家电维修空调器结构原理以及故障维修和检修技术基础课件.pptx

2.按空调器的实用功能可分为单冷型（冷风型）和冷热两用型（1）单冷型空调器。它只能用于夏季室内降温，同时兼有一定的除湿功能。有的空调器还具有单独降湿功能，可在不降低室温的情况下，排除空气中的水分，降低室内的相对湿度。（2）冷热两用型空调器。冷热两用型又可分为3种类型：电热型、热泵型和热泵辅助电热型。夏季制冷运行时可向室内吹送冷风，而冬天制热运行时可向室内吹送暖风。其制冷运行的情况与单冷型空调器完全一样，而制热运行情况则视空调器的类别而异。电热型空调制热运行时压缩机停转，电加热器通电制热。由于电加热器与风扇电机设有连锁开关，当电加热器通电制热时风机同时运行，给室内吹送暖风；热泵型空调器制热运行时，通过电磁四通换向阀改变制冷剂的流向，使室内侧换热器作为冷凝器而向室内供热；热泵辅助电热型空调器是在热泵型空调器的基础上，加设了辅助电加热器，这样才能弥补寒冷季节热泵制热量的不足。第1页/共458页3.按空调器系统组合可分为整体式和分体式（1）整体式。整体式空调器是将所有零部件都安装在一个箱体内，它又可分为窗式和立柜式。其中窗式空调器按其外形长、宽比例的不同分为卧式和立式，如图4.1和图4.2所示。整体立柜式空调器如图4.3所示，若冷凝器用水冷却，则制冷量较大，一般在7000W以上。（2）分体式。它将空调器分成室内机组和室外机组，然后用管道和电线将这两部分连起来。压缩机通常安装于室外机组，因而分体式空调器的噪声比较小。第2页/共458页图4.1 卧式窗式空调器第3页/共458页图4.2 竖式窗式空调器第4页/共458页图4.3 柜式（水冷却）空调器第5页/共458页 分体式空调器按其室内机组安装位置，可分为壁挂式、落地式、吊顶式和嵌入式，如图4.4至图4.7所示。而分体式空调器的室外机组多为通用型，其外形如图4.8所示。第6页/共458页图4.4 壁挂式分体机室内机组第7页/共458页图4.5 落地式分体机室内机组第8页/共458页图4.6 吊顶式分体机室内机组 第9页/共458页图4.7 嵌入式分体机室内机组第10页/共458页图4.8 分体式空调器的室外机组 第11页/共458页a.壁挂式壁挂式分体机室内机组的换热器安装在机组内部的上半部分，而离心风机安装在下半部分。风从上面进，从下面出。壁挂式分体机又可以做成“一拖二”或“一拖三”的形式，即一台室外机组拖动两台或三台室内机组。但壁挂机风压偏低，送风距离短，室内存在送风死角，室温分布不够均匀。b.吊顶式吊顶式分体机的室内机组安装在室内天花板下，所以又称吸顶式或悬吊式。它由底下后平面进风，正前面出风（两侧面也可辅助出风），风压高，送风远，但安装、维修比较麻烦。第12页/共458页c.嵌入式嵌入式分体机的室内机组嵌埋在天花板里，从外观上只看到它的进出风口，因此又称埋入式机组。它可通过天花板内的吸排风管把冷气通入相邻房间，一机多用。嵌入式机组噪声低，送风均匀，但安装、检修都比较费事。d.落地式落地式分体机的室内机组外形为一台立式或卧式柜，因此又称柜式机组，它通常安装在窗口下的墙边。第13页/共458页 4.按空调器冷却方式可分为水冷式和气冷式 水冷式与气冷式相比，具有能效好的优点，但必须有水源，对于家庭来说安装较麻烦，且有运行耗水之弊。5.按空调器制冷方法可分为全封闭蒸气压缩机式和热管式 前者是目前广泛采用的。后者可以制成小型家用空调器，利用“热管”这种具有良好导热性能的新技术产品，有很好的传热效能。热管式空调没有活动部件，可在设计温度范围内长期可靠运行，此外尺寸小、结构紧凑。6.按空调器制冷量可分为小型、中型、大型3种 制冷量在10003000kcal/h（1.163.48kW）为小型；40006000kcal/h（4.466.09kW）为中型；10000kcal/h左右（11.6kW左右）的为大型（1 cal=4.1868J）。第14页/共458页4.1.3 空调器的型号1.国产空调器型号空调器的结构形式不同，其型号的表示方法也不相同。（1）房间空调器型号的表示方法如图4.9所示。第15页/共458页图4.9 房间空调器型号表示方法k分体式室外机组结构代号 分体式室内机组结构代号 名义制冷量，用阿拉伯数字表示，其值取名义制冷量的前两位数 功能代号：冷风型L、热泵型R、电热型D、吊顶式D、挂式G、落地式L、嵌入式Q、台式T 结构形式代号（C或F）房间空气调节器 第16页/共458页例4.1 KCD-30表示窗式电热型房间空调器，制冷量为3000W。例4.2 KFR-28GW表示分体壁挂式热泵型房间空调器（包括室内机组和室外机组），制冷量为2800W。（2）单元式空调器型号的表示方法如图4.10所示。第17页/共458页图4.10 单元式空调器型号的表示方法 结构类型：风冷式N表示压缩机 放在室内机组，W表示压缩机放在 室外机组；水冷式不予表示 名义制冷量：数字103W 制热方式：表示电加热，热泵不予表示 室外侧热交换器冷却方式：F表示风冷，水冷不予表示 形式：L表示冷风型，R表示热泵型，H表示恒温恒湿型第18页/共458页例4.3 RF-14W表示热泵型、室外侧换热器风冷，制冷量为1400W，压缩机放在室外机组的单元式空调器。例4.4 LF-13W表示单冷型、室外侧换热器为风冷，制冷量为1300W，压缩机放在室外侧机组的单元式空调器。2.进口空调器型号目前，市场上进口空调器牌号很多，而且没有统一的型号表示规定。各公司自行制定产品的型号。常见进口空调器的型号如表4.1所示。第19页/共458页表4.1 部分进口空调器型号第20页/共458页4.1.4 空调器的开机运行1.环境温度的选择空调器一般采用风冷式冷凝器，当环境温度超过43(C时，因冷凝器周围的气温太高，会导致压缩机超负荷运行，最终压缩机过载保护器动作，切断压缩机电源。对于特别炎热的地区，可选用最高环境温度为52(C的空调器，该空调器采用特殊的压缩机。若外界气温低于21(C，就不必使用制冷空调器，所以冷风型空调器下限环境温度为21(C。热泵型空调器的使用环境温度为-543(C，其中不带化霜的热泵空调器允许的环境温度为543(C。第21页/共458页2.空调器运行操作房间空调器的控制面板上标有通风、低冷、高冷（中冷）挡。冷热两用空调器上还标有低热、高热挡。当主控开关置于通风挡时，制冷压缩机不运行，仅有风机运行，此时空调器不制冷，只通风。主控开关置于冷挡时，压缩机运行，空调器吹出冷风。空调器制冷量的改变是通过改变风机转速来达到的。热泵空调器制热时，同样是风机高速运行时，其制热量大；风机低速运行时，其制热量小。第22页/共458页 需要制冷时，先将温度控制器旋至最冷区，此时温度控制器接通，然后将选择开关旋至高风或低风位，使风扇旋转，紧接着把它旋转到高冷或低冷位置，压缩机回路接通，制冷开始。当室温达到设定值时，可调节温控器旋钮，停在某一数字处，将室温控制在某一温度范围内。如果此温度偏高，可顺时针方向旋转温度控制器旋钮，反之则逆时针旋转。对于热泵式空调器，只要按下制热按钮，风机与压缩机就会同时运行。由于电磁换向阀的作用，空调器会向室内吹热风，向室外吹冷风。当房间温度上升到需要的温度时，可调节温控器旋钮，直到压缩机刚好自动停止，即可使室内维持在一定的温度范围内。使用遥控器操作空调器运行时，根据设定的温度操作相应的按键，达到运行要求。为了保持室内空气新鲜，可以打开风门开关，排除污浊空气。之后要把风门关好，以保持室内舒适温度。第23页/共458页3.空调器在不同工频下的运行我国的电源工作频率为50Hz，但由于世界各地区的电源频率各不相同，一些国外空调器制造厂商提供多种频率的空调器供用户选择。若空调器的工作频率为60Hz，则它可以运行于50Hz的相应地区。压缩机工作于60Hz的同步转速为3500r/min，在50Hz下运行的同步转速为2900r/min，所以运行在50Hz电源下，压缩机转速下降，空调器制冷量也下降。反之，工作电源为50Hz的不可运用于60Hz电源，否则，将会损坏压缩机。第24页/共458页4.空调器的低压运行 我国房间空调器的工作电源规定为单相220V/50Hz，工作电压允许波动10%。家用空调器一般采用单相220V/50Hz。目前我国有一些地区的电网电压偏低，电机启动力矩下降，会使单相空调器压缩机启动困难，要注意倾听压缩机是否已经启动。若不能启动，则应立即关机再重复启动。若仍不能启动，则应该关机，待电压回升后再启动。不能让压缩机过载保护继电器反复动作，以防触点烧结或大电流通过电机绕组将电动机烧毁。如果辨别压缩机是否启动有困难，可在空调器输入电路中接一只电流表。在启动压缩机的瞬间，由于启动电流很大，会使电流表指针转到底，然后返回到空调器正常的工作电流值（此值可查产品标签），说明压缩机已工作。若电流表指针转到底，返回后指到1A左右，则说明只有风机工作，压缩机并没有工作。第25页/共458页5.空调器连续启动的间隔时间 总开关由“制冷（制热）”转至“停止”或“送风”后，至少间隔23min才能转至“制冷（制热）”位置，否则压缩机将会因制冷系统内的压力不平衡而难于启动，甚至损坏。对于分体式空调器，因为室内机组与室外机组距离较远，压力平衡的时间长，所以等待时间应稍长。若高压侧与低压侧压力还未平衡就开机，会因负荷过大而使电机处于堵转状态，而堵转时电流十分大，压缩机上的过载保护器会切断压缩机电源，以保护电动机不被烧毁；若过载保护失灵，则压缩机电动机就有被烧毁的危险。第26页/共458页4.2 空调器的整体构造 空调器是由制冷循环系统、空气循环系统、电气系统和箱体等组成的，但空调器的结构差别很大。图4.11至图4.18是几种基本类型空调器的结构。第27页/共458页 图4.11 单冷型窗式空调器结构第28页/共458页 图4.12 电热型窗式空调器结构第29页/共458页图4.13 壁挂式分体机室内机组结构第30页/共458页图4.14 单风扇分体机室外机组结构第31页/共458页图4.15 落地式分体机室内机组结构第32页/共458页图4.16 双风扇落地式分体机室外机组结构第33页/共458页图4.17 吊顶式分体机室内机组结构第34页/共458页图4.18 嵌入式分体机室内机组结构第35页/共458页 单冷型窗式空调器的蒸发器位于箱体内部的室内侧，冷凝器则位于箱体内部的室外侧，用一台双轴电机同时带动室内离心风扇和室外轴流风扇；冷热两用型窗式空调器的内部结构与单冷型窗式空调器基本相同，不同之处仅是热泵型窗式空调器在制冷管道上增设一只电磁四通换向阀；电热型窗式空调器则在箱体内部的室内侧增加一个电热器；分体式空调器通常配单风扇室外机组，若制冷量较大时则须配双风扇室外机组。第36页/共458页4.3 空调器制冷系统空调器制冷系统主要由压缩机、蒸发器、冷凝器和节流器件等组成，此外，还包括一些辅助性元器件，如干燥过滤器、气液分离器（储液器）、电磁换向阀等。空调器制冷系统如图4.19所示。第37页/共458页图4.19 空调器制冷系统第38页/共458页4.3.1 压缩机 空调器所用的压缩机与电冰箱所用的压缩机在原理上基本相同，其不同点在于结构参数和工况条件。空调器所用的压缩机属高背压压缩机，而电冰箱所用的压缩机属低背压压缩机。背压是指压缩机的吸气压力，即蒸发器出口的压力，该压力与蒸发温度有关。背压的高低往往按蒸发温度范围来划分。压缩机分为开启式、半封闭式和全封闭式3种。由于全封闭式压缩机结构紧凑，体积小，重量轻，噪声低，密封性能好，允许转速高，因此，家用空调器几乎都采用这种压缩机。全封闭压缩机主要有往复活塞式压缩机和回转式压缩机两种。第39页/共458页1.往复活塞式压缩机 （1）往复活塞式压缩机的结构。往复活塞式压缩机主要由机体、曲柄连杆机构、气阀及其他零部件构成。如图4.20所示为往复活塞式压缩机结构。电机和压缩机都置于34mm的钢板冲压成形的机壳内，电机定子垂直固定在机壳上，转子紧压在曲轴上，曲轴呈垂直安装位置，气缸为卧式排列，曲轴支承在机体上，曲轴的回转运动通过连杆传给活塞变为往复运动，阀板上的吸气和排气阀片起到控制吸排气的作用。这种压缩机一般采用偏心压力输送润滑油，通过曲轴下端的偏心孔，在离心力作用下，把润滑油送至各摩擦面。第40页/共458页 （2）往复活塞式压缩机的工作原理。往复活塞式压缩机的工作原理如图4.21所示。当压缩机由电机驱动工作时，曲轴带动活塞下降。由图4.21（a）可知：吸气阀片被打开，制冷剂蒸气沿进气通道进入气缸和活塞顶部组成的气腔容积内，这时排气阀片紧贴着阀板，盖住排气孔，以免进、排气串通。当气体充满气缸后，即活塞到达下止点时，曲轴继续转动而使活塞上升。由图4.21（b）可知：活塞这时已升到使排气阀片打开的位置，被压缩的高压制冷剂蒸气由排气孔排到排气管后再进入冷凝器冷凝放热。从图中可知，在排气阀片上面安装有限位器，限位器的作用是防止排气阀片被冲坏。当高压气体排出时，冲击排气阀片并使其紧贴在限位器上，限位器限制排气阀片的最大位置。排气结束，曲轴又带动活塞下降，如此不断地往复运动完成压缩过程。第41页/共458页图4.20 往复活塞式压缩机结构第42页/共458页1.限位器 2.排气阀片 3.阀板 4.吸气阀片5.活塞 6.进气方向 7.气缸第43页/共458页图4.21 往复活塞式压缩机工作原理第44页/共458页2.滚动式活塞式压缩机（1）滚动活塞式压缩机的结构。如图4.22所示为滚动活塞式压缩机结构，它主要由电机、滚动活塞、偏心轴、滑片、弹簧、吸气孔、排气阀片等组成（无吸气阀片）。滚动活塞式压缩机一般为立式结构，压缩机装在壳体的下部，电机在上部，整个气缸的外部几乎浸在润滑油中，圆柱活塞装在气缸内，并套在偏心轴的偏心拐上，偏心轴以为轴心带动活塞在气缸内沿着气缸壁面滚动，气缸壁有一条穿通的槽，槽内装着滑块，滑块与转子配合在槽内滑动，在弹簧力的作用下与滚动转子外圆壁面紧密接触而组成动密封，将滚动转子和气缸壁之间的月牙形空间分成进气腔和压缩腔，在偏心轴绕气缸中心旋转一周的过程中，进气腔完成进气过程，压缩腔完成压缩和排气过程。滑块与圆柱转子高度相等，气缸高度比转子稍高出一点，气缸口上盖有气缸盖，活塞端面与气缸盖平面之间有一定间隙，以使活塞与滑块能在气缸内自由运动，在气缸槽两侧的气缸体上有吸、排气孔，吸气孔没有吸气阀，制冷剂蒸气直接从吸气管进入气缸的吸气孔。为防止液击，在其吸气管上装有气液分离器；排气口上装有排气阀，气缸内的气体排入壳体内，故其壳体内是高压气体区，然后高压气体再由壳体进入排气道内。第45页/共458页图4.22 滚动活塞式压缩机结构第46页/共458页 （2）滚动活塞式压缩机的工作原理。滚动活塞式压缩机现已广泛应用在空调器上，它的容积效率高，零部件少。图4.23所示为滚动活塞式压缩机的工作原理。从图中可知：滚动活塞安装在曲轴上，活塞中心与曲轴旋转中心有一偏心距。当压缩机工作时，制冷剂蒸气从吸气口进入气缸的月牙形空腔中（图中A位），气缸体滑槽中的叶片在背部弹簧力作用下紧贴着转子外表面，将气腔分成低压腔和高压腔，低压腔与吸气口相连，高压腔与排气口相连（图中B位），由于滚动活塞的不断旋转，压缩腔不断减小，其压力也不断升高（图中C位），活塞继续旋转，直到压缩室内的气体压力高于排气压力时，排气阀被打开，高压高温制冷剂蒸气经排气口排出。同时，吸气腔又在扩大，气体又被吸入压缩（图中D位）。如此循环往复，完成制冷剂的压缩。第47页/共458页图4.23 滚动活塞式压缩机工作原理 1.滚动活塞 2.排气阀 3.吸气口 4.曲轴 5.气缸 6.叶片 7.弹簧第48页/共458页3.旋转式压缩机（1）旋转滑片式压缩机的结构。如图4.24所示为旋转滑片式压缩机结构，它主要由转子、叶片、转动轴、气缸及气缸密封盖、轴承及轴承盖等组成。压缩机气缸有圆形和椭圆形两种。圆形气缸的转子上有叶片24个，椭圆形气缸的转子上有叶片45个。圆形气缸压缩机的气缸是偏心安置的，只有一个接触点，而椭圆形气缸与转子有两个接触点，圆形气缸有一对吸气孔和排气孔，椭圆形气缸有两对吸气孔和排气孔。第49页/共458页 （2）旋转滑片式压缩机的工作原理。旋转滑片式压缩机有圆形多叶片和椭圆形多叶片两种，图4.25所示为圆形多叶片旋转滑片式压缩机工作原理。从图中看出：旋转滑片式压缩机的转子偏心安置在气缸内，在转子上开有35个纵向开口槽，槽中装有能径向滑动的滑片。当旋转滑片式压缩机工作时，转子在圆形缸体或椭圆形缸体内旋转，滑片在离心力或油压作用下滑出，并紧贴气缸壁，这样，由转子表面、气缸内壁、滑片及压缩机两端盖共同形成一个封闭的月牙形容积，在压缩机缸体适当位置上设置吸气口和排气口，随着转子的旋转，月牙形容积不断由大到小、由小到大的变化，完成了旋转滑片式压缩机的吸气、压缩、排气工作过程。第50页/共458页4.涡旋式压缩机 涡旋式压缩机是一种容积型压缩机，如图4.26所示。它利用涡旋转子与涡旋定子啮合，形成了多个压缩室。随涡旋转子的平移转动，各压缩室内容积不断发生变化，实现吸入与压缩气体。第51页/共458页图4.24 旋转滑片式压缩机的结构 1.外壳 2.气缸 3.叶 片 4.转 子第52页/共458页图4.25 旋转滑片式压缩机的工作原理 1.滑片 2.转子 3.进气口 4.排气口 5.高压气体 6.气缸 7.气缸 8.低压气体第53页/共458页 图4.26 涡旋式压缩机的压缩原理第54页/共458页 涡旋式压缩机的压缩原理在100多年前就已提出，直至20世纪70年代，日本和美国成功开发了应用于空调制冷的涡旋式压缩机。由涡旋式压缩机压缩过程可知，该压缩机无须吸、排气阀，并且能比较平稳地排出和吸入气体，因而有极高的容积效率。近年来，美国和日本的一些公司，如谷轮公司等，相继推出轴向和径向的柔性密封涡旋式压缩机，有效地解决了涡旋式压缩机中湿压缩和高压比下排气温度过高的问题，以及少量金属磨屑和杂质对涡旋体的损伤。还利用轴向柔性密封技术，在加设控制电磁阀后，实现“数码涡旋”的变容量技术，扩展了容量的调节范围，可实现10%100%的比例调节压缩机容量范围，而且不影响离心供油的润滑性能。第55页/共458页 由于新技术的应用及材料和机械加工工艺的发展，涡旋式制冷压缩机自20世纪90年代后得以飞速发展，与滚动转子压缩机一样，成为中小型制冷空调装置的重要压缩机品种。第56页/共458页 （1）涡旋式制冷压缩机的工作原理。涡旋式压缩机的工作室由转子和定子两个涡旋啮合而成。涡旋体的型线为基圆的渐开线，以基圆半径a的不同起始角形成，其壁厚为，轴向高度为H。涡旋体转子和定子周向起始角相差180，两个涡旋体的面出现多处的啮合点，形成多个封闭腔体。涡旋转子由十字联接环带动，而十字联接环又由压缩机主轴（偏心轴）带动，使涡旋转子绕定子公转，在涡旋定子的中心开设排气孔口，涡旋周边吸气口与转子外周相通，当转子端点和定子外周相啮合时，完成吸气并随转子进行平移转动，此啮合点内容积承受啮合点位置向定子中心改变，且逐渐收缩。压力不断提高，进入压缩过程，当内容积对准中心室并与排气口相通，开始排气直至中心室内容积消失，同时外围开始多次进入吸气状态，并形成多个压缩内容积。第57页/共458页 在涡旋式压缩机中，由于无余隙容积，因而容积式压缩机的膨胀过程在此类压缩机中已消失，有效地提高了容积效率。吸气和压缩排气过程在多个涡旋小室中进行，因而有效地实现了平稳输气，减少输气的脉动损失。由于无吸排气阀，无阀前后的压力损失，显而易见，与往复式和滚动转子相比，此类压缩热力过程中的流动损失亦很小。由于涡旋式压缩机为一内容积比一定的压缩机，必然有一定内压缩比的特点。因而在低压比工况运行时会产行“过压缩”现象，增加额外的功率消耗，为此，产生了径向、轴向的各种“柔性”密封，以适应各种工况和容量的变化。第58页/共458页 （2）全封闭式涡旋式制冷压缩机的结构。涡旋式压缩机结构简单，运动件少，但对其加工精度的要求极高，对材料的耐磨性、耐热性要求更为特殊。涡旋式压缩机与全封闭往复式、流动转子压缩机一样，以偏心油孔“泵油”为润滑的主要方式，机壳内部除高低压分隔罩以上的排气腔外，机壳内处于低压状态，电动机与机壳紧密配合，电动机的热量经机壳及制冷剂吸入气体带走，实现冷却，因而与滚动转子压缩机不同，机壳内压力状态为低压状态。一般涡旋式压缩机电动机置于全封闭钢壳的下部，压缩机位于上部，如图4.27所示。第59页/共458页图4.27 全封闭涡旋式制冷压缩机的基本结构 第60页/共458页 从蒸发器来的制冷剂，经吸气管4进入钢壳，并被吸入吸气腔，经转子3和定子2的啮合压缩，由定子中心孔排出，进入排气腔24、排气管1。在排气孔口附近，有一旁通管，由双金属片控制启闭。当排气孔口温度过高时，打开通道口，使高低压旁通排气腔压力降低，压缩机进入卸载状态，使温度下降，有效地避免了过高的温度所引起的压缩机“咬死”、“润滑失效”等故障。主轴与涡旋转子通过十字联接环18相联，使涡旋转子仅能绕定子公转，而避免转子在气体压力推动下的自转。某些涡旋式压缩机以轴向柔性运动的方式安装定子，使定子在气体压力下能有1mm的运动间隙，在停止运动时，定子与转子在轴向自然产生一定间隙，在起动时逐渐对定子加压与转子顶端实现密封，有效的实现了“卸载启动”，减小了启动电流。第61页/共458页 （3）全封闭式涡旋制冷压缩机的输气调节原理。以美国谷轮公司为代表的全封闭式涡旋制冷压缩机，在输气量的调节方面采用多项专利的新技术，有效地解决了压缩的可靠性、变工况的适应性及不同容量的调节。此类压缩机已进入商业化时代的大批量生产。“柔性”涡旋压缩机。“柔性”指涡旋压缩机的定子和转子在轴向和径向有一定的活动余地，在非正常工况下具有一定的分离能力，在需要时，可人为地利用其“柔性”实现部分的卸载功能。第62页/共458页a.径向“柔性”密封如图4.28所示，压缩机的转子涡盘与定子涡盘一般情况下通过十字联接环啮合，并通过一定数量的啮合点实现径向的密封。而此传动机构中，适当留有“游隙”，使涡旋转子在正常情况下由于平衡块离心力的作用，与定子实现密封啮合。当有杂质和液体制冷剂被吸入时，则由于“游隙”的存在，使转子出现平面位移，和定子的啮合出现缝隙，转子向一侧与定子分离而避免了发生杂质磨损和液体的“湿压缩”的可能性。此种结构使停机时两涡旋体稍有脱离，实现卸载起动。第63页/共458页b.轴向“柔性”密封如图4.29所示，压缩机定子在轴向留有1mm的活动间隙，在正常运行条件下，涡旋定子受气体的压力（排气压力及与压缩腔相通的中间压力）作用，定子与转子紧密结合形成端面密封。当定子上端面气体压力减少或消失时，会产生涡旋定子顶端与转子微量的分离现象，实现“卸载”。当有液体、杂质时，会产生压缩腔内压力升高现象，将定子顶起，避免“湿压缩”的故障，轴向“柔性”密封又有利于“卸载起动”。利用轴向“柔性”密封，产生了“数码涡旋压缩机”。第64页/共458页图4.28 径向“柔性”密封第65页/共458页 图4.29 轴向“柔性”密封第66页/共458页 数码涡旋压缩机。如图4.30所示，数码涡旋式压缩机利用轴向“柔性”密封技术，对定子涡旋盘轴向活动范围精密调整，并在压缩机吸气口增设一连通管，与定子轴向浮动密封处的中间压力相通，当电磁阀打开时，中间压力室内释放，压缩腔室内压力大于定子上端面压力，压缩机定子轴向上移一间隙，由于高低压腔室的连通，实现卸载。当电磁阀关闭，排气压力及中间压力又将定子下压，实现密封并上载。压缩机在电磁阀控制电源的作用下，可自由地调节开启关闭的比例，实现“0-1”输出，即为“数码涡旋压缩机”。数码涡旋压缩机电磁阀能承受4000多万次开关动作，卸载周期最短可在30s内完成。变动负载时间可达“无级调节”，并节省了变频成本与变频器的电耗损失，减少了电源高次电磁谐波的干扰，扩大了压缩机的运行工况范围。对于多台蒸发器并联运行的制冷系统，数码涡旋压缩机由于其抗“湿压缩”能力，可得到更广泛的应用。第67页/共458页图4.30 数码涡旋压缩机调节原理 第68页/共458页 两级容量可调的涡旋压缩机。当小型制冷压缩机应用于热泵机组时，设计者面对制冷容量与热容量不一致的矛盾，对同一建筑物而言，夏季制冷足以满足的条件下，在制冷工况时，会产生蒸发温度过低而造成热量不足的情况，而此类热量不足，在极端气温条件下可达30%50%的差距，为此，两级容量的压缩机应运而生。如图4.31所示，两级可调容量涡旋压缩机在涡旋定子端面一定位置打两个小孔，并将小孔在定子端面上用一连接管引至控制阀。当控制阀关闭，压缩处于制热状态，此时为100%的容量。当开启控制阀，旁通口开启，中间压力的气体旁通与吸入气体混合，实现65%左右的吸气容量的调节。这样，有效地解决了冬季、夏季压缩机容量的匹配。由于不改变压缩机的转速，避免了低速时对润滑的影响与高转速时压缩机噪声与振动加大的影响。避免了空调机加装辅助电加热系统的要求，并可适应部分负荷的要求。第69页/共458页图4.31 两级可调容量涡旋压缩机调节原理 第70页/共458页 图4.32为一空调机组运行停开区域示意图。以环境温度18为中轴，高于18区域为制冷区域，低于18为制热区域，两斜线中所含区域为压缩机容量过大而造成频繁开停区域。此外为全容量不足区域。斜线上为机组容量与负荷相匹配。第71页/共458页图4.32 空调机组运行停开区域示意图第72页/共458页 由图4.32可看到，由于采用两级容量的压缩机，在夏季制冷和冬季制热时，可在较广的范围内实现容量的运转，而减少了在频繁关停区域的温度范围，在较宽的一段温度区域中处于匹配平衡的容量范围内（在频繁开停与全容量运行区域的交界线重合区域）。喷气增焓技术在涡旋压缩机的应用。图4.33所示的制冷系统，在冷凝器出口处旁通一段毛细管，并加设一控制电磁阀，向两级容量涡旋压缩机（开设旁通孔）内引射制冷剂低压蒸气，可有效地在空调机组处于极端的炎热和寒冷的工况时，类似于“经济器”的办法，提高压缩机的质量流量，冷却压缩机的涡流旋盘，保证压缩机的可靠性。按美国谷轮公司介绍，采用“喷气增焓”技术的涡流压缩机，可增加30%40%的制冷量，以及15%的性能系数（COP值）。图4.34所示为喷气增焓技术的示意图。第73页/共458页图4.33 喷气增焓技术制冷系统 第74页/共458页图4.34 喷气增焓压缩机定涡盘第75页/共458页 变转速容量调节。采用变转速容量调节技术的涡旋压缩机与转子压缩机相似，变转速容量调节可减少频繁的开停，减少空调系统的温度波动，增加在低温条件下的制热能力，减少空调机组开机时的“非稳态过渡”过程的时间，同时由于涡旋压缩机采用径向和轴向的柔性密封，可有效避免在运行中，特别是转速改变较快时的湿压缩故障。（4）双涡旋制冷压缩机。如图4.35所示，双涡旋压缩机将两个涡旋压缩机封装在同一钢壳内，一个压缩机为定转速压缩机，而另一个为变转速压缩机。此类压缩机可装较多润滑油和制冷剂，可保证压缩机在多联室内机组时有较可靠的润滑保证，并可实现无级调节，且功率范围较大。第76页/共458页图4.35 双涡旋压缩机 第77页/共458页4.3.2 换热器 换热器是空调器的重要部件。制冷剂在换热器中通过状态的改变来吸收或放出热量，实现热量的转移。换热器由铜管、翅片和端板组成，它包括室内换热器（蒸发器）和室外换热器（冷凝器）。第78页/共458页1.蒸发器 蒸发器是制冷系统的直接制冷器件，低压液态制冷剂在其内吸热蒸发，从而使周围的空气温度下降。蒸发器按其冷却方式可分为空气自然对流和强制通风对流两种。空调器中的蒸发器，都采用强制通风对流方式，以加快空气与蒸发器之间的热交换。第79页/共458页 （1）结构。小型空调器大都采用风冷翅片（肋片）式蒸发器，它的结构如图4.36所示。它是在紫铜管上接纯铝翅片而成。第80页/共458页图4.36 蒸发器的结构 第81页/共458页 （2）翅片。胀接翅片的目的是增加传热面积，加强空气的扰动性，提高蒸发器在空气侧的传热效率。翅片厚度通常为0.120.20mm,片距为1.52.5mm。翅片有平、波纹、冲缝翅片之分，如图4.37所示。平翅片虽然加工容易，但刚性差，传热性能不好，现已逐渐被淘汰；波纹翅片与平翅片相比，刚性好，传热面积增加，且空气流过波状起伏的翅片时，增加了扰动和搅拌效应，因此传热效率提高1/5左右；而冲缝翅片会使通过翅片的空气在槽缝中窜来窜去，因此其扰动和搅拌效应比波纹片还好，传热效率比波纹翅片高1/3，但冲缝翅片空气阻力大，容易积尘结垢，反而可能使空调器的制冷量急剧下降，所以，配置冲缝翅片的空调器不能在尘埃多的环境中使用。高档空调器往往在蒸发器的紫铜管内壁加翅片或在内壁加工成螺旋纹，使蒸发器整体的热交换效率大大提高。第82页/共458页图4.37 翅片形式第83页/共458页 （3）发展。由于空调器不断向小型化、轻量化发展，翅片间距常降到2mm以下，凝露水由于受表面张力的作用，会形成局部桥路，从而使空气流通截面减少，风压损失急剧增加，因此须对翅片表面进行亲水处理，以降低凝露水的表面张力，使之水膜化。翅片表面亲水处理的方法很多，其中，-水铝石处理的综合性能很理想，它除了具有极好的亲水性外，还有防腐蚀性能。第84页/共458页 2.冷凝器 冷凝器的作用是将制冷剂在蒸发器和压缩机中吸收的热量传送到室外的空气中。冷凝器有风冷式和水冷式两种类型。家用空调器制冷量小，通常采用风冷翅片式冷凝器。风冷翅片式冷凝器与蒸发器的结构相同，如图4.38所示。水冷式比气冷式冷却效果好，大功率空调器都采用水冷式。其空气侧是干热交换，空气流动阻力比蒸发器小，放热系数则更小，因此，翅片面积要比蒸发器约大60%，片距可稍小些。第85页/共458页图4.38 冷凝器的结构 第86页/共458页4.3.3 节流器件 节流器件是制冷循环系统中调节制冷剂流量的装置。它可把从冷凝器出来的高压、高温液态制冷剂降压、降温后，再供给蒸发器，从而使蒸发器获得所需要的蒸发温度和蒸发压力。空调器中常用的节流器件是毛细管、膨胀阀和分配器。小型空调器通常使用毛细管，而大、中型空调器一般使用膨胀阀和分配器。1.毛细管 空调器上用的毛细管与电冰箱上用的基本一样。毛细管结构简单，运行可靠，压缩机停机后，高、低压区的压力通过毛细管很快就达到平衡，因此，压缩机可使用转矩小的电机轻载启动。但是，毛细管调节制冷剂流量的能力很弱，几乎不能根据房间空调器负荷的变化调节制冷剂的流量，从而有效地调节制冷系统的制冷量。第87页/共458页2.膨胀阀 膨胀阀既是制冷系统的节流器件，又是制冷剂流量的调节控制器件。它主要包括热力膨胀阀、热电膨胀阀和电子膨胀阀等。（1）热力膨胀阀。依据受力的平衡方式可分为内平衡式和外力平衡式。空调器一般选用内平衡式膨胀阀。a.内平衡式膨胀阀的组成结构 内平衡式热力膨胀阀由感温机构、执行机构和调整机构3部分组成，其结构如图4.39所示。其中感温机构由感温包、毛细管、膜盒组成；执行机构由膜片、推杆、阀心组成；调整机构由调整杆、弹簧组成。第88页/共458页图4.39 内平衡式热力膨胀阀结构 1.密封盖 2.调节杆 3.垫料螺帽 4.密封垫料 5.调节座 6.喇叭接头 7.调节垫块 8.过滤网 9.弹簧 10.阀针座 11.阀针 12.阀孔座 13.阀体 14.顶杆 15.垫块 16.动力室 17.毛细管 18.薄膜片 19.感温片第89页/共458页b.内平衡式膨胀阀的工作原理 内平衡式热力膨胀阀的工作原理如图4.40所示。（2）电子膨胀阀。近年来，空调器技术发展迅速，空调器更新换代很快，新品种不断推出，如变频式热泵型冷热两用空调器就是其中的代表。为了适应精确、高速、大幅度调节负荷的需要，以便使制冷循环维持在最佳状态，微电脑控制的速动型电子膨胀阀应孕而生。电子控制膨胀阀可以根据不同的工况，控制系统制冷剂的流量，因此在变频技术空调器、模糊技术空调器、多路系统空调器等系统中，得到广泛的应用。第90页/共458页图4.40 内平衡式热力膨胀阀工作原理 1.阀盖 2.毛细管 3.感温包 4.膜片 5.推杆6.阀体 7.阀心 8.弹簧 9.调整杆 10.蒸发器第91页/共458页3.分配器 空调器（如分体立柜式空调）中的蒸发器采用热力膨胀阀进行节流时，大多将制冷剂分成多路进入蒸发器中，而要将膨胀阀出来的制冷剂均匀地分配到各条通路内，必须使用分配器。图4.41所示为分配器结构，它由一个分配本体和一个可装拆的节流喷嘴环组成。节流环的出口有一圆锥体，各条流路的液体沿圆锥体分开流出，圆锥的底部有许多均匀分布的孔用于连接蒸发管。制冷剂由入口经节流喷嘴环而进入分配体，再经圆锥体分别进入各分路孔，然后进入蒸发器各分路蒸发管中。第92页/共458页图4.41 分配器结构 第93页/共458页4.3.4 辅助器件1.干燥过滤器 由于空调器制冷剂系统中含有微量的空气和水分，再加上制冷剂和冷冻油中含有的少量水分，若其总含水量超过系统的极限含水量，当制冷剂通过毛细管（或热力膨胀阀）节流降压时，制冷剂中含有的水分就可能在毛细管进口（或热力膨胀阀的阀心处）冻结成小冰块，堵塞毛细管（或热力膨胀阀的阀心通道），使空调器制冷剂系统不能正常工作。另外，空调器制冷系统中还可能含有一些脏物和其他杂质，若不把它们除掉，也可能堵塞毛细管（或膨胀阀的阀心处）。所以，空调器一般都要安装干燥过滤器。图4.42所示为干燥过滤器的结构，其外形为圆筒状，其中过滤网设置在过滤器较细的一端，另一端设置滤栅，在这两端之间充满着干燥剂分子筛。过滤器的一端与冷凝器相连，另一端与毛细管相连，毛细管焊接时伸入干燥过滤器内一段长度，但不能与过滤网相碰，以免堵塞毛细管。干燥过滤器使用一段时间后，由于分子筛的吸附能力下降，失去了干燥、过滤的作用，因而需要定期更换。第94页/共458页图4.42 干燥过滤器结构 第95页/共458页2.气液分离器 为了防止液态制冷剂进入压缩机，引起液击，制冷量比较大的空调器均在蒸发器和压缩机之间安装气液分离器。普通气液分离器的结构如图4.43所示。从蒸发器出来的制冷剂进入气液分离器后，制冷剂中的液态成分因本身自重而落到筒底，只有气态制冷剂才能由吸入管吸入压缩机。气液分离器筒底的液态制冷剂待吸热汽化后，亦可吸入压缩机。这种气液分离器常用于热泵型空调器中，接在压缩机的回气管路上，以防止制冷运行与制热运行切换时，把原冷凝器中的液态制冷剂带入压缩机。旋转压缩机的气液分离器与压缩机组装在一起，其结构很简单，即在一个封闭的筒形壳体中有一根从蒸发器来的进气管及一根通到压缩机吸入口的出气管，两管互不相连，筒形壳体内还设有过滤网。这种气液分离器还兼有过滤和消声两种功能。第96页/共458页图4.43 气液分离器结构1.进气管 2.出气管 3.微量回油孔 4.压力平衡孔 第97页/共458页3.单向阀 单向阀的作用是只允许制冷剂沿单一的方向流动。单向阀的阀体外表面往往标有制冷剂流向的箭头。常见单向阀的外形及结构如图4.44所示。热泵型空调器夏天制冷，冬天制热，其工况差别悬殊。若仅靠电磁换向阀来切换制冷剂的流向，往往不可靠。为了使热泵型空调器在制冷工况和制热工况下都能安全而有效地运行，常常在制冷管道中增设单向阀。此外，为了防止停机时制冷剂由冷凝器回流进入压缩机，从而引起液击，分体式单冷型空调器多在靠近压缩机的排气管上安装单向阀。第98页/共458页图4.44 单向阀第99页/共458页4.电磁阀 电磁阀是利用通电线圈所产生的电磁力来接通、切断制冷剂通路或切换制冷剂流向的闸阀，它也可用于旁路，以控制压缩机在正常压力下启动和运行。电磁阀的形式很多，空调器上常用的电磁阀有电磁四通换向阀、双向电磁阀和专用电磁阀旁通阀。（1）电磁四通换向阀。它又称电磁换向阀，常用在热泵型空调器上，通过改变制冷剂的流向，实现制冷工况和制热工况之间的转换。a.组成结构 电磁四通换向阀的外形如图4.45所示。第100页/共458页图4.45 电磁四通换向阀的外形第101页/共458页 电磁阀由阀体、左右阀心、左右弹簧、衔铁和电磁线圈等