§3.4电冰箱的制冷系统(抽真空、充注制冷剂等).

1§3.4电冰箱的制冷系统（抽真空、充注制冷剂等）一、教学目标1、掌握电冰箱制冷系统各部件的结构及作用。2、掌握电冰箱制冷系统维修工具（双表修理阀、真空泵）的使用方法。3、掌握电冰箱制冷系统抽真空、充注制冷剂的方法和操作。二、工具器材1、制冷压缩机2、双表修理阀3、真空泵4、电冰箱模型5、制冷剂R12三、相关理论知识1、制冷压缩机（1）制冷压缩机的分类压缩机主要类型有：活塞式、旋转式和涡旋式三种。根据压缩机和电动机连接方式的不同，活塞式制冷压缩机可分为开启式、半封闭式和全封闭式三种。电冰箱制冷系统使用的压缩机属于全封闭式压缩机。其中比较典型的是往复活塞式压缩机。往复活塞式压缩机又可分为连杆式、滑管式、电磁式三种。（2）全封闭式压缩机的特点压缩机与电动机共用一主轴，安装在利用弹簧悬吊的钢制机壳内，机壳采用焊接密封。从其外形看，封闭的外壳有三根铜管（即吸气管、排气管、工艺管）和一个电动机的电源接线盒（如图3.4-1所示）。全封闭式压缩机与开启式、半封闭式压缩机相比，结构更紧凑，重量更轻，噪音更小，制冷剂不易泄漏，日常维护工作量很小，特别适用于家庭小型制冷装置。2图3.4-1全封闭式压缩机外形图（3）往复活塞式压缩机的内部结构简介1)机械部分用专用工具打开压缩机顶盖，看见压缩机内部的机械部分，如图3.4-2所示。图3.4-2压缩机内部的机械部分2)压缩机的电动机小型压缩机的电动机大多是单相电动机，其绕组由启动绕组和运转绕组两部分构成，通常启动绕组较细、运转绕组较粗。共有3个引出线端子：R、S、C，如图3.4-3所示。3图3.4-3压缩机的电动机（4）往复活塞式压缩机的工作过程活塞式制冷压缩机的活塞在气缸中往返一次，曲轴旋转一周时，依次进行了压缩、排气、膨胀、吸气四个工作过程，如图3.4-4所示。图3.4-4往复活塞式压缩机的工作过程示意图（5）压缩机的一般检查方法1)手指法将压缩机通电运转，用大拇指按住高压排气口或低压吸气口，如图3.4-5所示。4图3.4-5手指法检查压缩机的吸、排气手指法结果分析如下：a、手指按不住排气口，再用手指按住吸气口，若感觉有较强的吸力，表示压缩机正常，可以使用。b、排气很少，或没有排气，说明高压汽缸盖垫或汽缸纸垫已击穿，或高、低压阀片击碎。c、有排气，气量不足，说明压缩机效率低。d、没有排气，但能听到“嘶嘶”声，停机后则消失，说明高压缓冲S管与机壳连接处断裂。2}实测法把压缩机放在放到压缩机测试台上，连接压力表进行测试。启动压缩机约1min后，低压端压力应为0Pa，高压为1.17MPa左右，为合格。再停止运转3min，此时压力不得下降0.05MPa，如果下降幅度过大，说明高压端有漏气。（6）全封闭式压缩机常见故障及分析见表3.4-1表3.4-1全封闭式压缩机常见故障及分析故障原因压缩机有撞击声响①吊簧断裂或脱落压缩机接线柱或其他焊接部位渗油①接线柱焊接不良②机壳或引出管虚焊压缩机效率降低①运动部件磨损②吸、排气阀片关闭不严压缩机只运转不制冷①缸垫冲破②高、低压阀片击啐或高压S管断裂2、换热器（1）换热器作用5换热器是制冷系统重要的设备组成之一，它是使制冷剂在其中吸收热量或放出热量与周围介质(空气或水)进行热交换的装置，亦称为热交换器。（2）换热器分类换热器主要指冷凝器和蒸发器，其分类见表3.4-2。表3.4-2换热器分类分类说明冷凝器风冷式风冷式冷凝器是利用常温的空气来，可分为空气自然对流和强迫对流两种。水冷式水冷式冷凝器是利用低于环境温度的水来冷却，按结构形式不同分为套管式和壳管式两种。蒸发器冷却空气式冷却空气蒸发器用于直接冷却空气，制冷剂在管内流动，空气在管外被冷却。可分为自然对流和强迫对流两种。冷却液体式按供液方式可分为满液式和非满液式两种。电冰箱用的冷凝器类型有四种，见表3.4-3。表3.4-3电冰箱用的冷凝器类型种类示意图钢丝盘管式冷凝器百叶窗管板式冷凝器6内藏式冷凝器风冷式冷凝器电冰箱用的蒸发器类型有四种，见表3.4-4。表3.4-4电冰箱用的蒸发器类型种类示意图管板式蒸发器复合板式蒸发器7单脊翅片管式蒸发器翅片式蒸发器（3）换热器的常见故障及分析见表3.4-5。表3.4-5换热器的常见故障及分析故障原因修理方法换热器表面积灰堵塞①周围环境太脏②长期未清洗换热器用毛刷清除灰尘，不能用自来水冲刷。换热器肋片严重变形①安装时不慎揪压肋片②搬运时碰损肋片用金属片进行整片整形，尽可能恢复原来的片距。换热器破裂，制冷剂泄露①焊接质量差或使用不当②管道被腐蚀用水检漏法，确定泄露点后进行补漏，或者更换换热器。3、干燥过滤器（1）干燥过滤器的作用干燥过滤器的作用是除去制冷系统的水分和杂质，避免管道堵塞。（2）干燥过滤器的结构电冰箱干燥过滤器主要由过滤网、多孔滤体、分子筛和铜管体四部分组成，如图3.4-6所示。8图3.4-6干燥过滤器示意图（3）干燥过滤器的常见故障及修理干燥过滤器的常见故障是滤网堵塞或干燥剂失效。发生故障，通常是更换新件。4、毛细管（1）毛细管的结构与节流原理毛细管是电冰箱制冷系统的节流装置，是与低压回气管焊接在一起或穿在低压回气管里的内径为0.5-2mm，长度为1.5m-4m的细长铜管（如图3.4-7所示），具有结构简单、制造方便、价格便宜和不易发生故障等优点。图3.4-7毛细管毛细管节流是依靠其流动阻力沿长度方向的压力降，来控制制冷剂的流量，维持冷凝器与蒸发器之间的压力差。当制冷剂液体流过毛细管时要克服管壁阻力，产生一定的压力降，且管径越小，长度越长，压力降就越大，从而导致流量减少，毛细管就是根据这样的原理工作的。（2）毛细管的常见故障与维修毛细管漏气或断裂，一般更换与原来尺寸一样的毛细管。5、制冷系统维修工具（1）压力表和真空压力表压力表和真空压力表（如图3.4-8）所示是制冷设备常用的检测仪表，其外形如图所示。压力表根据其外壳直径可分为60、100、150、200、250mm五种，根据结构形式主要有径向9有边、径向无边、轴向带边、轴向无四种，而根据精度等级一般分为1.0、1.5和2.5三级。图3.4-8压力表和真空压力表（2）修理表阀修理表阀有单表阀和双表阀两种。单表阀由压力表、表阀组成；双表阀由压力表、表阀(含视窗)二部分组成,如图3.4-9所示。压力表有两块,一块低压表带负压,一块高压表。低压表一般用于抽真空和检漏系统低压侧压力，高压表通常用于测量高压侧压力。双表修理阀低压表侧管接头连接制冷系统低压接口，中间管接头连接真空泵或制冷剂钢瓶，高压表侧管接头连接制冷系统高压接口。图3.4-9双表修理阀（3）真空泵真空泵是对制冷系统进行抽真空的专用工具。制冷系统维修通常采用旋片式真空泵，旋片式真空泵分单级、双级两种。如图3.4-10所示。10图3.4-10真空泵1—电动机2—油箱3—排气口4—吸气5—油视镜6、试压与检漏制冷系统是一个密封的的系统。维修后的制冷系统必须严格地检查气密性，才能保证维修质量，提高运行的可靠性，减少制冷剂的损耗，提高运行的经济性。氟利昂是一种渗透性极强的制冷剂。它无色无味，价格较昂贵，又不易保存所以对制冷系统的气密性的检查必不可少。制冷系统中主要检查泄漏部位包括：制冷压缩机，所有可拆卸的连接部位与抽封出；螺栓端部，视液镜、蒸发器的各焊接部位，各管道和部件（干燥过滤器、截止阀及阀杆处、电磁阀）连接处。常见的检漏方法有：目测检漏、肥皂水检漏、卤素灯检漏、电子卤素检漏仪和浸水检漏等几种。7、抽真空制冷系统抽真空的目的是排除制冷系统里的湿汽（水）和不凝气体。一般抽真空的方法有三种：低压单侧抽真空法、高低压双侧抽真空法和二次抽真空法。（1）低压单侧抽真空法低压单侧抽真空是利用压缩机机壳上的加液工艺管进行的，其操作工艺比较简单，焊接口少，泄漏机会也相应的少。（2）高低压双侧抽真空高低压双侧抽真空是指在干燥过滤器的进口另设一根工艺管与压缩机机壳上的工艺管并联在一台真空泵上，同时进行抽真空，这种抽真空的方法克服了低压单侧抽真空方法中毛细管流阻对高压侧真空度不利的影响，但是要增加两个焊口，工艺上就稍有些复杂。高低压双侧抽真空对制冷系统性能有利，且可适当缩短抽真空时间，近年来也被广泛的应用。（3）二次抽真空二次抽真空是指制冷系统抽真空到一定真空度后，充入少量的制冷剂，使系统的压力恢复到大气压力，这时系统内已含有制冷剂与空气的混合气体。第二次抽真空后，便达到了减11少残留空气的目的。二次抽真空和一次抽真空的区别是：一次抽真空时，制冷剂高压部分的残余气体必须通过毛细管后才能达到工艺管被抽除，由于受毛细管阻力的影响，抽真空时间加长，而且效果不理想。二次抽真空是一次抽真空后向系统充入制冷剂气体，使高压部分空气冲淡，剩余气体中的空气比例减小，从而得到较为理想的真空度。8、充注制冷剂制冷剂的充注量可按以下几种方法来确定：（1）称重量（2）测压力（3）测电流制冷剂的充注方法一般有低压充注法和高压充注法两种。低压充注法的优点是比较容易控制制冷剂的充注量，安全且不易损坏部件，但充注时间长，而且制冷剂呈气态，含水量较大，必须经干燥器处理。目前，中小型制冷设备在维修时较多采用低压充注法。四、实训内容及步骤1、压缩机的拆装及结构认识实训(一)压缩机的拆卸1）将以开壳的压缩机3个钓簧松脱，拔掉电动机内部接线。从机壳内取出机芯（如图3.4-11所示）。2）为了便于重新装配，对机芯作上必要的记号。3）拆下固定电动机定子的螺钉，将定子绕组与转子分离。4）拆下固定汽缸的螺钉，取下缸体（如图3.4-12所示）。图3.4-11压缩机机芯图3.4-12压缩机缸体5）卸下汽缸端盖的螺钉，将汽缸端盖、阀板、低压吸气阀片、活塞、滑块、缸体等分离。6）压缩机分解完毕后，分别对压缩机各部分进行观察，记录各部件的名称，了解12各个部件的结构及工作原理。(二)压缩机重新安装1）压缩机缸体的安装。按照拆卸时的标记。将汽缸端盖、阀板、低压吸气阀片按照原来的位置装配好。2）电动机定子与机座的安装。电机定子安装时，应注意定子与转子四周的间隙要均匀，4枚螺钉应按照对角均匀拧紧，拧紧后用手转动应灵活，此时最好通电检查，看电动机能否正常启动运行，如果有卡滞现象，应重调整定子与转子的位置。3）活塞组件和汽缸体的安装。将活塞组件组件插入汽缸孔内，用螺钉将汽缸体固定。在安装过程中，要求适当调整汽缸体的位置，使得活塞运动时不碰触到汽缸顶端，活塞上止点离汽缸顶端的间隙应越小越好。4）将压缩机装入机壳内，固定好钓簧。5）通电运行。通电后，压缩机应顺利启动运行，并且震动、噪声要小。(三)压缩机吸排气能力的检测（手指法）压缩机通电运行后，用手指堵住排气管，应有堵不住的感觉，将手指堵住吸气管，应有明显的吸力。说明压缩机吸排气正常（如图3.4-13）。图3.4-13压缩机吸排气能力的检测2、抽真空实训1)用软管连接真空泵和双表修理阀。双表阀中间管接头连接真空泵，双表阀低压表侧管接头连接制冷系统低压接口（压缩机的工艺管）。如图3.4-14所示。图3.4-14低压单侧抽真空示意图2)打开真空泵排气帽。133)接通真空泵电源，打开真空泵电源开关。4)缓慢地打开双表修理阀旋钮，即可对系统进行抽真空。5)观察压力表指针位置变化是否正常。6)抽真空约20分钟，记录低压表的真空值。使真空压力表指示在133Pa以下。7)关闭双表修理阀旋钮，然后关闭真空泵电源开关。（2）二次抽真空操作如果真空泵抽真空的能力差或系统内有水份，可采用二次抽真空法。1）在第一次抽真空完成后，卸下真空泵，装上制冷剂钢瓶。2）排掉输气管中的空气。3）向系统内充入约0MPa的制冷剂。4）启动压缩机运行约1分钟。5）按抽真空步骤再次抽真空。6)注意事项：抽真空过程中要注意阀门的开、闭顺序和输气管的排气问题，防止系统中空气抽不彻底。3、充注制冷剂实训低压充注制冷剂操作：1）抽真空完成后，卸下真空泵，接上制冷剂钢瓶（如图3.4-15所示）。图3.4-15低压充注制冷剂示意图2）排掉输气管中的空气。3）打开表阀，向系统内充入0.2－0.3MPa的制冷剂，关闭表阀。4）连接钳形电流表，启动压缩机运行约10