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空調制冷原理及講解

生活 更新时间:2025-01-10 16:53:33

空調制冷原理及講解(超贊的空調制冷原理與各部件圖解)1

在說制冷原理之前,首先我們來看一些生活中與制冷相關的常見現象:

将酒精擦到皮膚上,會感到涼爽,說明通過蒸發能制冷。把水抹到皮膚上,也有涼意,沒有酒精明顯。因為酒精比水更容易蒸發,蒸發得更快,說明蒸發越快制冷越好。

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洗曬的衣服,夏天比冬天容易幹,因為夏天溫度高,蒸發得快。說明溫度越高蒸發越快。在青藏高原燒水,90度就沸騰蒸發了。因為青藏高原地勢高,壓力低。說明壓力越低蒸發越快。

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溫度、壓力對蒸發、冷凝影響

一、制冷循環系統

由壓縮機、冷凝器、蒸發器、膨脹閥四個基本部件組成。

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我們用一張圖來表現它們制冷劑狀态的變化:

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我們可以大概歸納總結為:兩個控制,兩個轉換。

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1、壓縮機:

吸入蒸發器内蒸氣,維持其低溫低壓;壓縮出高壓、高溫蒸氣。為什麼要壓縮?因為制冷劑要回收再利用。如不壓縮,直接排入冷凝器。常溫已高于制冷劑沸點溫度,無法冷卻、冷凝成液體。

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[壓力越高,沸點越高;壓力越低,沸點越低]。隻有通過提高制冷劑的壓力,使制冷劑的凝結點(沸點)高于室外溫度,才能讓制冷劑向室外散熱,溫度降低,制冷劑凝結成液體。

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2、冷凝器:

将壓縮機排出的高溫高壓蒸氣冷卻成液體;釋放出的熱量被水或空氣帶走。可分為水冷式、空氣冷卻式、水和空氣混合冷卻式三種類型。

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空調冷凝器大多采用翅片盤管式結構,為提高換熱效率常将鋁合金翅片壓成各種形狀,以增加換熱面積。

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3、節流裝置:

當制冷劑流體通過一小孔時,一部分靜壓力轉變為動壓力,流速急劇增大,成為湍流流動,流體發生擾動,摩擦阻力增加,靜壓下降。

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節流閥主要作用:節流降壓;調節流量,使流體達到降壓調節流量的目的。

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3.1、毛細管特點:

無運動件、結構簡單;無儲液器,充入的制冷劑量小;停機後的高低壓基本相同,便于啟動;工作的準确程度差;小型空調或冰箱上運用。缺點:供液量不能随工況變動而調節。

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熱力膨脹閥結構

3.2、熱力膨脹閥特點:

又稱感溫式膨脹閥,接在蒸發器的進口上,器感溫包緊貼蒸發器的出口管上。膨脹閥另外一個作用:保持一定過熱度、防止液擊和異常過熱。

熱力膨脹閥分為:内平衡式熱力膨脹閥和外平衡式熱力膨脹閥,我們來看看他們之間的結構區别。

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結構區别

内平衡式熱力膨脹閥:是在内部将蒸發壓力傳遞到膜片。

外平衡式熱力膨脹閥:是膜片下面,感受到的是蒸發器出口壓力。 

我們來放大看下裡面的内部結構和系統接管做法:

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内部結構

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膨脹閥使用區别

制冷系統若蒸發器的壓降較高,應當使用帶外平衡的膨脹閥。外平衡式熱力膨脹閥比較準确的控制蒸發器的出口過熱度,充分的利用蒸發器的換熱面積,提高機組能效

3.3、電子膨脹閥:是一種新型的控制元件,其節流裝置采用了微處理器控制。使用在變頻式空調器制冷系統中,适應精确、高速、大幅度調節負荷的需要。當然,現在冷凍冷藏也有很多使用電子膨脹閥。

電子膨脹閥采用電子膨脹閥進行蒸發器出口制冷劑熱度調節,可以通過設置在蒸發器出口的溫度傳感器和壓力傳感器,來采集過熱度信号,采用反饋調節來控制膨脹閥的開度;也可以采用前饋加反饋複合調節,消除因蒸發器管壁與傳感器熱容造成的過熱度控制滞後,改善系統調節品質,在很寬的蒸發溫度區域使過熱度控制在目标範圍内。

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電子膨脹閥優點:流量調節範圍大;控制精度高;高頻、低頻運行時能效比提高;壓縮機可靠性提高,改善回油、回液、排氣溫度過高狀況等優點。電子膨脹閥可分為電磁式和電動式兩類。

3、蒸發器:

将液體蒸發成氣體;吸收熱量。由于蒸發器的翅片間會不斷産生冷凝水,阻礙空氣的流動,所以蒸發器的片距比起冷凝器要大些,此外蒸發器翅片的表面還要進行親水處理(親水鋁箔),以降低冷凝水的表面張力,使空氣氣流通截面積增大。

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5、四通閥

用于熱泵型空調器的部件。空調器在冬季作制熱運行時,室内側熱交換器作為冷凝器工作,而室外側熱交換器作為蒸發器工作,這正好與空調器夏季制冷時相反,這就要求制冷劑流動方向也要相反。

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而制冷劑反向流與毛細管組合成特别的通路來适應冬季、夏兩種差異的運行工況。四通換向閥由先導閥、主閥和電磁線圈組成。

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6、雙向電磁閥:雙向電磁閥是用于制冷系統中執行“通斷”操作的自控閥,可以控制制冷劑的流量和流向。雙向電磁閥有兩種,一種是兩個端口在同一方向上的通用電磁閥,另一種是兩個端口互相垂直的專用旁通電磁閥

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電磁閥串聯在膨脹閥前的液體管道上,壓縮機開機時,接通系統管路;壓縮機停機時,自動切斷液體管路,阻止制冷劑液體繼續流向蒸發器,防止蒸發器内充滿液後,壓縮機再次啟動時造成液擊現象,産生溢液事故。

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電磁旁通閥:夏季用于除濕;高溫天減負荷運行,而且減負荷啟動運行,冬季也可以用于除霜。

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7、單向閥:

單向閥是隻允許制冷劑單方向流動,裝在管路中防止制冷劑氣體或液體倒流,故又稱止逆閥。單向閥又可分為球形閥和針形閥 。

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冷暖空調機中,單向閥與四通閥配合使用,用來安全有效地切換制冷劑的流向。單冷式空調中,為了防止壓縮機停機時制冷劑由冷凝器回流進入壓縮機引起液擊,常在靠近壓縮機的排氣管上安裝單向閥。

7、截止閥:

截止閥是一種管路關閉閥,以手動控制啟閉閥芯來控制流動介質的通過與截止。用于管路末端, 連接各類檢測儀器儀表及系統充注與排放;用于管路中, 切斷流體流動。截止閥按結構可分為二通截止閥和三通截止閥。

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8、幹燥過濾器:

吸收制冷系統中的水分,阻擋系統中的雜質使其不能通過,防止制冷系統管路發生冰堵和髒堵。

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系統最容易堵塞的部位是毛細管(或膨脹閥),因此幹燥過濾器通常安裝在冷凝器與毛細管(或膨脹閥)之間。

9、氣液分離器(儲液器):

是使氣态制冷劑與液态制冷劑分離,防止壓縮機液擊;儲存制冷循環中的制冷劑液體,根據負荷變化調節供液量。

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9、液視鏡:

安裝在液體管線中,膨脹閥的上遊,通過它可以觀察液态制冷劑的流動情況,以及确定制冷劑中有無水分,視鏡中顯示的顔色由綠變黃。

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10、軸流風扇:

軸流風扇的作用是冷卻冷凝器,一般裝在室外看,可将冷凝器中散發的熱量強制吹向室外。特點是效率高、産風量大、造價低,省電。缺點是風壓較低,噪聲較大。

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11、離心風扇:

離心風扇裝在窗式空調器室内側和分體式櫃式空調器室外機組中,起作用是将室内的空氣吸入,經蒸發器冷卻,再由離心風扇葉輪壓縮後,提高壓力并沿風道送向室内。特點是結構緊湊,尺寸小、風量大、噪聲比較低。

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12、貫流風扇:

貫流風扇通常應用咋分體壁挂式空調器室内機組中。葉片采用向前傾斜式,氣流沿葉輪徑向流入,貫穿葉輪内部,然後沿徑向從另一端排出。

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13、油分離器:

壓縮機的排氣口排出高溫高壓的氣體,其成分實際為制冷劑與冷凍油混合氣體。冷凍油通過油分離器底部的毛細管直接回到壓縮機,減少管路系統中冷凍油的循環量。

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為保證油分離的效果,油分離器在制冷系統中,一般垂直安裝,便于冷凍油的流動。

(未完待續....)

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