空调及其各零部件(精选PPT)

材料物理性能空调及其各零部件 主讲人 周苗荣小组组长 刘金林同组人员 叶欣 陶李洋 李玉李陈平章倩倩 田能超2011 11 22 09材料科学与工程 1 空调即空气调节器 roomairconditioner 单体式 即窗机送风量小 适用于小房间 价格便宜 噪音较大挂壁式 采用斜片不等距贯流风扇 噪音小 39 41分贝以内 立柜式 采用筒式斜片不等距贯流风扇 并且优化风道 45 49分贝以内 嵌入式 天井式 即吸顶机 室内机主体藏于天花板里面 空调的功能是对该房间 或封闭空间 区域 内空气的温度 湿度 洁净度和空气流速等参数进行调节 以满足人体舒适或工艺过程的要求 09材料科学与工程 2 空调主要有继电器 冷凝器 蒸发器 电机 压缩机 干燥过滤器 气液分离器 温度传感器电子膨胀阀 热力膨胀阀等零部件组成 09材料科学与工程 3 1 继电器 章倩倩 2 冷凝器 田能超 3 蒸发器 陶李洋 4 电机 李陈平 5 干燥过滤器 叶欣 6 气液分离器 李玉 7 温度传感器 周苗荣 8 压缩机 刘金林 09材料科学与工程 4 一 继电器 章倩倩 继电器是一种电子控制器件 它具有控制系统 又称输入回路 和被控制系统 又称输出回路 通常应用于自动控制电路中 它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种 自动开关 故在电路中起着自动调节 安全保护 转换电路等作用 09材料科学与工程 5 继电器起动继电器 起动继电器 单相电动机电路中 控制起动绕组通电和断电的器件 起动继电器的形式 重锤式起动继电器 PTC起动继电器和电容起动继电器 09材料科学与工程 6 继电器 重锤式起动继电器结构图 1 小焊片2 大焊片3 电源线支架4 盖板5 副绕组插口6 主绕组插口7 磁力线圈8 外壳9 重锤10 磁力线圈11 动触电12 大焊片13 静触点14 T形架15 静触点16 动触点17 副绕组插口18 主绕组插口19 小焊片20 小弹簧 09材料科学与工程 7 组成材料 属电流式起动继电器 由电流线圈 重锤衔铁 弹簧 动触点 静触点 T形架和绝缘壳体等组成 继电器1 重锤式起动继电器 09材料科学与工程 8 继电器1 重锤式起动继电器 特点 结构简单 体积小 可连续起动 可靠性好 但可调性差 电源电压波动较大时 会出现触点不释放或接触不良等造成触点烧损 09材料科学与工程 9 继电器2 PTC起动继电器 PTC是正温度系数热敏电阻又称为半导体起动器 其材料组成是半导体材料 其结构如图所示 09材料科学与工程 10 继电器2 PTC起动继电器 PTC起动特性 正常室温下电阻值很小 开始施加电压时通过大电流使元件发热 温度上升电阻值急剧增加 当达到临界温度 居里点或临界点 电阻值会增大到数千倍 电阻温度曲线和电流变化曲线如图所示 临界点可根据不同用途 通过调整原料满足不同的温度要求 09材料科学与工程 11 继电器2 PTC起动继电器 特点 成本低 结构简单 压缩机的匹配范围广 对电压波动的适应性强 起动时无噪声 无电弧 无磨损 耐振动 耐冲击 不怕受潮生锈 性能可靠 寿命长 可以避免触头不平及触头粘连等 但不能连续起动 09材料科学与工程 12 二 冷凝器 田能超 空调冷凝器的定义 冷凝器 Condenser 空调系统的机件 能将管子中的热量 以很快的方式 传到管子附近的空气 大部分的汽车置于水箱前方 把气体或蒸气转变成液体的装置 其材料组成是金属料 有钢材 钢板 型材 锻件等 09材料科学与工程 13 一般制冷机的制冷原理压缩机的作用是把压力较低的蒸汽压缩成压力较高的蒸汽 使蒸汽的体积减小 压力升高 压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽 使之压力升高后送入冷凝器 在冷凝器中冷凝成压力较高的液体 经节流阀节流后 成为压力较低的液体后 送入蒸发器 在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽 再送入蒸发器的入口 从而完成制冷循环 冷凝器 09材料科学与工程 14 冷凝器 1 分类卧式壳管式水壳管式立式壳管式冷套管式式板式螺旋板式风冷式自然对流式 平板 百叶窗强迫对流式 套片式肋管 绕片式肋管蒸发式淋激式 09材料科学与工程 15 冷凝器 2 结构1 壳管式冷凝器如图由壳体 管板 管子三部分组成 冷却水在管内通过 制冷剂在管外流动得到冷却 冷凝 冷凝后的液体由筒壳下部流入贮液器 冷凝器端盖设有放气阀 注水时排除管内空气 和放水阀 停用时防止腐蚀和冻裂 制冷剂入口 制冷剂出口 09材料科学与工程 16 2 套管式冷凝器套管式冷凝器是两种不同直径的管子套在一起 冷却水在内管内由下向上流动 制冷剂在套管的夹层内自上而下流动 由于接近于理想的逆流换热 因而传热效果较好 传热系数较大 当内管为纵向外肋片铜管时 肋片系数为3 2 制冷剂为R22时 其传热系数K 930W m2K 它还不占用专门安装位置 套管式冷凝器的缺点 1 冷凝液体存积在管下部 使传热面积不能充分利用 2 水垢不易清除 对水质要求高 3 单位传热面积的金属消耗量较大 4 只用于单机制冷量小于25KW的小型氟里昂空调机组上 冷凝器 09材料科学与工程 17 3 螺旋板式冷凝器如图 由本体和接管组成 本体部分由两张平行的钢板在专用卷材机上卷制成具有二个螺旋通道的螺旋体 中心部分用隔板将二个通道隔开 螺旋通道上下端分别加有顶盖 最外圈通道端部焊有渐扩形冷却水进水口 冷却水出水口由中央引出 与壳管式相比 螺旋板式不但体积小 重量轻 而且传热系数也高 缺点是不适用于高压 而且内部清洗检修较困难 对水质要求比较高 冷凝器 09材料科学与工程 18 冷凝器冷凝器是空调各部件中很重要的一部分 对于空调最主要的功能就是制冷 其冷凝器的地位可想而知 09材料科学与工程 19 三 蒸发器 陶李洋 空调蒸发器就是室内机里面的 管子组成的 套有翅片的装置 其作用 低温低压液体制冷剂在蒸发器里面吸收空调房间的热量 变成低温低压气体制冷剂 达到降低房间温度的作用 通过加热使溶液浓缩或从溶液中析出晶粒的设备 09材料科学与工程 20 蒸发器 主要由加热室和蒸发室两部分组成 加热室向液体提供蒸发所需要的热量 促使液体沸腾汽化 蒸发室使气液两相完全分离 加热室中产生的蒸气带有大量液沫 到了较大空间的蒸发室后 这些液体借自身凝聚或除沫器等的作用得以与蒸气分离 通常除沫器设在蒸发室的顶部 空调蒸发器的作用 利用液态低温制冷剂在低压下易蒸发 转变为蒸气并吸收被冷却介质的热量 达到制冷目的 09材料科学与工程 21 主要有钛金 铜铝 管 不锈钢 铁 铝合金 铜合金 钛合金等金属材质材料做成的 这几种材料中实用中蒸发器的材质满足设计要求的材质都可以 经济和功能的最佳结合点 蒸发器 空调蒸发器的组成材料 09材料科学与工程 22 蒸发器 分类 根据被冷却介质的种类不同 蒸发器可分为两大类 1 冷却液体载冷剂的蒸发器 用于冷却液体载冷剂 水 盐水或乙二醇水溶液等 这类蒸发器常用的有卧式蒸发器 立管式蒸发器和螺旋管式蒸发器等 2 冷却空气的蒸发器 这类蒸发器有冷却排管和冷风机 09材料科学与工程 23 蒸发器 09材料科学与工程 24 四 电机 李陈平 电机的分类 电机按照所使用的电流种类 可以分为直流电动机和交流电动机两大类 直流电动机没有固定的同步速度 根据直流电机励磁方式的不同 又可以分他励 并励 串励 复励电动机 交流电机可分为旋转速度等于同步速度的同步电机和运行时放置速度小于同步速度的异步电机 而交流异步电机又可以分为单相和三相交流电机 电机定义 是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置 09材料科学与工程 25 电机 无刷直流电机 采用半导体开关器件来实现电子换向的 即用内置传感器和外加电子换向器来进行电子换向 从而代替传统的接触式换向器和电刷 无刷电机在空载或低负载时声音小 但是在上坡时比有刷更历害 还会出现电磁抖动 无刷直流电动机主要由永磁体转子 多极绕组定子 位置传感器等组成 09材料科学与工程 26 电机驱动电路 VS驱动电压 VCC工作电压 GND接地 VSP转速控制 FG转速信号 PWM控制 VCC工作电压 VSP转速控制 FG转速信号 VS驱动电压 转子永磁体 绕组 PAM控制 空调用三相直流无刷电机原理 电机 霍尔 电机原理 电机 09材料科学与工程 27 电机零件引线类 塑料件端子PBB PBDE 接插件端子镉Cd 电线绝缘材料PBB PBDEPb 镀锡铜线Pb 电机 09材料科学与工程 28 电机零件螺丝类 表面处理6价Cr 表面处理6价Cr 电机 09材料科学与工程 29 电机零件保护器类 环氧树脂PBB PBDE 电线绝缘材料PBB PBDEPb 镀锡线Pb 熔断丝Pb 触点镉Cd 电机 09材料科学与工程 30 电子部品焊锡部 铅 转子铁芯 端盖 6价镉 安装板 6价镉 螺丝 6价镉 电机组件 电机 09材料科学与工程 31 五 干燥过滤器 叶欣 干燥过滤器 DrierFilter 主要作用是起到杂质过滤的作用 主要是干燥空气的作用 一般来说 这要根据空调的制冷系统来确定干燥器的规格 如直径 内径 外径的规格 和内部件 如过滤碗 网布 和分子筛 09材料科学与工程 32 干燥过滤器是制冷剂管路一个最常用的配件 它主要用来清理系统的有害物质 从而保护如膨胀阀和压缩机等重要部件 干燥过滤器 09材料科学与工程 33 干燥过滤器 干燥过滤器结构及工作原理 图是干燥过滤器的结构图 其外壳是用紫铜管收口成型 两端进出接口有同径和异径两种 进端为粗金属网 出端为细金属网 可以有效地过滤杂质 内装吸湿特性优良的分子筛作为干燥剂 以吸收制冷剂中的水分 以确保毛细管畅通和制冷系统正常工作 当干燥剂因吸收水过多而失效时 应该及时进行更换 09材料科学与工程 34 金属过滤网 过滤较大固体颗粒聚脂过滤网 过滤微小颗粒玻璃棉 过滤微小颗粒分子筛 过滤较大颗粒固体杂质 主要是吸收水分 是其他物质的3 4倍 也可吸附近酸性物质活性氧化铝 吸收水分 主要是酸性物质 活性碳 吸收石蜡 不过因为冷冻油只有在温度低于 35度时才会析出石蜡 所以在中高温运行的系统中不需要用到 干燥过滤器其主要作用的材料有 09材料科学与工程 35 常用干燥剂特点如下 它们根据使用特点分别做成两种形式 见右图 小球组合型 许多干燥剂做的小球充填在干燥过滤器内的一个容器内 硬质滤芯型 经过一系列工艺把干燥剂做成硬质滤芯 然后装在干燥过滤器的固定支架上 干燥过滤器 09材料科学与工程 36 六 气液分离器 李玉 气液分离器是安装在气体压缩机的出入口用于气液分离的装置 气液分离器的分离方法有如下 1 重力沉降 2 折流分离 3 离心力分离 4 丝网分离 5 超滤分离 6 填料分离等 09材料科学与工程 37 气液分离器 硬聚氯乙烯材料简称PVC 由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂 是氯乙烯的均聚物 PVC为无定形结构的白色粉末 支化度较小 工业生产的PVC分子量一般在5万 12万范围内 具有较大的多分散性 分子量随聚合温度的降低而增加 无固定熔点 80 85 开始软化 130 变为粘弹态 160 180 开始转变为粘流态 有较好的机械性能 抗张强度60MPa左右 冲击强度5 10kJ m2 有优异的介电性能 气液分离器的材料 硬聚氯乙烯材料 09材料科学与工程 38 1饱和气体在降温或者加压过程中 一部分可凝气体组分会形成小液滴随气体一起流动 2气液分离器作用就是处理含有少量凝液的气体 实现凝液回收或者气相净化 3其结构一般就是一个压力容器 内部有相关进气构件 液滴捕集构件 4一般气体由上部出口 液相由下部收集 5汽液分离罐是利用丝网除沫 或折流挡板之类的内部构件 将气体中夹带的液体进一步凝结 排放 以去除液体的效果 工作原理 气液分离器 09材料科学与工程 39 气液分离器 气液分离器的优点 1 分离效果好 2 适应的分离负荷范围非常宽 3 体积小 4 阻力小 5 工作稳定 09材料科学与工程 40 气液分离器 09材料科学与工程 41 七 温度传感器器 周苗荣 温度传感器 利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器 按变换原理 温度传感器分为膨胀式 压力式 热电阻式和热电偶式等数种 09材料科学与工程 42 温度传感器 空调温度传感器为负温度系数热敏电阻 简称NTC 其阻值随温度升高而低 随温度降低而增大 25 时的阻值为标称值 空调常用的NTC有室内环温NTC 室内盘管NTC 室外盘管NTC等三个 较高档的空调还应用外环温NTC 压缩机吸气 排气NTC等 09材料科学与工程 43 特点 温度T升高 阻值R下降 NTCR NegativeTemperatureCoefficientResistanceNTCR 负温度系数电阻是一种对温度反应较敏感 电阻值会随温度的升高而变小的非线性半导体材料电阻器 温度传感器 09材料科学与工程 44 材料组成及结构 NTCR通常是由锰 Mn 钴 Co 镍 Ni 铁 Fe 等两种或两种以上高纯度金属氧化物材料经混合 成型 烧结等工艺制成的接近理论密度 4 8g cm3 结构的半导体电子陶瓷 NTCR热敏半导瓷大多是尖晶石结构或其他结构的氧化物陶瓷 尖晶石结构有正尖晶石和反尖晶石两种 通式AB2O4 正尖晶石结构时A2 离子处于四面体空隙中 B3 离子处于八面体空隙中 反尖晶石结构时A2 离子和半数B3 离子处于八面体空隙中 而余下的一半B3 离子处于四面体空隙中 温度传感器 09材料科学与工程 45 但是 在上述所示的晶石结构中 只有包含反尖晶石结构或半反尖晶石结构的半导体电子陶瓷才具备NTC