空调系统工作原理简介

1、空调技术研究所 2013年10月,空调系统工作原理简介,系统原理 系统零部件 安全要求 故障 故障分析思路,目 录,基本概念 空调系统,1、自然现象与空调基本原理 开水在锅中剧烈沸腾，是出现了蒸发现象，吸收了火苗的热量，其状态由液态变成了气态；当高温的气态水蒸气遇到温度较低的锅盖，由气态变成液态，出现凝结现象，并将热量传递给锅盖。 空调基本原理，运用蒸发吸热、凝结放热的原理，通过各种零部件和控制手段使制冷剂连续不断的进行蒸发、凝结，实现空调的制冷、制热基本功能。 2、家用空调的功能及调节目标 功能：主要有制冷、制热、除湿、送风，以及空气净化等附加功能。 调节目标：调节室内空气的温度、湿度、速度

2、、洁净度，简称“四度”。 3、在实际工程（工厂）中，空调系统具体指什么？ 狭义范围界定：与冷媒直接接触的所有零、部件组成的系统。如四大部件、管路等。 广义范围界定：影响空调制冷/制热性能的所有零、部件组成的系统。它包括了四大部件、管路、风道系统、保护点控制等。,基本概念 四大部件,4、空调系统的四大核心部件及作用 四大核心部件：压缩机、冷凝器、节流件、蒸发器；其作用如下： （1）压缩机：将低温低压气态制冷剂压缩成高温高压气态制冷剂； （2）冷凝器：将高温高压气态制冷剂冷凝成高温高压液态制冷剂； （3）节流件：将高温高压液态制冷剂节流成低温低压液态制冷剂； （4）蒸发器：将低温低压液态制冷剂蒸发

3、成低温低压气态制冷剂；,基本概念 空调分类,5、空调分类 （1）按转速可分为：定速空调、变频空调。 定速空调：压缩机转速固定，主要采用R22冷媒，控制元器件少，生产工艺成熟，出现问题的概率少。 变频空调：压缩机转速一般可在0到100HZ变化，主要采用R410A冷媒，控制元器件多，管路系统复杂，生产工艺要求高，更容易出现问题。 （2）按气候类型分为：T1、T2、T3三类。 （3）按外在安装方式主要分为：整体式、分体式、一拖多等。 （4）按主要功能分为：冷风型、热泵型、电热型等。 （5）还有其他多种分类方式，如风冷、水冷等等。,基本概念 标准,6、家用空调系统方面需要满足的主要标准 （1）性能：企

4、标家用空调性能试验标准 ，编号JU521.04.045-年号 ； 国标房间空气调节器，编号GB / T 7725-年号； （2）能效：定速空调按国标房间空气调节器能效限定值及能效等级， 编号GB12021.3-年号； 变频空调按国标转速可控型房间空气调节器能效限定值及能源 效率等级，编号GB 21455-年号； 最新的能效等级为1级、2级、3级三个等级，能效依次降低， 其中1级、2级为节能产品； 定速空调采用制冷的能效作为判定指标，变频空调采用全年季节能效 比作为判定指标。 注：上市产品还需要同时满足其他安全、可靠性等标准。,系统原理 系统压力,安全生产要求： 避免高温烫伤、低温冻伤，确保工装

5、器具耐压合格；,系统原理压焓图,理论循环：1-2-3-4 实际循环：1-2-3-4,饱和压力是饱和温度的函数：P=f(T) （两者一一对应，连续变化）, 上表中为标准工况下锁频状态稳定运行的测试值，随制冷/热负荷的增加而增大，反之亦然。 上表为普通能效等级空调的测试值，高能效空调的压力、温度参数略有偏差，但变化不大。 温度过高（超过100），会加速压缩机线圈老化、润滑油碳化； 压力过大，加速压缩机机械磨损，产生杂质，出现脏堵、油堵。,系统原理参数,系统原理 方案设计,R22系统（定速）与R410A系统（变频）的加工工艺差异：,二. 系统零部件 整机系统,内机阵容,外机阵容,二. 系统零部件 整

6、机系统,室内机构造,挂壁式,落地式,二. 系统零部件 整机系统,室外机构造,压缩机：R410A专用，分单转子和双转子，有日立、美芝、华润、 庆安等品牌； 四通阀、单向阀、电磁阀：R410A专用，有三花、盾安等品牌； 截止阀：R410A专用，有三花、盾安、岗山等品牌； 节流部件：毛细管（挂机）、膨胀阀（柜机）； 风扇电机：直/交流电机（抽头/PG），威灵、大洋、卧龙等品牌； 换热器：高效内螺纹铜管+亲水铝箔； 配管：全铜配管、铜铝配管；,二. 系统零部件 选型,系统零部件选型：,二. 系统零部件压缩机,目前家空主要采用转子式。,二. 系统零部件压缩机,压缩机：用于压缩气态制冷剂。,注意：压缩机接

7、线、杂质、混空气等问题。,二. 系统零部件四通阀,四通阀构造：用于制冷/制热模式切换。,注意：管路外形尺寸、壁厚、杂质等问题。,二. 系统零部件四通阀,制冷动作图,制热动作图,注意：滑块可能因杂质、变形等原因产生卡死、串气、碰撞、低电压不启动等问题。,二. 系统零部件电磁阀、单向阀,电磁阀、单向阀：控制冷媒流路通、断。,电磁阀,单向阀,注意：焊接组装时有方向要求。,二. 系统零部件截止阀,注意：R410A的与R22冷媒的截止阀不能混用。,截止阀：控制冷媒流路通、断。,异型样式,标准样式,二. 系统零部件节流部件,节流部件主要有三大类：毛细管、节流短管、膨胀阀；用于冷媒降温、降压、节流。根据性能

8、、成本等要求选用。,毛细管：严禁混料,节流短管：使用有方向要求。,膨胀阀：控制复杂，成本较高，能效最好。,二. 系统零部件风扇电机,风扇电机：有PG、抽头之分；有交流、直流之分；塑封、铁壳之分。在系统中用于强化空气侧换热效果。根据能力、能效、成本等要求选用。,挂机内机用PG电机。,柜机内机用、或室外机用抽头电机。,直流电机：效率高、控制复杂、成本高。,内机：换热面积增大,二. 系统零部件换热器,换热器形式：,换热器：根据结构、风道形式可以做成多种样式。在系统中实现制冷剂与空气的换热，达到制冷、或制热目的。,二. 系统零部件翅片,翅片： 强化空气侧传热效果。,齿形发展：,二. 系统零部件内螺纹铜

9、管,内螺纹铜管：强化制冷剂侧换热效果。,注意：加工齿形变化、脱脂彻底。,二. 系统零部件制冷剂,制冷剂：实现相变换热。,注意：严禁混用，控制杂质、水分。,二. 系统零部件制冷剂特性,（1） R410A用压力表、压力软管,量程： 高压：-0.15.3MPa（-76cmHg53kg/cm2） 低压： -0.13.8MPa（-76cmHg38kg/cm2）,（3） R410A制冷剂罐（玫瑰红）,（2） R410A用真空泵,吸入口规格：UNF7/16-20； 单向阀，防止润滑油回流。,其他工具：扳手、内六角、十字螺丝刀、喇叭口扩管器、割管刀、焊接工具等可以与R22工具通用。,二. 系统零部件工装工具,

10、人体接触机组时，确保断电或用电安全； 人体接触机组时，需配戴手套，避免烫伤或冻伤； 焊接管路时需充氮气进行保护，减少氧化杂质； 严禁将水分、空气、杂质等带入系统； 分析变频系统故障时，必须在锁频状态下进行； 采用专用工具、部品部件，严禁混用R22的同类品； 冷媒充注方式：抽真空，液相充注冷媒；,三. 安全要求 注意事项,1、 按专业来源分：,电控故障：如模块故障、通讯故障、电磁干扰等； 结构故障：如漏水、摆叶开裂、风扇叶片损坏等； 系统故障：如缺氟、排气温度高、结霜、杂质堵塞等；,3、 故障的复杂性,2、 按使用功能分：,不制冷或效果差；不制热或效果差；不送风；不除湿；不除霜等。,简单的故障比

11、较容易判断。 如传感器故障？可以根据故障代码F1-F5的指示直接修复，难度小。 复杂的故障往往是几个原因同时引起，难以判断，多用排除法、置换对比法来查找根本原因。 如制冷效果差？ 可能的原因有电压低、模块保护、缺氟、扇叶损坏、风道堵塞、系统堵塞、房间热负荷、软件保护、传感器安装位置不正确等等。因此需要仔细分析、逐个排除来查找原因。,四. 故障 复杂性,4、 常用故障分析方法：,排除法：列出所有可能引起故障的原因，针对每个可能原因逐个排查，从而找到最终原因。 置换对比法：通过置换故障机器与正常机器的对应内外机、部件、零件等，让后做对比测试，逐步缩小发生故障的范围，从而找到最终的原因。注：此方法一

12、般采用由大部件到小元件的排除方式，逐步缩小范围。,一般情况，将以上两种方法配合使用，就能较快的查找到故障原因，找到解决问题的方法。,四. 故障 分析方法,一看,二听,三触,故障代码、保护代码、温度、电流、频率、压力等； 遥控器设定模式、温度、风速等； 管路、换热器结霜，凝结水多少、排水是否通畅；管路振动、结构件连接好坏； 内机摆叶、羽根，滤网、内外机风道是否畅通；截止阀是否全开； 看门窗漏热、空调安装位置；电源、接地是否正常。,听电机、压缩机等运转部件声音； 听冷媒流动声、风声、电磁声、低频高频声。,触摸管路、内外机外壳振动； 触摸管路零部件、弯头、换热器各流路温度。 （注意：带手套，避免烫伤）,四. 故障 分析方法,故障分析思路,常见的五类空调系统故障及可能的原因： 漏：制冷剂外泄漏（铜管开裂、焊点开裂，螺纹或螺母