在說(shuō)制冷原理之前,首先我們來(lái)看一些生活中與制冷相關(guān)的常見(jiàn)現(xiàn)象:
將酒精擦到皮膚上,會(huì)感到?jīng)鏊,說(shuō)明通過(guò)蒸發(fā)能制冷。把水抹到皮膚上,也有涼意,沒(méi)有酒精明顯。因?yàn)榫凭人菀渍舭l(fā),蒸發(fā)得更快,說(shuō)明蒸發(fā)越快制冷越好。
洗曬的衣服,夏天比冬天容易干,因?yàn)橄奶鞙囟雀,蒸發(fā)得快。說(shuō)明溫度越高蒸發(fā)越快。在青藏高原燒水,90度就沸騰蒸發(fā)了。因?yàn)榍嗖馗咴貏?shì)高,壓力低。說(shuō)明壓力越低蒸發(fā)越快。
溫度、壓力對(duì)蒸發(fā)、冷凝影響
一、制冷循環(huán)系統(tǒng)
由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥四個(gè)基本部件組成。
我們用一張圖來(lái)表現(xiàn)它們制冷劑狀態(tài)的變化:
我們可以大概歸納總結(jié)為:兩個(gè)控制,兩個(gè)轉(zhuǎn)換。
1、壓縮機(jī):
吸入蒸發(fā)器內(nèi)蒸氣,維持其低溫低壓;壓縮出高壓、高溫蒸氣。為什么要壓縮?因?yàn)橹评鋭┮厥赵倮谩H绮粔嚎s,直接排入冷凝器。常溫已高于制冷劑沸點(diǎn)溫度,無(wú)法冷卻、冷凝成液體。
[壓力越高,沸點(diǎn)越高;壓力越低,沸點(diǎn)越低]。只有通過(guò)提高制冷劑的壓力,使制冷劑的凝結(jié)點(diǎn)(沸點(diǎn))高于室外溫度,才能讓制冷劑向室外散熱,溫度降低,制冷劑凝結(jié)成液體。
2、冷凝器:
將壓縮機(jī)排出的高溫高壓蒸氣冷卻成液體;釋放出的熱量被水或空氣帶走?煞譃樗涫、空氣冷卻式、水和空氣混合冷卻式三種類(lèi)型。
空調(diào)冷凝器大多采用翅片盤(pán)管式結(jié)構(gòu),為提高換熱效率常將鋁合金翅片壓成各種形狀,以增加換熱面積。
3、節(jié)流裝置:
當(dāng)制冷劑流體通過(guò)一小孔時(shí),一部分靜壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)壓力,流速急劇增大,成為湍流流動(dòng),流體發(fā)生擾動(dòng),摩擦阻力增加,靜壓下降。
節(jié)流閥主要作用:節(jié)流降壓;調(diào)節(jié)流量,使流體達(dá)到降壓調(diào)節(jié)流量的目的。
3.1、毛細(xì)管特點(diǎn):
無(wú)運(yùn)動(dòng)件、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;無(wú)儲(chǔ)液器,充入的制冷劑量小;停機(jī)后的高低壓基本相同,便于啟動(dòng);工作的準(zhǔn)確程度差;小型空調(diào)或冰箱上運(yùn)用。缺點(diǎn):供液量不能隨工況變動(dòng)而調(diào)節(jié)。
熱力膨脹閥結(jié)構(gòu)
3.2、熱力膨脹閥特點(diǎn):
又稱感溫式膨脹閥,接在蒸發(fā)器的進(jìn)口上,器感溫包緊貼蒸發(fā)器的出口管上。膨脹閥另外一個(gè)作用:保持一定過(guò)熱度、防止液擊和異常過(guò)熱。
熱力膨脹閥分為:內(nèi)平衡式熱力膨脹閥和外平衡式熱力膨脹閥,我們來(lái)看看他們之間的結(jié)構(gòu)區(qū)別。
結(jié)構(gòu)區(qū)別
內(nèi)平衡式熱力膨脹閥:是在內(nèi)部將蒸發(fā)壓力傳遞到膜片。
外平衡式熱力膨脹閥:是膜片下面,感受到的是蒸發(fā)器出口壓力。
我們來(lái)放大看下里面的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)接管做法:
內(nèi)部結(jié)構(gòu)
膨脹閥使用區(qū)別
制冷系統(tǒng)若蒸發(fā)器的壓降較高,應(yīng)當(dāng)使用帶外平衡的膨脹閥。外平衡式熱力膨脹閥比較準(zhǔn)確的控制蒸發(fā)器的出口過(guò)熱度,充分的利用蒸發(fā)器的換熱面積,提高機(jī)組能效
3.3、電子膨脹閥:
是一種新型的控制元件,其節(jié)流裝置采用了微處理器控制。使用在變頻式空調(diào)器制冷系統(tǒng)中,適應(yīng)精確、高速、大幅度調(diào)節(jié)負(fù)荷的需要。當(dāng)然,現(xiàn)在冷凍冷藏也有很多使用電子膨脹閥。
電子膨脹閥采用電子膨脹閥進(jìn)行蒸發(fā)器出口制冷劑熱度調(diào)節(jié),可以通過(guò)設(shè)置在蒸發(fā)器出口的溫度傳感器和壓力傳感器,來(lái)采集過(guò)熱度信號(hào),采用反饋調(diào)節(jié)來(lái)控制膨脹閥的開(kāi)度;也可以采用前饋加反饋復(fù)合調(diào)節(jié),消除因蒸發(fā)器管壁與傳感器熱容造成的過(guò)熱度控制滯后,改善系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì),在很寬的蒸發(fā)溫度區(qū)域使過(guò)熱度控制在目標(biāo)范圍內(nèi)。
電子膨脹閥優(yōu)點(diǎn):
流量調(diào)節(jié)范圍大;控制精度高;高頻、低頻運(yùn)行時(shí)能效比提高;壓縮機(jī)可靠性提高,改善回油、回液、排氣溫度過(guò)高狀況等優(yōu)點(diǎn)。電子膨脹閥可分為電磁式和電動(dòng)式兩類(lèi)。
3、蒸發(fā)器:
將液體蒸發(fā)成氣體;吸收熱量。由于蒸發(fā)器的翅片間會(huì)不斷產(chǎn)生冷凝水,阻礙空氣的流動(dòng),所以蒸發(fā)器的片距比起冷凝器要大些,此外蒸發(fā)器翅片的表面還要進(jìn)行親水處理(親水鋁箔),以降低冷凝水的表面張力,使空氣氣流通截面積增大。
5、四通閥:
用于熱泵型空調(diào)器的部件?照{(diào)器在冬季作制熱運(yùn)行時(shí),室內(nèi)側(cè)熱交換器作為冷凝器工作,而室外側(cè)熱交換器作為蒸發(fā)器工作,這正好與空調(diào)器夏季制冷時(shí)相反,這就要求制冷劑流動(dòng)方向也要相反。
而制冷劑反向流與毛細(xì)管組合成特別的通路來(lái)適應(yīng)冬季、夏兩種差異的運(yùn)行工況。四通換向閥由先導(dǎo)閥、主閥和電磁線圈組成。
6、雙向電磁閥:
雙向電磁閥是用于制冷系統(tǒng)中執(zhí)行“通斷”操作的自控閥,可以控制制冷劑的流量和流向。雙向電磁閥有兩種,一種是兩個(gè)端口在同一方向上的通用電磁閥,另一種是兩個(gè)端口互相垂直的專用旁通電磁閥
電磁閥串聯(lián)在膨脹閥前的液體管道上,壓縮機(jī)開(kāi)機(jī)時(shí),接通系統(tǒng)管路;壓縮機(jī)停機(jī)時(shí),自動(dòng)切斷液體管路,阻止制冷劑液體繼續(xù)流向蒸發(fā)器,防止蒸發(fā)器內(nèi)充滿液后,壓縮機(jī)再次啟動(dòng)時(shí)造成液擊現(xiàn)象,產(chǎn)生溢液事故。
電磁旁通閥:夏季用于除濕;高溫天減負(fù)荷運(yùn)行,而且減負(fù)荷啟動(dòng)運(yùn)行,冬季也可以用于除霜。
7、單向閥:
單向閥是只允許制冷劑單方向流動(dòng),裝在管路中防止制冷劑氣體或液體倒流,故又稱止逆閥。單向閥又可分為球形閥和針形閥 。
冷暖空調(diào)機(jī)中,單向閥與四通閥配合使用,用來(lái)安全有效地切換制冷劑的流向。單冷式空調(diào)中,為了防止壓縮機(jī)停機(jī)時(shí)制冷劑由冷凝器回流進(jìn)入壓縮機(jī)引起液擊,常在靠近壓縮機(jī)的排氣管上安裝單向閥。
7、截止閥:
截止閥是一種管路關(guān)閉閥,以手動(dòng)控制啟閉閥芯來(lái)控制流動(dòng)介質(zhì)的通過(guò)與截止。用于管路末端, 連接各類(lèi)檢測(cè)儀器儀表及系統(tǒng)充注與排放;用于管路中, 切斷流體流動(dòng)。截止閥按結(jié)構(gòu)可分為二通截止閥和三通截止閥。
8、干燥過(guò)濾器:
吸收制冷系統(tǒng)中的水分,阻擋系統(tǒng)中的雜質(zhì)使其不能通過(guò),防止制冷系統(tǒng)管路發(fā)生冰堵和臟堵。
系統(tǒng)最容易堵塞的部位是毛細(xì)管(或膨脹閥),因此干燥過(guò)濾器通常安裝在冷凝器與毛細(xì)管(或膨脹閥)之間。
9、氣液分離器(儲(chǔ)液器):
是使氣態(tài)制冷劑與液態(tài)制冷劑分離,防止壓縮機(jī)液擊;儲(chǔ)存制冷循環(huán)中的制冷劑液體,根據(jù)負(fù)荷變化調(diào)節(jié)供液量。
9、液視鏡:
安裝在液體管線中,膨脹閥的上游,通過(guò)它可以觀察液態(tài)制冷劑的流動(dòng)情況,以及確定制冷劑中有無(wú)水分,視鏡中顯示的顏色由綠變黃。
10、軸流風(fēng)扇:
軸流風(fēng)扇的作用是冷卻冷凝器,一般裝在室外看,可將冷凝器中散發(fā)的熱量強(qiáng)制吹向室外。特點(diǎn)是效率高、產(chǎn)風(fēng)量大、造價(jià)低,省電。缺點(diǎn)是風(fēng)壓較低,噪聲較大。
11、離心風(fēng)扇:
離心風(fēng)扇裝在窗式空調(diào)器室內(nèi)側(cè)和分體式柜式空調(diào)器室外機(jī)組中,起作用是將室內(nèi)的空氣吸入,經(jīng)蒸發(fā)器冷卻,再由離心風(fēng)扇葉輪壓縮后,提高壓力并沿風(fēng)道送向室內(nèi)。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊,尺寸小、風(fēng)量大、噪聲比較低。
12、貫流風(fēng)扇:
貫流風(fēng)扇通常應(yīng)用咋分體壁掛式空調(diào)器室內(nèi)機(jī)組中。葉片采用向前傾斜式,氣流沿葉輪徑向流入,貫穿葉輪內(nèi)部,然后沿徑向從另一端排出。
13、油分離器:
壓縮機(jī)的排氣口排出高溫高壓的氣體,其成分實(shí)際為制冷劑與冷凍油混合氣體。冷凍油通過(guò)油分離器底部的毛細(xì)管直接回到壓縮機(jī),減少管路系統(tǒng)中冷凍油的循環(huán)量。
為保證油分離的效果,油分離器在制冷系統(tǒng)中,一般垂直安裝,便于冷凍油的流動(dòng)。
14、消音器:
壓縮機(jī)排出的高壓制冷劑流速很高,一般在10-25m/s之間。因此壓縮機(jī)排氣過(guò)程就會(huì)產(chǎn)生一定的噪音,因此,消音器的目的就在于降低空調(diào)工作時(shí)發(fā)出的噪音,雖然做不到完全消失,但可以做到降低的作用,也是比較實(shí)用的一種工具。
消音器一般也是垂直安裝,以利于冷凍油的流動(dòng)。另外,消音器內(nèi)的配管插入深度,直接影響消音器的消音效果。因此,在空調(diào)生產(chǎn)或維修焊接時(shí),配管插入的深度必須嚴(yán)格控制。
15、儲(chǔ)液器:
儲(chǔ)液器是一個(gè)通常安裝在制冷系統(tǒng)高壓液管上的壓力容器,用來(lái)儲(chǔ)存制冷系統(tǒng)在負(fù)載變化時(shí)所導(dǎo)致的多余的制冷劑。
制冷系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,由于工況的變化或者對(duì)制冷量進(jìn)行調(diào)整時(shí),系統(tǒng)中的制冷劑循環(huán)量將發(fā)生變化。當(dāng)開(kāi)啟室內(nèi)機(jī)較少時(shí),系統(tǒng)中部分制冷劑是用不上的,因此為了減少損耗,需要使用集液器這個(gè)零部件將多余的冷媒儲(chǔ)存起來(lái)。
16、壓力傳感器:
壓力傳感器是安裝于空調(diào)室外機(jī)管路上,進(jìn)行壓力檢測(cè)的裝置,將壓力檢測(cè)的結(jié)果傳輸?shù)诫娔X板,從而對(duì)空調(diào)機(jī)其他零部件進(jìn)行控制。壓力傳感器是一種能將檢測(cè)到的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電子信號(hào),由電腦板芯片進(jìn)行微處理,根據(jù)壓力檢測(cè)的結(jié)果對(duì)空調(diào)機(jī)的零部件進(jìn)行精細(xì)的控制。如今絕大多數(shù)壓力傳感器都是電容式壓力傳感器,它由兩個(gè)靠近的平行膜片和一個(gè)堅(jiān)固的小巧殼體構(gòu)成。
18、壓力開(kāi)關(guān):
空調(diào)壓力開(kāi)關(guān)的作用在于保護(hù)產(chǎn)品因?yàn)閴毫^(guò)高導(dǎo)致的承受不足。當(dāng)空調(diào)機(jī)管道中的壓力超出設(shè)定值范圍(過(guò)高或過(guò)低)壓力開(kāi)關(guān)動(dòng)作,改變控制元件的通斷狀態(tài),保護(hù)空調(diào)免受損壞;當(dāng)壓力恢復(fù)到正常范圍后開(kāi)關(guān)元件恢復(fù)通斷狀態(tài)。壓力開(kāi)關(guān)采用的彈性元件有單圈彈簧管、膜片、膜盒及波紋管等。
19、溫度傳感器;
空調(diào)中使用的溫度傳感器主要采用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻(又叫作NTC熱敏電阻)。需要注意的是,溫度傳感器的電阻并不是一成不變的,當(dāng)溫度變化時(shí),它的電阻阻值也發(fā)生變化。溫度升高其阻值變小,溫度降低其組值增大。
各種溫度傳感器的作用:
空內(nèi)環(huán)境溫度傳感器:安裝于室內(nèi)蒸發(fā)器進(jìn)風(fēng)口,由塑料件支撐,可用來(lái)檢測(cè)室內(nèi)環(huán)境溫度是否達(dá)到設(shè)定值。
室內(nèi)盤(pán)管溫度傳感器:安裝在室內(nèi)蒸發(fā)器管道上,外面用金屬管包裝,它直接與管道相接觸,所測(cè)量的溫度接近制冷系統(tǒng)溫度。
室外環(huán)境溫度傳感器:安裝在室外機(jī)散熱器上,由塑料件支撐,用來(lái)檢測(cè)室外環(huán)境溫度。
室外盤(pán)管溫度傳感器:安裝在室外機(jī)散熱器上,用金屬管包裝,用來(lái)檢測(cè)室外管道溫度。
壓縮機(jī)排氣溫傳感器:安裝在室外壓縮機(jī)排氣管上,用金屬管包裝。
室外回氣溫度傳感器:檢測(cè)壓縮機(jī)的回氣溫度,保證回到壓縮機(jī)的冷媒是過(guò)熱蒸汽,防止壓縮機(jī)回液。
壓縮機(jī)底部溫傳感器:主要用于檢測(cè)壓縮機(jī)底部溫度,壓縮機(jī)底部溫度低可能因?yàn)槔涿交匾,溫度太高可能因冷媒不足?/div>
其它溫度傳感器:另外系統(tǒng)中還有過(guò)冷卻盤(pán)管傳感器、功率晶體模塊傳感器、出風(fēng)溫度傳感器等各種類(lèi)型傳感器。
20、空調(diào)電機(jī):
空調(diào)器用單相壓縮機(jī)有兩個(gè)繞組,即啟動(dòng)繞組與運(yùn)行繞組(主繞組),三個(gè)接線頭,分別為:運(yùn)行端(R),啟動(dòng)端(S),公共端(C),RS間的電阻大于SC間的電阻大于RC間的電阻。RS間電阻等于SC間電阻加RC間的電阻,利用上述規(guī)律可以予以判別好壞。若所測(cè)繞組的電阻值小于正常值,就可判斷此繞組短路。
三相電機(jī)定子由3組完全對(duì)稱的繞組組成,這三個(gè)繞組嵌在定子鐵芯槽中,而且在空間分布上彼此錯(cuò)開(kāi)120°電度角,柜式空調(diào)器壓縮機(jī)多采用三相異步電機(jī)。對(duì)于三相電動(dòng)機(jī),用兩表筆分別接觸3個(gè)接線柱端子中的2個(gè),如果3次測(cè)得的阻值一致,表明繞組良好;如果有2次測(cè)得的阻值為無(wú)窮大,表明有一組繞組斷路;如果3次測(cè)試均為無(wú)窮大,表明至少有兩組繞組斷路;如果3次測(cè)量中有2次所測(cè)阻值明顯小于另一次所測(cè),表明有短路。
另外,可以檢查壓縮機(jī)碰殼通地,采用萬(wàn)用表的電阻檔。一支筆與公用點(diǎn)緊緊靠牢,另一支表筆搭緊壓縮機(jī)工藝管上露出金屬部分進(jìn)行測(cè)量。若電阻值很小,就可判斷繞組或內(nèi)部接線碰殼通地。
空調(diào)電機(jī):
空調(diào)器風(fēng)扇用電機(jī)為一般為單相異步電機(jī),采用PSC接線方式。根據(jù)使用的需要,風(fēng)扇電機(jī)可進(jìn)行調(diào)速,調(diào)速方法有:定子繞組抽頭式調(diào)速、可控硅調(diào)速等。
21、空調(diào)過(guò)冷管組:
過(guò)冷管組分為:一級(jí)過(guò)冷組和二級(jí)過(guò)冷組。二級(jí)過(guò)冷組一般用在管路較長(zhǎng)的大型多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。
過(guò)冷管組作用是延長(zhǎng)毛細(xì)管的長(zhǎng)度, 降低蒸發(fā)壓力, 蒸發(fā)溫度也相應(yīng)降低, 能夠從室外吸收更多的熱量, 從而增加制熱效果。
22、電加熱:
電加熱元件有PTC式和電加熱管式兩種,小型空調(diào)常用PTC式,大中型空調(diào)則采用電加熱管式加熱器。當(dāng)PTC受環(huán)境溫度和電壓波動(dòng)等因素的影響而溫度偏高時(shí),其阻值會(huì)成倍地增加,直至接近絕緣,因此PTC本身便會(huì)切斷電源,使溫度回落。這一自動(dòng)恒溫發(fā)熱的特性,使其不會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象,具有相當(dāng)?shù)陌踩浴?/div>
在維修過(guò)程中當(dāng)電加熱器出現(xiàn)不加熱故障時(shí),維修人員應(yīng)該從以下方面入手:
檢修時(shí)可用萬(wàn)用表測(cè)試其電阻值,若為無(wú)窮大則斷路,若很小則為短路。電加熱器的工作由電腦板芯片和繼電器控制,發(fā)出加熱指令。
電加熱工作需要檢測(cè)室內(nèi)熱交傳感器的溫度。因此溫度傳感器的故障也有可能導(dǎo)致電加熱器不工作。
若發(fā)出指令后,電加熱器雖工作但無(wú)熱風(fēng)吹出,可能是電熱絲故障,也可能是線路板故障。
絕緣的檢查方法:用萬(wàn)用表對(duì)電加熱器接線端子和其金屬外殼的絕緣電阻進(jìn)行檢測(cè),其值應(yīng)大于30兆歐。
23、加熱帶
當(dāng)周?chē)h(huán)境溫度在攝氏零度以下,壓縮機(jī)在制熱狀態(tài)中,經(jīng)常出現(xiàn)主機(jī)開(kāi)機(jī)困難或即使勉強(qiáng)開(kāi)機(jī)也要經(jīng)過(guò)一段較長(zhǎng)的惡劣工作狀態(tài),這樣嚴(yán)重影響壓縮機(jī)的使用壽命。為了彌補(bǔ)這一缺陷,配置輔助電加熱帶(線)是解決這一問(wèn)題的最佳選擇。
加熱帶作用是防止壓縮機(jī)在啟動(dòng)及運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生液壓縮。壓縮機(jī)加熱帶送電,可將壓縮機(jī)內(nèi)存在的液態(tài)冷媒提前蒸發(fā),保證壓縮機(jī)的使用壽命。
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