷循環(huán)中獲得冷氣的直接器件。其作用是將來自毛細管的低溫、低壓液態(tài)制冷劑在其管道中吸熱蒸發(fā),使蒸發(fā)器和周圍空氣的溫度降低。同時對空氣起減濕作用。
3、毛細管(膨脹閥)
毛細管是一根內經很小,截面積不變、長度相對于內經很大的管子,通常內經在0.6~2.5mm,長度在0.3~5m之間。毛細管連接在冷凝器出口和蒸發(fā)器進口之間,用作制冷系統(tǒng)節(jié)流機構。使制冷系統(tǒng)工作時在冷凝器和蒸發(fā)器之間保持需要的壓力差。
進入毛細管的制冷劑,一般都是冷凝壓力下的過冷液體。在毛細管中流過一段路程之后,由于壓力的降低,開始由液體蒸發(fā)成氣體。之后隨著蒸發(fā)氣體的增加。使管內流速逐漸增加, 壓力降的幅度也逐漸增大。這時,制冷劑的溫度也迅速降低。當氣體在毛細管中的流速達到聲速以后,流量就不能再增大,這時的流動稱為阻塞流動。在氣體流動過程中,尚有制冷劑液體跟隨著一起流動。而氣體和液體的流量之和,就等于制冷循環(huán)中的制冷劑流量。因而能使空調器維持在要求的蒸發(fā)壓力和冷凝壓力的范圍內穩(wěn)定工作。毛細管就成為一種流量恒定的節(jié)流機構。為保證毛細管能可靠地工作,它的進口通常連接有過濾器,以使除去機械雜質,使毛細孔徑不致堵塞。毛細管的出口直接和蒸發(fā)器進口連接。
4)、 壓縮機
制冷壓縮機是空調制冷系統(tǒng)的心臟,其作用是維持制冷劑在制冷系統(tǒng)中的循環(huán),吸入來自蒸發(fā)器的低溫、低壓制冷劑蒸汽,壓縮制冷劑蒸汽使其壓力和溫度升高,并將制冷劑蒸汽送往冷凝器。壓縮機是制冷系統(tǒng)中低壓和高壓、低溫和高溫的分界線。
5)、 四通閥
電磁換向閥是熱泵空調器進行制冷和制熱工作轉換的電磁控制切換閥,屬于二位四通閥。由主閥、導閥及電磁線圈三部分組成。是空調器制冷系統(tǒng)中除壓縮機外工藝最復雜、最精密的部件,也是檢查和維修起來較麻煩,難以判斷好壞,不易排除故障的一個部件。除控制電路故障外常見故障為閥心不動作,堵塞、泄漏造成滑塊不動作或動作不到位等。
6)、過濾器
過濾器是用濾網來收集制冷系統(tǒng)中的固體殘渣,阻止其混在制冷劑、潤滑油中流動,確保制冷系統(tǒng)正常運行。
7)、貯液器(氣液分離器)
是為了防止液體制冷劑直接進入壓縮機(一般稱為液體倒流)內的裝置。它裝于壓縮機的吸氣管部分,將進入其中的液體留下,讓蒸汽進入壓縮機,以防止壓縮機發(fā)生液擊而損壞閥片。
8)、高、低壓保護器
高、低壓保護器是空調器運行時,當系統(tǒng)壓力升高或降低到一定限值時,對壓縮機進行停機保護的一種裝置。(注:我公司因銷售區(qū)域的氣候環(huán)境不同,對部分機型沒有設置有低壓保護器)