第3章家用空调器

1、第3章 家用空调器【教学目标】【教学目标】了解家用空调器的功能与种类。了解家用空调器的功能与种类。掌握热泵冷风型空调器的结构与工作原理。掌握热泵冷风型空调器的结构与工作原理。了解变频式空调器的工作原理。了解变频式空调器的工作原理。掌握家用壁挂式空调器的安装方法。掌握家用壁挂式空调器的安装方法。掌握空调器的常见故障与维修方法。掌握空调器的常见故障与维修方法。3.1家用空调器的功能与种类 3.1.1 3.1.1 功能功能 1)调节室内温度。一般情况下，人们居住或工作的环境与外界的调节室内温度。一般情况下，人们居住或工作的环境与外界的温差如能保持在温差如能保持在5C左右是比较适宜的，若温差过大，每当

2、受到左右是比较适宜的，若温差过大，每当受到“热热冲击冲击”或或“冷冲击冷冲击”时，都会使人感到不舒服。因此，对大多数人来时，都会使人感到不舒服。因此，对大多数人来说，空调房间夏季保持在说，空调房间夏季保持在2428C、冬季保持在、冬季保持在1820C是比较理是比较理想的。想的。 2)调节室内湿度。空调器的湿度调节，是通过增加或减少空气中调节室内湿度。空调器的湿度调节，是通过增加或减少空气中的潜热来实现的，夏季降温除湿，冬季升温加湿。的潜热来实现的，夏季降温除湿，冬季升温加湿。 3)调节室内气流速度。空调器上设有高、中、低调节室内气流速度。空调器上设有高、中、低3挡风速，能将挡风速，能将室内气流

3、速度调至室内气流速度调至0.150.3m/s范围内。范围内。 4) 净化室内空气。通过空调器上的空气过滤器，将空气中灰尘等净化室内空气。通过空调器上的空气过滤器，将空气中灰尘等过滤掉，以保证室内空气的新鲜和清洁。空调器在进风口处设置空气过滤掉，以保证室内空气的新鲜和清洁。空调器在进风口处设置空气过滤网，其作用就是为达到上述目的。过滤网，其作用就是为达到上述目的。 5) 定期更换室内空气。空调器为了节能运转，一般仅循环室内空定期更换室内空气。空调器为了节能运转，一般仅循环室内空气，但时间一长，室内空气的品质会下降。这时可以打开新风门和排气，但时间一长，室内空气的品质会下降。这时可以打开新风门和排

4、风门，吸入室外新鲜空气，排除室内污浊空气。风门，吸入室外新鲜空气，排除室内污浊空气。 6)调节送风方向。空调器出风口上设有水平格栅和垂直格栅。水调节送风方向。空调器出风口上设有水平格栅和垂直格栅。水平格栅用来调节气流出口倾角。垂直格栅能左右调节，即调节气流在平格栅用来调节气流出口倾角。垂直格栅能左右调节，即调节气流在室内扩散范围。室内扩散范围。 7)产生负离子。有些空调器上安装有负离子发生器，使房间负离产生负离子。有些空调器上安装有负离子发生器，使房间负离子浓度增加。子浓度增加。 3.1.2 种类 1.按使用环境分类按使用环境分类T1允许使用环境最高气温允许使用环境最高气温43;T2允许使用环

5、境最高气温允许使用环境最高气温35;T3允许使用环境最高气温允许使用环境最高气温52。 我国现用空调器基本按我国现用空调器基本按T1气候类型设计气候类型设计,对于热泵型空调器来说对于热泵型空调器来说, T1、 T2、 T3的工作环境温度下限按设计标准都是的工作环境温度下限按设计标准都是-7。实际使用时。实际使用时应高于此值。应高于此值。 2.按结构形式分类按结构形式分类 1）窗式空调器。窗式空调器是将压缩机、通风电动机、热交换器）窗式空调器。窗式空调器是将压缩机、通风电动机、热交换器等全部安装在一个机壳内，主要是利用窗框进行安装。等全部安装在一个机壳内，主要是利用窗框进行安装。 2）分体式空调

6、器。分体式空调器是将压缩机、通风电动机、热交）分体式空调器。分体式空调器是将压缩机、通风电动机、热交换器等分别安装在两个机壳内，分为室内机组和室外机组。分体式空换器等分别安装在两个机壳内，分为室内机组和室外机组。分体式空调器又可分为壁挂式、立柜式、吊顶式、嵌入式、小型中央空调等。调器又可分为壁挂式、立柜式、吊顶式、嵌入式、小型中央空调等。 3.按主要功能分类按主要功能分类 1) 冷风型（单冷型）。只能制冷，而不能制热，可降温去湿。冷风型（单冷型）。只能制冷，而不能制热，可降温去湿。 2) 热泵冷风型。在冷风型的基础上增加了一个电磁换向阀，既能制热泵冷风型。在冷风型的基础上增加了一个电磁换向阀，

7、既能制冷降温，又可制热取暖。冷降温，又可制热取暖。 3) 电热冷风型。这种机型是在冷风型机上加装了电热丝，热量由风电热冷风型。这种机型是在冷风型机上加装了电热丝，热量由风扇吹向室内。这种供热方式耗电多，比热泵冷风型制热效率低。扇吹向室内。这种供热方式耗电多，比热泵冷风型制热效率低。 4.按室内机组数量分类按室内机组数量分类 1）普通分体式空调器。一台室外机对应一台室内机。）普通分体式空调器。一台室外机对应一台室内机。 2）“一拖二一拖二”分体式空调器。分体式空调器。“一拖二一拖二”分体式空调器是用一台分体式空调器是用一台室外机组带动两台室内机组工作，从而使一台空调器相当两台空调器使室外机组带动

8、两台室内机组工作，从而使一台空调器相当两台空调器使用。该空调器室内机组和室外机组结构与普通分体式空调器基本相同，用。该空调器室内机组和室外机组结构与普通分体式空调器基本相同，不同之处是增加一个室内机组。不同之处是增加一个室内机组。 室外机组只有一台压缩机，但其排量可以变化，同时带动两台室内室外机组只有一台压缩机，但其排量可以变化，同时带动两台室内机组。这种方式可根据空调房间负荷变化，来调节压缩机的排气量，其机组。这种方式可根据空调房间负荷变化，来调节压缩机的排气量，其压缩机一般都采用变频调速方式来调节其排气量。但该种型式结构复杂、压缩机一般都采用变频调速方式来调节其排气量。但该种型式结构复杂、

9、造价较高。造价较高。 3）多联机空调。多联式家用中央空调一般应用于别墅等缺少空）多联机空调。多联式家用中央空调一般应用于别墅等缺少空调位，房间内空调全部开启时间较长的用户，多个房间的室内机连接调位，房间内空调全部开启时间较长的用户，多个房间的室内机连接于一台室外机，其最大的特色在于一台室外机即可满足整体房屋的制于一台室外机，其最大的特色在于一台室外机即可满足整体房屋的制冷、制热需求，室外机在室内机所需制冷量的功率上运行，不开的室冷、制热需求，室外机在室内机所需制冷量的功率上运行，不开的室内机不耗电，运行成本较低。内机不耗电，运行成本较低。 多联机大多应用了变频技术，可根据多联机大多应用了变频技

10、术，可根据室内负荷的变化，室外压缩机通过转速的变化来调整制冷剂流量，配室内负荷的变化，室外压缩机通过转速的变化来调整制冷剂流量，配合室内机的控制，使能耗降低。同时，还具有响应速度快、温度控制合室内机的控制，使能耗降低。同时，还具有响应速度快、温度控制平稳、温度场均匀，室内、室外机噪声小，室内机形式多样，室外机平稳、温度场均匀，室内、室外机噪声小，室内机形式多样，室外机尺寸相对较小等优点。尺寸相对较小等优点。分体挂壁式空调器的结构分体挂壁式空调器的结构内内 机机外外 机机图图3-2 多联机系统示意图多联机系统示意图3.1.3 型号命名方法 根据国家标准（根据国家标准（GB/T 77252004）

11、规定，我国生产的空调器，）规定，我国生产的空调器，必须采用全封闭式压缩机，风冷式冷凝器，制冷量在必须采用全封闭式压缩机，风冷式冷凝器，制冷量在14 000W以下，以下，全称是全称是“房间空气调节器房间空气调节器”，简称，简称“空调器空调器”，其型号表示方法如，其型号表示方法如下：下：3.1.4 空调器的能效等级空调器的能效等级 空调器制冷（制热）效率的高低用参数值空调器制冷（制热）效率的高低用参数值“能效比能效比”（EER）来衡量，）来衡量，用一台空调器铭牌上的制冷（制热）量除以制冷（制热）时的输入功率所得用一台空调器铭牌上的制冷（制热）量除以制冷（制热）时的输入功率所得到的比值，就是到的比值

12、，就是EER，例如一台制冷量为，例如一台制冷量为7000W的空调器在制冷（制热）时的空调器在制冷（制热）时的输入功率为的输入功率为2400W，那么它的，那么它的EER就等于就等于7000/2400=2.92。 我国我国2010年年6月月1日颁布定频空调的能效比（日颁布定频空调的能效比（EER）新标准，）新标准，分别是分别是3.6 ,3.4 ,3.2，共，共3级，原来级，原来15级的老标准是级的老标准是3.4, 3.2 ,3.0, 2.8 ,2.6（即（即E1、E2、E3、E4、E5）；可见新标准的）；可见新标准的1级提高了一档，级提高了一档，老标准老标准3级以下的机器，今后因不符合国家能效比标

13、准，将停止销售。级以下的机器，今后因不符合国家能效比标准，将停止销售。 变频机的能效比分为变频机的能效比分为15级，分别是，级，分别是，1级级/5.2，2级级/4.5，3级级/3.9，4级级/3.4，5级级/3.0，可见变频机，可见变频机3级的比定频机级的比定频机1级的还节能，变频级的还节能，变频机机4级的节能性相当于定频机的级的节能性相当于定频机的2级。级。图图3-3 空调空调2级能效比标识级能效比标识3.2 空调器制冷系统主要部件 与电冰箱一样，空调器制冷与电冰箱一样，空调器制冷(热热)循环系统一般由全封闭式压缩机、循环系统一般由全封闭式压缩机、风冷式冷凝器、毛细管和肋片管式蒸发器及连接管

14、路等组成一个封闭风冷式冷凝器、毛细管和肋片管式蒸发器及连接管路等组成一个封闭式制冷循环系统，系统内充以式制冷循环系统，系统内充以R22或其他制冷剂。为避免液击，制冷或其他制冷剂。为避免液击，制冷系统还设有气液分离器。系统还设有气液分离器。3.2.1 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。式的连杆式压缩机。 转子式旋转式压缩机通过汽缸容积变化压缩制冷剂气体来达到转子式旋转式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。制冷的目的。旋转式压缩机泵体

15、浸在机壳内的润滑油中。 储液器（气液分离器）是为了防止液态制冷剂流入压缩机而在储液器（气液分离器）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。蒸发器和压缩机之间安装的气液分离器。6.2.2 电磁换向阀 电磁换向阀的外形与结构原理如图电磁换向阀的外形与结构原理如图3-5所示。由压缩机排出的高所示。由压缩机排出的高压蒸汽从压蒸汽从4管进入换向阀气室。气室内活塞管进入换向阀气室。气室内活塞I和活塞和活塞上都设有气孔。上都设有气孔。在未接通电源的情况下，弹簧在未接通电源的情况下，弹簧1将阀心将阀心A和阀心和阀心B推向左端，使推向左端，使E管和管和C管接通，这时活塞管接通，这时

16、活塞外侧的高压气体从外侧的高压气体从C管经过阀心流入管经过阀心流入E管，进入管，进入压缩机吸气管压缩机吸气管2。而活塞。而活塞I外侧的高压气体经外侧的高压气体经D管到阀心管到阀心A处被堵塞，处被堵塞，于是形成活塞于是形成活塞I外侧的压力高于活塞外侧的压力高于活塞外侧的压力，从而将活塞连同外侧的压力，从而将活塞连同滑块推向左端，使管道滑块推向左端，使管道1和和2连通。高压气体从连通。高压气体从4管流入管流入3管进入室外管进入室外换热器，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，流经管道2回到压缩机的吸气口。这是制冷过程。回到压缩机的吸气

17、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心当换向阀电磁线圈接通电源后，由于电磁力的作用将阀心A和和B吸向右端而压缩弹簧吸向右端而压缩弹簧1，于是，于是C管上端口被阀心管上端口被阀心B堵塞，活塞堵塞，活塞外侧和外侧和D管中的高压气体经管中的高压气体经E管流入管流入2管，形成活塞管，形成活塞连同滑块推向右端，使连同滑块推向右端，使管道管道3和和2连通。从连通。从4管来的高压气体则流入管来的高压气体则流入1管进入冷凝器（室内换管进入冷凝器（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

18、果。了制热效果。制冷过程制冷过程6.2.3 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。蒸发器、冷凝器统称为换热器，是空调器的核心部件之一。 换热器一般由传热管、肋片和端板三部分组成，通常都是在紫铜换热器一般由传热管、肋片和端板三部分组成，通常都是在紫铜管上胀接铝肋片，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10 mm0.7 mm、10 mm0.5 mm、9mm0.5 mm的紫铜管弯成的紫铜管弯成U形管，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。等腰

19、三角形。 肋片的材料为纯铝薄板，肋片片距一般在肋片的材料为纯铝薄板，肋片片距一般在1.23.0 mm之间。蒸之间。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。距大。 肋片形式有平肋片、波纹肋片和冲缝肋片三种。肋片形式有平肋片、波纹肋片和冲缝肋片三种。 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。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

20、平肋片提高了气的扰动，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片的换热系数比平肋片提高80，比波纹肋片增加，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，会使空调器此类空调器时，应注意工作环境，否则肋片

21、上积尘过多，会使空调器制冷量急剧下降。制冷量急剧下降。3.2.4 毛细管与干燥过滤器 1. 毛细管毛细管 毛细管是制冷系统用以调定工质流量的一个关键部件。单冷型空毛细管是制冷系统用以调定工质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。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，

22、每根毛细管相互位置不能搞错，否则会因不匹配维修这类空调器时，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。而使空调器的制冷量下降。 2.干燥过滤器干燥过滤器 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。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。构造和电冰箱的相似。图图3-8 热泵型空调器的

23、毛细管连接热泵型空调器的毛细管连接3.3空调器主要电气部件空调器主要电气部件 3.3.1风机风机 1.风机的结构形式风机的结构形式 分体式空调器使用的风机，有轴流式、离心式和贯流式三种。分体式空调器使用的风机，有轴流式、离心式和贯流式三种。 1）轴流式风机。轴流式风机用于空调室外机，由）轴流式风机。轴流式风机用于空调室外机，由36枚叶片组枚叶片组成，叶片采用注塑工艺加工成型，材料为玻璃纤维增强的成，叶片采用注塑工艺加工成型，材料为玻璃纤维增强的ABS工程塑工程塑料。轴流式风机利用叶片高速旋转产生的升力，推动空气并使之沿着料。轴流式风机利用叶片高速旋转产生的升力，推动空气并使之沿着与转轴相平行的

24、方向连续流动，具有静压低，风量大的特点。与转轴相平行的方向连续流动，具有静压低，风量大的特点。图图3-9 轴流式风机轴流式风机 2）离心式风机。离心式风机用于柜式空调器内机，由风轮和蜗）离心式风机。离心式风机用于柜式空调器内机，由风轮和蜗壳组成。风轮和蜗壳均采用壳组成。风轮和蜗壳均采用ABS工程塑料注塑加工成型。离心式风机工程塑料注塑加工成型。离心式风机在工作中气流由风机轴向进入叶片空间，然后在叶轮的驱动下一方面在工作中气流由风机轴向进入叶片空间，然后在叶轮的驱动下一方面随叶轮旋转；另一方面在惯性力的作用下提高能量，沿半径方向离开随叶轮旋转；另一方面在惯性力的作用下提高能量，沿半径方向离开叶轮

25、，具有静压高，效率高的特点。叶轮，具有静压高，效率高的特点。 3）贯流式风机。贯流风机，又叫横流风机，用于分体挂壁式空调器内）贯流式风机。贯流风机，又叫横流风机，用于分体挂壁式空调器内机。叶轮为多叶式、长圆筒形，具有前向多翼形叶片。叶轮旋转时，气流从机。叶轮为多叶式、长圆筒形，具有前向多翼形叶片。叶轮旋转时，气流从叶轮敞开处进入叶栅，穿过叶轮内部，从另一面叶栅处排入蜗壳，形成工作叶轮敞开处进入叶栅，穿过叶轮内部，从另一面叶栅处排入蜗壳，形成工作气流。气流。 贯流式风机主要由叶轮、风道和电动机三部分组成。贯流式风机主要由叶轮、风道和电动机三部分组成。 叶轮材料一般为铝叶轮材料一般为铝合金或工程塑

26、料。铝合金叶轮强度高、重量轻、耐高温，能够保持长久平稳合金或工程塑料。铝合金叶轮强度高、重量轻、耐高温，能够保持长久平稳运转而不变形；塑料叶轮由模具注塑，再由超声波焊接而成。风道一般为金运转而不变形；塑料叶轮由模具注塑，再由超声波焊接而成。风道一般为金属薄板冲压成型，也可以塑料或铝合金铸造。机壳采用流线型设计，可有效属薄板冲压成型，也可以塑料或铝合金铸造。机壳采用流线型设计，可有效减少气流的损失，使风机的工作效率大大提高。减少气流的损失，使风机的工作效率大大提高。 电动机是贯流风机的动力部电动机是贯流风机的动力部分，可以交流供电，也可以直流供电。贯流风机具有风轮直径小，结构紧凑，分，可以交流供

27、电，也可以直流供电。贯流风机具有风轮直径小，结构紧凑，动压较高的特点，可使室内机厚度大大变薄。动压较高的特点，可使室内机厚度大大变薄。图图3-11 贯流式风机贯流式风机3.3.2 压缩机外部加热器压缩机外部加热器 空调器在严寒情况下，机体内的润滑油与制冷剂混溶且发生冷凝，空调器在严寒情况下，机体内的润滑油与制冷剂混溶且发生冷凝，会影响压缩机正常启动；压缩机外部加热器的用途是在低温时从外部会影响压缩机正常启动；压缩机外部加热器的用途是在低温时从外部对压缩机加热，促使润滑油热化，帮助机组正常启动。压缩机外部加对压缩机加热，促使润滑油热化，帮助机组正常启动。压缩机外部加热器也称曲轴箱加热丝，一般做成

28、带状，缠绕在压缩机外壳上。热器也称曲轴箱加热丝，一般做成带状，缠绕在压缩机外壳上。3.3.3 交流接触器交流接触器 交流接触器是一种广泛用于电力系统的自动切换装置，可以用来频繁地交流接触器是一种广泛用于电力系统的自动切换装置，可以用来频繁地接通或断开交流主电路及大容量控制电路。它利用主接点来开闭电路，用辅接通或断开交流主电路及大容量控制电路。它利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。主接点一般只有动合接点，而辅助接点常有两对具助接点来执行控制指令。主接点一般只有动合接点，而辅助接点常有两对具有动合和动开功能的接点。交流接触器的接点，由银钨合金制成，具有良好有动合和动开功能的接点。交流接

29、触器的接点，由银钨合金制成，具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。在柜式空调器中，交流接触器主要用于控制压缩的导电性和耐高温烧蚀性。在柜式空调器中，交流接触器主要用于控制压缩机、室外风机等。交流接触器主要由四部分组成。机、室外风机等。交流接触器主要由四部分组成。 电磁系统。包括电磁线圈、动铁芯和静铁芯。电磁系统。包括电磁线圈、动铁芯和静铁芯。 触头系统。包括主触头和一至两组动合、动开辅助触头，它和动铁芯触头系统。包括主触头和一至两组动合、动开辅助触头，它和动铁芯是连在一起互相联动的。是连在一起互相联动的。 灭弧装置。一般容量较大的交流接触器都设有灭弧装置灭弧装置。一般容量较大的交流接触器都设有灭弧装

30、置,以便迅速切断以便迅速切断电弧电弧,免于烧坏主触头。免于烧坏主触头。 绝缘外壳及附件。包括各种弹簧、传动机构、短路环、接线柱等。绝缘外壳及附件。包括各种弹簧、传动机构、短路环、接线柱等。3.3.4 漏电保护器漏电保护器 由图由图3-14可知，电源可知，电源L，N穿过互感器的环形铁心构成一次侧。穿过互感器的环形铁心构成一次侧。二次线圈和放大元件与主开关脱扣器的脱扣线圈相线相连。在电气设二次线圈和放大元件与主开关脱扣器的脱扣线圈相线相连。在电气设备正常工作情况下，一次侧电流的矢量和为零，在铁心中的磁通矢量备正常工作情况下，一次侧电流的矢量和为零，在铁心中的磁通矢量和也为零，二次侧线圈中没有感应电

31、流，放大元件的和也为零，二次侧线圈中没有感应电流，放大元件的K1，K2间无电间无电压，放大元件处于截止状态。当电气设备发生漏电或人身体触电时，压，放大元件处于截止状态。当电气设备发生漏电或人身体触电时，一次侧电流矢量和不为零（多出了一个漏电电流），在铁心中磁通的一次侧电流矢量和不为零（多出了一个漏电电流），在铁心中磁通的矢量和也不为零，当感应电流达到整定值时，放大元件矢量和也不为零，当感应电流达到整定值时，放大元件K1，K2之间之间有电压，经放大元件使脱扣器线圈得电动作，主开关跳闸，切断故障有电压，经放大元件使脱扣器线圈得电动作，主开关跳闸，切断故障电路，从而起到保护作用。电路，从而起到保护作

32、用。图图3-14 单相漏电保护器接线图单相漏电保护器接线图3.3.5 高压开关高压开关 1.作用作用 当冷凝器翅片积尘堵塞，风扇损坏，环境温度过高引起制冷循环系统高当冷凝器翅片积尘堵塞，风扇损坏，环境温度过高引起制冷循环系统高压侧压力过高时，高压开关即可自动切断空调器主控制回路，使之停机，压压侧压力过高时，高压开关即可自动切断空调器主控制回路，使之停机，压力下降时再自动开机。力下降时再自动开机。 2工作原理工作原理 由图由图3-15可知，在高压开关内有一个波纹管和一个毛细管。毛细管连接可知，在高压开关内有一个波纹管和一个毛细管。毛细管连接于制冷循环的高压侧（压缩机的出口侧），用于检测压缩机出口

33、压力。当充于制冷循环的高压侧（压缩机的出口侧），用于检测压缩机出口压力。当充灌过量或系统含有空气等因素造成高压侧的压力过高时，波纹管受压，进而灌过量或系统含有空气等因素造成高压侧的压力过高时，波纹管受压，进而压迫工作板，打开接触点，通过控制系统关断压缩机。高压开关的工作压力压迫工作板，打开接触点，通过控制系统关断压缩机。高压开关的工作压力是根据安全标准设立的，它由冷凝器的冷却方式决定。安全标准规定高压开是根据安全标准设立的，它由冷凝器的冷却方式决定。安全标准规定高压开关的工作压力应该低于制冷循环高压侧的设计压力，因此，不允许改变工作关的工作压力应该低于制冷循环高压侧的设计压力，因此，不允许改变

34、工作点。点。图图3-15 高压保护开关工作原理高压保护开关工作原理3.3.6 同步电动机与步进电动机同步电动机与步进电动机 1.同步电动机同步电动机 同步电动机主要用于柜式空调器室内机导风板导风，因此也称同步电动机主要用于柜式空调器室内机导风板导风，因此也称风向电动机；其工作电压为交流风向电动机；其工作电压为交流220V。当主机控制板发出导风信号。当主机控制板发出导风信号后，微电脑控制板上的继电器吸合，直接给同步电动机提供电源，使后，微电脑控制板上的继电器吸合，直接给同步电动机提供电源，使其进入导风状态。其进入导风状态。 2.步进电动机步进电动机 步进电动机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的

35、开环控制步进电动机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在正常情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的元件。在正常情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角，故又称脉冲电动机。这一线性关系的存在，电机则转过一个步距角，故又称脉冲电动机。这一线性关系的存在，加上步进电动机只有周期性的误差而无累积误差等特点，使得在速度、加上步进电动机只有周期性的误差而无累积误差等特点，使得在速度、位置等控制领域用步进电电机来控制变的非常的简单。步进电

36、动机分位置等控制领域用步进电电机来控制变的非常的简单。步进电动机分为机电式、磁电式及直线式三种基本类型。为机电式、磁电式及直线式三种基本类型。 步进电动机构造上大致分为定子与转子两部分。步进电动机构造上大致分为定子与转子两部分。 转子由转子转子由转子 1、转子转子 2、永久磁钢等、永久磁钢等 3 部分构成。而且转子朝轴方向已经磁化，转子部分构成。而且转子朝轴方向已经磁化，转子 1 为为 N 极时，转子极时，转子 2 则为则为 S 极。极。 定子拥有小齿状的磁极，共有定子拥有小齿状的磁极，共有 10个，皆绕有线圈。个，皆绕有线圈。 其线圈的对其线圈的对角位置的磁极相互连接着，电流流通后，线圈即会

37、被磁化成同一极性。角位置的磁极相互连接着，电流流通后，线圈即会被磁化成同一极性。转子的外圈由转子的外圈由 50个小齿构成，转子个小齿构成，转子 1 和转子和转子 2 的小齿于构造上互相的小齿于构造上互相错开错开 1/2 螺距，由此转子形成了螺距，由此转子形成了100个小齿（见图个小齿（见图3-17c）。）。图图3-17 步进电动机的外形及内部结构图步进电动机的外形及内部结构图a）外形）外形b）内部结构）内部结构c）转子）转子 3.3 家用空调器的工作原理 3.3.1 冷风（单冷）型空调器的工作原理 1. 冷风型空调器的组成冷风型空调器的组成 冷风型空调器主要由制冷循环系统、空气循环系统、控制与

38、电冷风型空调器主要由制冷循环系统、空气循环系统、控制与电器保护系统等器保护系统等3部分组成部分组成。冷风型空调器的工作原理图冷风型空调器的工作原理图 1)制冷循环系统。主要由压缩机、蒸发器、冷凝器、干燥过滤器制冷循环系统。主要由压缩机、蒸发器、冷凝器、干燥过滤器和毛细管连接成闭路系统，在压缩机不停的运行中，制冷剂不断的蒸和毛细管连接成闭路系统，在压缩机不停的运行中，制冷剂不断的蒸发，冷凝循环，完成制冷作用。发，冷凝循环，完成制冷作用。 2)空气循环系统。主要由风扇电动机、离心风扇、轴流风扇、空空气循环系统。主要由风扇电动机、离心风扇、轴流风扇、空气过滤网、排气挡板和出风栅等组成，它们的作用是驱

39、使空气循环，气过滤网、排气挡板和出风栅等组成，它们的作用是驱使空气循环，更新室内空气，为蒸发器、冷凝器提供热交换的气流，调节室内的温更新室内空气，为蒸发器、冷凝器提供热交换的气流，调节室内的温度等。度等。 3)控制电器及过载保护电器。主要由温度控制器、过电流与温度控制电器及过载保护电器。主要由温度控制器、过电流与温度保护器等组成，它们在系统中起控制、指挥作用，在出现异常状态时保护器等组成，它们在系统中起控制、指挥作用，在出现异常状态时起保护作用。起保护作用。 2.室内温度调节原理室内温度调节原理 空调器制冷时，压缩机吸入低压气态制冷剂，把其压缩成高温高空调器制冷时，压缩机吸入低压气态制冷剂，把

40、其压缩成高温高压气态制冷剂，送进冷凝器冷却。轴流风扇从空调器左右两侧的百叶压气态制冷剂，送进冷凝器冷却。轴流风扇从空调器左右两侧的百叶窗吸入室外空气并送入冷凝器，使制冷剂蒸汽冷却，变成高压液态制窗吸入室外空气并送入冷凝器，使制冷剂蒸汽冷却，变成高压液态制冷剂，再经毛细管节流降压后送入蒸发器。室内空气由离心风扇吸入冷剂，再经毛细管节流降压后送入蒸发器。室内空气由离心风扇吸入到蒸发器，进入蒸发器中的低压液态制冷剂因吸收室内空气的热量而到蒸发器，进入蒸发器中的低压液态制冷剂因吸收室内空气的热量而变成气态制冷剂，使室内空气得到降温，降温后的室内空气在离心风变成气态制冷剂，使室内空气得到降温，降温后的室

41、内空气在离心风扇的作用下，通过风道回到室内。经过蒸发器的低压气态制冷剂又被扇的作用下，通过风道回到室内。经过蒸发器的低压气态制冷剂又被吸入压缩机，再次压缩成高压气态制冷剂。如此循环，使室内温度降吸入压缩机，再次压缩成高压气态制冷剂。如此循环，使室内温度降低。低。 制冷剂在循环中经过制冷剂在循环中经过4个热力变化过程：蒸发过程、压缩过程、个热力变化过程：蒸发过程、压缩过程、冷凝过程、节流过程，这冷凝过程、节流过程，这4个热力过程分别由个热力过程分别由4个部件来完成：蒸发器、个部件来完成：蒸发器、压缩机、冷凝器、毛细管或热力膨胀阀。压缩机、冷凝器、毛细管或热力膨胀阀。 在压缩机不停的运行中，上述在

42、压缩机不停的运行中，上述4个热力过程连续不断地进行循环个热力过程连续不断地进行循环完成空调器的制冷过程。完成空调器的制冷过程。3.3.2 热泵冷风型空调器制冷工作原理 图图3-20是热泵冷风型空调器制冷时制冷剂的流动路线，制冷剂蒸是热泵冷风型空调器制冷时制冷剂的流动路线，制冷剂蒸汽由压缩机排出，经过换向阀进入冷凝器换热冷凝后，流经毛细管进汽由压缩机排出，经过换向阀进入冷凝器换热冷凝后，流经毛细管进入蒸发器吸热气化，制冷剂蒸汽再经过换向阀进入压缩机的吸气口，入蒸发器吸热气化，制冷剂蒸汽再经过换向阀进入压缩机的吸气口，由压缩机进行压缩再循环。结果从室内换热器送出的是冷风，即制冷。由压缩机进行压缩再

43、循环。结果从室内换热器送出的是冷风，即制冷。 3.3.3 热泵冷风型空调器制热工作原理 图图3-21为热泵冷风型空调器制热时制冷剂流动路线，由压缩机排为热泵冷风型空调器制热时制冷剂流动路线，由压缩机排出的高压高温蒸汽，经过换向阀进入室内换热器出的高压高温蒸汽，经过换向阀进入室内换热器(冷凝器功能冷凝器功能)，冷凝，冷凝散热后经毛细管流入室外换热器吸热气化，制冷剂蒸汽再经过换向阀散热后经毛细管流入室外换热器吸热气化，制冷剂蒸汽再经过换向阀进入压缩机的吸气口，经压缩进行再循环。结果是从室内换热器送出进入压缩机的吸气口，经压缩进行再循环。结果是从室内换热器送出的是热风，即制热。的是热风，即制热。 3

44、.4 空调器电路分析 3.4.1 冷风型空调器的电气系统 冷风型空调器的电路可分成风扇电动机线路和压缩机线路两部分。冷风型空调器的电路可分成风扇电动机线路和压缩机线路两部分。当操作开关置于通风位置，选择开关处于强、中或弱风的位置时，风当操作开关置于通风位置，选择开关处于强、中或弱风的位置时，风扇电动机电源接通，风扇运转，空调器只通风，不制冷；当操作开关扇电动机电源接通，风扇运转，空调器只通风，不制冷；当操作开关处于制冷位置时，压缩机的电源接通，压缩机运行。当室内温度低于处于制冷位置时，压缩机的电源接通，压缩机运行。当室内温度低于设定温度时，温控器自动断开，压缩机停止运行；当室内温度高于设设定温

45、度时，温控器自动断开，压缩机停止运行；当室内温度高于设定温度时，温控器自动闭合，压缩机重新工作，室内温度又逐渐下降，定温度时，温控器自动闭合，压缩机重新工作，室内温度又逐渐下降，如此反复进行。当室外温度过高，或压缩机电路的电流过大时，过载如此反复进行。当室外温度过高，或压缩机电路的电流过大时，过载继电器自动断开，切断压缩机电源，以保护压缩机的电动机。当外界继电器自动断开，切断压缩机电源，以保护压缩机的电动机。当外界恢复正常后，过载继电器自动合上。恢复正常后，过载继电器自动合上。 当操作开关打至制冷位置时，风扇处于高速挡，为当操作开关打至制冷位置时，风扇处于高速挡，为“高冷高冷”。风。风扇处于低

46、速挡，为扇处于低速挡，为“低冷低冷”。 压缩机供电电路：电源压缩机供电电路：电源操作开关操作开关温控器温控器过载保护器过载保护器压缩压缩机机电源。电源。 风扇电动机供电电路：电源风扇电动机供电电路：电源风速选择开关风速选择开关风扇电动机风扇电动机风扇风扇电动机保护装置电动机保护装置电源。电源。 3.4.2 分体式热泵型空调器的电气系统 图图3-23所示是带有除霜器的热泵型空调器的电路原理图。图中所示是带有除霜器的热泵型空调器的电路原理图。图中MF为风扇电动机；为风扇电动机；M为压缩电动机为压缩电动机;C1、C2是运转电容器；是运转电容器；SC为除霜为除霜器；器；YV为电磁换向阀；为电磁换向阀；

47、FR为过载保护器；为过载保护器；SA1是工作选择开关，是工作选择开关，SA2是制是制冷制热选择开关；冷制热选择开关；ST为温度控制器为温度控制器。 3.4.3 微电脑控制空调器电路 1. 微电脑控制空调器的特点微电脑控制空调器的特点 微电脑控制机构主要由传感器、放大器、微电脑和继电器组成。传微电脑控制机构主要由传感器、放大器、微电脑和继电器组成。传感器把检测到的信号经放大器放大送入微电脑处理后，再输出到控制继感器把检测到的信号经放大器放大送入微电脑处理后，再输出到控制继电器等执行机构，进而控制压缩机的工作状态。电器等执行机构，进而控制压缩机的工作状态。 为使微电脑控制的空调器进行多功能自动控制

48、，常配有温度、湿度、为使微电脑控制的空调器进行多功能自动控制，常配有温度、湿度、化霜、安全保护等传感器以及键盘输入和遥控操作系统，并由显示器显化霜、安全保护等传感器以及键盘输入和遥控操作系统，并由显示器显示。微电脑主体通常是一片大规模集成电路，包括了输入、输出接口电示。微电脑主体通常是一片大规模集成电路，包括了输入、输出接口电路，功放电路，储存电路和中央控制器等构成的计算机系统，以完成各路，功放电路，储存电路和中央控制器等构成的计算机系统，以完成各种数据的转换、处理和输出。种数据的转换、处理和输出。 2. 典型控制电路分析典型控制电路分析 图图3-25是春兰是春兰KFR20W型空调器控制电路图

49、。春兰型空调器控制电路图。春兰KFR-20W型分体式壁挂机，具有制冷、制热和除湿等功能。主控制电路采用型分体式壁挂机，具有制冷、制热和除湿等功能。主控制电路采用NEC公司的四位单片机公司的四位单片机PD75028，附加几个与非门电路和驱动集成，附加几个与非门电路和驱动集成块来共同完成空调器的控制。块来共同完成空调器的控制。 （1）电源部分）电源部分 220V交流市电电源经交流市电电源经3A保险管到达电源变压器后，由变压器次级保险管到达电源变压器后，由变压器次级输出输出9V和和13.5V交流电压，分别经整流、滤波和三端稳压器交流电压，分别经整流、滤波和三端稳压器7805、7812稳压，输出稳压，

50、输出+5V和和+12V直流电压。其中，直流电压。其中，+5V电压作为芯片电压作为芯片PD75028工作电源，工作电源，+12V电压给驱动电路和继电器等供电。电压给驱动电路和继电器等供电。 （2）电脑芯片工作保证电路）电脑芯片工作保证电路 电脑芯片电脑芯片PD75028的正常工作必须具备的正常工作必须具备3个条件，即适合的电个条件，即适合的电源、正确的时钟振荡和复位信号。源、正确的时钟振荡和复位信号。 电路中，电源提供的电路中，电源提供的+5V电压，加到芯片的相关引脚电压，加到芯片的相关引脚(16脚、脚、19脚、脚、21脚和脚和20脚脚)，作为芯片工作电源。，作为芯片工作电源。 芯片的芯片的14

51、、15脚外接脚外接4.19MHz振荡晶体，提供相应频率的时钟振振荡晶体，提供相应频率的时钟振荡。芯片即在这个频率的统一协调下，执行相应的指令。荡。芯片即在这个频率的统一协调下，执行相应的指令。 芯片的芯片的13脚为复位端脚为复位端(RESET)。电源刚接通时，由于外接电容。电源刚接通时，由于外接电容C11两端电压不能突变，两端电压不能突变，13脚为低电平，完成复位清零功能。脚为低电平，完成复位清零功能。 （3）显示电路）显示电路 空调器控制电路用指示灯和蜂鸣器作为状态显示。室内机面板上空调器控制电路用指示灯和蜂鸣器作为状态显示。室内机面板上有红、黄、绿有红、黄、绿3个指示灯，它们分别代表空调器

52、的工作状态。这个指示灯，它们分别代表空调器的工作状态。这3个指个指示灯的亮灭，分别由示灯的亮灭，分别由IC1的的10脚、脚、11脚和脚和4脚电平高低控制，当引脚为脚电平高低控制，当引脚为低电平时，相应的指示灯点亮。低电平时，相应的指示灯点亮。 在芯片在芯片PD75028的的5脚上接有蜂鸣器。当遥控信号接收电路接脚上接有蜂鸣器。当遥控信号接收电路接收到遥控器发出的信号时，收到遥控器发出的信号时，5脚便输出一个高电平脉冲，使蜂鸣器发脚便输出一个高电平脉冲，使蜂鸣器发出声音。用户进行遥控操作时，听到蜂鸣器的出声音。用户进行遥控操作时，听到蜂鸣器的“嘀嘀”声，表示此次遥声，表示此次遥控操作有效。控操作

53、有效。 （4）控制信号处理电路）控制信号处理电路 1)自动温度控制。在室内机的控制电路板的下面装有一个热敏电自动温度控制。在室内机的控制电路板的下面装有一个热敏电TR2(502AT)，负责检测室内温度，将室内温度高低转化为电压信号，负责检测室内温度，将室内温度高低转化为电压信号，再经再经R19电阻分压，反馈给芯片的电阻分压，反馈给芯片的26脚。芯片将室温与设定温度进行脚。芯片将室温与设定温度进行比较后做出反应，发出指令进一步控制压缩机的工作。比较后做出反应，发出指令进一步控制压缩机的工作。 2)自动化霜。在室外机冷凝器上装有热敏电阻自动化霜。在室外机冷凝器上装有热敏电阻TR1(502AT)。当

54、。当空调进行制热时，检测室外热交换器的温度。空调制热运行，当室外空调进行制热时，检测室外热交换器的温度。空调制热运行，当室外温度降至温度降至-3左右，室外机热交换器上将结霜层。这时左右，室外机热交换器上将结霜层。这时TR1将其阻值将其阻值变化转变为电压变化，再经变化转变为电压变化，再经R20分压传至芯片的分压传至芯片的25脚，机组便启动除脚，机组便启动除霜功能。当冷凝器上的霜全部化完，温度升至霜功能。当冷凝器上的霜全部化完，温度升至6以上时，控制电路以上时，控制电路停止化霜，芯片发出指令，压缩机再次起动继续进行制热。停止化霜，芯片发出指令，压缩机再次起动继续进行制热。 3)压缩机控制。当芯片发

55、出开机指令时，压缩机控制。当芯片发出开机指令时，36脚输出高电平，送脚输出高电平，送到反相器到反相器IC2的的7脚，经过脚，经过IC2反相，从反相，从10脚输出低电平。这样压缩机脚输出低电平。这样压缩机控制继电器控制继电器Y6线圈通电，将线圈通电，将K6触点吸合，压缩机得电而起动。触点吸合，压缩机得电而起动。 当遇到某种原因要压缩机停止工作时，芯片的当遇到某种原因要压缩机停止工作时，芯片的36脚输出低电平，脚输出低电平，IC2的的10脚输出高电平。这样压缩机控制继电器脚输出高电平。这样压缩机控制继电器Y6线圈将失去线圈将失去12V电电压，压，K6触点断开，压缩机因无触点断开，压缩机因无220V

56、供电而停机。供电而停机。 4)室外风扇控制。当芯片控制需要室外风扇运转时，芯片室外风扇控制。当芯片控制需要室外风扇运转时，芯片61脚脚输出高电平，输出高电平，IC2的的11脚由原来高电平变为低电平，室外风扇继电器脚由原来高电平变为低电平，室外风扇继电器Y2动作吸合动作吸合K2，室外风扇得电而运转。反之，芯片的，室外风扇得电而运转。反之，芯片的61脚为低电平，脚为低电平，IC2的的11脚为高电平。室外风扇继电器脚为高电平。室外风扇继电器Y2线圈失电，同时线圈失电，同时K2断开，室断开，室外风扇因外风扇因220V供电中断而停止运转。供电中断而停止运转。 5)高压保护控制。电路设有高压自动保护控制功

57、能。在室外机的高压保护控制。电路设有高压自动保护控制功能。在室外机的高压排气管处接有一个高压保护开关高压排气管处接有一个高压保护开关KP，用来防止制冷系统压力过，用来防止制冷系统压力过高损坏管路，促使压缩机停机。当系统管路中压力过高时，开关高损坏管路，促使压缩机停机。当系统管路中压力过高时，开关KP闭合，三极管闭合，三极管VT3(17026)基极得高电压促使基极得高电压促使VT3饱和导通。芯片的饱和导通。芯片的27脚变为低电平。这一电压信号，经芯片内部处理后，芯片发出指令，脚变为低电平。这一电压信号，经芯片内部处理后，芯片发出指令，控制压缩机停机。控制压缩机停机。 （5）应急工作开关）应急工作

58、开关 在室内机面板的右下角部位，装有两个拨动开关在室内机面板的右下角部位，装有两个拨动开关SW1、SW2，是应急工作开关是应急工作开关(强迫运行开关强迫运行开关)。 当当SW1拨至调试位置时，为强制制冷状态，整机电路不再受遥拨至调试位置时，为强制制冷状态，整机电路不再受遥控信号的控制，此开关一般为检修时备用，不可长期使用。当控信号的控制，此开关一般为检修时备用，不可长期使用。当SW2拨拨至自动状态时，整机内将不受遥控器的控制，而是自动检测室温，自至自动状态时，整机内将不受遥控器的控制，而是自动检测室温，自动控制工作状态。动控制工作状态。 6.5 变频式空调器变频式空调器 6.5.1 6.5.1

59、 变频器及控制原理变频器及控制原理 新型的变频空调器采用变频调速技术，它与传统空调相比较，最新型的变频空调器采用变频调速技术，它与传统空调相比较，最根本的特点在于它的压缩机转速不是恒定的，而是随运行环境的需要根本的特点在于它的压缩机转速不是恒定的，而是随运行环境的需要而改变，即压缩机转速连续可调，并根据室内空调负荷而成比例变化。而改变，即压缩机转速连续可调，并根据室内空调负荷而成比例变化。当需要急速降温当需要急速降温(或急速升温或急速升温)，室内空调负荷加大时，压缩机转速就，室内空调负荷加大时，压缩机转速就加快，空调器制冷量加快，空调器制冷量(或制热量或制热量)就按比例增加；当房间到达设定温度

60、就按比例增加；当房间到达设定温度时，压缩机随即处于低速运转，维持室温基本不变。时，压缩机随即处于低速运转，维持室温基本不变。 目前，在变频式空调中变频方式有两种：交流变频方式和直流变目前，在变频式空调中变频方式有两种：交流变频方式和直流变频方式。频方式。 1.变频器工作原理变频器工作原理 变频器是将电网供电的工频交流电，变换为适用于交流电动机变变频器是将电网供电的工频交流电，变换为适用于交流电动机变频调速用的电压可变、频率可变的交流电的变频装置。交流变频的原频调速用的电压可变、频率可变的交流电的变频装置。交流变频的原理是把理是把220V交流电转换为直流电源，为变频器提供工作电压，然后交流电转换