空调器主要部件之制冷系统

2023-06-18 理论教育版权反馈

【摘要】：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7-17所示。图7-16 分体式空调器整机结构图7-17 空调器制冷系统组成图7-18 压缩机外形与结构换热器蒸发器、冷凝器统称为换热器，是空调器的核心部件之一。毛细管是制冷系统用以调节制冷剂流量的一个关键部件。

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7-17所示。

（1）全封闭压缩机

目前房间空调器主要采用全封闭转子式旋转压缩机以及往复活塞式的连杆式压缩机。转子式旋转压缩机通过汽缸容积变化压缩制冷剂气体来达到制冷的目的，旋转式压缩机泵体浸在机壳内的润滑油中，储液器是为了防止液态制冷剂流入压缩机而在蒸发器和压缩机之间安装的气液分离器。压缩机外形与结构如图7-18所示。

图7-16 分体式空调器整机结构

图7-17 空调器制冷系统组成

图7-18 压缩机外形与结构

（2）换热器

蒸发器、冷凝器统称为换热器，是空调器的核心部件之一。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）。如图7-19所示。

图7-19 换热器外形

换热器一般由传热管、肋片和端板三部分组成，通常都是在纯铜管上胀接铝肋片，组成整体肋片管束式。其中传热管通常采用ϕ10mm×0.7mm、ϕ10mm×0.5mm、ϕ9mm×0.5mm的纯铜管弯成U形管，U形管口再用半圆管焊接。传热管排列方式为等边三角形或等腰三角形。

肋片的材料为纯铝薄板，肋片片距一般在1.2～3.0mm之间。蒸发器的肋片由于有凝露不断流下，所以蒸发器的片距应比冷凝器的片距大。

肋片形式有平肋片、波纹肋片和冲缝肋片3种，如图7-20所示。

目前我国房间空调器换热器大多采用波纹形铝肋片。它比平肋片刚性好，传热面积比平肋片增加约9%。同时肋片上的波纹增强了空气的扰动，破坏了层流边界层，换热系数比平肋片提高了20%。

冲缝肋片又称开窗口肋片。其特点是冲缝增加了空气扰动及传热性能，从而减少了换热器的面积，使空调器小型化、轻型化。冲缝肋片的换热系数比平肋片提高80%，比波纹肋片增加30%。

冲缝肋片的缺点是易积灰尘，且积尘后不易清洗。用户在选用此类空调器时，应注意工作环境，否则肋片上积尘过多，会使空调器制冷量急剧下降。

（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。毛细管是制冷系统用以调节制冷剂流量的一个关键部件。单冷型空调器中制冷系统只用一根毛细管，而热泵型空调器中因制冷、制热工况不同，换热器不同，因此不能用同一根毛细管，一般配以两根或两根以上的毛细管，分别与各自对应的蒸发器、冷凝器的有关部分相连。维修这类空调器时，每根毛细管相互位置不能搞错，否则会因不匹配而使空调器的制冷量下降。

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。

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运而生。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。

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7-20 常用肋片形式

a）平肋片 b）波纹肋片 c）冲缝肋片

分配器由一个分配本体和一个可装拆的节流喷嘴环组成。节流喷嘴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。

（4）辅助器件

1）干燥过滤器。为了避免毛细管微小孔径的堵塞，常在冷凝器出口、毛细管的入口之间接一只过滤器，高压液体制冷剂经过过滤器后，再流入毛细管。有的空调器将干燥器与过滤器分开安装，其作用不变。干燥过滤器的构造和电冰箱的相似，如图7-21所示。

图7-21 干燥过滤器的构造

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7-22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。

图7-22 气液分离器的结构

3）电磁换向阀。电磁换向阀的外形与结构原理如图7-23所示。由压缩机排出的高压蒸气从4管进入换向阀气室。气室内活塞Ⅰ和活塞Ⅱ上都设有气孔。在未接通电源的情况下，弹簧1将阀芯A和阀芯B推向左端，使E管和C管接通，这时活塞Ⅱ外侧的高压气体从C管经过阀芯流入E管，进入压缩机吸气管2。而活塞Ⅰ外侧的高压气体经D管到阀芯A处被堵塞，于是形成活塞Ⅰ外侧的压力高于活塞Ⅱ外侧的压力，从而将活塞连同滑块推向左端，使管道1和2连通。高压气体从4管流入3管进入室外换热器，冷凝成液体后，经过毛细管、蒸发器进入管道1，流经管道2回到压缩机的吸气口。这是制冷过程。

当换向阀电磁线圈接通电源后，由于电磁力的作用将阀芯A和B吸向右端而压缩弹簧1，于是C管上端口被阀芯B堵塞，活塞Ⅰ外侧和D管中的高压气体经E管流入2管，形成活塞Ⅱ连同滑块推向右端，使管道3和2连通。从4管来的高压气体则流入1管进入冷凝器（室内换热器）冷凝成液体。这时，原室内的蒸发器变成了冷凝器，于是产生了制热效果。

图7-23 电磁换向阀的外形与结构原理

空调器主要部件之制冷系统

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