空调工作原理

空调器的工作原理1．空调器制冷在空调器里有一套制冷装置，在密封的制冷系统里充注有制冷剂，制冷剂在循环中发生一系列的物理变化，并与外界发生热互换。制冷剂在压缩机中被压缩成高温、高压的过热蒸气，进入风冷式冷凝器中冷却。通过冷却，制冷剂的压力、温度、状态都会发生变化：高温、高压的过热蒸气冷凝为高压中温的液体（冷却效果好可成为过冷液体）。这种冷凝后的制冷剂液体进入毛细管中节流减压，为下面在蒸发器中进行蒸发气化发明条件。在蒸发器中液态的制冷剂所有气化为低压的气体，同步从外界吸热，这样蒸发器的温度必低于环境温度，即成为冷却器。蒸发器中的制冷剂先是气、液共存，后变为饱和蒸气，最终变为低压过热的蒸气。在被吸回压缩机的过程中，吸气管内的制冷剂蒸气仍然从外界吸取热量进行气化（过热状态），因此压缩机的吸气管也低于环境温度的，用手触摸感到有些凉。而压缩机的排气管却相反，由于排气管内是高温高压的制冷剂过热蒸气，故而其外表温度比环境的温度高，用手触摸感到是热的。图2-10是经典的空调器制冷循环。从图中可以看出，经压缩机压缩后排出的制冷剂过热蒸气的温度为90℃。经室外风扇吹风将热量排到室外，冷却后冷凝液的温度降为50℃（中温、高压），但其饱和压力维持在一定值（冷凝压力即系统中的高压压力）。冷凝液体通过毛细管节流后其压力与温度均减少。进入蒸发器中的制冷剂歼始气化，并在整个过程中保持一定的压力（即蒸发压力，系统中的低压），气化后的制冷剂蒸气返回压缩机中，如此周而复始进行循环。图2-10空调器的制冷循环冷凝器的热量由排风扇（轴流风扇）向室外吹出热风，蒸发器的冷量由室内送风风扇（多叶低噪声的离心风扇或贯流式风扇）向室内吹送冷风。在上述的制冷剂循环中可分为高压和低压两个区域：从压缩机排气口至毛细管人口处为高压区，从毛细管出口至压缩机的吸气口为低压区。2．空调器制热空调器不仅能制冷，有的还能制热，作为冷气机时，从室内侧吹出冷气。液体的制冷剂蒸发时吸取室内热量，并将其排出室外。目前假如我们把室内机组放在室外，而把室外机组放在室内的话，不就可以在冬季取暖吗？冷凝器的热量吹向室内形成热风就实现了冬季供暖――这就是热泵式空调器的最基本原理。不过将室外机组搬人室内，将室内机组搬至室外，实际上是不也许的。假如在制冷循环的基础上加一种装置使制冷剂的流通方向逆转，就可处理问题。这个可以转换制冷剂流动方向的装置就是电磁四通阀，有了它，热泵空调器就产生了。运用电磁四通阀和冷、热切换开关即可处理一机两用的问题，实在是再好不过的了。让我们分析比较一下制冷和热泵两个不一样的循环过程。图2-11为分体式空调器的制热循环过程。制冷循环时，热风吹向室外，冷风吹向室内，而制热循环时，热风吹向室内，冷风吹向室外。必须注意的是电磁四通阀的冷热转换作用。电磁四通阀的工作原理见图2-12（工作原理详见本章见第四节）：图2-11

空调器的制热循环图2-12

四通换向阀的工作原理(a)制冷循环；(b)制热循环与电热型空调器相比较，热泵型空调器的效率要高出3-4倍，电加热器将电能转换成热能，一度电可得到大概1000W的热量。而热泵型空调器一度电却可得到大概3500W的热量。热泵是用于从室外吸取热量的，并且热泵所用的电能也部分转换成热能，因此其效率是比较高的。由于热泵型空调是从室外空气中吸取热量，将室外空气中的热“泵”至室内，因此其使用受到局限。伴随室外气温的减少，供暖效果也会下降，当室外气温在5℃如下时，热泵就不能正常启动供暖了，这是它的缺陷。3．空调器的电加热既然热泵型空调器在冬季使用上有一定的局限性，那么在寒冷地区就成问题了，处理这个问题有两种措施：一种是在热泵型空调器上附加一种电加热器――辅助电加热器，这种空调器叫作带辅助电加热器的热泵型空调器。另一种是空调器在冬季完全靠电加热器供暖，发热元件有两种，一种是电热丝式，一种是电热管式，各有不一样特点，合用于不一样的机种。电热丝式的加热器采用镍、铬合金为加热元件，安装在热绝缘的云母或其他支架上，它通电与否由空调器上的冷热开关来控制，当将空调器的冷、热开关旋钮旋至“热”档上，此开关将电加热丝线路接通。电热丝式的加热器具有发热快、凉得快的特点，即通电后很快加热，断电后很快凉下来。并且因其直接暴露在外，易发生触电和短路烧毁，但这种缺陷已从技术上得到处理，故在一般小型的窗式空调器和分体式空调器中仍然广泛应用。电加热器必须在电路上加上连锁保护。即先通风后加热，没有通风时电加热器绝对不可通电，否则将会发生烧烤机件的事故，严重时还会发生火灾。电热管式加热器的绝缘性好，使用安全，但其热惰性比电热丝大，通电后热得慢，断电后凉得也慢。电热管式加热器多用于三相电源的较大的立柜式冷热风机后恒温恒湿空调机中，同样，与风杌连锁保护对电热管式加热器也是非常重要的。4。空调器的除湿空调器的制冷循环中既能制冷又能除去房间空气中的水蒸气――除湿。在高温高湿季节，这种作用是十分明显的。我们很轻易发现空调器的排水管会滴水――冷凝水。由于水分被排出，房间中的含湿量减少了。除湿的条件是要有冷的物件使空气中水蒸气在上面凝聚。这个冷的物体就是空调器中的蒸发器，在制冷循环中蒸发器因制冷剂气化而变冷。当蒸发器表面温度低于空气的露点温度时，空气中的水蒸气就会变为水珠而附在其表面上，并沿着翅片间隙流下，掉在接水盘中。空调器的除湿量是以L／h或kg/h来表达的。5。空调器的自动控制现代控制技术已应用到空调器中，一般空调器有温度控制、风量调整等。采用新型微电脑控制（电子IC控制）的空调器根据模糊控制理论对温度、风量、湿度、定期、睡眠、制冷及