热泵式空调器原理(热泵空调制冷原理与各部件图解)

在说制冷原理之前，首先我们来看一些生活中与制冷相关的常见现象：将酒精擦到皮肤上，会感到凉爽，说明通过蒸发能制冷。把水抹到皮肤上，也有凉意，没有酒精明显。因为酒精比水更容易蒸发，蒸发得更快，说明蒸发越快制冷越好。

洗晒的衣服，夏天比冬天容易干，因为夏天温度高，蒸发得快。说明温度越高蒸发越快。在青藏高原烧水，90度就沸腾蒸发了。因为青藏高原地势高，压力低。说明压力越低蒸发越快。

温度、压力对蒸发、冷凝影响

一、制冷循环系统

由压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀四个基本部件组成。

我们用一张图来表现它们制冷剂状态的变化：

我们可以大概归纳总结为：两个控制，两个转换。

1、压缩机：

吸入蒸发器内蒸气，维持其低温低压；压缩出高压、高温蒸气。为什么要压缩？因为制冷剂要回收再利用。如不压缩，直接排入冷凝器。常温已高于制冷剂沸点温度，无法冷却、冷凝成液体。

[压力越高，沸点越高；压力越低，沸点越低]。只有通过提高制冷剂的压力，使制冷剂的凝结点(沸点）高于室外温度，才能让制冷剂向室外散热，温度降低，制冷剂凝结成液体。

2、冷凝器：

将压缩机排出的高温高压蒸气冷却成液体；释放出的热量被水或空气带走。可分为水冷式、空气冷却式、水和空气混合冷却式三种类型。

空调冷凝器大多采用翅片盘管式结构，为提高换热效率常将铝合金翅片压成各种形状，以增加换热面积。

3、节流装置：

当制冷剂流体通过一小孔时，一部分静压力转变为动压力，流速急剧增大，成为湍流流动，流体发生扰动，摩擦阻力增加，静压下降。

节流阀主要作用：节流降压；调节流量，使流体达到降压调节流量的目的。

3.1、毛细管特点：

无运动件、结构简单；无储液器，充入的制冷剂量小；停机后的高低压基本相同，便于启动；工作的准确程度差；小型空调或冰箱上运用。缺点：供液量不能随工况变动而调节。

热力膨胀阀结构

3.2、热力膨胀阀特点：

又称感温式膨胀阀，接在蒸发器的进口上，器感温包紧贴蒸发器的出口管上。膨胀阀另外一个作用：保持一定过热度、防止液击和异常过热。

热力膨胀阀分为：内平衡式热力膨胀阀和外平衡式热力膨胀阀，我们来看看他们之间的结构区别。

结构区别

内平衡式热力膨胀阀：是在内部将蒸发压力传递到膜片。

外平衡式热力膨胀阀：是膜片下面，感受到的是蒸发器出口压力。 

我们来放大看下里面的内部结构和系统接管做法：

内部结构

膨胀阀使用区别

制冷系统若蒸发器的压降较高，应当使用带外平衡的膨胀阀。外平衡式热力膨胀阀比较准确的控制蒸发器的出口过热度，充分的利用蒸发器的换热面积，提高机组能效

3.3、电子膨胀阀：

是一种新型的控制元件，其节流装置采用了微处理器控制。使用在变频式空调器制冷系统中，适应精确、高速、大幅度调节负荷的需要。当然，现在冷冻冷藏也有很多使用电子膨胀阀。

电子膨胀阀采用电子膨胀阀进行蒸发器出口制冷剂热度调节，可以通过设置在蒸发器出口的温度传感器和压力传感器，来采集过热度信号，采用反馈调节来控制膨胀阀的开度；也可以采用前馈加反馈复合调节，消除因蒸发器管壁与传感器热容造成的过热度控制滞后，改善系统调节品质，在很宽的蒸发温度区域使过热度控制在目标范围内。

电子膨胀阀优点：

流量调节范围大；控制精度高；高频、低频运行时能效比提高；压缩机可靠性提高，改善回油、回液、排气温度过高状况等优点。电子膨胀阀可分为电磁式和电动式两类。

4、蒸发器：

将液体蒸发成气体；吸收热量。由于蒸发器的翅片间会不断产生冷凝水，阻碍空气的流动，所以蒸发器的片距比起冷凝器要大些，此外蒸发器翅片的表面还要进行亲水处理（亲水铝箔），以降低冷凝水的表面张力，使空气气流通截面积增大。

5、四通阀：

用于热泵型空调器的部件。空调器在冬季作制热运行时，室内侧热交换器作为冷凝器工作，而室外侧热交换器作为蒸发器工作，这正好与空调器夏季制冷时相反，这就要求制冷剂流动方向也要相反。

而制冷剂反向流与毛细管组合成特别的通路来适应冬季、夏两种差异的运行工况。四通换向阀由先导阀、主阀和电磁线圈组成。

6、双向电磁阀：

双向电磁阀是用于制冷系统中执行“通断”操作的自控阀，可以控制制冷剂的流量和流向。双向电磁阀有两种，一种是两个端口在同一方向上的通用电磁阀，另一种是两个端口互相垂直的专用旁通电磁阀

电磁阀串联在膨胀阀前的液体管道上，压缩机开机时，接通系统管路；压缩机停机时，自动切断液体管路，阻止制冷剂液体继续流向蒸发器，防止蒸发器内充满液后，压缩机再次启动时造成液击现象，产生溢液事故。

电磁旁通阀：夏季用于除湿；高温天减负荷运行，而且减负荷启动运行，冬季也可以用于除霜。

7、单向阀：

单向阀是只允许制冷剂单方向流动，装在管路中防止制冷剂气体或液体倒流，故又称止逆阀。单向阀又可分为球形阀和针形阀 。

冷暖空调机中，单向阀与四通阀配合使用，用来安全有效地切换制冷剂的流向。单冷式空调中，为了防止压缩机停机时制冷剂由冷凝器回流进入压缩机引起液击，常在靠近压缩机的排气管上安装单向阀。

8、截止阀：

截止阀是一种管路关闭阀，以手动控制启闭阀芯来控制流动介质的通过与截止。用于管路末端, 连接各类检测仪器仪表及系统充注与排放；用于管路中, 切断流体流动。截止阀按结构可分为二通截止阀和三通截止阀。

9、干燥过滤器：

吸收制冷系统中的水分，阻挡系统中的杂质使其不能通过，防止制冷系统管路发生冰堵和脏堵。

系统最容易堵塞的部位是毛细管（或膨胀阀），因此干燥过滤器通常安装在冷凝器与毛细管（或膨胀阀）之间。

10、气液分离器（储液器）：

是使气态制冷剂与液态制冷剂分离，防止压缩机液击；储存制冷循环中的制冷剂液体，根据负荷变化调节供液量。

11、液视镜：

安装在液体管线中，膨胀阀的上游，通过它可以观察液态制冷剂的流动情况，以及确定制冷剂中有无水分，视镜中显示的颜色由绿变黄。

12、轴流风扇：

轴流风扇的作用是冷却冷凝器，一般装在室外看，可将冷凝器中散发的热量强制吹向室外。特点是效率高、产风量大、造价低，省电。缺点是风压较低，噪声较大。

13、离心风扇：

离心风扇装在窗式空调器室内侧和分体式柜式空调器室外机组中，起作用是将室内的空气吸入，经蒸发器冷却，再由离心风扇叶轮压缩后，提高压力并沿风道送向室内。特点是结构紧凑，尺寸小、风量大、噪声比较低。

14、贯流风扇：

贯流风扇通常应用咋分体壁挂式空调器室内机组中。叶片采用向前倾斜式，气流沿叶轮径向流入，贯穿叶轮内部，然后沿径向从另一端排出。

15、油分离器:

压缩机的排气口排出高温高压的气体，其成分实际为制冷剂与冷冻油混合气体。冷冻油通过油分离器底部的毛细管直接回到压缩机，减少管路系统中冷冻油的循环量。

为保证油分离的效果，油分离器在制冷系统中，一般垂直安装，便于冷冻油的流动。

本素材来源于网络，版权归原作者所有！

如有侵权，请联系删除！