空调器的工作原理

1、中山职院中山职院 电子系电子系主讲：徐平凡主讲：徐平凡空调器的工作原理空调器的工作原理空气调节基础知识空气调节基础知识空调的内容提要空调的内容提要1空调器结构与工作原理空调器结构与工作原理 2制冷剂制冷剂 3变频空调变频空调4空气调节基础知识空气调节基础知识v 空气调节简称空气调节简称“空调空调”，即用控制技术使室内空气的，即用控制技术使室内空气的温度、湿度、清洁度、气流速度达到所需的要求。温度、湿度、清洁度、气流速度达到所需的要求。v 目的为改善环境条件以满足生活舒适和工艺设备的要目的为改善环境条件以满足生活舒适和工艺设备的要求。求。v 功能主要有制冷、制热、加湿、除湿。功能主要有制冷、制热

2、、加湿、除湿。 温度和湿度温度和湿度v 测量温度的标尺称为温标。测量温度的标尺称为温标。 常用的温标有两种：常用的温标有两种： 1.华氏（华氏（OF）；）；2.摄氏（摄氏（）。）。v 华氏与摄氏的换算关系为：华氏与摄氏的换算关系为： （） 5/9 （OF-32）；）； （OF） 9/5 32。（1） 温度：表明物体冷热程度温度：表明物体冷热程度（2） 湿度：空气中水蒸汽的含量湿度：空气中水蒸汽的含量v 1、含湿量、含湿量 g/kg（水蒸气水蒸气/干空气）干空气） v 2、相对湿度、相对湿度 0 100（饱和程度饱和程度 ）v 3、绝对湿度、绝对湿度 kg/M3 （水蒸气水蒸气/空气）空气）热量

3、热量v 单位：卡（单位：卡（cal）或千卡也叫大卡（或千卡也叫大卡（kcal） 1kcal即即1kg纯水温度上升或下降纯水温度上升或下降1所吸收或放出的热量。所吸收或放出的热量。v 在国际单位制（在国际单位制（SI）中，热量经常用焦耳（中，热量经常用焦耳（J）表表示。示。v 1J0.2389cal热量：物体吸热或放热多少热量：物体吸热或放热多少物质的三相点物质的三相点v 固相固相、液相液相和和气相气相处于平衡共存在的状态点，即为处于平衡共存在的状态点，即为三相点。三相点。v 各种物质具有一定的三相点参数，这是由其物质性各种物质具有一定的三相点参数，这是由其物质性质所决定的。质所决定的。 蒸发、

4、沸腾、冷凝和气化蒸发、沸腾、冷凝和气化 v 根据气化过程的机理不同，气化可分为根据气化过程的机理不同，气化可分为蒸发蒸发和和沸腾沸腾两种两种形式。形式。 v 液体表面和内部同时进行的剧烈汽化的现象叫做液体表面和内部同时进行的剧烈汽化的现象叫做沸腾沸腾。 v 物质从气态变成液态的过程叫做物质从气态变成液态的过程叫做冷凝冷凝（或凝结），也称（或凝结），也称液化液化。 v 物质从固态直接转变为气态的过程叫做物质从固态直接转变为气态的过程叫做升华升华 。房间空调器型号房间空调器型号nKC-31单冷型窗式空调器，制冷量为单冷型窗式空调器，制冷量为3100W；nKFR-35GW热泵型分体挂壁式空调器，制热

5、泵型分体挂壁式空调器，制冷量为冷量为3500W；nKFD-70LW电热型分体落地式空调器，制电热型分体落地式空调器，制冷量为冷量为7000W 房间空调器型号举例房间空调器型号举例 电源：电源：v国家标准规定：电源额定频率为国家标准规定：电源额定频率为50Hz，单相，单相交流额定电压为交流额定电压为220V或三相交流电额定电压或三相交流电额定电压为为380V。使用电源电压值允许差为。使用电源电压值允许差为10。（3） 空调器的性能系数空调器的性能系数v 性能系数又叫能效比或制冷系数性能系数又叫能效比或制冷系数 v 能效比能效比EER （Energy and Efficiency Rate） =制

6、冷量制冷量/总功率（总功率（W/W）v 空调器的输入功率一般以瓦（空调器的输入功率一般以瓦（W）或（或（KW）v 进口空调器往往以匹表示空调器的规格，它是指压缩机的进口空调器往往以匹表示空调器的规格，它是指压缩机的输入功率，以匹（马力）为单位，一匹空调器即压缩机输输入功率，以匹（马力）为单位，一匹空调器即压缩机输入功率为一匹马力。（一匹马力入功率为一匹马力。（一匹马力=735瓦）。瓦）。4.2.2 空调器结构与工作原理空调器结构与工作原理空调器的结构：空调器的结构：v制冷系统：制冷系统：是空调器制冷降温部分是空调器制冷降温部分。v风路系统：风路系统：是空调器内促使房间空气加快是空调器内促使房间

7、空气加快热交换部分。热交换部分。v电气系统：电气系统：是空调器内促使压缩机、风机是空调器内促使压缩机、风机安全运行和温度控制部分。安全运行和温度控制部分。v箱体与面板：箱体与面板：是空调器的框架、各组成部是空调器的框架、各组成部件的支承座和气流的导向部分。件的支承座和气流的导向部分。空气调节基础知识空气调节基础知识内容提要内容提要1空调器结构与工作原理空调器结构与工作原理 2制冷剂制冷剂 3变频空调变频空调41. 制冷系统的主要组成和工作原理制冷系统的主要组成和工作原理组成：组成：压缩机压缩机、冷凝器、节流装置（膨胀阀或、冷凝器、节流装置（膨胀阀或 毛细管）、蒸发器等四大部件毛细管）、蒸发器等

8、四大部件n蒸发过程蒸发过程：从节流装置流出来的制冷剂液体流向蒸发器，吸从节流装置流出来的制冷剂液体流向蒸发器，吸收外界（空气或水）的热量而蒸发成为气体，从而使外界收外界（空气或水）的热量而蒸发成为气体，从而使外界（空气或水）的温度降低，蒸发后的低温低压气体被压缩机（空气或水）的温度降低，蒸发后的低温低压气体被压缩机吸入吸入。n压缩过程压缩过程：将低温低压制冷剂气体压缩成高温高压的制冷剂将低温低压制冷剂气体压缩成高温高压的制冷剂气体排入至冷凝器中。气体排入至冷凝器中。n冷凝过程冷凝过程：从压缩机中排出来的高温高压气体，进入冷凝器从压缩机中排出来的高温高压气体，进入冷凝器中，将热量传递给外界空气或

9、冷却水后，凝结成液体制冷剂，中，将热量传递给外界空气或冷却水后，凝结成液体制冷剂，流向节流装置。流向节流装置。n节流过程节流过程：从冷凝器中流出来的制冷剂液体在高压下流向节从冷凝器中流出来的制冷剂液体在高压下流向节流装置，进行节流减压。流装置，进行节流减压。 工作原理：工作原理：(1) 冷风型（单冷型）空调器冷风型（单冷型）空调器(2) 冷热两用型空调器冷热两用型空调器v 电热型空调器电热型空调器 冬季使用时，可将冷热转换开关置于热风位冬季使用时，可将冷热转换开关置于热风位置，此时，只有电风扇和电热器工作，压缩机置，此时，只有电风扇和电热器工作，压缩机不工作。不工作。v 热泵型空调器热泵型空调

10、器风风机机 风风机机电电动动机机室室内内换换热热器器室室内内出出风风室室内内进进风风室室外外进进风风室室外外出出风风室室外外进进风风换换向向阀阀压压缩缩机机室室外外换换热热器器室室外外机机组组室室内内机机组组2. 制冷系统主要部件制冷系统主要部件 （1）制冷压缩机）制冷压缩机 压缩机曲轴的功率输入端伸出曲轴箱外，通过联轴器或压缩机曲轴的功率输入端伸出曲轴箱外，通过联轴器或皮带轮和电动轮相联接，因此在曲轴伸出上必须装置轴封，皮带轮和电动轮相联接，因此在曲轴伸出上必须装置轴封，以免制冷剂向外泄漏，这种型式压缩机为开启式压缩机。以免制冷剂向外泄漏，这种型式压缩机为开启式压缩机。（2）热力膨胀阀及其工

11、作原理）热力膨胀阀及其工作原理 它的特点是能根据蒸发器出口蒸发过热度的大小，它的特点是能根据蒸发器出口蒸发过热度的大小，自动调节阀门的开启度大小，以调节和控制蒸发器中制自动调节阀门的开启度大小，以调节和控制蒸发器中制冷剂的流量。冷剂的流量。（3）毛细管）毛细管 毛细管是一根直径很细的紫铜管，内径一般在毛细管是一根直径很细的紫铜管，内径一般在0.52mm之间。将其加工成螺旋形以增大液体流动的阻力。之间。将其加工成螺旋形以增大液体流动的阻力。 毛细管的长短和管径的大小很重要：毛细管的长短和管径的大小很重要：若要提高蒸发温若要提高蒸发温 度，可缩短毛细管长度或增大毛细管内径；若要降低蒸度，可缩短毛细

12、管长度或增大毛细管内径；若要降低蒸 发温度，可加长毛细管的长度或减小毛细管的内径。发温度，可加长毛细管的长度或减小毛细管的内径。（4）电磁四通换向阀）电磁四通换向阀 热泵型空调器是通过电磁四通换向阀的动作，热泵型空调器是通过电磁四通换向阀的动作，改变制改变制冷剂的流动方向冷剂的流动方向，以达到夏季制冷，冬季制热的。，以达到夏季制冷，冬季制热的。空气调节基础知识空气调节基础知识空调的内容提要空调的内容提要1空调器结构与工作原理空调器结构与工作原理 2制冷剂制冷剂 3变频空调变频空调4n制冷剂：又称制冷剂：又称“制冷工质制冷工质”；制冷循环中工作的介质。；制冷循环中工作的介质。n常用的常用的氟利昂

13、制冷剂氟利昂制冷剂有有R12、R22、R502 氟利昂是氟利昂是臭氧层臭氧层破坏的元凶，其化学性质稳定，不具有破坏的元凶，其化学性质稳定，不具有可燃性和毒性，被当作制冷剂、发泡剂和清洗剂，广泛用可燃性和毒性，被当作制冷剂、发泡剂和清洗剂，广泛用于家用电器、泡沫塑料、日用化学品、汽车、消防器材等于家用电器、泡沫塑料、日用化学品、汽车、消防器材等领域。领域。 20世纪世纪80年代后期，氟利昂的产量达到了年代后期，氟利昂的产量达到了144万吨。实万吨。实行控制之前，全世界向大气中排放的氟利昂已达到了行控制之前，全世界向大气中排放的氟利昂已达到了2000万吨。万吨。制冷剂制冷剂n制冷剂：又称制冷剂：又

14、称“制冷工质制冷工质”；制冷循环中工作的介质。；制冷循环中工作的介质。n常用的常用的氟利昂制冷剂氟利昂制冷剂有有R12、R22、R502 氟利昂在大气中的平均寿命达数百年。在对流层相当稳定氟利昂在大气中的平均寿命达数百年。在对流层相当稳定的氟利昂，在上升进入平流层后，在一定的气象条件下，会在的氟利昂，在上升进入平流层后，在一定的气象条件下，会在强烈紫外线的作用下被分解，分解释放出的氯原子同臭氧会发强烈紫外线的作用下被分解，分解释放出的氯原子同臭氧会发生连锁反应，不断破坏臭氧分子。科学家估计生连锁反应，不断破坏臭氧分子。科学家估计一个氯原子一个氯原子可以可以破坏破坏数万个臭氧数万个臭氧分子。分子

15、。 制冷剂制冷剂R12制冷剂制冷剂v R12制冷剂以前被广泛应用，其对大气中的臭氧层破坏严重，制冷剂以前被广泛应用，其对大气中的臭氧层破坏严重，现属于禁用品。现属于禁用品。v 1995年年诺贝尔诺贝尔化学奖授予致力于研究化学奖授予致力于研究臭氧臭氧层被破坏问题的三层被破坏问题的三位环境化学家位环境化学家.大气中的大气中的臭氧臭氧层可滤除大量的紫外光层可滤除大量的紫外光,保护地保护地球上的生物。球上的生物。v 发达国家已从发达国家已从1996年年1月月1日开始完全停止生产和销售，发日开始完全停止生产和销售，发展中国家展中国家2010年停止生产和销售。年停止生产和销售。空气调节基础知识空气调节基础知识 空调的内容提要空调的内容提要1空调器结构与工作原理空调器结构与工作原理 2制冷剂制冷剂 3变频空调变频空调 4v随着科学的发展，随着科学的发展