空調基礎知識培訓課件
空調即為“空氣調節”的簡稱，（airconditioning）是指對一特定空間内空氣的溫度、濕度、空氣流動速度、空氣清潔度進行人工調節，以滿足人體舒适和工藝生産過程。
用于實現空氣調節的設備就稱為“空氣調節器”，在日常生活中，一般簡稱為“空調”。如我們平時所使用的空調就稱為“房間空氣調節器”。
在實現空氣調節的目标時，自然就會伴随着空調器的制冷、制熱、除濕、加濕、送風、空氣清新等功能。
空調器的基本原理從的能量轉換的角度可以這樣理解：
制冷時，通過制冷劑或載冷劑将室内的熱量轉移到室外釋放掉，從而使室内溫度降低。而制熱的原理正好相反，通過制冷劑或載冷劑将室外的熱量轉移到室内釋放掉，從而使室内溫度升高。
1、空氣調節的概念
空氣調節是依靠人工技術手段，對某一特定空間内的空氣的溫度、濕度、流速、潔淨度進行調節，達到并保持在人體舒适、健康的狀态，或者所需要的工藝參數上。
2、空氣的溫度調節
一般來說，房間的溫度：夏天保持在24℃-28℃，人體感覺比較舒适；冬天保持在18℃-22℃，人體感覺比較舒适。
3、空氣的濕度調節
一般來說，房間空氣的相對濕度保持在40%-60%，人體感覺比較舒适。
4、空氣的流速調節
在房間溫度相同的情況下，房間内的空氣低速流動，會使人體感覺更涼爽。
5、空氣的潔淨度調節
房間空氣通過空調器的多層過濾網諸如空氣過濾網、活性炭網、低溫低吸附媒觸媒網以及負離子裝置、增氧裝置等，濾去和清除掉空氣中的灰塵、煙霧、細菌、甲醛、SO2 、H2S等，增加氧氣，保持空氣的優良品質，保證人體的健康。
6、空氣的調節
房間空調器按照制冷（熱）循環連續運轉，将房間内（外）的熱量，通過制冷（熱）系統放熱給室外（風）的空氣，使房間空氣保持在人們所需要的溫度、濕度、空氣流速、潔淨度水平，或所需要的工藝參數上。
空調的結構：
控制對象和要求：舒适性空調、工業空調；
适用場合：家用、商用；
使用工況：（最高溫度）：T1（43）、T2（35）、T3（52）；
結構形式：分體式：
室内：D吊頂、G挂壁、L落地、T天井、Q嵌入；室外：W；整體式：窗機、C穿牆式、移動式。
能力的輸出情況：定速、變頻（交流、直流）；
主要功能：單冷（冷風）、冷暖（熱泵）、電熱；
其他：冷媒：R22、R410A、R407C
電源：100V/110V、220V、250V 、380V..
分體式空調器把空調器分成室内蒸發機組和室外壓縮冷凝機組兩部分，使用時由管路和線路連接為一體。
室内機組主要由遙控器、電動機、步進電動機、控制基闆、室溫傳感器、管溫傳感器、接收顯示闆、貫流風扇、含油軸承、變壓器、蒸發器、殼體等組成。
室外機組主要由電動機、壓縮機、軸流風扇、四通閥、四通閥線圈、風機電容、過熱保護器、冷凝器等組成。
空調用壓縮機一般為全封閉制冷壓縮機：
空調用壓縮機一般為全封閉制冷壓縮機。
分類：
往複式；滾動轉子式：單轉子，雙轉子；渦旋式。
壓縮機電機：直流、交流。
轉子式壓縮機：
渦旋式制冷壓縮機的特點：
1、相鄰兩室的壓差小，氣體的洩漏量少。
2、轉矩變化幅度小、振動小。
3、沒有餘隙容積，故不存在引起輸氣系數下降的膨脹過程。
4、無吸、排氣閥，效率高，可靠性高，噪聲低。
5、由于采用氣體支承機構，故允許帶液壓縮。
6、機殼内腔為排氣室，減少了吸氣預熱，提高了壓縮機的輸氣系數。
7、渦線體型線加工精度非常高，必須采用專用的精密加工設備。
8、密封要求高，密封機構複雜。
直流壓縮機的分類：
1、按照電機的定子繞線方式：（1）分布繞線；（2）集中繞線。
2、按照磁鐵的材料分：（1）永磁體（NdFeB）；（2）鐵氧體。
3、按照電機的轉子磁鐵的配置方式分：
(1）轉子表面安裝磁鐵的電機（SPM）；
（2）轉子内部安裝磁鐵的電機（IPM）。
分布繞線和集中繞線：
SPM和IPM：
壓縮機常見故障及對策：
壓縮機現象 |
主要原因分析 |
解決措施 |
|
1 |
噪音大 |
壓縮機、管路 |
隔音墊 |
2 |
震動大 |
共振 |
阻尼塊 |
3 |
頻繁啟停 |
排氣保護 過負載保護 |
氟裡昂調整 |
4 |
啟動不良 卡缸 |
低溫 回油不良 雜質，水分 |
設計改進 |
5 |
線圈燒毀 |
過熱、過流 |
缺氟、室外風扇損壞 換熱器髒堵 |
冷凝器、蒸發器：
冷凝器、蒸發器常見故障及對策：
故障現象 |
主要原因分析 |
解決措施 |
|
1 |
破裂、漏氟 |
耐壓不足 |
補焊漏點 |
2 |
制冷效果不好、半熱半涼 |
管路、彎頭焊堵 分液不均 翅片積塵，換熱效率下降 |
重新焊接 調整分液 清潔 |
3 |
内機換熱器結冰 |
蒸發溫度過低 |
更換室内溫度傳感器位置 |
4 |
室外化霜不良 |
控制模式 |
更換室外溫度傳感器位置 |
節流裝置：
（1）毛細管；（2）電子膨脹閥；（3）節流閥；（4）熱力膨脹閥。
毛細管：内徑0.6-2.0mm，外徑2-3mm的紫銅管盤制而成。
毛細管的變化對系統的影響：
毛細管的節流特性參數涉及：毛細管長度&毛細管内徑，一般來講：毛細管越長，内徑越小，節流越大，流量越小。
其一般來講，在同樣的工況下和流量下，兩參數有以下關系：
制冷系統的冷媒充注量一定，在此條件下毛細管設計值為：L& D，則此時如果毛細管：
毛細管節流當量 |
能力 |
功率 |
排氣溫度 |
吸氣溫度 |
蒸發壓力 |
冷凝壓力 |
>L&D |
下降 |
增大 |
升高 |
升高 |
降低 |
升高 |
下降 |
下降 |
下降 |
下降 |
升高 |
下降 |
系統中毛細管的相關問題：
故障現象 |
主要原因分析 |
解決措施 |
|
1 |
制冷制熱效果差 毛細管上結霜 |
髒堵 |
清除 |
2 |
制冷制熱效果差 毛細管上結霜 |
冰堵 |
幹燥過濾器、抽真空 |
3 |
噪音 |
毛細管的噴注噪音 |
出口處阻尼處理 |
電子膨脹閥作為變頻空調中的節流器件，是制冷系統中最為關鍵的器件之一。由于變頻空調的壓縮機頻率可以變化，使得系統中制冷劑的流量變化，加上工況的變化，如果要使換熱器發揮最大的換熱效率，使用可以調節制冷劑流量的電子膨脹閥是非常好的設計。
目前，國内空調器的設計一般常用的毛細管節流，由于其自身對流量的調節能力極小，是不适合變頻空調的，其無法最大限度的發揮變頻空調的相關性能優勢。
1、開環控制：其主要是在設計時根據不同的工況和頻率，測試出相應的優化電子膨脹閥開度曲線，在實際控制時可按照經驗曲線進行控制。
目前具體的控制有：拟合曲線開環控制、模糊開環控制等。
開環控制的優點就是控制比較簡單，易于實現，但缺點精度差，控制的魯棒性較差，前期确定開度曲線的工作量較大。
2、閉環控制：閉環控制方案有很多，但從總的控制參數方面來看，目前主流的方案有兩種：過熱度控制和排氣溫度控制。變頻空調在實際運行時可适時的根據其制冷系統的排氣溫度特性曲線和過熱度特性曲線進行自動調節，以滿足系統運行的優化狀态。
閉環控制的優點是控制精度較高，控制的魯棒性較好，前期設計中工作量相對較小，但控制算法比較複雜。
電子膨脹閥控制原理：
電子膨脹閥一般來講在使用過程中出現問題最多的是：不動作。
其主要導緻的原因有兩方面：
1、電控驅動方面：一般電子膨脹閥的驅動電壓為12V±10%。當一些特殊情況下如低電壓、控制闆故障等時，其驅動電壓低于下限時，就有可能導緻不動作。因此因先查驅動電壓是否正常。
2、機械故障：此方面主要是變形、配合不當、磨損、雜質異物進入、潤滑不好等導緻步進機構卡住不動作。可采取敲擊、升溫等方式試探。
節流閥：屬一種孔闆節流裝置，通過微小的孔徑進行節流降壓。其相當于将毛細管、單向閥、過濾器集成于一體。
四通閥：
不同狀态下四通閥内部流程圖：
常見四通閥故障：
故障 |
現象 |
直接原因 |
解決措施 |
|
1 |
動作不良 |
切換不良 |
線圈故障 電壓不足 内部毛細管堵塞 |
更換 清理 |
2 |
内部洩漏 |
制冷制熱不良 排氣溫度高 回氣溫度高 |
磨損、，密封不良 主滑閥不到位 |
更換閥體 敲擊 |
單向閥：
單向閥原理：
截止閥：
空氣循環系統：
電氣控制系統：壓縮機電機，風扇電機，步進電機，過載保護器，智能童鎖，啟動繼電器，溫度傳感器。
制冷劑特點：
1、什麼叫制冷劑
在制冷系統中，完成制冷循環以實現制冷的工質，即為整個制冷系統運送能量的媒介。别名：雪種、冷媒、氟裡昂。
2、制冷劑的最基本原理
就是利用制冷劑汽化時，在較低的環境溫度下吸收大量的熱量，以保持這一低溫環境。制冷劑在制冷系統中循環流動，通過四個熱力變化過程達到制冷的目的。
氟利昂是目前廣泛使用的制冷劑，它是飽和碳氫化合物的總稱。它的種類繁多，性質也各不相同，它們的共同點是微毒，無臭味，不燃燒，沒有爆炸的危險，化學穩定性好，不與水反應，對金屬無腐蝕作用。氟利昂中氯原子數在很大程度上影響它的熱力性質，當氯原子越多時則标準沸點溫度就越高。
制冷劑的技術參數：
R-22的标準沸點為-40.8℃，屬中溫制冷劑。當用水作冷卻介質時，其冷凝壓力一般應不超過1.53 MPa；當用風作冷卻介質時，其冷凝壓力一般應不超過2.16 MPa.R-22與潤滑油是微溶解，在壓縮機泵殼内和冷凝器内相互溶解，而在蒸發器分離，則其溶解随着溫度的變化而變化。
R410A是由R32和R125兩種工質按50％和50％的質量分數混合而成的HFCs類制冷劑。屬近共沸混合物（假共沸），其熱力性能接近單工質。同R22相比，R410A的冷凝壓力增大近 50％，是一種高壓制冷劑，需要提高系統耐壓強度。由于R410A的高壓連接管的螺紋和喇叭口形狀、充注制冷劑嘴形狀和真空泵連接管均需要改變或更換，維修用測量儀表和定量充注制冷劑設備也專用。R410A熱力性能與HCFC-22（R22）最接近，在小型空調、中小型房間空調器中用得比較多。R410A之所以被稱為環保制冷劑，是因為它對臭氧層的破壞很少。
R407C是由三種物質按比例：R32-23%：R125 -25%：R134A-52%混合而成的，是一種高壓制冷劑。需要提高系統耐壓強度。由于R407C的高壓連接管的螺紋和喇叭口形狀、充注制冷劑嘴形狀和真空泵連接管均需要改變或更換，維修用測量儀表和定量充注制冷劑設備也專用。R407C熱力性能與HCFC-22（R22）最接近，在小型空調、中小型房間空調器中用得比較多。
空調的制冷原理：
（1）制冷原理：逆卡諾循環
（2）管内換熱：強迫對流換熱（相變換熱）；
冷凝器：凝結換熱；蒸發器：沸騰換熱。
（3）管外換熱：強迫對流換熱（風冷）；
兩大循環系統：制冷劑循環系統，空氣循環系統。
（4）能量原理：QC=QE W。
空調器的工作原理：
制冷循環流程圖：
制熱循環流程圖：
制冷過程中的相變：
制熱過程中的相變：
整機工作狀況示意圖：
空調冷負荷應包括：圍護結構冷負荷、人體冷負荷、照明等家電設備冷負荷、新風負荷（開關門）等。
空調制冷就是将熱量從室内搬到室外，從而降低室内溫度Q外機（放熱）＝Q内機（吸熱）＋W（壓縮機）。
冷暖型空調制熱基本原理：
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