第2章 空調(diào)器的理論基礎(chǔ)知識

2.1 空調(diào)器的結(jié)構(gòu)及部件特點(diǎn)

空調(diào)器是由室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)兩大部分構(gòu)成的。下面以分體壁掛式空調(diào)器和分體柜式空調(diào)器為例對其整機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹。

2.1.1 分體壁掛式空調(diào)器的基本結(jié)構(gòu)

圖2-1所示為典型的分體壁掛式空調(diào)器室內(nèi)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。分體壁掛式空調(diào)器室內(nèi)機(jī)的管路部件和電路部件都安裝在機(jī)殼中。從圖中可以看到，分體壁掛式空調(diào)器室內(nèi)機(jī)機(jī)殼的頂部為吸氣窗，機(jī)殼的正面是吸氣柵，吸氣柵是通過按扣與主機(jī)殼相連的。

在分體壁掛式空調(diào)器的出風(fēng)口處安裝有垂直風(fēng)向葉片（垂直導(dǎo)風(fēng)板）和水平風(fēng)向葉片（水平導(dǎo)風(fēng)板），分別用以調(diào)節(jié)出風(fēng)的垂直角度和水平范圍。左側(cè)配管孔和底側(cè)配管孔都是為分體壁掛式空調(diào)器室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)進(jìn)行管道連接時(shí)預(yù)留的（在右側(cè)還設(shè)有右側(cè)配管孔），即連接管路如果需要從左側(cè)伸出與室外機(jī)相連時(shí)，就需要將左側(cè)配管孔處的擋板卸下，以便管路伸出。當(dāng)然，如果需要從底側(cè)出管，則就需要將底側(cè)配管孔處的擋板卸下。

將吸氣柵掀起，可以看到分體壁掛式空調(diào)器室內(nèi)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如圖2-2所示。在蒸發(fā)器和吸氣窗之間有兩片清潔濾塵網(wǎng)，在蒸發(fā)器與吸氣柵之間有兩片空氣過濾網(wǎng)，它們都為左右對稱擺放，主要用于空氣的清潔過濾。

將分體壁掛式空調(diào)器外殼卸掉，可以看到在垂直風(fēng)向葉片（垂直導(dǎo)風(fēng)板）的側(cè)面安裝有驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，如圖2-3所示。工作時(shí)，垂直導(dǎo)風(fēng)板便會在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下垂直擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)垂直方向的方向調(diào)節(jié)。

分體壁掛式空調(diào)器室內(nèi)機(jī)水平方向的風(fēng)向調(diào)節(jié)是通過水平風(fēng)向葉片（水平導(dǎo)風(fēng)板）實(shí)現(xiàn)的。圖2-4所示為水平風(fēng)向葉片的實(shí)際外形，它通常由兩組或三組葉片構(gòu)成。因此，通過調(diào)節(jié)各組葉片的水平角度就可以實(shí)現(xiàn)不同的風(fēng)向調(diào)節(jié)效果。

分體壁掛式空調(diào)器的內(nèi)部主要由蒸發(fā)器、電風(fēng)扇組件、電路部分、傳感器、接線盒和連接管路等構(gòu)成。

1. 蒸發(fā)器

蒸發(fā)器安裝在分體壁掛式空調(diào)器室內(nèi)機(jī)中，它是產(chǎn)生制冷量的重要部件。在整個(gè)制冷過程中，經(jīng)過節(jié)流降壓后的制冷劑液體在蒸發(fā)器里吸熱汽化，變成低壓飽和蒸汽，從而使周圍的空氣溫度下降。圖2-5所示為蒸發(fā)器的實(shí)際結(jié)構(gòu)。

2. 電風(fēng)扇組件

由于目前分體壁掛式空調(diào)器均采用強(qiáng)制通風(fēng)對流的方式進(jìn)行熱交換，因此，電風(fēng)扇的作用主要就是加速空氣的流動(dòng)。分體壁掛式空調(diào)器室內(nèi)機(jī)主要采用貫流式電風(fēng)扇，如圖2-6所示。貫流電風(fēng)扇位于蒸發(fā)器的里側(cè)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)直接與貫流電風(fēng)扇的主軸相連，在工作時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)電風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)。貫流式電風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)有兩組引線，一組是用于速度檢測，另一組為驅(qū)動(dòng)繞組。該電風(fēng)扇是由細(xì)長的離心葉片組成的，其特點(diǎn)是風(fēng)量大、噪聲小、壓頭低。

3. 電路部分

分體壁掛式空調(diào)器室內(nèi)機(jī)的電路部分主要包括電源電路、系統(tǒng)控制電路、遙控接收電路和指示燈電路，組成結(jié)構(gòu)圖如圖2-7所示。

從圖中可以看到，電源電路與系統(tǒng)控制電路之間通過兩組排線進(jìn)行連接。其中，電源電路板上提供了電風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、垂直導(dǎo)風(fēng)板的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)（簡稱步進(jìn)電動(dòng)機(jī)）及變壓器和接線盒等部件的連接插口，其主要作用是為分體壁掛式空調(diào)器提供工作電壓。

室溫傳感器、蒸發(fā)器傳感器（管溫傳感器）及控制信號的連接插口都設(shè)置在系統(tǒng)控制電路板上，系統(tǒng)控制集成電路根據(jù)檢測到的數(shù)據(jù)為整個(gè)分體壁掛式空調(diào)器輸出控制指令，使整個(gè)分體壁掛式空調(diào)器能夠正常工作。通常，在分體壁掛式空調(diào)器的系統(tǒng)控制電路板上設(shè)有一個(gè)微控開關(guān)，如圖2-8所示。該微控開關(guān)是應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)開關(guān)，它是當(dāng)空調(diào)遙控器失靈時(shí)使用的。當(dāng)使用遙控器控制分體壁掛式空調(diào)器時(shí)，若分體壁掛式空調(diào)器不運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)可通過此開關(guān)來判斷是遙控器故障還是分體壁掛式空調(diào)器故障。在遙控器電池用完又沒有更換的情況下，也可以通過應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)開關(guān)對空調(diào)進(jìn)行操作。不同機(jī)型中應(yīng)急運(yùn)轉(zhuǎn)開關(guān)的位置也是有所不同的，但其作用基本相似。

遙控信號接收電路就是接收遙控器信號的電路。當(dāng)使用遙控器發(fā)出操作控制信號時(shí)，信號接收電路的顯示燈會亮，以提示當(dāng)前狀態(tài)。并將接收的遙控信號傳送到控制電路中進(jìn)行處理，再結(jié)合當(dāng)前的環(huán)境溫度對分體壁掛式空調(diào)器進(jìn)行控制。

4. 傳感器

傳感器的主要作用就是檢測當(dāng)前的工作溫度，并將檢測到的溫度直接傳給系統(tǒng)控制集成電路，以維持分體壁掛式空調(diào)器正常工作。圖2-9所示為室溫傳感器及安裝位置，其主要作用就是檢測房間內(nèi)的溫度。

圖2-10所示為管溫傳感器的感溫頭，通常安裝在蒸發(fā)器的管路里，由一個(gè)卡子固定在銅管中。它主要用于檢測蒸發(fā)器管道的溫度，有了室內(nèi)的溫度信號，再結(jié)合蒸發(fā)器的溫度信號，在控制電路中進(jìn)行運(yùn)算調(diào)節(jié)，從而決定分體壁掛式空調(diào)器的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)。

5. 接線盒

圖2-11所示為分體壁掛式空調(diào)器室內(nèi)機(jī)的接線盒。分體壁掛式空調(diào)器室內(nèi)機(jī)、室外機(jī)及控制電路的供電都是通過接線盒來提供的。

從圖中可以看到，接線盒各接線柱都用文字、圖案或顏色等進(jìn)行了標(biāo)識，其與分體壁掛式空調(diào)器室外機(jī)的接線柱相對應(yīng)，以防止電線接錯(cuò)。室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)的電路連線就是通過接線盒實(shí)現(xiàn)的，在進(jìn)行連線時(shí)，根據(jù)說明書將對應(yīng)的連線接在對應(yīng)的接頭上即可。

6. 連接管路

分體壁掛式空調(diào)器室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)之間是通過管路相連的，從而構(gòu)成一個(gè)循環(huán)。圖2-12所示為其背部管路分布圖，室內(nèi)機(jī)的液體管、氣體管和排水管都整齊地排列在室內(nèi)機(jī)背面。在兩個(gè)銅管中，相對較粗的是氣體管，相對較細(xì)的是液體管。

2.1.2 分體柜式空調(diào)器的基本結(jié)構(gòu)

圖2-13所示為典型的分體柜式空調(diào)器室內(nèi)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。從圖中可以看到空調(diào)器是由顯示屏、操作面板、導(dǎo)風(fēng)板、吸氣柵等組成的，智能控制電路部分則安裝在內(nèi)部。

分體柜式空調(diào)器的內(nèi)部主要由蒸發(fā)器、負(fù)離子發(fā)生器、智能控制電路、信號控制電路、內(nèi)部接線盒、微動(dòng)開關(guān)、電風(fēng)扇組件和傳輸管路等構(gòu)成。

1. 蒸發(fā)器和負(fù)離子發(fā)生器

將柜式空調(diào)器的導(dǎo)風(fēng)板拆卸下來后，可以看到其內(nèi)部的蒸發(fā)器。蒸發(fā)器通常安裝在分體柜式空調(diào)器室內(nèi)機(jī)中，它在工作流程中吸收大量的熱量。在整個(gè)制冷過程中，經(jīng)過節(jié)流降壓后的制冷劑液體在蒸發(fā)器里吸熱汽化，變成低壓飽和蒸汽，從而使周圍的空氣溫度下降，達(dá)到制冷的目的，其外形結(jié)構(gòu)如圖2-14所示。

從圖中可看到，負(fù)離子發(fā)生器位于空調(diào)器的蒸發(fā)器的旁邊，其主要用于凈化空氣，空調(diào)器上加專業(yè)的負(fù)離子發(fā)生器，采用開放式結(jié)構(gòu)，對人體有益。負(fù)離子發(fā)生器還可以消煙除塵，制造活性氧，所產(chǎn)生的離子數(shù)量多而臭氧數(shù)量少。

2. 智能控制電路

控制電路板是空調(diào)器中的主要部件，它通常位于空調(diào)器的操作面板后。控制電路中的集成芯片用于控制空調(diào)器的各個(gè)部件，使空調(diào)器能夠正常運(yùn)行，并將信號傳送到空調(diào)器的顯示屏上，其主要部件位置圖如圖2-15所示。

3. 信號控制電路

信號控制電路板通常安裝在空調(diào)器的操作面板上，用于控制室內(nèi)機(jī)的工作狀態(tài)及空調(diào)器的開關(guān)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖2-16所示。

4. 內(nèi)部接線盒

將操作面板卸下后，還可以看到內(nèi)部的接線盒如圖2-17所示。分體柜式空調(diào)器室內(nèi)機(jī)、室外機(jī)及控制電路的供電都是通過接線盒來提供的。它是空調(diào)器中用于線路連接的中心部件。在其各個(gè)引腳上都有相應(yīng)的標(biāo)識，與空調(diào)器室外機(jī)的接線柱相對應(yīng)，以免發(fā)生線路連接錯(cuò)誤。

5. 微動(dòng)開關(guān)

微動(dòng)開關(guān)是用于控制空調(diào)器室內(nèi)機(jī)的安全開關(guān)，如果空調(diào)器的外部機(jī)殼沒有固定好，微動(dòng)開關(guān)將不能關(guān)閉，空調(diào)器皆不能接通，也就是空調(diào)器將停止工作。微動(dòng)開關(guān)的外形圖如圖2-18所示。

6. 電風(fēng)扇組件

在進(jìn)氣柵板的內(nèi)部主要為空調(diào)器的電風(fēng)扇組件。圖2-19所示為空調(diào)器的離心電風(fēng)扇和電風(fēng)扇過濾網(wǎng)，其中離心電風(fēng)扇是由內(nèi)部的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)來工作的，主要為加快空氣的流動(dòng)速度，它通常安裝在空調(diào)器室內(nèi)機(jī)的底部，通過外部的進(jìn)氣柵板進(jìn)行排風(fēng)；而電風(fēng)扇過濾網(wǎng)主要用于凈化和過濾空氣中的雜質(zhì)。

7. 傳輸管路

分體柜式空調(diào)器室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)之間是通過傳輸管相連的。室內(nèi)機(jī)的液體管、氣體管和排水管等都安裝在空調(diào)器室內(nèi)機(jī)的離心電風(fēng)扇旁邊。在兩個(gè)銅管中，相對較粗的是氣體管，相對較細(xì)的是液體管，其外形圖如圖2-20所示。

2.1.3 室外機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

圖2-21所示為典型分體式空調(diào)器室外機(jī)的外形結(jié)構(gòu)圖。在其室外機(jī)外殼正面的出風(fēng)口處裝有排風(fēng)網(wǎng)罩，接線盒位于機(jī)器的側(cè)面，從室內(nèi)機(jī)引出的連接電纜就是連接到室外機(jī)的接線盒上。室外機(jī)與室內(nèi)機(jī)管路的接口位于室外機(jī)側(cè)面接線盒的下方，對應(yīng)于室內(nèi)機(jī)的管路，室外機(jī)有兩個(gè)管路連接，管路連接處的粗細(xì)與室內(nèi)機(jī)的管路粗細(xì)相吻合，將室外機(jī)與室內(nèi)機(jī)通過管道進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)制冷劑的往復(fù)循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)分體壁掛式空調(diào)器的制冷或制熱。

將室外機(jī)的機(jī)殼打開后，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2-22所示，從內(nèi)部結(jié)構(gòu)上可以分辨出該空調(diào)器是單冷型還是冷暖型，即有四通閥的室外機(jī)為冷暖型空調(diào)器。

從圖中可看到，空調(diào)器室外機(jī)主要由壓縮機(jī)、軸流電風(fēng)扇、冷凝器、啟動(dòng)電容器、電磁四通換向閥（簡稱四通閥）及干燥過濾器等部分構(gòu)成。

1. 壓縮機(jī)

壓縮機(jī)是空調(diào)器中完成制冷循環(huán)或制熱循環(huán)的核心部件，它通過改變制冷劑的溫度和壓力，從而使其物理狀態(tài)發(fā)生變化，然后再通過熱交換過程實(shí)現(xiàn)制熱或制冷。

空調(diào)器中所使用的壓縮機(jī)一般可以分為全封閉往復(fù)活塞式、全封閉旋轉(zhuǎn)活塞式和渦旋式三種。圖2-23所示為全封閉旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。這也是目前空調(diào)器中常采用的一種壓縮機(jī)。

從外觀上看，全封閉旋轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)為立式柱形結(jié)構(gòu)，通過管路與制冷系統(tǒng)相連接，在吸氣管路上，吸氣口通過毛細(xì)管直接與氣體截止閥相連。經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后，低溫低壓的制冷劑被壓縮成高溫高壓的干飽和蒸汽，然后通過管路輸送到冷凝器中。

2. 軸流電風(fēng)扇

圖2-24所示為室外機(jī)的軸流電風(fēng)扇及驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)實(shí)物圖，與室內(nèi)機(jī)的電風(fēng)扇不同，室外機(jī)所采用的電風(fēng)扇為軸流電風(fēng)扇，軸流電風(fēng)扇多采用鋁材壓制或ABS塑料注塑而成，扇葉多為3片、4片或5片。軸流電風(fēng)扇安裝在冷凝器的內(nèi)側(cè)，通過電風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

3. 冷凝器

室外機(jī)中的冷凝器與室內(nèi)機(jī)中的蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)基本相似，也是由一組一組S形銅管脹接鋁合金散熱翅片而制成的。事實(shí)上，空調(diào)器的蒸發(fā)器和冷凝器都是用于空氣調(diào)節(jié)的熱交換部件，我們現(xiàn)在所說的名稱都是以制冷狀態(tài)為前提的。嚴(yán)格地說，分體壁掛式空調(diào)器室內(nèi)機(jī)的熱交換器被用于制冷時(shí)就作為蒸發(fā)器，同時(shí)室外機(jī)組中的熱交換器主要被用作冷凝器（具有制熱功能）。而當(dāng)空調(diào)器處于制熱狀態(tài)時(shí)，室內(nèi)機(jī)中的熱交換器就相當(dāng)于冷凝器，而室外機(jī)中的熱交換器則起蒸發(fā)器的作用。

在制冷和制熱過程中，蒸發(fā)器和冷凝器本身并沒有改變，只是通過電磁四通閥改變制冷劑的流向，使冷凝器、蒸發(fā)器與制冷劑流動(dòng)的相對位置發(fā)生了改變，因而，蒸發(fā)器變成了冷凝器，冷凝器變成了蒸發(fā)器。圖2-25所示為典型空調(diào)器室外機(jī)冷凝器實(shí)物圖。

4. 啟動(dòng)電容器

空調(diào)器室外機(jī)中的壓縮機(jī)設(shè)有兩個(gè)啟動(dòng)電容器，即壓縮機(jī)的啟動(dòng)電容器和軸流電風(fēng)扇的啟動(dòng)電容器，其實(shí)物圖如圖2-26所示。

在壓縮機(jī)啟動(dòng)電容器頂端的鋁箔電極通過線纜連接到繼電器及壓縮機(jī)的接線柱上，與電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)繞組相連產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)壓縮機(jī)啟動(dòng)。壓縮機(jī)的啟動(dòng)電容器是幫助電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的，使電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)繞組中的電流相位超前于運(yùn)轉(zhuǎn)繞組的電流相位90°。啟動(dòng)電容器從啟動(dòng)開始直至壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速接近正常轉(zhuǎn)速為止，其時(shí)間僅為數(shù)秒鐘。

軸流電風(fēng)扇啟動(dòng)電容器的作用與壓縮機(jī)的啟動(dòng)電容器的作用相同，但壓縮機(jī)啟動(dòng)電容器與軸流電風(fēng)扇啟動(dòng)電容器的供電端是不同的，它們通過不同的接線端對電容器進(jìn)行供電，從而實(shí)現(xiàn)對電風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行不同的控制。

5. 電磁四通換向閥

在冷暖型空調(diào)器的室外機(jī)中都安裝有一個(gè)電磁四通換向閥，其實(shí)物圖如圖2-27所示。它位于壓縮機(jī)上面，主要是由電磁鐵和四通換向閥構(gòu)成的。電磁四通換向閥的主要作用是控制管路中制冷劑的流向，從而控制制冷或制熱的循環(huán)。

6. 毛細(xì)管和干燥過濾器

圖2-28所示為空調(diào)器室外機(jī)的毛細(xì)管和干燥過濾器實(shí)物圖。

毛細(xì)管是制冷系統(tǒng)中的節(jié)流裝置，由于其細(xì)而長，所以對制冷劑有阻力，一方面可使制冷劑降低壓力，另一方面又可在一定范圍內(nèi)限制流量。當(dāng)空調(diào)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，毛細(xì)管可起到均壓作用，使高、低壓壓力趨向平衡，便于下次啟動(dòng)。

干燥過濾器位于冷凝器和毛細(xì)管之間，用于過濾和干燥制冷劑（吸附水分和過濾雜質(zhì)），以防止制冷系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象（冰堵或臟堵）。

7. 單向閥

圖2-29所示為單向閥實(shí)物圖，單向閥主要用在冷暖型空調(diào)器中，它具有單向?qū)ǎ聪蚪刂沟奶攸c(diǎn)，用于控制制冷劑的流向。通常，在單向閥的殼體上標(biāo)注有制冷劑的流動(dòng)方向，安裝時(shí)不要將其接反。

8. 截止閥

截止閥分為液體截止閥和氣體截止閥兩種，其實(shí)物圖如圖2-30所示。用六角扳手按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)液體截止閥的閥帽，就可以使液體截止閥處于關(guān)閉狀態(tài)，從而將制冷劑氣體回收在室外機(jī)中。在進(jìn)行移機(jī)和裝機(jī)時(shí)，就可以有效地避免制冷劑氣體氧化及抽真空的問題。

氣體截止閥俗稱“三通閥”，與液體截止閥相比，它多了一個(gè)工藝管口。當(dāng)對空調(diào)器進(jìn)行抽真空、檢漏或充注制冷劑時(shí)，就需要使用該工藝管口。