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1、空调关键零部件介绍空调关键零部件介绍制造中心工程部制造中心工程部20132013年年0202月月2525日日1 1制冷基础理论制冷基础理论制冷的基本思路 人在游完泳时，会有冷的感觉，在手臂上涂抹酒精也有凉爽的感觉，这都是因为液体的蒸发带走了热量。 空调能够制冷就是因为由液体在室内蒸发带走热量的缘故。制冷系统的基本组成 空调系统空调系统制冷的基本原理制冷的基本原理制冷：制冷：从低于环境的物体中吸取热量，并将其转移给环境介质从低于环境的物体中吸取热量，并将其转移给环境介质的过程。的过程。 由于热量只能自动地从高温物体传给低温物体，因此实现制冷由于热量只能自动地从高温物体传给低温物体，因此实现制冷必
2、须包括消耗能量的补偿过程。必须包括消耗能量的补偿过程。 制冷机的基本原理制冷机的基本原理：利用某种工质的状态变化，从较低温度的：利用某种工质的状态变化，从较低温度的热源吸取一定的热量热源吸取一定的热量Q0，通过一个消耗功，通过一个消耗功W的补偿过程，向较的补偿过程，向较高温度的热源放出热量高温度的热源放出热量Qk,。在这一过程中，由能量守恒得。在这一过程中，由能量守恒得 Qk= Q0 + W。 相相变制冷制冷：利用液体在低温下的蒸：利用液体在低温下的蒸发过程或固体在低温下的熔程或固体在低温下的熔化或升化或升华过程向被冷却物体吸取程向被冷却物体吸取热量。普通空量。普通空调器都是器都是这种种制冷方
3、法制冷方法，而且是采用蒸气压缩循环来实现制冷，而且是采用蒸气压缩循环来实现制冷。 气体膨气体膨胀制冷制冷：高：高压气体气体经绝热膨膨胀后可达到后可达到较低的温度，令低的温度，令低低压气体复气体复热即可制冷。即可制冷。 气体气体涡流制冷流制冷：高：高压气体气体经过涡流管膨流管膨胀后即可分离后即可分离为热、冷、冷两股气流，利用冷气流的复两股气流，利用冷气流的复热过程即可制冷。程即可制冷。 热电制冷制冷：令直流：令直流电通通过半半导体体热电堆，即可在一端堆，即可在一端产生冷效生冷效应，在另一端，在另一端产生生热效效应。制冷的基本方法制冷的基本方法蒸气压缩循环原理图蒸气压缩循环原理图蒸气压缩制冷系统主
4、要部件及作用蒸气压缩制冷系统主要部件及作用l压缩机：将低温低压气体压缩成高温高压气体压缩机：将低温低压气体压缩成高温高压气体l四通阀：制冷、制热时换向四通阀：制冷、制热时换向l冷凝器：制冷时，向环境散热，冷凝器：制冷时，向环境散热， 制热时，从环境吸热制热时，从环境吸热l蒸发器：制冷时，从室内吸热蒸发器：制冷时，从室内吸热 制热时，向室内散热制热时，向室内散热l毛细管：节流元件毛细管：节流元件l气液分离器：保护压缩机气液分离器：保护压缩机二、主要制冷元器件二、主要制冷元器件 压缩机是制冷装置中最重要的组成部分，人们形象地称之为制冷装置的心脏。 它在电动机的带动下，输送和压缩制冷蒸气，使制冷剂在
5、系统中进行制冷循环。活塞式压缩机1、压缩机压缩机压缩机滚动滚动转子式滑片式单螺杆式双螺杆式涡旋式离心式往复式回转式容积型速度型制冷压缩机压缩机的选型压缩机的选型根据企划要求选择压缩机的额定电压、频率、相数根据企划要求选择压缩机的额定电压、频率、相数(1Ph、3Ph)以及额定能力值。以及额定能力值。单冷机：空调器能力单冷机：空调器能力=压缩机额定能力压缩机额定能力9095%。冷暖机：空调器能力冷暖机：空调器能力=压缩机额定能力压缩机额定能力85%在三匹及三匹以下的压缩机尽量选择转子式压缩机（如美芝、在三匹及三匹以下的压缩机尽量选择转子式压缩机（如美芝、海立、松下等），更有成本优势；三匹以上尽量选
6、用涡旋式压海立、松下等），更有成本优势；三匹以上尽量选用涡旋式压缩机（如三洋、大金、谷轮压缩机等），更有能效比优势。缩机（如三洋、大金、谷轮压缩机等），更有能效比优势。 高能效可选用高能效可选用Bristol的的TS活塞压缩机。活塞压缩机。压缩机的接线压缩机的接线单相压缩机：单相压缩机：R、S、C三个端子，三个端子，需要运行电容需要运行电容 R运行端，接零线（黑线）？运行端，接零线（黑线）？ S启动端，接运行电容（白线）？启动端，接运行电容（白线）？ C公共端，接接触器或火线（红线）？公共端，接接触器或火线（红线）？三相压缩机：三相压缩机：U(R/T1) 、V (S/T2) 、W (C/T3)
7、 三个端三个端子，子，不需要运行电容。相序要正确，以免损坏压缩机；不需要运行电容。相序要正确，以免损坏压缩机；如果相序反了，任意调换两个接线端子的接线就可以。如果相序反了，任意调换两个接线端子的接线就可以。 转子压缩机转子压缩机涡旋压缩机涡旋压缩机冷媒吸入冷媒排出冷媒吸入冷媒排出低压腔低压腔低压腔低压腔高压腔高压腔高压腔高压腔螺杆压缩机螺杆压缩机双螺杆单螺杆 离心压缩机离心压缩机冷凝器、蒸发器冷凝器、蒸发器蒸发器的换热：对流为主，从环境吸收热量蒸发器的换热：对流为主，从环境吸收热量冷凝器的换热：对流为主，向环境释放热量冷凝器的换热：对流为主，向环境释放热量空气流动进气热量传递的三种基本方式热量
8、传递的三种基本方式 l导导热热：物物体体个个部部分分之之间间不不发发生生相相对对位位移移时时，依依靠靠分分子子、原原子子及及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递。自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递。l对对流流：流流体体个个部部分分之之间间发发生生相相对对位位移移，冷冷热热流流体体相相互互掺掺混混所所引引起的热量传递方式。起的热量传递方式。自自然然对对流流是是由由于于流流体体冷冷热热各各部部分分的的密密度度不不同同而而引引起起的的流流动动换热换热强强制制对对流流指指由由于于水水泵泵、风风机机或或其其他他压压差差作作用用造造成成的的流流动动换换热热热热辐辐射射是是由由于于因因为为热热
9、的的原原因因而而通通过过电电磁磁波波传传递递能能量量的的过过程程和和方式方式两器两器铜管铜管两器铜管直径：两器铜管直径：7mm7mm、7.94mm7.94mm、9.52mm9.52mm两器铜管种类：光管、普通内螺纹管、高效内螺纹管两器铜管种类：光管、普通内螺纹管、高效内螺纹管从管内换热效果来看：内螺纹管是光管的从管内换热效果来看：内螺纹管是光管的1.3 1.3 倍左右。倍左右。 高效内螺纹铜管：交叉齿、瘦高齿、高效内螺纹铜管：交叉齿、瘦高齿、M M型齿等型齿等两器两器翅片翅片(铝箔铝箔)翅片按材料分为亲水与非亲水铝箔两种，亲水铝薄的优势在于有冷凝水时可使水尽快沿翅片流走，不堵塞风道，不影响换热
10、效果。 原则上，蒸发器选用亲水铝薄，冷暖机冷凝器选用亲水铝薄，单冷机冷凝器必须选用非亲水铝薄。翅片的片距一般在之间 翅片的片形分为光片、弧形冲缝片、方形冲缝片。弧形冲缝片的换热效果最好,据实验表明, 弧形冲缝片换热效果较方形冲缝片好2%-8%左右， 两器两器分配器分配器冷冷媒媒分分配配器器应应优优先先选选用用具具有有收收缩缩混混合合室室的的结结构构形形式式以以便便气气液液两两相相制制冷冷剂剂能均匀地进入各路分液管，能均匀地进入各路分液管，选用带垫片的分配器；选用带垫片的分配器；分配器的位置：分配器的位置：冷凝器中分配器的位置尽量往下布置。冷凝器中分配器的位置尽量往下布置。分配器的布置：分配器的
11、布置：垂直布置。垂直布置。为分流均匀，分流毛细管内径尽量小为好；为降低冷媒噪声，分流毛细为分流均匀，分流毛细管内径尽量小为好；为降低冷媒噪声，分流毛细管内径尽量大些为好。管内径尽量大些为好。节流部件节流部件有：热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管等节流部件有：热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管等毛细管是制冷系统中的节流部件，主要起节流和降压作用。毛细管是制冷系统中的节流部件，主要起节流和降压作用。毛细管越细越长：阻力越大，蒸发温度越低，制冷达到的温度就越低；毛细管越细越长：阻力越大，蒸发温度越低，制冷达到的温度就越低； 通过的冷媒量就越少，总制冷量就越低。通过的冷媒量就越少，总制冷量就越低。热力膨胀阀毛
12、细管电子膨胀阀制冷阀件过滤器过滤器 过滤器装在冷凝器出口与毛细管之间，用来过滤制冷系过滤器装在冷凝器出口与毛细管之间，用来过滤制冷系统中润滑油中的固体杂质，确保管路系统通畅，防止系统堵统中润滑油中的固体杂质，确保管路系统通畅，防止系统堵塞，影响制冷效果。塞，影响制冷效果。制冷剂只能向一方向自由流动，主要用于热泵型空调制冷剂只能向一方向自由流动，主要用于热泵型空调器上，器上， 与辅助毛细管并联在系统中。与辅助毛细管并联在系统中。单向阀单向阀用电磁的效应进行控制，主要的控制方式由继电器控制,调节流体的方向、流量、速度等 电磁阀电磁阀截止阀截止阀主要是用来连接室内外机用，用于切断或开通气、液管路，是
13、为安装和检修方便而设置的，进出孔与管路上的进出管相连，另一个孔称工艺口，供安装、维修时使用,如抽真空、充注制冷剂、接压力表。不用时应将此孔关闭，并拧紧螺帽。 四通阀制冷时处于OFF状态，制热时处于ON状态。具体流向原理图如下：部位1：由压缩机排气管来，D； 部位2：去压缩机回气管，S部位3：由蒸发器的接管来，E； 部位4：去凝器的接管， C部位5：左后导毛细管 部位6：右前导毛细管断电状态：制冷循环断电状态：制冷循环 通电状态：制热循环通电状态：制热循环四通阀四通阀四通阀的选择四通阀的选择选择四通阀时主要考虑到以下两点：选择四通阀时主要考虑到以下两点：1、压力损失：压力损失尽可能小；、压力损失
14、：压力损失尽可能小；2、最小动作压差：从切换开始到切换结束确保必要的压差；、最小动作压差：从切换开始到切换结束确保必要的压差；在容量控制压缩机匹配时要注意切换时压缩机容量设定及设在容量控制压缩机匹配时要注意切换时压缩机容量设定及设定时机。定时机。 四通阀制冷时处于四通阀制冷时处于OFFOFF状态，制热时处于状态，制热时处于ONON状态。状态。 气液分离器安装在蒸气液分离器安装在蒸发发器和器和压缩压缩机之机之间间，起到防止液，起到防止液态态制冷制冷剂进剂进入入压缩压缩机的作用。机的作用。气液分离器气液分离器气液分离器气液分离器容量：容量：回油孔：回油孔： 谷轮：谷轮： 1.3mm 三洋：三洋：
15、1.4mm 日立：日立： 1.7mm 风机电机：单相异步电容运转电动机风机电机：单相异步电容运转电动机 *风机的作用：制冷时，给外机散热风机的作用：制冷时，给外机散热 ，往内吹凉风往内吹凉风 1.定义：定义：（1）单相：单相电运行）单相：单相电运行（2）异步：转子转速和定子转速存在差异）异步：转子转速和定子转速存在差异（3）电容运转：电容不脱离电源长期参与运行）电容运转：电容不脱离电源长期参与运行2.结构结构零部件主要包括零部件主要包括定子、转子、漆包线、机壳、电容、热保护器等定子、转子、漆包线、机壳、电容、热保护器等（1）定子）定子*1）材料）材料:硅钢，俗称矽钢片或硅钢片，硅钢，俗称矽钢片
16、或硅钢片，含硅含硅0.8-4.8的硅铁合金的硅铁合金 加入硅可提高它的电阻率和磁导率，降低铁芯加入硅可提高它的电阻率和磁导率，降低铁芯损耗。损耗。2）经热或冷轧成厚度为）经热或冷轧成厚度为0.5mm硅钢薄板，然后硅钢薄板，然后再经模具叠成需要的厚度再经模具叠成需要的厚度（2）转子）转子1 1）原材料、工艺和定子一样。）原材料、工艺和定子一样。另外转子还需要铸铝另外转子还需要铸铝2 2）铸铝作用：铸铝作用：和定子的旋转磁场和定子的旋转磁场产生感应电流，从而产生电磁转矩产生感应电流，从而产生电磁转矩 （3）漆包线）漆包线1）定义：由导体（纯铜）和绝缘层）定义：由导体（纯铜）和绝缘层（聚酯及改性聚酯
17、）两部分组成（聚酯及改性聚酯）两部分组成2）绝缘层（漆膜）：电机要求绝缘等级）绝缘层（漆膜）：电机要求绝缘等级B级级热级为热级为130 F级级热级为热级为145*温升（温升（K开氏）：电机热态温度开氏）：电机热态温度-环境温度环境温度（绝缘等级（绝缘等级B级室外机温升为级室外机温升为58K 室内机为室内机为65K）（绝缘等级（绝缘等级F级室外机温升为级室外机温升为78K 室内机为室内机为85K ）* *3 3）铜包铝：节省大概）铜包铝：节省大概30%30%成本。如果用在电力传成本。如果用在电力传输的话隐患较大：电气性能较差，容易烧毁。输的话隐患较大：电气性能较差，容易烧毁。（4）机壳）机壳1）
18、材料主要由薄钢板（占大部分）材料主要由薄钢板（占大部分）和铝合金（和铝合金（130模块机，散热好）模块机，散热好）2）防护等级（代码为）防护等级（代码为IP）*室外电机防护等级为室外电机防护等级为IP44 第一个第一个4：防止直径大于：防止直径大于1mm的固体异物进入壳内的固体异物进入壳内第二个第二个4：承受任何方向的溅水应无有害：承受任何方向的溅水应无有害*室内电机防护等级为室内电机防护等级为IP20 “2”表示防止直径大于表示防止直径大于12mm的固体异物进入壳内的固体异物进入壳内 “0”表示对水无专门防护表示对水无专门防护 *3）外机机壳都有个出水孔，在装配时必）外机机壳都有个出水孔，在
19、装配时必须垂直向下，以便进水时及时排出须垂直向下，以便进水时及时排出 （5）电容）电容1）材料：金属膜纸介电容（性能更加稳定，寿命长）材料：金属膜纸介电容（性能更加稳定，寿命长） 一般用到一般用到CBB60CBB61*CBB65*2）作用：使两相电流产生相位差，形成旋转磁场）作用：使两相电流产生相位差，形成旋转磁场*3）总结：随着电容器容量的增大，励磁电流）总结：随着电容器容量的增大，励磁电流就会越大，定子的旋转磁场就会越强，一般就会越大，定子的旋转磁场就会越强，一般来说转速都会增加。来说转速都会增加。 *但当磁场达到一定程度后，定子就会出现磁但当磁场达到一定程度后，定子就会出现磁饱和现象饱和
20、现象- 温升过高温升过高,产生震动和噪音，效率下降产生震动和噪音，效率下降,电机寿命缩短，所以一般不乱配高容量电容。电机寿命缩短，所以一般不乱配高容量电容。 （6）热保护器）热保护器*1）原理：两种不同热膨胀系数合金受热后）原理：两种不同热膨胀系数合金受热后向一个方向弯曲，触电离开，形成断路。向一个方向弯曲，触电离开，形成断路。2)在扎线工艺中必须紧贴着漆包线，确保及在扎线工艺中必须紧贴着漆包线，确保及时感应到漆包线产生的热量，一般与公共端串接。时感应到漆包线产生的热量，一般与公共端串接。*3)绝缘等级为绝缘等级为B级热保护器作用级热保护器作用温度为温度为130，复位为，复位为90绝缘等级为绝
21、缘等级为F级热保护器作用级热保护器作用温度为温度为145，复位为，复位为1053.单相异步电动机的原理单相异步电动机的原理1).单相异步电动机有两个绕组，一个为主绕组（工作绕组），另一个是副绕组（起动绕组），当定子绕组接到单相交流电源以后产生n1转速的旋转磁场2).转子导体在旋转磁场中被磁力线切割产生感应电动势 3).自成闭路的转子导体在磁场中将有电流流过，载流的转子导体在旋转磁场中受到电磁力4). 电磁力作用于转子将产生电磁转矩 T，T驱动转子以转速n旋转。4.实际应用实际应用1）电机铭牌命名）电机铭牌命名YDK-60-6P2 Y：异步电机：异步电机 D：单轴：单轴 K：空调器用：空调器用
22、60：输出功率：输出功率 6P：6极极 2：电源规格为：电源规格为208-230V/60Hz YSK110-90F-4P3H105 Y：单相异步电机：单相异步电机 S：双轴：双轴 K：空调器用：空调器用 110:定子铁芯直径定子铁芯直径 90：输出功率：输出功率 F：风管机：风管机 4P：4极极 3：电源规格：电源规格 H105：中心高为：中心高为105mm.*2）电机的同步转速：）电机的同步转速：n=60* f/p f表示为电源频率表示为电源频率 p为极对数（电机极数为极对数（电机极数/2）。）。 例如：例如： YDK-60-6P2 208-230V/60Hz n=60*60/3=1200r
23、pm3）性能开发）性能开发可以通过临时调配电容（偏差为标称容量的可以通过临时调配电容（偏差为标称容量的1.5倍）和电压（额定的倍）和电压（额定的1.16倍）达到需要的性倍）达到需要的性能后，重新通知厂家按此参数调整合适的电机。能后，重新通知厂家按此参数调整合适的电机。4）故障分析）故障分析*（1）电机烧毁：通过外观分析（漆包线发黑）和嗅觉（焦味）电机烧毁：通过外观分析（漆包线发黑）和嗅觉（焦味）（2）电机不转：电机温度保护；电容线没插好；电机卡死）电机不转：电机温度保护；电容线没插好；电机卡死（3）转速不够：电容容量不足；用错电容或电源；电机卡死）转速不够：电容容量不足；用错电容或电源；电机卡
24、死（4）转向反转：电源接到启动绕组端；电机装反（双轴）转向反转：电源接到启动绕组端；电机装反（双轴）*（5）电机噪音：机械噪音（轴承）；共振；电磁噪音（负荷大）电机噪音：机械噪音（轴承）；共振；电磁噪音（负荷大）5）接线）接线*（1）一般情况下主绕组电阻比副）一般情况下主绕组电阻比副绕组电阻小（有助两相电流形成绕组电阻小（有助两相电流形成90）（2）电阻最大的接电容）电阻最大的接电容（3）在无铭牌的情况下识别接线方式）在无铭牌的情况下识别接线方式二、压机二、压机单相异步电机单相异步电机 电容运转型电容运转型电源PowerRCRSCOLPAux.Main 1）原理图）原理图 S：START（辅绕
25、组（辅绕组 AUX WINDING） R：RUN（主绕组（主绕组 MAIN WINDING） C：COMMON（共通）（共通） RC： 运转电容运转电容 RUNNING CAPACITOR 2）参数）参数主绕组主绕组 辅绕组辅绕组 Main: 3.845% Aux.: 4.195% 级数：级数：2极极外置保护器（也有内置保护器）外置保护器（也有内置保护器）启动电流：启动电流：18.2 A其它附件其它附件单向阀单向阀干燥过滤器干燥过滤器消音器消音器高低压压力开关高低压压力开关 R22系统系统 低压开关：低压开关：0.05Mpa+0.03时，断开；时，断开；0.15+0.05Mpa时，闭合；时，闭
26、合； 高压开关：高压开关：压力值压力值3.20MPa0.15时，断开；压力值时，断开；压力值2.60.2Mpa时，闭合时，闭合 R410A系统系统 低压开关：低压开关： 0.15Mpa+0.03时，断开；时，断开；0.30+0.05Mpa时，闭合；时，闭合； 高压开关：高压开关： 4.2Mpa0.15时，断开；时，断开；3.00.2Mpa时，闭合；时，闭合； 高压开关高压开关（T3工况）：工况）： 4.5Mpa0.15时，断开；时，断开；3.50.2Mpa时，闭合；时，闭合； 温度开关：温度开关：排气温度保护，断开温度为排气温度保护，断开温度为1205，恢复温度为，恢复温度为8015； 常用制
27、冷剂的一般要求常用制冷剂的一般要求选作制冷剂的物质一般应满足下列要求：选作制冷剂的物质一般应满足下列要求：1 具有优良的热力学特性；具有优良的热力学特性；2 具有优良的热物理性能具有优良的热物理性能（较低的粘度，高的导热系数，大的气化潜热）；（较低的粘度，高的导热系数，大的气化潜热）；3 具有良好的化学稳定性；具有良好的化学稳定性；4 与润滑油有良好的兼容性；与润滑油有良好的兼容性；5 无毒性，不可燃、不可爆，无腐蚀性；无毒性，不可燃、不可爆，无腐蚀性；6 有良好的电器绝缘性；有良好的电器绝缘性；7 经济性经济性制冷剂制冷剂制冷剂的种类与命名制冷剂的种类与命名非共沸混合工质：非共沸混合工质：R
28、4XXXR407C: R32/R125/R134a 23/25/52wt% 7.1KR410A: R32/R125 50/50wt% 0.04KR417A: R125/R134a/R600 46.5/50/3.5wt%制冷剂的种类与命名制冷剂的种类与命名共沸混合工质：共沸混合工质：R5XXR500: R12/R152a 73.8/26.2wt%R502: R22/R115 48.8/51.2wt%R503: R23/R13 40.1/59.9wt%无机化合物制冷剂：无机化合物制冷剂：R7XXXR717：NH3 ， R718：H2O，R729：air，R744：CO2，R744a：N2O1 1
29、对臭氧层的破坏；对臭氧层的破坏；2 2 温室效应温室效应( (直接温室效应，间接温室效应直接温室效应，间接温室效应) )。R12R12的替代工质：的替代工质：R134aR134a，R290R290，R600aR600a，R22/R152aR22/R152aR22R22的替代工质：的替代工质：R407C, R410A, R417A, CO2 R407C, R410A, R417A, CO2 制冷剂的罐装制冷剂的罐装R22 绿色绿色R134a 天蓝色天蓝色R407C 中棕色中棕色R410A 玫瑰红玫瑰红制冷剂对环境的影响：制冷剂对环境的影响：1、与R22相比，循环特性比较接近；2、单位容积制冷量、
30、蒸发压力、冷凝压力、排气温度等综合的热力学性能与R22接近3、换热系数比R22低10%左右；4、压缩机润滑油需采用聚酯油（Polyol Ester Oil）；5、冷媒充灌量适当减小，毛细管适当加长；6、换热器中管子排列如能使两种传热介质改为逆流，则能充分发挥非共沸工质在蒸发器或冷凝器中具有温度滑移的优势，可以降低传热温差提高系统的经济性；7、向系统充注时必须采用液相充注；8、系统中的工质少量泄漏及再补充后，系统中工质的成分略有变化，但对系统性能的影响较小。R407C特性：特性：1 1、总体来讲，热物理性能比、总体来讲，热物理性能比R22R22优越；优越；2 2、冷凝压力比、冷凝压力比R22R22高约高约50%50%；3 3、单位容积制冷量比、单位容积制冷量比R22R22增加约增加约50%50%；4 4、在相同的测试条件下，冷凝换热系数高于、在相同的测试条件下，冷凝换热系数高于R22R22约约2-6%2-6%，压，压力损失低约力损失低约20-40%20-40%；5 5、蒸发换热系数比、蒸发换热系数比R22R22高约高约20-30%20-30%；6 6、使用、使用R410AR410A的系统比的系统比R22R22的系统更加紧凑。的系统更加紧凑。R410A特性：特性：三、空调匹配中的一些数据 谢谢 谢！谢！
