空调系统工作原理

  • 时间:2020-09-22 10:50
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  空调系统工作原理_建筑/土木_工程科技_专业资料。空调系统工作原理简介 空调技术研究所 2013年10月 目 录 一.系统原理 二.系统零部件 三.安全要求 四.故障 五.故障分析思路 基本概念—— 空调系统 1、自然现象与空调基本

  空调系统工作原理简介 空调技术研究所 2013年10月 目 录 一.系统原理 二.系统零部件 三.安全要求 四.故障 五.故障分析思路 基本概念—— 空调系统 1、自然现象与空调基本原理 开水在锅中剧烈沸腾,是出现了蒸发现象,吸收了火苗的热量,其状态由液态 变成了气态;当高温的气态水蒸气遇到温度较低的锅盖,由气态变成液态,出现凝 结现象,并将热量传递给锅盖。 空调基本原理,运用蒸发吸热、凝结放热的原理,通过各种零部件和控制手段 使制冷剂连续不断的进行蒸发、凝结,实现空调的制冷、制热基本功能。 2、家用空调的功能及调节目标 功能:主要有制冷、制热、除湿、送风,以及空气净化等附加功能。 调节目标:调节室内空气的温度、湿度、速度、洁净度,简称“四度”。 3、在实际工程(工厂)中,空调系统具体指什么? 狭义范围界定:与冷媒直接接触的所有零、部件组成的系统。如四大部件、管 路等。 广义范围界定:影响空调制冷/制热性能的所有零、部件组成的系统。它包括了 四大部件、管路、风道系统、保护点控制等。 基本概念—— 四大部件 4、空调系统的四大核心部件及作用 四大核心部件:压缩机、冷凝器、节流件、蒸发器;其作用如下: (1)压缩机:将低温低压气态制冷剂压缩成高温高压气态制冷剂; (2)冷凝器:将高温高压气态制冷剂冷凝成高温高压液态制冷剂; (3)节流件:将高温高压液态制冷剂节流成低温低压液态制冷剂; (4)蒸发器:将低温低压液态制冷剂蒸发成低温低压气态制冷剂; 冷凝器 节流件 压缩机 蒸发器 基本概念—— 5、空调分类 空调分类 (1)按转速可分为:定速空调、变频空调。 定速空调:压缩机转速固定,主要采用R22冷媒,控制元器件少,生产工艺成 熟,出现问题的概率少。 变频空调:压缩机转速一般可在0到100HZ变化,主要采用R410A冷媒,控制 元器件多,管路系统复杂,生产工艺要求高,更容易出现问题。 (2)按气候类型分为:T1、T2、T3三类。 (3)按外在安装方式主要分为:整体式、分体式、一拖多等。 (4)按主要功能分为:冷风型、热泵型、电热型等。 (5)还有其他多种分类方式,如风冷、水冷等等。 基本概念—— 标准 6、家用空调系统方面需要满足的主要标准 (1)性能:企标《家用空调性能试验标准》 ,编号JU521.04.045-年号 ; 国标《房间空气调节器》,编号GB / T 7725-年号; (2)能效:定速空调按国标《房间空气调节器能效限定值及能效等级》, 编号GB12021.3-年号; 变频空调按国标《转速可控型房间空气调节器能效限定值及能源 效率等级》,编号GB 21455-年号; 最新的能效等级为1级、2级、3级三个等级,能效依次降低, 其中1级、2级为节能产品; 定速空调采用制冷的能效作为判定指标,变频空调采用全年季节能效 比作为判定指标。 注:上市产品还需要同时满足其他安全、可靠性等标准。 一. 系统原理—— 系统压力 蓝色为低压管路; 红色为高压管路。 安全生产要求: 避免高温烫 大截止阀维 修口,可接 高、低压力 表。 伤、低温冻伤, 确保工装器具耐 压合格; 一. 系统原理—— 压焓图 理论循环:1-2-3-4 实际循环:1’-2’-3’-4’ 饱和压力是饱和温度的函数:P=f(T) (两者一一对应,连续变化) 一. 系统原理—— 参数 制冷运行 制热运行 R22 R410A R22 参数 静态压力 排气压力 吸气压力 过冷/热度 排气温度 单位 bar bar bar ℃ ℃ (室内27/19 ℃ ,室外35/24 ℃ ) (室内20/15 ℃ ,室外7/6 ℃ ) R410A 15±2 26~29 6~8 4~5 75~80 10±2 16~18 4~6 5~8 83~88 15±2 29~32 5~7 1~2 77~82 10±2 18~20 3~5 1~2 85~90 ★ 上表中为标准工况下锁频状态稳定运行的测试值,随制冷/热负荷的增加 而增大,反之亦然。 ★ 上表为普通能效等级空调的测试值,高能效空调的压力、温度参数略有 偏差,但变化不大。 ★ 温度过高(超过100℃),会加速压缩机线圈老化、润滑油碳化; 压力过大,加速压缩机机械磨损,产生杂质,出现脏堵、油堵。 一. 系统原理—— 方案设计 R22 压缩机 R410A 专用压缩机、 POE\PVE油 R22系统 (定速)与 冷凝器 蒸发器 节流装置 四通阀 截止阀 铜管 干燥过滤器 高分子材料 两器加工 焊接工艺 检漏 冷媒充注方式 蒸发压力(0℃) 冷媒充注设备 包装 设计压力2.94MPa 设计压力4.15MPa 压力校验 毛细管内径大 专用 专用 确认耐压,和壁厚,1.6倍 R410A系统 (变频)的 加工工艺差 异: 分子筛XH-9 CR合成橡胶 分子筛XH-10或XH-11C HNBR合成橡胶 水分残留少,POE挥发油 无氯离子助焊剂 新设备 液态充入、压力变更 498KPa(绝对压力) 804KPa(绝对压力) 冷凝压力(50℃) 1943KPa(绝对压力) 3061KPa(绝对压力) 新设备 增加R410A标识 二. 系统零部件—— 整机系统 内机阵容 外机阵容 二. 系统零部件—— 整机系统 落地式 挂壁式 室 内 机 构 造 二. 系统零部件—— 整机系统 室 外 机 构 造 二. 系统零部件—— 选型 系统零部件选型: ? 压缩机:R410A专用,分单转子和双转子,有日立、美芝、华润、 庆安等品牌; ? ? 四通阀、单向阀、电磁阀:R410A专用,有三花、盾安等品牌; 截止阀:R410A专用,有三花、盾安、岗山等品牌; ? ? ? ? 节流部件:毛细管(挂机)、膨胀阀(柜机); 风扇电机:直/交流电机(抽头/PG),威灵、大洋、卧龙等品牌; 换热器:高效内螺纹铜管+亲水铝箔; 配管:全铜配管、铜铝配管; 二. 系统零部件—— 压缩机 目前家空主要采 用转子式。 二. 系统零部件—— 压缩机 压缩机:用于压缩气态制冷剂。 注意:压缩机接线、杂质、 混空气等问题。 二. 系统零部件—— 四通阀 四通阀构造:用于制冷/制热模式切换。 R22专用 注意:管路外形尺寸、壁 厚、杂质等问题。 R410A专用 二. 系统零部件—— 四通阀 制冷动作图 制热动作图 注意:滑块可能因杂质、变形等 原因产生卡死、串气、碰撞、低 电压不启动等问题。 二. 系统零部件——电磁阀、单向阀 电磁阀、单向阀:控制冷媒流路通、断。 电磁阀 单向阀 注意:焊接组装时有方向要求。 二. 系统零部件—— 截止阀 截止阀:控制冷媒流路通、断。 标准样式 异型样式 注意:R410A的与R22冷媒的截 止阀不能混用。 二. 系统零部件——节流部件 节流部件主要有三大类:毛细管、节流短管、膨胀阀;用于冷媒降温、 降压、节流。根据性能、成本等要求选用。 节流短管:使用 有方向要求。 毛细管:严禁混料 膨胀阀:控制复 杂,成本较高, 能效最好。 二. 系统零部件——风扇电机 风扇电机:有PG、抽头之分;有交流、直流之分;塑封、铁壳之分。在 系统中用于强化空气侧换热效果。根据能力、能效、成本等要求选用。 柜机内机用、 挂机内机用PG 电机。 或室外机用抽 直流电机:效率高、 控制复杂、成本高。 头电机。 二. 系统零部件——换热器 换热器:根据结构、风道形式可以做成多种样式。在系统中实现制冷剂 与空气的换热,达到制冷、或制热目的。 换热 器形 式: 内机: 换热面 积增大 二. 系统零部件——翅片 翅片: 强化空气 侧传热效 果。 二. 系统零部件——内螺纹铜管 内螺纹铜管:强化制冷剂侧换热效果。 普通齿 W齿 交叉齿 齿形发展: 注意:加工齿形变 化、脱脂彻底。 加工 加工 铜管 齿形 翅片 片型 空气 换热器换 制冷剂 热过程: 二. 系统零部件——制冷剂 制冷剂:实现相变换热。 Cl HCFC-22 BP-40.8℃ H C F H HCFC-32 BP-51.6℃ H C F F HCFC-125 BP-48℃ H C F H HCFC-134a BP-26.1℃ H C F F C F F C F F F R-410A BP-51.6℃ R-407C BP-43.6℃ F F R-22 BP-40.8℃ 注意:严禁混用, 控制杂质、水分。 二. 系统零部件——制冷剂特性 对比项目 成分 R22 HCFC-22(100%) 单 一 冷 媒 (00C) -40.8 100% 2.15 R410A HFC-32/125 (50/50%) 类共沸混合冷媒 (0.10C) -51.5 约160% 3.38 温度滑移 沸 点 (℃) 工作压力 冷凝压力(MPa) 蒸发压力(MPa) 排气温度(℃) 0.625 101.9 3.43 100% 100% 4.80 (100%) 0.997 99.7 3.39 68.5% 107.7% 4.46 (92.9%) 理论循 环 压缩比(Pd/Ps) 单位能力容积 功率 COP(%) 二. 系统零部件——工装工具 (1) R410A用压力表、压力软管 量程: 高压:-0.1~5.3MPa(-76cmHg~53kg/cm2) 低压: -0.1~3.8MPa(-76cmHg~38kg/cm2) (2) R410A用真空泵 吸入口规格:UNF7/16-20; 单向阀,防止润滑油回流。 (3) R410A制冷剂罐(玫瑰红) 其他工具:扳手、内六角、 十字螺丝刀、喇叭口扩管器、 割管刀、焊接工具等可以与 R22工具通用。 三. 安全要求—— 注意事项 ① 人体接触机组时,确保断电或用电安全; ② 人体接触机组时,需配戴手套,避免烫伤或冻伤; ③ 焊接管路时需充氮气进行保护,减少氧化杂质; ④ 严禁将水分、空气、杂质等带入系统; ⑤ 分析变频系统故障时,必须在锁频状态下进行; ⑥ 采用专用工具、部品部件,严禁混用R22的同类品; ⑦ 冷媒充注方式:抽真空,液相充注冷媒; 四. 故障—— 复杂性 1、 按专业来源分: 电控故障:如模块故障、通讯故障、电磁干扰等; 结构故障:如漏水、摆叶开裂、风扇叶片损坏等; 系统故障:如缺氟、排气温度高、结霜、杂质堵塞等; 2、 按使用功能分: 不制冷或效果差;不制热或效果差;不送风;不除湿;不除霜等。 3、 故障的复杂性 A. 简单的故障比较容易判断。 如传感器故障?可以根据故障代码F1-F5的指示直接修复,难度小。 B. 复杂的故障往往是几个原因同时引起,难以判断,多用排除法、置 换对比法来查找根本原因。 如制冷效果差? 可能的原因有电压低、模块保护、缺氟、扇叶损坏、 风道堵塞、系统堵塞、房间热负荷、软件保护、传感器安装位置不正 确等等。因此需要仔细分析、逐个排除来查找原因。 四. 故障—— 分析方法 4、 常用故障分析方法: A. 排除法:列出所有可能引起故障的原因,针对每个可能原因逐 个排查,从而找到最终原因。 B. 置换对比法:通过置换故障机器与正常机器的对应内外机、部 件、零件等,让后做对比测试,逐步缩小发生故障的范围,从 而找到最终的原因。注:此方法一般采用由大部件到小元件的排 除方式,逐步缩小范围。 一般情况,将以上两种方法配合使用,就能较快的查找 到故障原因,找到解决问题的方法。 四. 故障—— 分析方法 ? 故障代码、保护代码、温度、电流、频率、 压力等; ? 遥控器设定模式、温度、风速等; ? 管路、换热器结霜,凝结水多少、排水是 否通畅;管路振动、结构件连接好坏; ? 内机摆叶、羽根,滤网、内外机风道是否 畅通;截止阀是否全开; ? 看门窗漏热、空调安装位置;电源、接地 是否正常。 ?听电机、压缩机等运转部件声音; ?听冷媒流动声、风声、电磁声、低频高频声。 ?触摸管路、内外机外壳振动; ?触摸管路零部件、弯头、换热器各流路温度。 (注意:带手套,避免烫伤) 一看 二听 三触 五.故障分析思路 常见的五类空调系统故障及可能的原因: 漏:制冷剂外泄漏(铜管开裂、焊点开裂,螺纹或螺母开裂 等);制冷剂内泄漏(四通阀窜气、压缩机窜气、单向阀内 泄漏等)。 堵:分为杂质脏堵、水份冰堵两大类,主要出现在管路系统 中小管径部位(如主毛细管、辅助毛细管、分配器、眼镜管 等处)。 混空气:抽真空的压力未达到要求、系统运行吸入空气。 元件坏:电机烧坏、结构件损坏、压缩机退磁等等。 装配错误:电源线接错、传感器接错、压缩机线接错等。 五.故障分析思路 现象 故障分析 检修方法 房间热负荷大、发热源多 减少热源或更换为大功率的空调。 室内温度传感器靠近翅片,压缩 正确安装室内温度传感器,降低设定 机降频,制冷效果差 温度 外室温与外盘传感器位置装反 设定风速过“低”,风量不足 不制 冷、 制冷 效果 差 室内机进风口堵 更换两个传感器的安装位置 提高设定风速 清除室内机进风口覆盖物,清洗过滤 网 缺氟 室外机进风口(出风口)堵 按铭牌标称参数充氟 清除室外机进/出风口覆盖物,清洁 翅片 截止阀没有全开 四通阀窜气,制冷效果差 毛细管(半)堵,单向阀堵 压缩机坏 将其完全打开 更换四通阀 更换毛细管、单向阀 更换压缩机 五.故障分析思路 现象 故障分析 检修方法 房间冷负荷大、门窗散热快 室内温度传感器靠近翅片, 压缩机降频,效果差 减少房间冷负荷或更换为大功率的空调。 正确安装室内温度传感器,增加设定温度。 设定风速过“低”,风量不 足 不 制 热、 制热 效果 差 室内机进风口堵 缺氟 提高设定风速 清除室内机进风口覆盖物,清洗滤网 按铭牌标称参数充氟 室外机进/出风口堵 截止阀没有全开 四通阀不吸合 清除室外机进/出风口覆盖物,清洁翅片 将其完全打开 确认四通阀控制电路无漏焊、虚焊,测量器件参 数;若器件损坏,则更换同型号器件。 室外主控板输出220V正常,更换四通阀。 四通阀窜气,制热效果差 毛细管(半)堵,单向阀漏 压缩机坏 不除霜,导致制热效果差 更换四通阀 更换毛细管、单向阀 更换压缩机 详见下一条 五.故障分析思路 现象 故障分析 检修方法 室外温度传感器、室外盘管传感器阻值 检查两个传感器阻值,若不在正 不正常 常范围内,需更换传感器 室外温度传感器与外盘传感器感温包在 将两个传感器感温包装回正确位 冷凝器上装反 置 不除霜 商检短接工装未取,空调只制热,不制 拔掉外机主控板上的短接工装 冷 室外盘管传感器与冷凝器接触不紧密 四通阀无切换动作 重新安装室外盘管传感器 同“不制热”项中“四通阀不吸 合” 毛细管堵、分液管堵,分液不均,结霜 更换毛细管 不均匀导致除霜不净 除霜除 不净 机组缺氟导致结霜不均匀,累积成冰而 加氟 无法除净 外机排水不畅,累积成冰而无法除净 疏通外机排水孔洞 外机工作外环境长期溅水到外机换热器 消除外部环境对换热器的溅水情 局部位置 况

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