空调制冷技术工作原理讲解

空调制冷技术工作原理讲解
第一章空调制冷基础知识
学习要点：
1、了解蒸汽压缩式制冷的理论循环；
2、熟悉制冷剂基础知识；
3、熟知常用空调制冷名词术语。

第一节蒸汽压缩式制冷的理论循环空调
一、制冷方式的分类
根据制冷剂工作时的
状态变化,可分为:吸收式和蒸发式。

蒸汽压缩式制冷循环又分为：单级蒸汽压缩式制冷循环、多级蒸汽压缩式制冷循环。

二、单级蒸汽压缩式制冷循环的典型系统
1.系统组成
压缩机：将蒸发器中的制冷剂蒸气吸入，并将其压缩到冷凝压力，然后排至冷凝器。

常用的压缩机有往复活塞式、旋转式、涡旋式。

冷凝器：将来自压缩机的高压制冷剂蒸气冷凝成液体。

在冷凝过程中，制冷剂蒸气放出热量，故需用水或空气来冷却。

节流装置：制冷剂液体流过节流装置时，压力由冷凝压力降到蒸发压力，一部分液体转化为蒸气。

蒸发器：使经节流装置供入的制冷剂液体蒸发成蒸气，以吸收被冷却物体的热量。

蒸发器是一个对外输出冷量的设备，输出的冷量可以冷却液体载冷剂，也可直接冷却空气。

第二节制冷剂基础知识
一、制冷剂分类
根据空调制冷剂在标准大气压力条件下，沸腾温度的高低，一般可分为三类：
高温制冷剂：>0℃
中温制冷剂：-60℃~0℃
低温制冷剂：<-60℃
二、氟利昂类制冷剂简介
R12：学名：二氟二氯甲烷、分子式：CF2CL2
R12是应用最广泛的中温制冷剂，有弱芳香味，毒性小，不燃烧，不爆炸。

水在R12中的溶解度很小，且随温度的降低而减小。

在R12作制冷剂的系统中必须加干燥器。

常用温度范围内，R12能够与矿物油以任意比例互溶。

为防止压机启动时，油起泡，一般较大容量R12制冷机启动前需先对曲轴箱加热，让R12先从油里蒸发出来。

R12对一般金属不起腐蚀作用，但能腐蚀镁及含镁量超过2%的铝镁合金。

R12对天然橡胶及塑料有膨润作用，故其密封材料应采用耐腐蚀的丁腈橡胶或氯醇橡胶。

压机绕组导线应采取耐氯绝缘漆。

由于R12易泄漏，所以，对系统的密封性要求较严。

R22：学名：二氟一氯甲烷、分子式：CHF2CL
R22也是较常用的中温制冷剂，在相同的蒸发温度和冷凝温度下，R22比R12压力要高65%左右、R22无色，无味，不燃烧，不爆炸，毒性比R12略大，但仍然
是安全制冷剂。

它的传热性能与R12差不多，流动性比R12好；溶水性比R12
稍大，但仍然属于不溶于水的物质。

对R22含水仍然限制在0.0025%以内。

同时系统内应装置干燥剂。

R22化学性质不如R12稳定，它对有机物的膨润作用更强，密封材料可采用氯乙醇橡胶、密封电机应线圈应采用E级或F级绝缘漆包线。

R22与新型环保冷媒R407C、R410A的性能对比。

第三节常用空调制冷名词术语
制冷剂：制冷系统中实现制冷循环的工作介质，也称为制冷工质。

1．制冷量：空调进行制冷运行时，单位时间内从密闭空间、房间或区域内除去的热量总和，单位：W。

2．制热量：空调进行制热运行时，单位时间内送入密闭空间、房间或区域内的热量总和，单位：W。

3．制冷消耗功率：空调进行制冷运行时，所消耗的总功率，单位：W。

4．制热消耗功率：空调进行制热运行时，所消耗的总功率，单位：W。

5．能效比（EER）：在额定工况和规定条件下，空调进行制冷运行时，制冷量与有效输入功率之比，其
值用W/W表示。

6．性能系数（COP）：在额定工况（高温）和规定条件下，空调进行热泵制热运行时，制热量与有效输
入功率之比，其值用W/W表示。

7．热泵：通过转换制冷系统制冷剂的流向，从室外环境介质吸热并向室内放热，使室内空气升温的制冷
系统。

8．循环风量（房间送风量）：空调在通风门和排风门完全关闭、并在额定制冷运行条件下,单位时间内
向密闭空间、房间或区域送入的风量，单位：m3/s(m3/h)。

▲问题分析：
1、R22有何优点？与R407C相比有何缺点？
2、试画出单级蒸汽压缩式制冷循环的系统图示。

第二章空调基础知识
■学习要点：
1、了解空调的定义及分类；
2、熟悉空调型号的命名方式。

第一节空调的定义
一、房间空气调节器
一种向密闭空间、房间或区域直接提供经过处理的空气设备。

它主要包括一个制冷和除湿用的制冷系统，以及空气循环及净化装置，还可以包括加热和通风装置（可被组装在一个箱壳或被设计成一起使用的组件系统）。

这也就是我们通常所
说的家用空调。

二、单元式空气调节机
一种向密闭空间、房间或区域直接提供处理空气的设备。

它主要包括制冷以及空气循环和净化装置，还可以包括加热、加湿和通风装置。

这也就是我们通常所说的商用空调。

三、家用空调一般指制冷量小于14000W的空调，商用空调一般指制冷量大于7000W的空调。

从此处不难看出，家用空调与商用空调定义的覆盖范围中有一部分重叠区域。

对于这部分重叠区域的处理，一般采用先入为主的方式，即由于我们最先是做家用空调，所以，一般以家用标准为准。

但也有例外，风管机就以商用空调测试标准为准。

第二节空调的分类
一. 按制冷、制热功能
1. 单制冷型（冷风型）：只能制冷、通风，不能制热。

2. 制冷、制热型（热泵型）：既能制冷，又能制热。

3. 热泵辅助电加热型：在热泵型上加辅助电加热器。

二. 按结构形式
1. 整体式
⑴ 窗式⑵ 移动式⑶ 穿墙式
2. 分体式
⑴ 室外机
⑵ 室内机
根据室内机的安装形式，又可分为：①壁挂式②吊顶落地式③立柜式（柜机）④嵌入式
三. 按制冷能力（制冷量的大小）
1. 2P机：制冷量为5000W左右。

2. 3P机：制冷量为7100W左右。

3. 5P机：制冷量为12000W左右。

4. 10P机：制冷量为25000W左右。

??????
1P≈2500W制冷量
四. 按使用环境（最高温度）
1. T1类型：最高温度为43℃。

2. T2类型：最高温度为35℃。

3. T3类型：最高温度为52℃。

第三节空调型号的命名
一、范围
本标准规定了空调器的型号编制规则与方法。

本标准适用于青岛海尔空调电子有限公司生产的内销空调器（不包含汽车空调和冷水机）的型号编制。

二、规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 7725-1996 房间空气调节器
JB/T 4302-1991 冷暖通风设备型号编制方法
三、规则与方法
（一）总规则
空调器型号采用英文字母和阿拉伯数字组合形式编制，其结构和规则分为二类：
1．通机型型号编制方法:适用于一拖一空调,编制方法与国标基本一致,区别点为:辅助电加热增加了功能代号“d”.
2．一拖多机型型号编制方法: 适用于大规格一拖二及一拖多机型, 国标无编制方法,本编制方法针对该类机型室内机,室外机可以互相组合搭配产生不同机型的特点.采用室内机,室外机分别编制型号的方法. 整机不编制型号.室内机、室外机型号编制时规格均采用机器最大能力进行编号，室内机、室外机型号编制时结构类型代号“F”均省略。

（二）编写方法
1．普通机型型号编写方法
特殊功能代号：按表 4 规定代号表示
设计序号：见3.2.2
室外机结构分类代号:按表 2 代号表示
— / （）
分体式内机结构分类代号:按表2代号表示、
规格代号：用数字表示单位为102W
冷暖功能代号：按表3规定代号表示
结构类型：F表示分体式空调
气候类型：按表1规定代号表示
产品代号
分体高静压风管式热泵型一拖一房间空调器：名义制冷量为12500W，第D次改型设计，型号为：KFR-125EW/D(H)；分体式网络嵌入机,电源为三相交流电源、制冷量为7100W，第A次改进型号为：KFR-71QW/EA（S）。

2．设计序号说明
普通机型设计序号按大写英文字母编制,其中E为网络空调第一代专用，比如KFR-71QW/A表示制冷量为7100W的普通嵌入机第A次改进型产品、KFR-71QW/E 表示制冷量为7100W的网络嵌入机第一代产品.。

可使用两位大写英文字母排列组合,其中首位字母为E的为网络空调系列扩展产品. 比如: KFR-71QW/EA表示制冷量为7100W的网络嵌入机第A次改进型产品。

四、普通机型各类型代号
（一）气候类型代号参照表1。

表 1
气候类型 T1（可省略） T2 T3
气候环境最高温度℃ 43 35 52
（二）分体式结构类型分类代号参照表2。

表 2
结构类型分类代号结构类型分类代号
挂壁式 G 柜式、落地式 L
1方向吊顶式 D 出风风管式 F
4方向吊顶式 T 进出风风管式 E
墙角式吊顶式 J 内藏式 N
4方向嵌入式 Q 室外机 W
2方向嵌入机 B 吊落 DL
1方向嵌入式 P
（三）功能类型代号如表3。

表 3
冷暖
功能类型单冷式热泵式电热式辅助电热式
(一拖多机型，内机带辅助电热，其代号放在室内机结构分类代号后面) 双制热系统式
（可单独启用制冷剂系统或热水系统进行制热，也可用制冷剂系统和热水系统同时制热）
代号—— R D d RS
（四）特殊功能代号如表4。

表 4
顺序特殊功能代号顺序特殊功能代号
1 5HP及5HP以下空调器三相电源 S 11 语音 Y
2 低静压风管 ---- 12 高压静电集尘 J
3 中静压风管 M 13 加湿功能 Q
4 高静压风管 H 14 换新风 X
5 冷媒为R407C R1 15 负离子 F
6 冷媒为R410A R2 16 升降机构 SJ
7 R22、R134a等制冷剂 ---- 17 基站 JZ
8 R717-氨制冷剂 A 18 燃气 G
9 变频 BP 19 氧吧氧吧
10 直流变频 DBP 20 新外观新外观
6．按表中排列先后顺序标注
五、一拖多机型型号的编写方法
注：室内机规格以开单机时室内机能力进行型号编制。

（一）室内机型号编写方法
产品设计序列号，A 表示初始型号，
B 表示第一次改进，依此类推等
冷媒形式：按表 8 规定代号表
电源形式：按表 7 规定代号表示
产品系列代号：按表 6 表示
室内、外机特殊功能代号:按表 5 代号表示
— /
—室内、外机结构分类代号:按表 2 代号表示、
室内机规格代号：用数字表示单位为102 W
冷暖功能代号：按表 3 规定代号表示
结构类型：M 表示一拖多空调
气候类型：按表1规定代号表示
产品代号
注：一拖多机型，如单个内机带辅助电热，其代号放在室内机组结构分类代号后面，代号见表 4，变频机其变频代号只在室外机的特殊功能代号上标注，室内机标注其它功能代号。

（二）一托多各类型代号
（三）气候类型代号参照 1。

（四）分体式结构类型分类代号参表2。

（五）功能类型代号参照 3。

（六）特殊功能代号参照表5。

表 5
序号特殊功能代号序号特殊功能代号
1 中静压风管 M 7 换新风 X
2 高静压风管 H 8 负离子 F
3 变频 B 9 升降机构 SJ
4 直流变频 D 10 基站 JZ
5 高压静电集尘 J 11 语音 Y
6 加湿功能 Q 12 氧吧氧吧
（七）产品代号参照表 6。

表 6
产品系列代号原系列
空调系列 5 KMR
家用 MRV 7 KR
定频一拖多 6 KDR
燃气一拖多 3 KGR
商用 MRV 4 KTR
（八）电源形式参照表 7。

表 7
电源形式代号
三相 380 V 50 Hz 3
单相 220 V 50 Hz 2
（九）冷媒种类代号参照表 8。

表 8
冷媒 R22 R407C R410A
代号 0 1 2
▲问题分析：
1、按结构形式，空调可以分为哪几类？
2、KFR—125EW/D（H）其各字母和数字分别表示什么？KFR—71QW/EA（S）其各字母和数字分别表示什么？
第三章空调基础电控原理
■学习要点：
1、了解空调电控一般工作过程及常见电控故障；
2、熟悉空调的主关件及整机的一般要求；
3、掌握海尔商用空调主要生产机型。

第一节空调电控一般工作过程
一、一个工作周期
开机设定运转关机
二、一般工作过程
接通电源后，遥控开机，电脑检测室温Tr，与设定温度Tp比较。

如果设定工作状态是制冷运行，室内风机运转。

当Tr>Tp时，压机、外风机运转，（四通阀不通电）。

当室内盘管温度低于零度达5分钟后，进行冻结防止运行，即压机、外风机停止运转，（四通阀不同通电），室内机照常运转。

当盘管温度达到5℃后，室外机又开始运转。

当Tr<Tp时，室外机不运转。

如果设定工作状态是制热运行，当室内机盘管温度低于23℃，机器进行冷风防止，即室内机不运转，室外机制热运转；当室内机盘管温度高于23℃低于38℃时，室内机风机微弱运转；当室内机盘管温度高于38℃时，室内机按设定风速运转。

室外机在Tr<Tp时，室外压机、风机运转，四通阀通电；当压机运转超过1小时，且室内盘管温度与Tr 之差小于16℃时，机器进行除霜运行。

除霜运行，首先，压机、室内风机、外风机停止运转，四通阀断电，然后制冷运行9分钟，压机停止1分钟，制热运行开始，内风机当盘管温度高于Tr时才开始运转。

在制热运转过程中，还时刻进行着过负荷和过电流控制。

三、空调运转一般惯例
1. 压机3分钟保护：压机停止后，3分钟后，才能启动。

2. 初次上电，3分钟内，压机关闭，四通阀打开。

第二节常见电控故障
一、过流、过压、短路造成元件烧坏、破损。

过流损坏：保险丝，可控硅，继电器
过压损坏：压敏电阻，电容，可控硅，继电器
二、电后，手动、遥控操作均不动作，原因可能是电脑板不进电；或电脑板有5V电压，可能是晶振或复位电容有问题。

三、内风机时转时停，原因可能是室内电机霍尔元件坏，致使电脑检测不到脉
冲电流而使室内风机进行10秒开、30秒停的开停运转。

四、遥控不开机原因可能是：
1. 电源未接好或没电；
2. 遥控器坏或没电；
3. 接收头坏或受潮无法正常工作；
4. 日光灯影响，致使接收头无法接收正常信号。

五、电脑程序乱，致使机器无法进行既定工作。

第三节主关件简介
一、压缩机——空调的心脏
1. 根据工作原理分类
⑴ 往复活塞式
连杆活塞式
电磁振动活塞式
曲柄滑管式
⑵ 旋转式
转子刮板式
离心刮板式
⑶ 涡旋式
2. 我公司空调主要使用旋转式压缩机
⑴ 组成
壳体组件
电机组件
压缩机组件
⑵ 工作周期
吸气压缩排气吸气
3. 压缩机过热保护器
⑴ 内置式
⑵ 外置式：一般安装在压缩机顶
原理：内部是双金属片，常闭，到保护温度开路保护。

4. 压缩机加热带
冬季空调启动时，需先对压缩机加热，将制冷剂从其与润滑油的液体混合物中蒸发出来。

这样，可以避免由于压缩使润滑油流到管路中，因为，润滑油减少会对压缩机产生损坏。

二、空调热交换器
1. 室内热交换器俗称：蒸发器
室外热交换器俗称：冷凝器
2. 材料及组合方式
⑴ 材料
内螺纹铜管：采用内螺纹铜管主要是为了增大接触面积，加强热传递效果，提高整机的工作效率。

亲水铝箔：使冷凝水充分扩散，加强通风散热效果，提高整机的工作效率。

滴水扩散检验。

⑵ 组合方式
铜管与翅片组合方式
三、毛细管
1. 在蒸气压缩式制冷系统中有一非常重要的装置——节流装置。

我公司空调器采用毛细管作为节流装置。

2. 作用：节流、降压。

制冷剂经过毛细管充分蒸发、吸热，从而达到制冷之目的。

3. 毛细管在实际应用中一般与单向阀、过滤器连接在一起，组合成一个部件——过冷管组。

四、电机
电容感应式电机有两个绕组，即启动绕组和运行绕组。

两个绕组在空间位置上其相位相差90°。

在启动绕组中串联一个容量较大的交流电容器。

当运行绕组和启动绕组通过单相交流电时，由于电容的作用使启动绕组中的电流在时间上比运行绕组中的电流超前90°电角度，先期达到最大值。

这样，在时间和空间上有相同的两个脉冲磁场，使定子在转子之间的气隙中产生一个旋转磁场。

在旋转磁场的作用下，电机转子中产生感应电流，该电流和旋转磁场相互作用而产生电磁场转矩，使电机转动起来。

电机正常运转之后，电容早已充满电，使通过启动绕组的电流减少到微乎其微。

这时，只有运行绕组工作，由于转子的惯性而使电机不停旋转。

五、四通阀
1．四通阀结构组成
⑴ 先导阀⑵ 主阀⑶ 电磁线圈
2．四通阀的工作原理
通过电磁线圈的电磁作用改变先导阀内滑块的位置，从而借助制冷剂蒸气的压力改变主阀内滑块的位置，这样，就实现了制冷剂流向的改变，从而达到制冷与制热功能的转换。

六、钣金件
1．材料
我公司使用的钣金件材料为：
电镀锌板：以连续电镀锌法生产的冷轧电镀锌板；
热镀锌板：以连续热镀锌法生产的低碳钢及一般结构钢冷轧热镀锌板。

2．用途
电镀锌板：主要用于空调的室内外机主要结构件及表面件,耐候性大大高于普通冷轧钢板性能;
热镀锌板：主要用于空调室内外机的电机支架等不宜表面喷漆的结构零件,耐候性能好。

七. 塑料件原材料简介
1. ABS树脂材料
⑴ ABS树脂材料是一种热塑性塑料，它机械性能优良、坚硬、抗冲击、耐寒、耐酸、耐碱、耐盐、耐醇、耐动物、植物油，尺寸稳定性和电性能良好，能够电镀金属，易于成型加工。

⑵ ABS树脂材料可分为通用级、冲击级、耐热级、热级、透明级、高流动级、耐候级、电镀级等。

⑶ 我公司用ABS料做的件主要有：室内机导风板、室内机电器箱体、风扇。

2. PS（聚苯乙烯）
⑴ PS主要分为通用聚苯乙烯GPPS，高抗冲聚苯乙烯HIPS和可发性聚苯乙烯EPS。

⑵ GPPS特点：
透明、有光泽、有刚性，无色、无味，流动性好，在膜腔内定型时间短，易加工成型形状稳定。

缺点：不耐冲击，性脆易裂。

⑶ H IPS
特点：具备通用聚苯乙烯的大多数优点，并且抗冲击强度提高。

缺点：抗张强度与透明性下降。

⑷ EPS
特点：外观为小球状颗粒，质轻、导热系数低，吸水性小、介电性能优良，能抵抗振动和冲击，隔音、防震、隔热、防潮。

⑸ 我公司现使用HIPS和EPS；HIPS主要用于制作空调室内机除导风板以外的其他塑料结构件，如骨架、罩壳、进风栅、接水盘等；EPS主要用于柜机接水盘、蜗壳和包装用全部垫块。

3. PP（聚丙烯）
⑴ 聚丙烯PP是无色、无味、无毒、白色膜状的粒状材料，是最轻的塑料品种。

抗冲击性差，拉伸性能优良，耐热性能好，电绝缘性优良，对化学药剂的腐蚀及沾污的耐御性良好，不增加稳定剂的PP耐老化的能力差。

⑵ 我公司空调使用增加稳定剂的耐候PP，目前主要用于全塑外壳。

第四节整机的一般要求
一. 电器性能要求
1. 绝缘电阻：用DC500V电压测试，绝缘电阻应为30MΩ以上。

2. 泄漏电流：用DC500V电压测试，I<1.5mA。

3. 接地电阻: 用DC500V电压测试，R<0.1Ω。

4. 耐电压:生产线上用AC1800V电压，历时1秒钟，无击穿闪络；抽样室用
AC1500V电压，历时1分钟，无击穿闪络。