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1第一章空调器的结构和工作原理第一节分体式空调器的结构一、分体壁挂式空调器的结构分体壁挂式空调器又称为墙挂式空洞器，因其室内机组可以悬挂在墙壁上而得名。室内机组呈长方扁平状，室外机组为单风扇扁平立式，可安装在室外墙壁上、地面上或楼顶等处。图1为分体壁挂式空调器的外形，上部为室内机组，下部为室外机组。原来的分体壁挂式空调器，无论从颜色或造型上都不如新型的漂亮、豪华。新型的机种扁而长，机身轻巧呈流线型，颜色淡雅大方。不仅如此，新型的分体壁挂式空调器在操作方面均采用遥控器和微电脑控制，性能先进。分体壁挂式空凋器多为两用型，其制冷量为2000W—4500W，适用于一般家庭、办公室、饭店和客房。大容量的分体2壁挂式空调器制冷量可达7000W（相当于3HP分体拒机)，用于餐厅等公用场所。国产的分体壁挂式空调器，冷、热两用型的较普遍，而且以热泵型制热为主。在我国，家用空调器的选择还是以解决夏季室内降温去湿为主要目的，冬季供暖使用的空调器有如下的不利因素：(1)热泵型空调器虽能冬季制热、供暖，但因其受室外气温的影响，只能在冬季开始或冬季结束的时候使用，而在寒冬是不能正常工作的。(2)如果采用电加热器解决空调的供暖，其耗电量要比夏季制冷时大得多。就我国现有居住条件而言，在北方地区，冬季有良好的供暖条件，在南方地区，冬季室外温度不太低，因此选择以夏季制冷主为，冬季热泵供暖为辅助热泵型分体壁式空调器还是适宜的。相对而言，单冷型空调器更适合我国居民的要求，实际上这种空调器的销售量占有很大的比例。小型的lHP(2000--2500W)分体壁挂式空洞器的耗电量在760W以下，一般不用更换电表。与窗式空调器相比，分体壁挂式空洞器更受欢迎。由于消费者有“一次到位”的思想，所以近年来分体壁挂式空调器在消费者的心目中有上升的趋势。1．室内机组分体壁挂式空调器的室内机组主要包括：机组外壳、送风百叶、回风格栅、室内热交换器、贯流风扇及电动机、摇风机构及微型电动机、冷凝水接水盘及排水口、室内机组电气控制件及遥控器等。现以三菱电机PK(H)系列分体壁挂式空调器为例，介绍其内部结构。分体壁挂式空调器室内机组的外形结构如图1—1—2所示。PKH系列分体壁挂式空调器室内机组风扇结构见图1—1-3。3PKH系列分体壁挂式空调器的室内机组电器组成见图1—1—4。有关电器零件的规格如下：电源变压器：2V／19．6V240V／10．5V，电路中代号T；运转电容器：1．8微法，440V，电路中符号为C1；运转电容器：1．8微法，500V，电路中符号为CI；接线拄座：3P(A、N、E)，电路中符导为TB1；接线拄座：3P(1，2，3)，电路中符号为TB2接线柱座：2P(1，2)，电路中符号为TB3；保险：250V、5A，电路中符号：为F1；保险：250V、2A，电路中符号为F2；保险：250V、lA，电路中符号为F34另一种室内机组的电器组成与图1—1—4有所不同，在原有基础上增加了电磁接触器、电加热器件及热控开关。主要用于冬季的电加热。电加热器规格有：240V、1．8kW，240V、2．1ｋW；2４０V、2．4ｋW三种。电路中代号为Ｈ。电加热器用的电磁接触器规格JC—１Ａ，DC—２．４Ｖ。电路中代号为88H。接线拄保险丝规格为10A，电路中代号为ＦＳ。5热控开关规格：ＯＮ６０℃，ＯＦＦ８０℃和ＯＮ５０℃，ＯＦＦ７０。电路中代号为26H。单冷却型的分体壁挂式空调器室内热交换器及电器零件如图I—1—5所示。图1—1—5中的主要电器件规格：继电器：LY—lF、DC—12Ｖ、15A，电路中符号为52F、X１、XＬ；运转电容器：1．8微法，440V，电路中符号为C1；保险丝：250V、5A，电路中符号为F1；保险丝：250V、1A，电路中符号为F2；温控器：电路中符号为26S1；变压器：200～240V／１０V，电路中符号为T。2．室外机组分体壁挂式空调器的室外机组为单风扇式。室外机组的零件组成，见图1-1-6图中主要电器零件规格如下：高压开关：ＯＦＦ3．3兆帕，电路中符号为６３Ｈ；低压开关：ＯＦＦ０．０５兆帕，电路中符导为６３L；6排气压力调节器：OPEN2.35兆帕；电磁线圈：电路中符号为21S4；曲轴箱加热器：240Ｖ、46W，电路中符号为ＨＣ；热敏电阻：电路中符号为TH3。制冷量在7000Ｗ以下的分体壁挂式空调器的室外机组采用单风扇,其风扇及电器组成如图1—1—7所示。7图1—1—7中的运转电容等电器件规格如下：运转电容器：5０微法，电路中符号为C；继电器：VC—20F—3A1B，电路中符号为52Ｃ；接线柱座：660Ｖ、40Ａ、3Ｐ(A、N、E)，电路中符号为TB3；接线柱座：250Ｖ、30A、3P(1、2、3)，电路中符号为TB4；运转电容：3微法，440V，电路中符号为C3；室外控制器：电路中符号为O.B；变压器：200～240V／23．2Ｖ，电路中符号为T4；变压器：200～240V／6V，电路中符号为T3；压缩机：NH-465VB，电路中符号为MC；保险：5A，电路中符号为F3；8分体壁挂式空调器的室内、外机结构也可从其部件分解图中清楚地了解到，图1—1—8及图l—1—9分别为松下CS(Ｕ)—973KＣ／ＣＳ(Ｕ)—1273KC型分体壁挂式空调器的室内机组和室外机组的部件分解图，其相应的部件名称见表1—1—1至表1—1—2。91011二、分体柜式空调器的结构超薄豪华型分体落地柜式空调器外形细长，适用于50平方米－１００平方米的较大房间(3HP、5HP机组)，3HP的机组制冷量约为７０００W，5HP机组的制冷量约为12０００—14００００W大多数室内机组的外表为淡雅的白色或乳白色，也有的室内机组外表为黑白相间的颜色。分体柜式空调器的室内机组结构如图l—l—10所示，室外机组结构见图1—1—11、1—12，4YG6型室外机组结构如图1—l—13所示，5YＧ6、６YＧ６型室外机组结构见图1—1—14。12131415三、分体吊顶式空调器的结构分体吊顶式空调器的室内机组为扁平状，可悬吊在室内天花板上。其送风口在机组的正前方，回风口在下方。由于室内机组的高度只有170mm，所以便于悬挂而少占空间。1．外形分体吊顶式空调器的外形如图I—l—15所示。16机组的外表为淡雅的白色，很易与室内的装饰相配合。为改善室内空气质量，除了循环空气以外，机组可以引入室外的新风。2．结构图l—l—16为三菱电机PCH系列分体吊顶式空调器的室内机组内部结构。它主要由离心式低噪声风机、高效的热交换器，可旋转的百叶风口及空气过滤器、前出风口、侧出风口、回风格栅、外壳等组成。室外机组的结构同图1—1—14。17第二节分体式空调器的工作原理一、空调器制冷剂的替代在空调器制冷循环中使用的工作介质，称为制冷剂。当房间空调器工作时，制冷剂在制冷系统内不断循环流动，在循环的过程中，制冷剂的状态不断发生变化。目前绝大多数空调器中采用的制冷循环都是蒸汽压缩式制冷循环。所使用的制冷剂必须具有在冷凝温度下能液化，在蒸发温度下能气化的特性。长期以来，在蒸汽压缩式制冷循环的空调器里，所使用的制冷剂只有R22一种。这是因为它无毒、无刺激性气味、无燃烧和爆炸危险，不腐蚀空调器中使用的结构材料、与润滑油不发生化学作用、在制冷和热泵工作的温度范围内具有合适的冷凝压力和蒸发压力，因而被认为是理想的制冷剂。但是，近几年来，由于氟利昂在大气里对臭氧层有破坏作用。因为R22是一种含有氢、氟和氯的饱和碳氧化合物，它在大气里扩散并上升到高空的同温层里，受紫外线照射后会分解出氯离子，对臭氧起破坏作用，并发生连锁反应。同温层中的臭氧减少后，对太阳辐射光中紫外线的阻挡作用就减弱。照射到地球表面的太阳光紫外线增强。对地球上动、植物的生长有危害作用。例如，根据专家预测，臭氧层每减少1％，人类皮肤癌的发病率将增加3％．白内障患病率将增加0.6％。此外，还会引起海洋浮游生物及小虾幼苗的死亡；小麦、水稻等农作物的减产。这类氟利昂排放到大气层里的另一种危害，是增加地球的温室效应，使全球气候变暖，海洋里的冰山融化、海洋水位升高、陆地面积减小。在各种氟利昂制冷剂中，含氯原子的氟利昂对大气臭氧层的破坏作用最大；含氢和氯原子的氟利昂对大气臭氧层的破坏作用较小，R22就属于这一类。只含氢而不合氯原子的氟利昂对大气臭氧层没有破坏作用。因此，需要寻找适合于空调器使用的新制冷剂，限制使用并逐步过渡到禁止使用对大气臭氧层有破坏作用的制冷剂。为此全世界三十余个国家于1987年9月在加拿大的蒙持利尔召开了专门的国际会议，讨论并签署了＜关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书)，于1989年1月生效。我国己于1991年6月14日正式签字加入议定书缔约国。该议定书规定了限制生产和使用当前消耗量最多，危害最大的五种氟利昂制冷剂(R11、R12、R113、R14和R115)。1990年6月，在英国伦敦召开了＜蒙特利尔议定书＞缔约国的第二次会议。我国派观察员参加。该次会议修改了部分议定书内容，加快了限制使用和逐步停止使用对大气臭氧层有破坏作用的氟利昂物质的时间表。规定对只含氮、不合氢原子的氟利昂属于全部控制使用的制冷剂(包括R13在内)，于2000年前应完全停止生产。对于含有氯、氢原子的34种氟利昂(包括R12在内)也提出了要在2020年后控制使用。此外，对于人均年消耗量低于0．３Ｋｇ含氯而不含氢的氟利昂的发展中国家的缔约国，使用受控氟利昂的时间可以比发达国家推迟十年。选择空调器中的制冷剂，除了以上所述的原因，还应满足下列一些要求：181.有较高的临界温度，在常温或空调器工作的环境温度下能液化。2.有合适的工作压力，蒸发压力不太低，冷凝压力不太高。3.凝固温度要低，在空调器工作温度范围内，不会凝固。4.粘度和密度要小，使制冷剂在管道内流动时的阻力小。5.绝热指数要小，使压缩机耗功较小，压缩终温也较小。6.液体比热容要小，使节流损失较小。7.循环的热容要小，使节流损失较小。8.热导率要高，使换热器缩小。9.不燃烧、不爆炸。10.无毒。11.对金属不起腐蚀作用。12.与润滑油不起化学作用。13.高温时不分解。14.价低便宜。制冷剂的安全性包括毒性、爆炸性、对大气臭氧层的破坏作用以及温室效应等。美国保险商实验室(UL)将制冷剂的毒性分成：1、2、3、4、5、6共六类，数字越小，毒性越大。此外，在每一类又分为a和b，a的毒性比b大；我国目前也按照美国的分类。R22的毒性等级为5a。爆炸性是表示制冷剂在空气中达到一定浓度后，遇明火会发生爆炸的特性，也称为爆炸浓度，爆炸浓度越小，则越危险。R22基本上不会产生爆炸。用于安全的制冷剂。氟利昂制冷剂对大气臭氧层的破坏程度，以及温室效应引起全球气温变暖的大小．目前国际上均以ODP和GWP两个指标衡量。我国目前也是以此指标衡量。ODP称为臭氧耗减潜能值，它是以R11的ODP＝1的相对值。如R22的ODP为0.05，R125的ODP值为0，R134a的ODP值为0。GWP称为全球变暖潜能值，它是以R11的GWP=1．0的相对值。如R22的GWP为0.35；R123的GWP为0.018；R134a的GWP为0.26。目前各国都在寻找对大气臭氧层破坏作用小的制冷剂，取代目前正在使用的对大气臭氧层有破坏作用，属于蒙特利尔议定书禁止和控制使用的制冷剂。例如，对于空调器中目前使用的氟利昂22(R22)，可以有下列几种混合制冷剂或单一制冷剂替代。替代时，需要考虑的是最好不改变空调器的系统和设备，即蒸发压力，冷凝压力不要偏离它的蒸发压力和冷凝压力太大．排气温度不要太高。此外，从空调器的性能和能量利用的合理性上，希望替代后的制冷量不要比原来的制冷星减小得太多，能效比也不要比以前使用时的降低得太多。表1—2—l是几种混合制冷剂和单一制冷剂作为替代使用时的性能比较。19二、空调器的制冷循环图l—2—1是空调制冷循环图，它是一个典型的单级蒸汽压缩循环。20制冷剂R22在压缩机中被压缩成高温、高压的过热蒸汽(其压力为1.9MPa)，并进入风冷式冷凝器中冷却。经过冷却，制冷剂的压力、温度、状态