第4章空调器 4.1 空调器概述空调器的定义空调是空气调节的简称，它是一门工程技术。空气调节器（简称空调器）是一种人为的气候调节装置，它可以对房间进行降温、减湿、加热、加湿、热风、净化等调节，利用它可以调节室内的温度、湿度、气流速度、洁净度等参数指标，从而使人们获得新鲜而舒适的空气环境。国外较发达的国家中，已普遍使用空调器。在我国随着人民生活水平的提高，空调器已进入家庭。这样，无论是炎热的夏季，还是寒冷的冬季，人们都能在一个舒适的环境里更好地工作和生活。

4. 1. 2 空调器的分类依据不同的分类标准，空调器有很多种分类方式。 1
空调器的分类依据不同的分类标准，空调器有很多种分类方式。 1. 按空调器系统的集中程度可分为集中式、局部式和混合式（1）集中式。集中式是将空气集中处理后，由风机通过管道分别送到各个房间中去。一般适用于大型宾馆、购物中心等。这种方式需专人操作，有专门的机房，具有空气处理量大、参数稳定、运行可靠的优点。（2）局部式。局部式是将空调器直接或就近装配在所需房间内，安装简单方便，适于家庭使用。（3）混合式。混合式又称半集中式，为以上两种方式的折中。它包括诱导式和风机式两种。诱导式把集中空调系统送来的高速空气通过诱导喷嘴，就地吸入经过二次盘管（加热或冷却）处理后的室内空气，混合送到房间内；风机式盘管式是把类似集中式的机组（集中式制冷、热源和风机）直接安装在空调房间内。

2. 按空调器的实用功能可分为单冷型（冷风型）和冷热两用型（1）单冷型空调器。它只能用于夏季室内降温，同时兼有一定的除湿功能。有的空调器还具有单独降湿功能，可在不降低室温的情况下，排除空气中的水分，降低室内的相对湿度。（2）冷热两用型空调器。冷热两用型又可分为3种类型：电热型、热泵型和热泵辅助电热型。夏季制冷运行时可向室内吹送冷风，而冬天制热运行时可向室内吹送暖风。其制冷运行的情况与单冷型空调器完全一样，而制热运行情况则视空调器的类别而异。电热型空调制热运行时压缩机停转，电加热器通电制热。由于电加热器与风扇电机设有连锁开关，当电加热器通电制热时风机同时运行，给室内吹送暖风；热泵型空调器制热运行时，通过电磁四通换向阀改变制冷剂的流向，使室内侧换热器作为冷凝器而向室内供热；热泵辅助电热型空调器是在热泵型空调器的基础上，加设了辅助电加热器，这样才能弥补寒冷季节热泵制热量的不足。

3. 按空调器系统组合可分为整体式和分体式（1）整体式。整体式空调器是将所有零部件都安装在一个箱体内，它又可分为窗式和立柜式。其中窗式空调器按其外形长、宽比例的不同分为卧式和立式，如图4.1和图4.2所示。整体立柜式空调器如图4.3所示，若冷凝器用水冷却，则制冷量较大，一般在7000W以上。（2）分体式。它将空调器分成室内机组和室外机组，然后用管道和电线将这两部分连起来。压缩机通常安装于室外机组，因而分体式空调器的噪声比较小。

图4.1 卧式窗式空调器

图4.2 竖式窗式空调器

图4.3 柜式（水冷却）空调器

分体式空调器按其室内机组安装位置，可分为壁挂式、落地式、吊顶式和嵌入式，如图4. 4至图4
分体式空调器按其室内机组安装位置，可分为壁挂式、落地式、吊顶式和嵌入式，如图4.4至图4.7所示。而分体式空调器的室外机组多为通用型，其外形如图4.8所示。

图4.4 壁挂式分体机室内机组

图4.5 落地式分体机室内机组

图4.6 吊顶式分体机室内机组

图4.7 嵌入式分体机室内机组

图4.8 分体式空调器的室外机组

a. 壁挂式壁挂式分体机室内机组的换热器安装在机组内部的上半部分，而离心风机安装在下半部分。风从上面进，从下面出。壁挂式分体机又可以做成“一拖二”或“一拖三”的形式，即一台室外机组拖动两台或三台室内机组。但壁挂机风压偏低，送风距离短，室内存在送风死角，室温分布不够均匀。 b. 吊顶式吊顶式分体机的室内机组安装在室内天花板下，所以又称吸顶式或悬吊式。它由底下后平面进风，正前面出风（两侧面也可辅助出风），风压高，送风远，但安装、维修比较麻烦。

c. 嵌入式嵌入式分体机的室内机组嵌埋在天花板里，从外观上只看到它的进出风口，因此又称埋入式机组。它可通过天花板内的吸排风管把冷气通入相邻房间，一机多用。嵌入式机组噪声低，送风均匀，但安装、检修都比较费事。 d. 落地式落地式分体机的室内机组外形为一台立式或卧式柜，因此又称柜式机组，它通常安装在窗口下的墙边。

4. 按空调器冷却方式可分为水冷式和气冷式水冷式与气冷式相比，具有能效好的优点，但必须有水源，对于家庭来说安装较麻烦，且有运行耗水之弊。 5. 按空调器制冷方法可分为全封闭蒸气压缩机式和热管式前者是目前广泛采用的。后者可以制成小型家用空调器，利用“热管”这种具有良好导热性能的新技术产品，有很好的传热效能。热管式空调没有活动部件，可在设计温度范围内长期可靠运行，此外尺寸小、结构紧凑。 6. 按空调器制冷量可分为小型、中型、大型3种制冷量在1000~3000kcal/h（1.16~3.48kW）为小型；4000~6000kcal/h（4.46~6.09kW）为中型；10000kcal/h左右（11.6kW左右）的为大型（1 cal=4.1868J）。

4. 1. 3 空调器的型号 1. 国产空调器型号空调器的结构形式不同，其型号的表示方法也不相同。（1）房间空调器型号的表示方法如图4
空调器的型号 1. 国产空调器型号空调器的结构形式不同，其型号的表示方法也不相同。（1）房间空调器型号的表示方法如图4.9所示。

图4.9 房间空调器型号表示方法 k 分体式室外机组结构代号分体式室内机组结构代号名义制冷量，用阿拉伯数字表示，其值取名义制冷量的前两位数功能代号：冷风型L、热泵型R、电热型D、吊顶式D、挂式G、落地式L、嵌入式Q、台式T 结构形式代号（C或F）房间空气调节器

例4. 1 KCD-30表示窗式电热型房间空调器，制冷量为3000W。例4
例4.1 KCD-30表示窗式电热型房间空调器，制冷量为3000W。例4.2 KFR-28GW表示分体壁挂式热泵型房间空调器（包括室内机组和室外机组），制冷量为2800W。（2）单元式空调器型号的表示方法如图4.10所示。

图4.10 单元式空调器型号的表示方法结构类型：风冷式N表示压缩机放在室内机组，W表示压缩机放在室外机组；水冷式不予表示名义制冷量：数字×103W 制热方式：表示电加热，热泵不予表示室外侧热交换器冷却方式：F表示风冷，水冷不予表示形式：L表示冷风型，R表示热泵型，H表示恒温恒湿型

例4. 3 RF-14W表示热泵型、室外侧换热器风冷，制冷量为1400W，压缩机放在室外机组的单元式空调器。例4
例4.3 RF-14W表示热泵型、室外侧换热器风冷，制冷量为1400W，压缩机放在室外机组的单元式空调器。例4.4 LF-13W表示单冷型、室外侧换热器为风冷，制冷量为1300W，压缩机放在室外侧机组的单元式空调器。 2. 进口空调器型号目前，市场上进口空调器牌号很多，而且没有统一的型号表示规定。各公司自行制定产品的型号。常见进口空调器的型号如表4.1所示。

表4.1 部分进口空调器型号

空调器的开机运行 1. 环境温度的选择空调器一般采用风冷式冷凝器，当环境温度超过43(C时，因冷凝器周围的气温太高，会导致压缩机超负荷运行，最终压缩机过载保护器动作，切断压缩机电源。对于特别炎热的地区，可选用最高环境温度为52(C的空调器，该空调器采用特殊的压缩机。若外界气温低于21(C，就不必使用制冷空调器，所以冷风型空调器下限环境温度为21(C。热泵型空调器的使用环境温度为-5~43(C，其中不带化霜的热泵空调器允许的环境温度为5~43(C。

2. 空调器运行操作房间空调器的控制面板上标有通风、低冷、高冷（中冷）挡。冷热两用空调器上还标有低热、高热挡。当主控开关置于通风挡时，制冷压缩机不运行，仅有风机运行，此时空调器不制冷，只通风。主控开关置于冷挡时，压缩机运行，空调器吹出冷风。空调器制冷量的改变是通过改变风机转速来达到的。热泵空调器制热时，同样是风机高速运行时，其制热量大；风机低速运行时，其制热量小。

需要制冷时，先将温度控制器旋至最冷区，此时温度控制器接通，然后将选择开关旋至高风或低风位，使风扇旋转，紧接着把它旋转到高冷或低冷位置，压缩机回路接通，制冷开始。当室温达到设定值时，可调节温控器旋钮，停在某一数字处，将室温控制在某一温度范围内。如果此温度偏高，可顺时针方向旋转温度控制器旋钮，反之则逆时针旋转。对于热泵式空调器，只要按下制热按钮，风机与压缩机就会同时运行。由于电磁换向阀的作用，空调器会向室内吹热风，向室外吹冷风。当房间温度上升到需要的温度时，可调节温控器旋钮，直到压缩机刚好自动停止，即可使室内维持在一定的温度范围内。使用遥控器操作空调器运行时，根据设定的温度操作相应的按键，达到运行要求。为了保持室内空气新鲜，可以打开风门开关，排除污浊空气。之后要把风门关好，以保持室内舒适温度。

3. 空调器在不同工频下的运行我国的电源工作频率为50Hz，但由于世界各地区的电源频率各不相同，一些国外空调器制造厂商提供多种频率的空调器供用户选择。若空调器的工作频率为60Hz，则它可以运行于50Hz的相应地区。压缩机工作于60Hz的同步转速为3500r/min，在50Hz下运行的同步转速为2900r/min，所以运行在50Hz电源下，压缩机转速下降，空调器制冷量也下降。反之，工作电源为50Hz的不可运用于60Hz电源，否则，将会损坏压缩机。

4. 空调器的低压运行我国房间空调器的工作电源规定为单相220V/50Hz，工作电压允许波动±10%。家用空调器一般采用单相220V/50Hz。目前我国有一些地区的电网电压偏低，电机启动力矩下降，会使单相空调器压缩机启动困难，要注意倾听压缩机是否已经启动。若不能启动，则应立即关机再重复启动。若仍不能启动，则应该关机，待电压回升后再启动。不能让压缩机过载保护继电器反复动作，以防触点烧结或大电流通过电机绕组将电动机烧毁。如果辨别压缩机是否启动有困难，可在空调器输入电路中接一只电流表。在启动压缩机的瞬间，由于启动电流很大，会使电流表指针转到底，然后返回到空调器正常的工作电流值（此值可查产品标签），说明压缩机已工作。若电流表指针转到底，返回后指到1A左右，则说明只有风机工作，压缩机并没有工作。

5. 空调器连续启动的间隔时间总开关由“制冷（制热）”转至“停止”或“送风”后，至少间隔2~3min才能转至“制冷（制热）”位置，否则压缩机将会因制冷系统内的压力不平衡而难于启动，甚至损坏。对于分体式空调器，因为室内机组与室外机组距离较远，压力平衡的时间长，所以等待时间应稍长。若高压侧与低压侧压力还未平衡就开机，会因负荷过大而使电机处于堵转状态，而堵转时电流十分大，压缩机上的过载保护器会切断压缩机电源，以保护电动机不被烧毁；若过载保护失灵，则压缩机电动机就有被烧毁的危险。

4. 2 空调器的整体构造空调器是由制冷循环系统、空气循环系统、电气系统和箱体等组成的，但空调器的结构差别很大。图4. 11至图4
4.2 空调器的整体构造空调器是由制冷循环系统、空气循环系统、电气系统和箱体等组成的，但空调器的结构差别很大。图4.11至图4.18是几种基本类型空调器的结构。

图4.11 单冷型窗式空调器结构

图4.12 电热型窗式空调器结构

图4.13 壁挂式分体机室内机组结构

图4.14 单风扇分体机室外机组结构

图4.15 落地式分体机室内机组结构

图4.16 双风扇落地式分体机室外机组结构

图4.17 吊顶式分体机室内机组结构

图4.18 嵌入式分体机室内机组结构

单冷型窗式空调器的蒸发器位于箱体内部的室内侧，冷凝器则位于箱体内部的室外侧，用一台双轴电机同时带动室内离心风扇和室外轴流风扇；冷热两用型窗式空调器的内部结构与单冷型窗式空调器基本相同，不同之处仅是热泵型窗式空调器在制冷管道上增设一只电磁四通换向阀；电热型窗式空调器则在箱体内部的室内侧增加一个电热器；分体式空调器通常配单风扇室外机组，若制冷量较大时则须配双风扇室外机组。

4.3 空调器制冷系统空调器制冷系统主要由压缩机、蒸发器、冷凝器和节流器件等组成，此外，还包括一些辅助性元器件，如干燥过滤器、气液分离器（储液器）、电磁换向阀等。空调器制冷系统如图4.19所示。

图4.19 空调器制冷系统

压缩机空调器所用的压缩机与电冰箱所用的压缩机在原理上基本相同，其不同点在于结构参数和工况条件。空调器所用的压缩机属高背压压缩机，而电冰箱所用的压缩机属低背压压缩机。背压是指压缩机的吸气压力，即蒸发器出口的压力，该压力与蒸发温度有关。背压的高低往往按蒸发温度范围来划分。压缩机分为开启式、半封闭式和全封闭式3种。由于全封闭式压缩机结构紧凑，体积小，重量轻，噪声低，密封性能好，允许转速高，因此，家用空调器几乎都采用这种压缩机。全封闭压缩机主要有往复活塞式压缩机和回转式压缩机两种。

1. 往复活塞式压缩机（1）往复活塞式压缩机的结构。往复活塞式压缩机主要由机体、曲柄连杆机构、气阀及其他零部件构成。如图4
1.往复活塞式压缩机（1）往复活塞式压缩机的结构。往复活塞式压缩机主要由机体、曲柄连杆机构、气阀及其他零部件构成。如图4.20所示为往复活塞式压缩机结构。电机和压缩机都置于3～4mm的钢板冲压成形的机壳内，电机定子垂直固定在机壳上，转子紧压在曲轴上，曲轴呈垂直安装位置，气缸为卧式排列，曲轴支承在机体上，曲轴的回转运动通过连杆传给活塞变为往复运动，阀板上的吸气和排气阀片起到控制吸排气的作用。这种压缩机一般采用偏心压力输送润滑油，通过曲轴下端的偏心孔，在离心力作用下，把润滑油送至各摩擦面。

（2）往复活塞式压缩机的工作原理。往复活塞式压缩机的工作原理如图4. 21所示。当压缩机由电机驱动工作时，曲轴带动活塞下降。由图4
（2）往复活塞式压缩机的工作原理。往复活塞式压缩机的工作原理如图4.21所示。当压缩机由电机驱动工作时，曲轴带动活塞下降。由图4.21（a）可知：吸气阀片被打开，制冷剂蒸气沿进气通道进入气缸和活塞顶部组成的气腔容积内，这时排气阀片紧贴着阀板，盖住排气孔，以免进、排气串通。当气体充满气缸后，即活塞到达下止点时，曲轴继续转动而使活塞上升。由图4.21（b）可知：活塞这时已升到使排气阀片打开的位置，被压缩的高压制冷剂蒸气由排气孔排到排气管后再进入冷凝器冷凝放热。从图中可知，在排气阀片上面安装有限位器，限位器的作用是防止排气阀片被冲坏。当高压气体排出时，冲击排气阀片并使其紧贴在限位器上，限位器限制排气阀片的最大位置。排气结束，曲轴又带动活塞下降，如此不断地往复运动完成压缩过程。

图4.20 往复活塞式压缩机结构

限位器 2. 排气阀片 3. 阀板 4. 吸气阀片 5. 活塞 6. 进气方向 7. 气缸

图4.21 往复活塞式压缩机工作原理

2. 滚动式活塞式压缩机（1）滚动活塞式压缩机的结构。如图4.22所示为滚动活塞式压缩机结构，它主要由电机、滚动活塞、偏心轴、滑片、弹簧、吸气孔、排气阀片等组成（无吸气阀片）。滚动活塞式压缩机一般为立式结构，压缩机装在壳体的下部，电机在上部，整个气缸的外部几乎浸在润滑油中，圆柱活塞装在气缸内，并套在偏心轴的偏心拐上，偏心轴以Ｏ为轴心带动活塞在气缸内沿着气缸壁面滚动，气缸壁有一条穿通的槽，槽内装着滑块，滑块与转子配合在槽内滑动，在弹簧力的作用下与滚动转子外圆壁面紧密接触而组成动密封，将滚动转子和气缸壁之间的月牙形空间分成进气腔和压缩腔，在偏心轴绕气缸中心旋转一周的过程中，进气腔完成进气过程，压缩腔完成压缩和排气过程。滑块与圆柱转子高度相等，气缸高度比转子稍高出一点，气缸口上盖有气缸盖，活塞端面与气缸盖平面之间有一定间隙，以使活塞与滑块能在气缸内自由运动，在气缸槽两侧的气缸体上有吸、排气孔，吸气孔没有吸气阀，制冷剂蒸气直接从吸气管进入气缸的吸气孔。为防止液击，在其吸气管上装有气液分离器；排气口上装有排气阀，气缸内的气体排入壳体内，故其壳体内是高压气体区，然后高压气体再由壳体进入排气道内。

图4.22 滚动活塞式压缩机结构

（2）滚动活塞式压缩机的工作原理。滚动活塞式压缩机现已广泛应用在空调器上，它的容积效率高，零部件少。图4
（2）滚动活塞式压缩机的工作原理。滚动活塞式压缩机现已广泛应用在空调器上，它的容积效率高，零部件少。图4.23所示为滚动活塞式压缩机的工作原理。从图中可知：滚动活塞安装在曲轴上，活塞中心与曲轴旋转中心有一偏心距。当压缩机工作时，制冷剂蒸气从吸气口进入气缸的月牙形空腔中（图中A位），气缸体滑槽中的叶片在背部弹簧力作用下紧贴着转子外表面，将气腔分成低压腔和高压腔，低压腔与吸气口相连，高压腔与排气口相连（图中B位），由于滚动活塞的不断旋转，压缩腔不断减小，其压力也不断升高（图中C位），活塞继续旋转，直到压缩室内的气体压力高于排气压力时，排气阀被打开，高压高温制冷剂蒸气经排气口排出。同时，吸气腔又在扩大，气体又被吸入压缩（图中D位）。如此循环往复，完成制冷剂的压缩。

图4.23 滚动活塞式压缩机工作原理 1. 滚动活塞 2. 排气阀 3. 吸气口 4. 曲轴气缸 6. 叶片 7. 弹簧

3. 旋转式压缩机（1）旋转滑片式压缩机的结构。如图4
3. 旋转式压缩机（1）旋转滑片式压缩机的结构。如图4.24所示为旋转滑片式压缩机结构，它主要由转子、叶片、转动轴、气缸及气缸密封盖、轴承及轴承盖等组成。压缩机气缸有圆形和椭圆形两种。圆形气缸的转子上有叶片2~4个，椭圆形气缸的转子上有叶片4~5个。圆形气缸压缩机的气缸是偏心安置的，只有一个接触点，而椭圆形气缸与转子有两个接触点，圆形气缸有一对吸气孔和排气孔，椭圆形气缸有两对吸气孔和排气孔。

（2）旋转滑片式压缩机的工作原理。旋转滑片式压缩机有圆形多叶片和椭圆形多叶片两种，图4
（2）旋转滑片式压缩机的工作原理。旋转滑片式压缩机有圆形多叶片和椭圆形多叶片两种，图4.25所示为圆形多叶片旋转滑片式压缩机工作原理。从图中看出：旋转滑片式压缩机的转子偏心安置在气缸内，在转子上开有3～5个纵向开口槽，槽中装有能径向滑动的滑片。当旋转滑片式压缩机工作时，转子在圆形缸体或椭圆形缸体内旋转，滑片在离心力或油压作用下滑出，并紧贴气缸壁，这样，由转子表面、气缸内壁、滑片及压缩机两端盖共同形成一个封闭的月牙形容积，在压缩机缸体适当位置上设置吸气口和排气口，随着转子的旋转，月牙形容积不断由大到小、由小到大的变化，完成了旋转滑片式压缩机的吸气、压缩、排气工作过程。

4. 涡旋式压缩机涡旋式压缩机是一种容积型压缩机，如图4
4. 涡旋式压缩机涡旋式压缩机是一种容积型压缩机，如图4.26所示。它利用涡旋转子与涡旋定子啮合，形成了多个压缩室。随涡旋转子的平移转动，各压缩室内容积不断发生变化，实现吸入与压缩气体。

图旋转滑片式压缩机的结构 1. 外壳 2. 气缸 3. 叶片 4. 转子

图4.25 旋转滑片式压缩机的工作原理 1. 滑片 2. 转子 3. 进气口 4. 排气口
图4.25 旋转滑片式压缩机的工作原理 1. 滑片 2. 转子 3. 进气口 4. 排气口 5. 高压气体 6. 气缸 7. 气缸 8. 低压气体

图4.26 涡旋式压缩机的压缩原理

涡旋式压缩机的压缩原理在100多年前就已提出，直至20世纪70年代，日本和美国成功开发了应用于空调制冷的涡旋式压缩机。由涡旋式压缩机压缩过程可知，该压缩机无须吸、排气阀，并且能比较平稳地排出和吸入气体，因而有极高的容积效率。近年来，美国和日本的一些公司，如谷轮公司等，相继推出轴向和径向的柔性密封涡旋式压缩机，有效地解决了涡旋式压缩机中湿压缩和高压比下排气温度过高的问题，以及少量金属磨屑和杂质对涡旋体的损伤。还利用轴向柔性密封技术，在加设控制电磁阀后，实现“数码涡旋”的变容量技术，扩展了容量的调节范围，可实现10%~100%的比例调节压缩机容量范围，而且不影响离心供油的润滑性能。

由于新技术的应用及材料和机械加工工艺的发展，涡旋式制冷压缩机自20世纪90年代后得以飞速发展，与滚动转子压缩机一样，成为中小型制冷空调装置的重要压缩机品种。

（1）涡旋式制冷压缩机的工作原理。涡旋式压缩机的工作室由转子和定子两个涡旋啮合而成。涡旋体的型线为基圆的渐开线，以基圆半径a的不同起始角形成，其壁厚为δ，轴向高度为H。涡旋体转子和定子周向起始角相差180°，两个涡旋体的面出现多处的啮合点，形成多个封闭腔体。涡旋转子由十字联接环带动，而十字联接环又由压缩机主轴（偏心轴）带动，使涡旋转子绕定子公转，在涡旋定子的中心开设排气孔口，涡旋周边吸气口与转子外周相通，当转子端点和定子外周相啮合时，完成吸气并随转子进行平移转动，此啮合点内容积承受啮合点位置向定子中心改变，且逐渐收缩。压力不断提高，进入压缩过程，当内容积对准中心室并与排气口相通，开始排气直至中心室内容积消失，同时外围开始多次进入吸气状态，并形成多个压缩内容积。

在涡旋式压缩机中，由于无余隙容积，因而容积式压缩机的膨胀过程在此类压缩机中已消失，有效地提高了容积效率。吸气和压缩排气过程在多个涡旋小室中进行，因而有效地实现了平稳输气，减少输气的脉动损失。由于无吸排气阀，无阀前后的压力损失，显而易见，与往复式和滚动转子相比，此类压缩热力过程中的流动损失亦很小。由于涡旋式压缩机为一内容积比一定的压缩机，必然有一定内压缩比的特点。因而在低压比工况运行时会产行“过压缩”现象，增加额外的功率消耗，为此，产生了径向、轴向的各种“柔性”密封，以适应各种工况和容量的变化。

（2）全封闭式涡旋式制冷压缩机的结构。涡旋式压缩机结构简单，运动件少，但对其加工精度的要求极高，对材料的耐磨性、耐热性要求更为特殊。涡旋式压缩机与全封闭往复式、流动转子压缩机一样，以偏心油孔“泵油”为润滑的主要方式，机壳内部除高低压分隔罩以上的排气腔外，机壳内处于低压状态，电动机与机壳紧密配合，电动机的热量经机壳及制冷剂吸入气体带走，实现冷却，因而与滚动转子压缩机不同，机壳内压力状态为低压状态。一般涡旋式压缩机电动机置于全封闭钢壳的下部，压缩机位于上部，如图4.27所示。

图4.27 全封闭涡旋式制冷压缩机的基本结构

从蒸发器来的制冷剂，经吸气管4进入钢壳，并被吸入吸气腔，经转子3和定子2的啮合压缩，由定子中心孔排出，进入排气腔24、排气管1。在排气孔口附近，有一旁通管，由双金属片控制启闭。当排气孔口温度过高时，打开通道口，使高低压旁通排气腔压力降低，压缩机进入卸载状态，使温度下降，有效地避免了过高的温度所引起的压缩机“咬死”、“润滑失效”等故障。主轴与涡旋转子通过十字联接环18相联，使涡旋转子仅能绕定子公转，而避免转子在气体压力推动下的自转。某些涡旋式压缩机以轴向柔性运动的方式安装定子，使定子在气体压力下能有1mm的运动间隙，在停止运动时，定子与转子在轴向自然产生一定间隙，在起动时逐渐对定子加压与转子顶端实现密封，有效的实现了“卸载启动”，减小了启动电流。

（3）全封闭式涡旋制冷压缩机的输气调节原理。以美国谷轮公司为代表的全封闭式涡旋制冷压缩机，在输气量的调节方面采用多项专利的新技术，有效地解决了压缩的可靠性、变工况的适应性及不同容量的调节。此类压缩机已进入商业化时代的大批量生产。 ①“柔性”涡旋压缩机。“柔性”指涡旋压缩机的定子和转子在轴向和径向有一定的活动余地，在非正常工况下具有一定的分离能力，在需要时，可人为地利用其“柔性”实现部分的卸载功能。

a. 径向“柔性”密封如图4.28所示，压缩机的转子涡盘与定子涡盘一般情况下通过十字联接环啮合，并通过一定数量的啮合点实现径向的密封。而此传动机构中，适当留有“游隙”，使涡旋转子在正常情况下由于平衡块离心力的作用，与定子实现密封啮合。当有杂质和液体制冷剂被吸入时，则由于“游隙”的存在，使转子出现平面位移，和定子的啮合出现缝隙，转子向一侧与定子分离而避免了发生杂质磨损和液体的“湿压缩”的可能性。此种结构使停机时两涡旋体稍有脱离，实现卸载起动。

b. 轴向“柔性”密封如图4.29所示，压缩机定子在轴向留有1mm的活动间隙，在正常运行条件下，涡旋定子受气体的压力（排气压力及与压缩腔相通的中间压力）作用，定子与转子紧密结合形成端面密封。当定子上端面气体压力减少或消失时，会产生涡旋定子顶端与转子微量的分离现象，实现“卸载”。当有液体、杂质时，会产生压缩腔内压力升高现象，将定子顶起，避免“湿压缩”的故障，轴向“柔性”密封又有利于“卸载起动”。利用轴向“柔性”密封，产生了“数码涡旋压缩机”。

图4.28 径向“柔性”密封

图4.29 轴向“柔性”密封

② 数码涡旋压缩机。如图4.30所示，数码涡旋式压缩机利用轴向“柔性”密封技术，对定子涡旋盘轴向活动范围精密调整，并在压缩机吸气口增设一连通管，与定子轴向浮动密封处的中间压力相通，当电磁阀打开时，中间压力室内释放，压缩腔室内压力大于定子上端面压力，压缩机定子轴向上移一间隙，由于高低压腔室的连通，实现卸载。当电磁阀关闭，排气压力及中间压力又将定子下压，实现密封并上载。压缩机在电磁阀控制电源的作用下，可自由地调节开启—关闭的比例，实现“0-1”输出，即为“数码涡旋压缩机”。数码涡旋压缩机电磁阀能承受4000多万次开—关动作，卸载周期最短可在30s内完成。变动负载时间可达“无级调节”，并节省了变频成本与变频器的电耗损失，减少了电源高次电磁谐波的干扰，扩大了压缩机的运行工况范围。对于多台蒸发器并联运行的制冷系统，数码涡旋压缩机由于其抗“湿压缩”能力，可得到更广泛的应用。

图4.30 数码涡旋压缩机调节原理

③ 两级容量可调的涡旋压缩机。当小型制冷压缩机应用于热泵机组时，设计者面对制冷容量与热容量不一致的矛盾，对同一建筑物而言，夏季制冷足以满足的条件下，在制冷工况时，会产生蒸发温度过低而造成热量不足的情况，而此类热量不足，在极端气温条件下可达30%~50%的差距，为此，两级容量的压缩机应运而生。如图4.31所示，两级可调容量涡旋压缩机在涡旋定子端面一定位置打两个小孔，并将小孔在定子端面上用一连接管引至控制阀。当控制阀关闭，压缩处于制热状态，此时为100%的容量。当开启控制阀，旁通口开启，中间压力的气体旁通与吸入气体混合，实现65%左右的吸气容量的调节。这样，有效地解决了冬季、夏季压缩机容量的匹配。由于不改变压缩机的转速，避免了低速时对润滑的影响与高转速时压缩机噪声与振动加大的影响。避免了空调机加装辅助电加热系统的要求，并可适应部分负荷的要求。

图4.31 两级可调容量涡旋压缩机调节原理

图4.32为一空调机组运行停—开区域示意图。以环境温度18℃为中轴，高于18℃区域为制冷区域，低于18℃为制热区域，两斜线中所含区域为压缩机容量过大而造成频繁开—停区域。此外为全容量不足区域。斜线上为机组容量与负荷相匹配。

图4.32 空调机组运行停—开区域示意图

由图4.32可看到，由于采用两级容量的压缩机，在夏季制冷和冬季制热时，可在较广的范围内实现容量的运转，而减少了在频繁关—停区域的温度范围，在较宽的一段温度区域中处于匹配平衡的容量范围内（在频繁开—停与全容量运行区域的交界线重合区域）。 ④ 喷气增焓技术在涡旋压缩机的应用。图4.33所示的制冷系统，在冷凝器出口处旁通一段毛细管，并加设一控制电磁阀，向两级容量涡旋压缩机（开设旁通孔）内引射制冷剂低压蒸气，可有效地在空调机组处于极端的炎热和寒冷的工况时，类似于“经济器”的办法，提高压缩机的质量流量，冷却压缩机的涡流旋盘，保证压缩机的可靠性。按美国谷轮公司介绍，采用“喷气增焓”技术的涡流压缩机，可增加30%~40%的制冷量，以及15%的性能系数（COP值）。图4.34所示为喷气增焓技术的示意图。

图4.33 喷气增焓技术制冷系统

图4.34 喷气增焓压缩机定涡盘

⑤ 变转速容量调节。采用变转速容量调节技术的涡旋压缩机与转子压缩机相似，变转速容量调节可减少频繁的开停，减少空调系统的温度波动，增加在低温条件下的制热能力，减少空调机组开机时的“非稳态过渡”过程的时间，同时由于涡旋压缩机采用径向和轴向的柔性密封，可有效避免在运行中，特别是转速改变较快时的湿压缩故障。（4）双涡旋制冷压缩机。如图4.35所示，双涡旋压缩机将两个涡旋压缩机封装在同一钢壳内，一个压缩机为定转速压缩机，而另一个为变转速压缩机。此类压缩机可装较多润滑油和制冷剂，可保证压缩机在多联室内机组时有较可靠的润滑保证，并可实现无级调节，且功率范围较大。

图4.35 双涡旋压缩机

4.3.2 换热器换热器是空调器的重要部件。制冷剂在换热器中通过状态的改变来吸收或放出热量，实现热量的转移。换热器由铜管、翅片和端板组成，它包括室内换热器（蒸发器）和室外换热器（冷凝器）。

1. 蒸发器蒸发器是制冷系统的直接制冷器件，低压液态制冷剂在其内吸热蒸发，从而使周围的空气温度下降。蒸发器按其冷却方式可分为空气自然对流和强制通风对流两种。空调器中的蒸发器，都采用强制通风对流方式，以加快空气与蒸发器之间的热交换。

（1）结构。小型空调器大都采用风冷翅片（肋片）式蒸发器，它的结构如图4.36所示。它是在紫铜管上接纯铝翅片而成。

图4.36 蒸发器的结构

（2）翅片。胀接翅片的目的是增加传热面积，加强空气的扰动性，提高蒸发器在空气侧的传热效率。翅片厚度通常为0.12~0.20mm, 片距为1.5~2.5mm。翅片有平、波纹、冲缝翅片之分，如图4.37所示。平翅片虽然加工容易，但刚性差，传热性能不好，现已逐渐被淘汰；波纹翅片与平翅片相比，刚性好，传热面积增加，且空气流过波状起伏的翅片时，增加了扰动和搅拌效应，因此传热效率提高1/5左右；而冲缝翅片会使通过翅片的空气在槽缝中窜来窜去，因此其扰动和搅拌效应比波纹片还好，传热效率比波纹翅片高1/3，但冲缝翅片空气阻力大，容易积尘结垢，反而可能使空调器的制冷量急剧下降，所以，配置冲缝翅片的空调器不能在尘埃多的环境中使用。高档空调器往往在蒸发器的紫铜管内壁加翅片或在内壁加工成螺旋纹，使蒸发器整体的热交换效率大大提高。

图4.37 翅片形式

（3）发展。由于空调器不断向小型化、轻量化发展，翅片间距常降到2mm以下，凝露水由于受表面张力的作用，会形成局部桥路，从而使空气流通截面减少，风压损失急剧增加，因此须对翅片表面进行亲水处理，以降低凝露水的表面张力，使之水膜化。翅片表面亲水处理的方法很多，其中，γ-水铝石处理的综合性能很理想，它除了具有极好的亲水性外，还有防腐蚀性能。

2. 冷凝器冷凝器的作用是将制冷剂在蒸发器和压缩机中吸收的热量传送到室外的空气中。冷凝器有风冷式和水冷式两种类型。家用空调器制冷量小，通常采用风冷翅片式冷凝器。风冷翅片式冷凝器与蒸发器的结构相同，如图4.38所示。水冷式比气冷式冷却效果好，大功率空调器都采用水冷式。其空气侧是干热交换，空气流动阻力比蒸发器小，放热系数则更小，因此，翅片面积要比蒸发器约大60%，片距可稍小些。

图4.38 冷凝器的结构

节流器件节流器件是制冷循环系统中调节制冷剂流量的装置。它可把从冷凝器出来的高压、高温液态制冷剂降压、降温后，再供给蒸发器，从而使蒸发器获得所需要的蒸发温度和蒸发压力。空调器中常用的节流器件是毛细管、膨胀阀和分配器。小型空调器通常使用毛细管，而大、中型空调器一般使用膨胀阀和分配器。 1. 毛细管空调器上用的毛细管与电冰箱上用的基本一样。毛细管结构简单，运行可靠，压缩机停机后，高、低压区的压力通过毛细管很快就达到平衡，因此，压缩机可使用转矩小的电机轻载启动。但是，毛细管调节制冷剂流量的能力很弱，几乎不能根据房间空调器负荷的变化调节制冷剂的流量，从而有效地调节制冷系统的制冷量。

2. 膨胀阀膨胀阀既是制冷系统的节流器件，又是制冷剂流量的调节控制器件。它主要包括热力膨胀阀、热电膨胀阀和电子膨胀阀等。（1）热力膨胀阀。依据受力的平衡方式可分为内平衡式和外力平衡式。空调器一般选用内平衡式膨胀阀。 a. 内平衡式膨胀阀的组成结构内平衡式热力膨胀阀由感温机构、执行机构和调整机构3部分组成，其结构如图4.39所示。其中感温机构由感温包、毛细管、膜盒组成；执行机构由膜片、推杆、阀心组成；调整机构由调整杆、弹簧组成。

图4.39 内平衡式热力膨胀阀结构 1. 密封盖 2. 调节杆 3. 垫料螺帽 4. 密封垫料 5. 调节座 6. 喇叭接头 7. 调节垫块 8. 过滤网 9. 弹簧 10. 阀针座 11. 阀针 12. 阀孔座 13. 阀体 14. 顶杆 15. 垫块 16. 动力室 17. 毛细管 18. 薄膜片 19. 感温片

b. 内平衡式膨胀阀的工作原理内平衡式热力膨胀阀的工作原理如图4

图4.40 内平衡式热力膨胀阀工作原理 1. 阀盖 2. 毛细管 3. 感温包 4. 膜片 5. 推杆 6. 阀体 7. 阀心 8. 弹簧 9. 调整杆 10. 蒸发器

3. 分配器空调器（如分体立柜式空调）中的蒸发器采用热力膨胀阀进行节流时，大多将制冷剂分成多路进入蒸发器中，而要将膨胀阀出来的制冷剂均匀地分配到各条通路内，必须使用分配器。图4.41所示为分配器结构，它由一个分配本体和一个可装拆的节流喷嘴环组成。节流环的出口有一圆锥体，各条流路的液体沿圆锥体分开流出，圆锥的底部有许多均匀分布的孔用于连接蒸发管。制冷剂由入口经节流喷嘴环而进入分配体，再经圆锥体分别进入各分路孔，然后进入蒸发器各分路蒸发管中。

图4.41 分配器结构

辅助器件 1. 干燥过滤器由于空调器制冷剂系统中含有微量的空气和水分，再加上制冷剂和冷冻油中含有的少量水分，若其总含水量超过系统的极限含水量，当制冷剂通过毛细管（或热力膨胀阀）节流降压时，制冷剂中含有的水分就可能在毛细管进口（或热力膨胀阀的阀心处）冻结成小冰块，堵塞毛细管（或热力膨胀阀的阀心通道），使空调器制冷剂系统不能正常工作。另外，空调器制冷系统中还可能含有一些脏物和其他杂质，若不把它们除掉，也可能堵塞毛细管（或膨胀阀的阀心处）。所以，空调器一般都要安装干燥过滤器。图4.42所示为干燥过滤器的结构，其外形为圆筒状，其中过滤网设置在过滤器较细的一端，另一端设置滤栅，在这两端之间充满着干燥剂分子筛。过滤器的一端与冷凝器相连，另一端与毛细管相连，毛细管焊接时伸入干燥过滤器内一段长度，但不能与过滤网相碰，以免堵塞毛细管。干燥过滤器使用一段时间后，由于分子筛的吸附能力下降，失去了干燥、过滤的作用，因而需要定期更换。

图4.42 干燥过滤器结构

2. 气液分离器为了防止液态制冷剂进入压缩机，引起液击，制冷量比较大的空调器均在蒸发器和压缩机之间安装气液分离器。普通气液分离器的结构如图4.43所示。从蒸发器出来的制冷剂进入气液分离器后，制冷剂中的液态成分因本身自重而落到筒底，只有气态制冷剂才能由吸入管吸入压缩机。气液分离器筒底的液态制冷剂待吸热汽化后，亦可吸入压缩机。这种气液分离器常用于热泵型空调器中，接在压缩机的回气管路上，以防止制冷运行与制热运行切换时，把原冷凝器中的液态制冷剂带入压缩机。旋转压缩机的气液分离器与压缩机组装在一起，其结构很简单，即在一个封闭的筒形壳体中有一根从蒸发器来的进气管及一根通到压缩机吸入口的出气管，两管互不相连，筒形壳体内还设有过滤网。这种气液分离器还兼有过滤和消声两种功能。

图4.43 气液分离器结构 1.进气管 2. 出气管 3.微量回油孔 4. 压力平衡孔

3. 单向阀单向阀的作用是只允许制冷剂沿单一的方向流动。单向阀的阀体外表面往往标有制冷剂流向的箭头。常见单向阀的外形及结构如图4
3. 单向阀单向阀的作用是只允许制冷剂沿单一的方向流动。单向阀的阀体外表面往往标有制冷剂流向的箭头。常见单向阀的外形及结构如图4.44所示。热泵型空调器夏天制冷，冬天制热，其工况差别悬殊。若仅靠电磁换向阀来切换制冷剂的流向，往往不可靠。为了使热泵型空调器在制冷工况和制热工况下都能安全而有效地运行，常常在制冷管道中增设单向阀。此外，为了防止停机时制冷剂由冷凝器回流进入压缩机，从而引起液击，分体式单冷型空调器多在靠近压缩机的排气管上安装单向阀。

图4.44 单向阀

4. 电磁阀电磁阀是利用通电线圈所产生的电磁力来接通、切断制冷剂通路或切换制冷剂流向的闸阀，它也可用于旁路，以控制压缩机在正常压力下启动和运行。电磁阀的形式很多，空调器上常用的电磁阀有电磁四通换向阀、双向电磁阀和专用电磁阀旁通阀。（1）电磁四通换向阀。它又称电磁换向阀，常用在热泵型空调器上，通过改变制冷剂的流向，实现制冷工况和制热工况之间的转换。 a. 组成结构电磁四通换向阀的外形如图4.45所示。

图4.45 电磁四通换向阀的外形

电磁阀由阀体、左右阀心、左右弹簧、衔铁和电磁线圈等组成。阀心与衔铁连成一体，能一起移动。右弹簧的弹力大于左弹簧的弹力，使电磁线圈断电时衔铁复位，这时左弹簧起缓冲作用，以减少阀心对阀体的冲击。当线圈通电时，线圈磁场对衔铁的磁力克服右弹簧的弹力，使衔铁带动阀心向右移动，左阀心关闭左边的阀孔，而右边阀孔被右阀心打开；而线圈断电时磁场消失，衔铁左移复位，右阀心关闭右边阀孔，同时左边阀孔被左阀心打开。

b. 工作原理电磁四通换向阀工作原理如图4.46所示。当空调器的冷热换向开关扳向制冷时，换向阀中的电磁阀线圈断电，衔铁左移，左阀孔打开，毛细管A与B接通，而C管堵住。由于换向阀上的4号管与压缩机排气管相连接，阀体内腔除被滑块盖住部分外，均充满高压气体，而高压气体通过活塞上的小孔向左右两端的空腔充气。又由于毛细管C被堵不通，因而右活塞右端空腔内充满高压气体，而毛细管A和B能过2号管与压缩机吸气管（低压侧）相通，使左活塞左端空腔内的气体不断被压缩机吸走，形走低气压区。这就是说，换向阀左右活塞两端的空腔内形成一个自右向左的压力差，从而将滑块推向左侧，使1号管和2号管靠滑块而接通，这时，室内侧的热交换器就变成蒸发器，液态制冷剂在蒸发器内吸热汽化，起制冷作用。将空调器冷热换向开关扳向制热挡，则电磁阀的线圈通电，衔铁右移，毛细管B和C接通，A管堵住。这时换向阀滑块右移，2号管和3号管接通，室内侧的热交换器就变成冷凝器，气态制冷剂在冷凝器内液化放热，达到制热的目的。图中换向阀处于制热工况位置。

图4.46 电磁四通换向阀工作原理

（2）双向电磁阀。双向电磁阀允许制冷剂沿两种不同方向流动，其结构如图4
（2）双向电磁阀。双向电磁阀允许制冷剂沿两种不同方向流动，其结构如图4.47所示。双向电磁阀可用于控制压缩机负载的轻重。当线圈通电时，双向电磁阀开启，压缩机排气端有一部分制冷剂返回进气端，则压缩机两侧压力差减小，压缩机轻载运行；而线圈断电时，双向电磁阀关闭，压缩机满载运行，如图4.48所示。这里双向电磁阀实际上起旁通阀的作用。

图4.47 双向电磁阀结构

图4.48 双向电磁阀应用

（3）专用旁通电磁阀。它的外形如图4.49所示。旁通电磁阀开启时，制冷剂从水平管流进，由竖直管流出。旁通电磁阀可以为压缩机减载运行或启动、单独除湿等提供制冷剂的旁通路径。

图4.49 旁通电磁阀

5. 截止阀为了安装和维修方便，分体式空调器在其室外机组的气管和液管的连接口上，各装一只截止阀，这是一种管路关闭阀，结构形式较多。从配接管路看，有三通式（带旁通孔）和两通式（不带旁通孔）；从外形看，有直角型和星字型（Y型）等。通常，气阀多用三通式，而液阀既可用两通阀，也可用三通阀。图4.50为直角型三通截止阀，阀杆有前位、中位和后位3种工作位置。

图4.50 直角型三通截止阀

如图4.51所示，阀杆处在前位时，阀心向下关足，管路关闭，而旁通孔打开；阀杆处在中位时，管路与旁通孔都导通（三通）；阀杆处在后位（即背锁位置）时，阀心向上升

图4.51 三通截止阀工作状态

足，管路导通，而旁通孔关闭。其中，前位是机组出厂时的位置，后位是制冷循环时的正常工作位置，中位是抽真空、充灌制冷剂的位置。

4.4 空气循环系统空气循环系统的组成空调房间的空气在空调器的作用下，沿以下路径循环：室内空气由机组面板进风栅的回风口被吸入机内，经过空气过滤器净化后，进入室内热交换器（制冷时为蒸发器，热泵制热时为冷凝器）进行热交换，经冷却或加热后吸入电扇，最后由出风栅的出风口再吹入室内。空气循环系统的作用是强制对流通风，促使空调器的制冷（制热）空气在房间内流动，以达到房间各处均匀降温（升温）的目的。空气循环系统是由空气过滤器、风道、风扇、出风栅和电动机等组成。

1.空气过滤器空气过滤器是由各种纤维材料制成的、细密的滤尘网，室内空气首先通过空气过滤网，可滤除空气中的尘埃，再进入蒸发器进行热交换。而功能完善的空气过滤器（空气清新器）能滤除0.01μm的烟尘，并有灭除细菌、吸附有害气体等功能。灭菌和高效除尘通常采用高压电场；吸附有害气体通常用活性材料或分子筛等吸附剂。 2. 风道风道的结构、形状对循环空气的动力性能有很大的影响。轴流风扇的风道用金属薄板加工而成，离心风扇的风道常常用泡沫塑料加工而成，但电热型空调器的风道须用金属薄板。

3. 风扇窗式、分体式空调器及一些立柜式空调器均采用风冷式换热器，它是通过空气的对流与换热器进行热交换。空调器中的风扇主要有离心风扇、贯流风扇和轴流风扇。窗式空调器和立柜式空调器蒸发器的换热主要采用离心风扇，分体壁挂式空调器主要采用贯流风扇，而空调器冷凝器均采用轴流风扇吹风换热。如图4.52所示。

图4.52 空调器风扇

（1）离心风扇。将室内空气吸入蒸发器表面进行降温去湿。它的特点是风量大、噪声小、压头低。叶轮材质主要有：ABS塑料、铝合金、镀锌薄钢板。（2）贯流风扇。将室内空气吸入分体壁挂式空调器蒸发器表面进行降温去湿。它由细长的离心叶片组成，其特点是风量大、噪声小、压头低，由ABS塑料或镀锌薄钢板组成。（3）轴流风扇。用来冷却冷凝器。轴流风扇由铝材压制或ABS塑料注塑而成，也有采用镀锌薄钢板制成的。 4. 出风栅出风栅是由水平（外层）和垂直（内层）的导风叶片组成的出风口，如图4.53所示。普通空调器用手动调节导风叶片的角度，以调节出风方向。高档空调器设有摇风装置，可自动调节出风方向。摇风装置利用微型自启动永磁同步电机带动连杆系统，推动导风叶片来回摆动，从而使出风方向随之摇摆。

图4.53 出风栅

4. 4. 2 空气循环系统的工作原理 1. 室内空气循环离心风机装在蒸发器内侧，构成室内空气循环系统，如图4
空气循环系统的工作原理 1. 室内空气循环离心风机装在蒸发器内侧，构成室内空气循环系统，如图4.54所示。室内空气通过过滤网去尘，吸向离心风机，经蒸发器冷却后，再由风机的扇叶将冷气由风道送往室内。离心风机一般由工作叶轮、螺旋形涡壳、轴承座组成，其结构像理发馆使用的吹风机。由电动机驱动风机叶轮，当叶轮在涡壳中旋转时，叶片之间吸入气体，在离心力的作用下，气体抛向叶轮周围，体积压缩、密度增加，产生静压力；同时加大气流速度，产生动压（提高了动能），使气体由风机口送出。在此情况下，叶轮中心部分形成低压空间，空气不断吸入，形成空气进、出的不断循环。空调器中使用的离心风机，希望噪声低，因此选低转速的，一般为500~600r/min。往室内送气的出风栅可以调节出风方向，制冷时调至向上倾斜，制热时调至向下倾斜，以利于空气冷沉、热升的自然对流。

图4.54 空调器的空气循环系统 1. 离心风机 2. 轴流风机 3. 冷凝器 4. 过滤器 5. 压缩机 6. 毛细管 7. 蒸发器 8. 温控器 9. 空气过滤器 10. 温度传感器 11. 排水管 12. 风道，向室内送风 13. 电动机

2. 室外空气循环由图4.54可知，轴流风机装在冷凝器内侧，构成室外空气循环系统。室外空气从空调器两侧百叶窗吸入，经轴流风机吹向冷凝器，携带冷凝器的热量送出室外。轴流风机由几个扇叶和轮筒组成，其结构像生活中的排风扇。空气轴向流动，噪声小，风量大。由于夏季室外温度较高，进入冷凝器的气温高，因而空调器中大多采用压头低、流量大的轴流风机。风道用铝制薄板构成，与离心风机连在一起，使风机排出的冷空气通过风道方向排往室内。为了使室内更新空气，在风道一端开有一扇小门，污浊空气由此排出；为了给轴流风机补风，又在风道的另一侧设有进风口，从外界补入新鲜空气。由于进来的是室外新鲜热空气，排出的是室内混浊的冷空气，所以会损失一些制冷量。

4. 4. 3 新型空气净化技术现代空调在空气净化技术方面已经有了质的突破，除空气滤网、防霉滤网、活性炭除味等技术外，还采用如下技术。 1
新型空气净化技术现代空调在空气净化技术方面已经有了质的突破，除空气滤网、防霉滤网、活性炭除味等技术外，还采用如下技术。 1. 除臭过滤器除臭过滤器选用最新化学吸附型净化材料，有效脱除空气中含有的一氧化碳、二氧化碳、氨气、有机酸等的各种异味、臭味，同时具有高效杀菌的功能。除臭效果是传统活性炭的100倍，具有广谱、高效、稳定、安全四大优势。 2. 静电空气滤清器静电空气滤清器的滤芯是经过特殊静电处理的纤维网，能够有效地将空气中悬浮的尘埃、花粉微粒和非常细小的微尘（直径0.01(m）进行吸附。锯齿波纹的外形使过滤吸附的表面积增大50%以上，效果更为显著。

3. 再生光触媒技术再生光触媒是由纸、活性炭吸附剂、光敏剂材料组成。它的工作原理是利用具有多孔特性的载体物质吸附空气中的异味及有害气体，并在紫外线作用下使吸附的有害气体与空气中的氧气发生化学反应，将有毒气体分解后脱离载体，使这一工作过程得以再生。 4. 冷触媒技术在光触媒技术发展的同时，广东“科龙”集团公司又将先进的冷触媒技术应用在空调上，冷触媒材料在(30~+120℃范围内工作，无须任何附加条件，即能有效分解致癌物质甲醛，消除房间各种异味的有效率达99%，甲醛分解性能的有效率也达88%以上，其他性能如霉变、抗菌性能等也完全符合国家有关卫生标准。 5. 采用负离子、换新风等技术有的空调采用了全新空气负离子发生器，形成携氧负离子，有利于氧气被人体所吸收。此外，有的厂家生产的空调在结构上有换气功能，使室外总有新风进入室内，从而使空气更为清新。

6. 等离子体空气净化技术以等离子体技术为核心的整体空气净化技术是目前世界上最先进的一种空气净化技术，它主要由生物抗菌过滤层、等离子体发生层、静电吸附层、电极光触霉层组成。对空气进行渐进式过滤，能彻底清除空气中各种异味和有害物质。生物抗菌过滤层的作用是能吸附空气中尘埃颗粒及有害病菌，30min内能达到有效率为80%的除尘效果。等离子体发生器的作用是在650V高压电击下产生第四种物质状态，释放脉冲能量，利用正负电极改变尘埃粒子结构，击碎有害分子。静电场吸附层的作用是利用不同极性，使带正电的灰尘更容易吸附在带负电的集电极上，这种作用也叫静电吸尘。电极光触媒层的作用是在集电安全网上进行杀菌物质涂刷处理，并利用放电极发出的光能激活周围氧气和水分子，产生氧化性极强的自由离子基，分解各种有害物质。它具有清除香烟粒子、除尘、除各种异味、除各种真菌、除杂质、除各种花粉、除寄生虫等八大作用。

4.5 电气控制系统空调器的电气控制系统由电机、继电器、温控器、电容器、熔断器及开关、导线和电子元器件等组成，用以控制、调节空调器的运行状态，保护空调器的安全运行。

电机空调器中的压缩机、风扇等器件用电机驱动，小型家用窗式和分体式空调器都用单相异步电机，容量较大的柜式空调器多用三相异步电机，摇风装置和电子膨胀阀多用微型同步电机或步进电机。 1. 压缩机电机空调器中的压缩机电机必须具备耐高温、具有较大的启动力矩、能适应供电电压的波动、耐冲击和振动、耐制冷剂和油的侵蚀等性能。常用的压缩机电机有单相异步电机和异步变频调速电机等。

（1）单相异步电机。空调器压缩机用的单相异步电机结构与电冰箱压缩机用的电机基本相同。家用空调器压缩机电机多采用电容运行式（PSC）。电机从启动到正常运转的全过程中，副绕组电路中始终都串接一只电容。这样电机运行性能好，效率和功率因数都较高，工作可靠，但启动转矩小，空载电流大。若瞬时断电再启动时，间隔时间太短，可能会过载，因而必须有过流保护装置。空调器一般都采用全封闭式压缩机，即将压缩机和电机组装在同一个封闭的泵壳体内。这种电机直接暴露在高温高压的制冷剂蒸气和冷冻油的混合物中，易受到制冷剂、冷冻油及其杂质的分解产物的腐蚀；而且在制冷循环过程中，电机一直处在振动及制冷剂蒸气剧烈冲击下（冷热交替冲击和压力波动冲击），因而电机在电气方面和化学稳定性方面必须可靠。

（2）变频调速异步电机。若能根据房间空调器负荷的大小平滑地调节压缩机电机的转速，从而调节制冷（或制热）量的大小，则能降低能耗，提高效率，使电源电压稳定，室内温度波动减小。变频调速可以实现平滑调速，而且调速范围宽，效率高，反应快，启动电流小，对电网影响小，舒适性能好，是一种节能型的理想调速方法。尤其是热泵型空调器，可以通过调频调速来控制热泵制的热量的大小，不必受到室外气温的限制，因而大大提高其供暖能力。异步电机采用变频器实现变频主调速，其基本结构如图4.55所示。

图变频调速基本结构

变频器分为直接（交-交）变频和间接（交-直-交）变频两大类。交-交变频器能将恒压恒频的交流电直接变换成电压和频率都可以控制的交流电。而交-直-交变频器则是先用逆变器将工频交流电变成直流电，然后再经过逆变器将直流电变成频率和电压都可以控制的交流电。压缩机的电机的变频调速通常用交-直-交变频器。交-直-交变频器有单相和三相之分。单相交-直-交变频器主电路如图4.56所示，它用来驱动单相压缩机电机，而压缩机电机应采用电容运转方式（PSC），但不必配装运行电容。三相交-直-交变频器的主电路如图4.57所示。

图4.56 单相变频器主电路

图4.57 三相变频器主电路

2. 风扇电机空调器的热交换器用风扇送风，以增强热交换效果。根据使用的需要，电机须进行调速。调速方法多采用改变电机定子绕组的匝数来改变主绕组上的工作电压，从而达到改变磁通、调节转速的目的。其接法均可设计为高速、中速和低速3个转速挡，也可设计为两个转速挡。它们都是因中间绕组与主绕组串接而产生分压作用，使主绕组的电压降低，从而达到降低转速的目的。

3. 其他装置的电机（1）步进电机。步进电机是一种将电脉冲信号转换成直线位移或角位移的执行元件，即外加一个脉冲信号于电机时，电机就运动一步。脉冲频率高，电机转速快，反之则慢；脉冲数多，电机直线位移或角位移就大，反之则小。脉冲信号相序改变，电机逆转；脉冲停止，电机即自锁。步进电机须与专用驱动电源相配套，才能发挥其运行性能。步进电机通常在电子膨胀阀阀门开度的控制上。（2）永磁同步电机。永磁同步电机分为爪极自启动和异步启动两种类型。空调器出风栅叶摇风装置杆上用的微电机就属于前一种类型。

启动继电器与过载保护器 1. 启动继电器启动继电器是单相异步电机启动的专用部件。依据工作原理可分为电流型启动继电器和电压型启动继电器。（1）电流型启动继电器的结构及工作原理如图4.58所示。其线圈与压缩机电机的主绕组串联，平时电触头处于常开状态。压缩机刚启动时，启运电流很大，启继电器线圈会产生足够大的电磁力使衔铁向上动作，动、静触头闭合。随着电机转速的升高，电流下降，线圈对衔铁的电磁力减少，衔铁下落，触头断开，则完成了一次启动动作。

图4.58 电流型启动继电器

（2）电压型启动继电器的结构及工作原理如图4
（2）电压型启动继电器的结构及工作原理如图4.59所示。这种启动继电器的线圈与压缩机电机的副绕组并联，常闭触头与启动电容串联。加在启动继电器线圈两端的电压随着电机转速的增加而增加。当电机接近工作转速时，线圈上的电压使线圈具有足够的吸力吸引衔铁，使常闭触头跳开，启动电容从电路中断开。当电机停止转动时，在启动继电器内部弹簧的作用下，常闭触头闭合。

图4.59 电压型启动继电器

2. 过载保护器过载保护器可防止电机过载烧坏，一般兼有温度保护和电流保护双重功能。它的结构如图4
2. 过载保护器过载保护器可防止电机过载烧坏，一般兼有温度保护和电流保护双重功能。它的结构如图4.60所示，它由双金片、壳体、动触点、固定触点、调整螺钉等组成，它安装在压缩机的外壳上，当压缩机超负荷运行或空调器工作时的环境温度超过43(C时，保护器就自动切断电源，使压缩机停止运转。

图4.60 过载保护器结构

主控开关主控开关也称主令开关或选择开关，通常安装在空调器控制面板上。它是接通压缩机、风扇或电热器的电源开关，也是切换空调器运行状态的选择开关。常见的主控开关有机械旋转式和薄膜按键式两种。机械旋转式主控开关的外形如图4.61所示，它由塑料外壳、旋转轴、接线端子及内部多路转换触点组成。薄膜式主控开关是一种轻触式按键开关，性能稳定、外表美观，近年新生产的空调器多采用这类开关。这两种主控开关的电气性能基本一致，图4.62所示为主控开关的电气符号。

图4.61 机械旋转式主控开关

图4.62 主控开关的电气符号

温控器 1. 温控器的功能温度控制器（简称温控器）。空调器中的温度控制器可对房间的温度进行自动控制，使空调器房间的温度保持在某一个范围内。空调器上常用的温控器有如下3种：（1）波纹管式温控器。窗式空调器上多采用这种温控器。这是一种压力式温控器，其外形和结构如图4.63所示。感温包、毛细管和波纹管中充有感温剂。感温包置于空调器回风口，能直接感受室内温度。当室内温度发生变化时，波纹管伸长或缩短，通过杠杆结构控制微动开关的开、关，进而控制压缩机的转、停，使室温保持在一定范围内。

图4.63 波纹管式温控器

（2）膜盒式温控器。膜盒式温控器的结构如图4
（2）膜盒式温控器。膜盒式温控器的结构如图4.64所示，膜盒式与波纹管式温控器的结构类似，作用原理相同，只是把波纹管改为膜盒。（3）电子式温控器。这种温控器通常以具有负温度系数的热敏电阻作为感温元件，并与集成电路配合使用。为了提高温控器的灵敏度，常将热敏电阻接在电桥电路中，作为电桥的一个臂，如图4.65所示。图中Rt为热敏电阻，其他电阻为定值电阻，J为继电器。其工作原理与电冰箱上用的电子式温控器相同。 2. 温控器的分类依据温度控制器的结构可分为压力式和非压力式两大类。采用压力作用的温控器有波纹管式、膜盒式温控器；非压力式的温控器有电子温控器。

图4.64 膜盒式温控器

图4.65 电子式温控器热敏电阻电路

化霜控制器 1. 功能一般制冷型空调器没有这个部件，对于热泵型空调器冬季制热时，由于室外温度较低，蒸发器表面温度可达0(C以下，蒸发器表面可能结霜，厚霜层会使空气流动受阻，影响空调器的制热能力。除霜的方法一般有两种：一是停机除霜，使霜自己融化，这种方式在温度较低时不行，且融霜时间较长；二是制热除霜，即换向阀改向，使室外侧的蒸发器转为冷凝器。化霜控制器也是利用温度控制触头动作的一种电开关，它是热泵制热时去除室外热交换器盘管霜层的专用温控器。其化霜方式一般为逆循环热化霜，即通过化霜控制器开关触点的通、断，使电磁换向阀换向。

2. 家用空调器上常用的化霜控制器家用空调器上常用的化霜控制器主要有波纹管式、微差压计和电子式化霜控制器。（1）波纹管式化霜控制器。其工作原理与波纹管式温控器相同，其外形如图4.66所示，感温包贴在蒸发器表面，当感受温度达到0°C 时，将换向阀的线圈电路切断，将空调器改成对室外制热运行。经除霜后、室外蒸发器表面温度逐渐上升，当感温包达到6°C 时，接通换向阀线圈电路，又恢复对室内的制热循环。在化霜期间，室内风机停转。（2）微差压计除霜控制器。它利用微差压计感受室外热交换器结霜前后的压差来自行控制。如图4.67所示，高压端接在室外热交换器的进风侧，低压端接出风侧。热交换器盘管结霜后，气流阻力增加，前后压差发生变化，从而接通化霜线路，使电磁换向阀换向化霜。这种化霜方式仅与盘管结霜的程度有关，因而化霜性能好。

图4.66 波纹管式化霜控制器

图4.67 微差压计化霜控制器

（3）电子式化霜控制器。电子式化霜控制器是通过温度和时间两个参量来控制化霜的。它先通过热敏电阻来感受室外热交器盘管表面的温度，并以此来控制电磁换向阀的换向；同时，通过集成电路来控制化霜的时间。若热泵型空调器还常有辅助电热器，化霜期间还可以在集成电路的控制下，启用电热器，并向室内吹送热风。

压力控制器 1. 功能压力控制器又称压力继电器，它是监测制冷设备系统中的冷凝高压和蒸发低压（包括油泵的油压），当压力高于或低于额定值时，压力控制器的电触头切断电源，使压缩机停止工作，起保护和控制作用。 2. 分类压力控制器有高压控制器和低压控制器两种，也有将高、低压控制器组装在一起的。高压控制器安装在压缩机的排气口，以控制压缩机的出口压力。低压控制器安装在压缩机的进气口，以控制压缩机的进口压力。

（1）波纹管式压力控制器。KD型高低压控制器就是一种传统的波纹管式压力控制器，其工作原理如图4

（2）薄壳式压力控制器。薄壳式压力控制器的性能优于波纹管式压力控制器，其外形与工作原理如图4
（2）薄壳式压力控制器。薄壳式压力控制器的性能优于波纹管式压力控制器，其外形与工作原理如图4.69所示。进入压力控制器压力室的气态制冷剂压力超过限值时，薄壳状膜片就会产生一定的位移，从而推动传动杆，使开关触头闭合或断开。这种压力控制器既可用于过压保护，也可作为防泄漏保护。图4.68 KD型高低压控制器

图4.69 薄壳式压力控制器（a）外形（b）结构原理

4. 5. 7 遥控器遥控器通常用红外线作载体，发送控制信号。它由遥控信号发射器和遥控信号接收器两个部分组成。 1
遥控器遥控器通常用红外线作载体，发送控制信号。它由遥控信号发射器和遥控信号接收器两个部分组成。 1. 遥控信号发射器遥控信号发射器是独立于空调器本机的键控开关盒，故又叫遥控开关。其原理框图如图4.70所示。键盘由矩阵开关电路组成。开关盒内的IC1扫描脉冲和键盘信号编码器构成键命令输入电路。当按下某个功能键时，相应的扫描脉冲通过键开关输入到IC1，使IC1内的只读存储器中相应的地址被读出，产生相应的指令代码，再由指令编码器转换成二进制数字编码指令。而指令编码器输出的编码指令送到编码调制器，形成调制信号。调制信号经缓冲级到激励管，由VT1，VT2组成的红外信号激励级放大到足够的功率，去驱动红外发光二极管，发射出经调制的指令信号。

图4.70 遥控信号发射器原理框图

2. 遥控信号接收器遥控信号接收器装在空调器本机面板内，其原理框图如图4
2. 遥控信号接收器遥控信号接收器装在空调器本机面板内，其原理框图如图4.71所示。当红外指令信号被接收器的光敏二极管接收后，光敏管将光信号转换成电信号。该信号经放大增益、限幅、滤波、检波、整形、解码后，输出给有关电路，执行相应的功能。

图4.71 遥控信号接收器原理框图

4.6 控制系统空调器的控制系统主要由电源、信号输入电路、电脑芯片、输出控制（室温给定、运转控制）和LED显示等组成。这里介绍几种不同类型的空调器控制系统的基本结构。窗式空调器的控制电路 1．电路组成窗式空调器的控制系统主要由电脑芯片、驱动电路、显示器、继电器、电源及各种传感器组成。图4.72是一种窗机遥控器的典型电路，这种遥控器采用集成电路(PD6121做芯片电路，外围元器件很少。

图4.72 窗机遥控器典型电路

电路中，S1~S8为功能键。使用者按键时，遥控器芯片相应引脚得到脉冲电压，经处理后由5脚发出经过编码的脉冲信号，这个信号加到三极管N1的基极，控制红外发光管L1发出红外线信号。不同按键按下后，电路发射的红外线信号编码是不同的。 2．工作原理图4.73是一种典型的电脑控制窗式空调器电路。控制电路中，芯片发出的指令是通过相应引脚电平高低变化来表现的，一般说来，由于引脚不能输出大的驱动电流，所以指令不能直接控制压缩机等大功率元件的动作。为了将芯片发出的指令付诸实施，系统内设有驱动电路，由它来带动继电器的动作，就能直接控制空调器部件工作了。

图4.73 电脑控制窗式空调器电路

分体壁挂式空调器的控制电路分体壁挂式空调器的控制电路由室内外机组控制电路和遥控器电路组成。遥控器发射控制命令，控制电路中电脑芯片处理各种信息并发出指令控制室内机组与室外机组工作。 1．17202A芯片液晶显示遥控器图4.74所示是以NEC17202A芯片为核心的液晶显示遥控器电路。17202A芯片是NEC公司产品，为4位微处理器，有64条引脚。芯片的1~25脚、62~64脚用来驱动LCD（液晶显示）；28~43脚为I/O接口，用于按键扫描，控制信息由这里输入；45脚用于控制红外线发射，该脚输出的是调制波。液晶显示屏有两个电极，由于加固电平易损坏液晶，因此两极间加的是脉冲信号。遥控器有3种工作状态：一是正常工作状态，这时电路的主副时钟同时工作，电流为毫安级；二是休眠状态，这时电路仅主时钟工作，电流不到1mA；三是停止状态，这是只有副时钟振荡电路工作，电流小于80(A。

图4.74 NEC17202A液晶显示遥控器电路

2．热泵型空调器控制电路图4.75是热泵型分体式壁挂式空调器室内外机组的控制电路简图，电路具体工作过程如下。

图4.75 热泵型壁挂式空调器控制电路简图

（1）制冷运行。制冷运行的温度设定范围为20~30℃，当室内温度高于设定温度时，电脑芯片发出指令，压缩机继电器吸合，通过室内外机组的信号连线送出信号，于是压缩机、室外风扇运转。制冷运行时室内风扇始终运转，可任意选择高、中、低挡风速。当室内温度低于设定温度时，压缩机、室外风扇停止运转。

（2）湿运行。当选择抽湿工作方式后，空调器先制冷使室内温度达到遥控器指定的温度，然后转入抽湿工作方式。抽湿时，室内风扇、室外风扇和压缩机先同时运转，当室内温度降至设定温度后，室外风扇和压缩机停止运转，而室内风扇继续运转30s后才停止。风扇停转后，室温将慢慢回升，但相对温度已经变小了。5min后再同时开启室内外机组，如此循环进行。与正常制冷状态相比较，抽湿运行时室温降低速度较慢，而空气中的水分却能较多地在蒸发器上凝成水滴排出。在抽湿运行时，室内风扇自动设定为低速挡，而且睡眠、温度设定等功能键均有效，如果遥控器发出变换风速的信号，空调器可接收信号，但并不执行。

（3）送风运行。送风运行时，可任意选择室内风扇自动、高、中、低挡风速，但室外机组不工作。（4）制热运行。空调器制热运行后，可在14~30℃范围内以1℃为单位设定室内温度。当室内温度低于设定温度时，压缩机继电器、室外风扇继电器吸合，空调器开始制热运行。制热运行中，当室外机冷凝器温度小于（或等于）20℃时，室内风扇停转；当冷凝器温度高于28℃时，室内风扇运转。此外，为了提高制热效率，电脑芯片会根据室外铜管的温度及压缩机的运转情况来判断空调器是否需要除霜。在除霜时，压缩机运转室外风扇，室内风扇停止工作，待除霜结束后再恢复工作。（5）自动运行。空调器进入自动运行工作方式后，室内风扇按自动风速运转，芯片根据接收到的外界信息自动选择制冷、制热或送风运行。

4. 6. 3 柜式空调器的控制电路柜式空调器的控制电路结构如图4
柜式空调器的控制电路柜式空调器的控制电路结构如图4.76所示。与分体壁挂式空调器相比柜机的功率往往更大，有的要使用380V三相电源供电。柜机的控制系统功能更多，并增加了显示面板，通常用液晶显示器和LED发光管两种形式，来显示空调器的运转方式。

图4.76 柜式空调器控制电路图

图中，M1、M2为室内风扇，M3为导风板电机，M4、M5为室外风扇，C1、C2、C3、C4、C5为风扇电机电容器。AP1为显示面板，一般装在柜机正面，并有精致的装饰框。AP2为主控板，装在室内机中。J1为继电器，K1为交流接触器，FR为热继电器，P为高压控制器，SW为除霜温控器，V为四通阀，M6为压缩机。此外，L1、L2、L3代表三相交流电源（380V、50Hz）接线端，N代表零线，E代表接地线。

当空调器正常制冷时，L1、L2、L3为380V三相电源输入，作为压缩机供电线。C线是压缩机控制线，电压为220V，V线为0V。此时，交流接触器K1的线圈得电，K1的常闭触点断开，切断压缩机的预加热，而常开触点闭合，压缩机风扇运转。此时S线为220V。当空调器正常制热时，C线为220V，V线也为220V，四通阀吸合，压缩机、室外风扇运转。此时S线也为220V。因此，在正常的制冷、制热运行时，S线总为220V，这也是判断空调器工作是否正常的依据。同时，柜式空调器控制系统中有较完善的保护电路。当经过热继电器FR的电流超过规定值时，FR的常闭触点就会跳开，常开触点吸合。而当系统压力过高时，高压控制器P的触点也会跳开。因此，只要出现上述任意一种情况，就可使继电器J2的线圈通电。J2动作使S线电压为零，这时空调器不能正常工作，显示面板上就会出现故障提示。柜式空调器在制热运行时，也需要不定时的除霜来提高制热效果，要使空调器除霜运行，必须具备以下两个条件。

（1）室外热交换器管路温度低于(10℃。这时除霜控制器动作，继电器J1的线圈接在V和L两线之间。由于这两条导线的电压都是220V，两线之间并没有电压，所以J1线圈不通电。（2）制热运行50min以上。当这两个条件同时满足时，主控电路板发出指令使室内风机停转，四通阀断电，则V线电压变为零，因而J1的线圈通电，J1的常闭触点断开，使室外风扇也停止运转。此时，只有压缩机工作，空调器进入除霜运行。当室外热交换器管路温度回升使除霜控制器复位，或者除霜运行时间在10min以上时，主控电路板发出指令，室内风扇运转，四通阀通电，室外风扇也运转，空调器开始制热运行。在维修时，应先检测S线所处的状态。当S线电压为零时，就应该检查热继电器、高压控制器等保护装置是否动作。如果S线电压为220V，但空调器压缩机不工作，则故障很可能为交流接触器触点损坏。这在柜式空调器中比较常见，通常是由于电源电压过低引起的大电流或者触点频繁吸合、断开引起的拉弧烧毁触点。

4.7 空调器的安装为了保证空调器的安全运行，充分发挥空调器的制冷（热）能力和延长空调器的使用寿命，空调器无论是新装、还是拆下检修后重装，都必须进行正确的安装。
对电源线和地线的要求为了空调器的安全运行，安装空调器时对电源和地线都有具体要求。

（1）目前空调器的产品大多为单相电源，工作电流较大，电源线要使用专用动力线，不能使用照明线，否则大电流会使电源线过热烧毁，甚至引起火灾。若有多台空调器并联运行时，更要配以足够截面积的电源线，同时还要注意电路上三相负载的平衡问题。

（2）安装空调器必须可靠接地。目前，新建楼房一般都安装了公共接地线，或由供电部门专设了“保护接零”线。这种楼房的用户，只要把空调器电源线的三芯插头直接插进三芯插座即可。老式建筑物一般没有安装地线，必须自己安装地线。住在一楼的用户，可采用40mm×4mm的扁钢或50mm×50mm×4mm的角钢，埋入地下深1m左右，用接地线引入室内，装接三芯插座即可。如住高层，可利用自来水的金属管，作为安全接地保护。从自来水管上引出的接地线，要用接线卡子与水管卡牢，以保证良好的导电。而排水管、暖气管和煤气管绝不允许做接地线用。

窗式空调器的安装 1. 安装位置的选择窗式空调器的安装位置可根据房屋的结构、朝向、室内陈设等决定，可以安装在窗口，也可以采用穿墙的办法。安装方向以没阳光直射的位置为最佳，其中北面最好，东面较好，南面次之，若由于地理位置限制，只能在西面安装时，必须加装遮阳板。由于窗式空调器采用风冷式冷凝器，且位于空调器外侧，若阳光直晒冷凝器，则会使冷凝压力及温度升高，结果是压缩机制冷量减小，耗电量增大，负荷加大，电流也增加，长期过载，且过载保护器因长期频繁动作可能会使触点烧结，失去保护功能，从而导致烧毁压缩机。

遮阳板的位置，既要遮住直射阳光，又不能挡住空调器排出的热气流，使之畅通无阻地把热量散发到大气中去。国内有许多用户，出于保护空调器的目的，把空调器后部也盖住了，这是绝不允许的，它会使冷凝器热量散发不出去，致使空调器不能正常工作。空调器的安装高度以1.5~2m为宜，这样便于操作和维护，过高或过低还会影响冷、热气流的对流。此外，空调器应远离门，以减少开关门的振动的影响及冷气对外短路；要远离热源，如炉子、暖气。热源会使周围空气温度上升，造成冷却冷凝器的空气温度上升，影响冷凝器工作，使空调器制冷量下降，耗电量增加，一般若周围空气温度超过43°C ，空调器便不能工作。

要选择具有足够强度的、能承受机器重量的安全场所。不要把机器安置在有可燃性气体漏泄之处，以免空调器中的电火花引起火灾。若空调器用于空气中含有油分（包括机油）、临近海滩而含有盐分或临近温泉而含有硫分的空气环境，往往会引起故障。

2. 安装步骤和方法安装时应备有支架，以便于固定。室外部分应有遮阳防雨板，该板至少伸出空调器后部20cm左右。可按以下步骤进行安装。（1）做一个尺寸比空调器外形稍大的木模型，木框选用结实的木料。为防止振动和噪声，在木框与空调器接触部位衬以橡皮、海绵、泡沫塑料、毛毡类缓冲垫。

（2）在窗或墙上开稍大于木框外形尺寸的孔。在墙上打孔时先从四角开始，以免墙壁受伤，特别要保护室内的完整。砂浆外敷的硬墙可用金刚石削刀切割。若墙的厚度大于30cm，必须将遮住吸风百叶窗的砖墙削去以保证吸风通畅。对混凝土钢窗结构的楼房，不宜将空调器放在室内窗台上。这样做，冷却冷凝器的热气流可全部排至窗外，但两侧吸风百叶窗处于室内，则冷却冷凝器的空气来自室内。这对室温降低不利，而且浪费电力。安装时还应注意，若空调器后部有砖墙或其他障碍物，与空调器的后部距离应大于1m，以利于散热。

（3）用角钢或木条做两个三角形支架。支架一左一右安装在墙上，原则上要求水平安装，但为了有利于冷凝水流出室外，可略微向后倾斜。
（4）打开空调器的包装箱，检查主体、附件及备用件。拧下连接机壳和面板的螺钉，取下面板，把空调器底盘和主体向前拉出。将机壳放进安装框里，两侧的进风百叶窗必须露在墙外，并保持良好的通风。壳体四角的空隙，用泡沫塑料、海绵、毛毡类材料封严，然后用螺钉把壳体固定住，把空调器的主体推到固定好的壳体里面。

（5）大多数空调器在其背面的排水口上接排水管，把空调器析出的水引到适当的位置排放。 4. 7
（5）大多数空调器在其背面的排水口上接排水管，把空调器析出的水引到适当的位置排放。分体壁挂式空调器的安装分体壁挂式空调器室内机组挂于壁上，富于装饰性。其室内机组和室外机组连接管如图4.77所示。一般随机备好连接管和电线（在5m以内），超过标准长度时需自配管件和导线，并按规定追加制冷剂。

图4.77 分体壁挂式空调器的连接 1. 室内机组 2.室外机组 1.1联按螺母 1.2蒸发器 1.3风扇 2.1毛细管 2.2风扇 2.3冷凝器 2.4储液筒 2.5压缩机 2.6三通阀 2.7双向阀（或三通阈）

1. 选择室内机组的位置室内机组悬挂在阳光照射不到的地方，高度以离屋顶0
1. 选择室内机组的位置室内机组悬挂在阳光照射不到的地方，高度以离屋顶0.1m处为佳。应安装在坚固的墙面上。在木板墙或石膏板墙上安装时需自配管件和导结，要事先弄清墙内的木龙骨，若木龙骨的间距过大，可在木龙骨间另外加设方木。安装处要能承受装置的重量，并有足够的强度。安装地点要尽量靠近电源和室外机组，以减少接管和接线的长度。要考虑冷凝析水的方便，要给维修和清洗空气过滤器以一定的空间，如机组前不应有障碍物。空调的位置应使室内形成合理的空气对流，即能使冷气吹到房间的各个角落。机组送风口不要直接向人吹风。在送风口和吸风口周围，不应有妨碍通风的障碍。

2. 选择室外机组的位置室外机组是空调器的压缩机、风扇等所在处，安装的位置既要牢固、防震，又要通风良好，要放置在阳光不直接照射、远离热源及可燃气体泄漏的地方。安装时其周围要留有一定的空间，空气进出口要有足够的宽度，不妨碍通风。要保证冷凝析水顺利排出。

3. 安装的步骤和方法当空调器直接安装在墙面上时，要准确找好墙内的支柱和龙骨。若安装在混凝土墙上，需要预埋螺钉，然后利用空调器安装面板上已开好的孔洞进行固定。若为一般砖墙，可按照安装面板上的孔洞位置，在墙上做好标记，然后在墙上用钻钻出孔洞，塞上木塞，最后用木螺钉拧入固定好的面板。在固定好安装面板以后，即可将室内机组悬挂在上面。悬挂时，通过面板的中央孔，绑上线和重锤，用来找水平。室外机组的固定和室内外机组管的连接方法与分体落地式空调器的安装方法相似。

4. 试机在全面检查机组制冷系统和电气接线无误后，全部打开粗、细管阀门，启动机组，检查漏点以及有无强烈振动、异常声音。有条件的，应测压力、温度、电流等值是否正常；试验排水是否正常；听一下电磁阀及制冷剂回流声；触摸回气管、排气管、压缩机部件的冷热程度；全部取掉面板和过滤网，可以观察到蒸发器及毛细管的析水挂霜情况。

框式空调器的安装 1. 选择安装位置 * 室内机组应远离热源，避免阳光直射； * 室内外机组应尽量靠近； * 进排风应畅通无阻； * 要考虑室内、室外机组地脚固定及减震的措施，并注意安全。

2. 安装方法确定安装位置后，应根据实际情况确定连接管、导线、排水管是从左侧、右侧还是背面走向室外。确定打孔位置，墙孔应向外倾斜，以使排水畅通。室内、室外机组之间的制冷剂管道、排水管、导线捆在一起，注意让排水管在最低位置，以利排水。不应使管道严重变形。室内机组要固定牢靠，机组上部一般有随机配带的安装板，使之与墙固定，机组下方可制作一个支架，利用下部的安装板与机组螺钉固定。室外机组在选定位置以后，要做好安装底座，可用厚木板或工字钢做底座，用螺钉或射钉枪及膨胀螺栓等固定在机组的底座上。

室内外机组的连接管道和电线需穿墙而过时，必须在墙壁上穿孔。首先在安装板的切口部分，确定墙上的开孔位置。上下位置可以通过切口上面的箭头标记而确定，左右位置可由切口部分的中央位置确定。在确定位置后，可用电钻在墙上打孔，孔洞要有一个由内向外的倾斜坡度，便于冷凝析水排出。墙洞打好后，可将原机所带的塑料螺纹圆形套筒插入，以保护内部通过的管道和导线、排水管等。若原机没有带穿墙塑料圆形套筒，可选用其他塑料套筒代用。绝不允许不加套筒穿墙安装，因为在没有套筒保护的情况下，室内外机组的连接管道和导线会受到损坏。

连接管道可从背后、左右、下侧等不同方向引出。从背后引出时，先用胶带将制冷剂管路、排水管和电线固定好。排水管一定要放在制冷管的下部。若从左右两侧引出，可先将机壳两侧下部有切口的部分切下，以使管道能从左右两侧弯曲引出，冷凝水管不要放在制冷剂管下部，以防挤压，可并行放置，这点与背后直接引出式不同。用毛毡包带或泡沫塑料带将管道、排水管牢固地包扎起来。包带缠绕交叠部分的宽度应不少于包扎带宽度的一半。包扎带的末尾端部，要用布带紧紧捆牢。

室内外机组有两支制冷剂管道需现场连接，粗管为低压管（气管），细管为高压管（液管）。接管时，先将原机所带的制冷剂管慢慢展开，要旋转展开而不要反复弯曲、修直，以免将管子压扁、拆裂。用快速连头连接时，一定要准备专用的转矩扳手。转矩扳手的规格要与制冷剂管的管径相匹配。连接时，先去掉接头上的防尘盖，确实将两个接头主体的中心对准，然后进行连接，连接必须一次成功，否则会无法使用。

先从低压管（粗管）连接，连接时要用两只扳手，一只是活扳手或死扳手，一只是转矩扳手。一只手用扳手将管接头卡紧不动，另一只手用转矩扳手操作，不断地均匀用力转动，当听到“咔咔”声时，即表明已紧固完毕。高压管（细管）的接头连接方法与低压管（粗管）的连接方法相同。在接头紧固之后，可用肥皂水涂抹在接头处检漏。若有泄漏，可听到“丝丝”声和看到气泡。表明接头不严，应重新紧固。若接头连接良好，应立即将其保护包扎起来。可用原机所带的隔热材料，也可用泡沫塑料带包扎，然后用胶带绕紧缠牢。排水管一般先用塑料软管，有的则需要安装时自备。为保证排水通畅，必须使之向下倾斜，不允许有存水弯。

为管端扩口。先用管道切割机切割管子，并锉平端面，把联接螺母套进铜管。扩口时，管端离扩口板高度为0
为管端扩口。先用管道切割机切割管子，并锉平端面，把联接螺母套进铜管。扩口时，管端离扩口板高度为0.5~1mm，可得到光滑整齐、厚薄均匀的喇叭口。室内、外机组安装固定后即进行管道连接。管道连接完毕必须通过控制阀门的开闭，利用室外机组的制冷剂来排除室内机组及连接管道中的空气。运行前，必须把控制阀门的两个阀全部打开，使制冷系统的通道畅通。接通电源，在制冷运转方式下运行，观察室外机组的散热情况。15min后，再检查室内外机组的排进气温差是否大于8°C。有条件的，安装完毕时应向蒸发器的凝析水接水盘中注入一些水，观察排水是否通畅。确认安装完成后，用油灰将墙上洞孔缝隙充填好并用夹具将管道固定。

柜式空调器多采用380W三相四线制供电。在施工中要注意周围的条件（温度、湿度、阳光、雨水）不要太恶劣；进线的截面积要考虑电压降的因素，应选择较大一些的；接地线要连接到室内及室外机组；要严格按照技术标准施工，相序不得接错。 3. 试机试机方法及要求与分体壁挂式空调器相似。

4.8 变频空调器变频方式和控制原理变频空调器是新一代家用空调产品。目前大多数的家庭空调器，还是以开关方式控制压缩机的启动和运转，也就是说压缩机要么以固定转速运转，要么停止。这种空调器可以称为传统空调，或定频空调、恒速空调。而变频空调器采用变频调速技术，它与传统空调器相比较，最根本的特点在于它的压缩机转速不是恒定的，而是可以随运行环境的需要而改变，所以空调器的制冷量（或制热量）也会随之变化。为了实现对压缩机转速的调节，变频空调器机组内装有一个变频器，用来改变压缩机和风扇电机的供电频率，控制它们的转速，达到调节制冷量的目的。所以，装有变频器的空调器称为变频空调器，能改变输出电源频率的装置称为变频器。目前，在变频式空调中变频方式有两种：交流变频方式和直流变频方式。

1. 交流变频交流变频的原理是把220V交流市电转换为直流电源，为变频器提供工作电压，然后再将直流电压“逆变”成脉动交流电，并把它送到功率模块（晶体管开关等组合）。同时，功率模块受电脑芯片送来的指令控制，输出频率可变的交流电压，使压缩机的转速随电压频率的变化而相应改变，这样就实现了电脑芯片对压缩机转速的控制和调节。采用交流变频方式的空调器压缩机要使用三相感应电机，才能通过改变压缩机供电的频率，来控制它的转速。交流变频过程的原理框图如图4.78所示。

在变频过程中，空调器为了使制冷或制热能力与负荷相适应，它的控制系统将根据从室内机检测到的室温和设定温度的差值，通过电脑芯片运算，产生运转频率指令。这个频率可变的运转指令，通过逆变器产生脉冲状的模拟三相交流电压，加到压缩机的三相感应电机上，使压缩机的转速发生变化，从而控制压缩机的排量，调节空调器制冷量或制热量。

图4.78 交流变频过程的原理

2. 直流变频直流变频空调器同样是把交流市电转换为直流电源，并送至功率模块，模块同样受电脑芯片指令的控制，所不同的是模块输出的是电压可变的直流电源，驱动压缩机运行，并控制压缩机排量。由于压缩机转速是受电压高低的控制，所以要采用直流电机。直流电机的定子绕有电磁线圈，采用永久磁铁作转子。当施加在电机上的电压增高时，转速加快；当电压降低时，转速下降。利用这种原理来实现压缩机转速的变化，通常称为直流变频。实际上，正因为这种空调器压缩机是直流供电，并没有电源频率的变化，所以严格地讲不应该称为“直流变频空调器”，而应该称为“直流变速空调”。由于压缩机使用了直流电机，空调器更节电，噪声更小，但这种压缩机的价格要高一些。

3. 变频空调器的控制系统变频空调器的控制系统采用新型电脑芯片，整个系统电路结构如图4
3. 变频空调器的控制系统变频空调器的控制系统采用新型电脑芯片，整个系统电路结构如图4.79所示。从图中可以看出，变频空调器的室内机和室外机中，都有独立的电脑芯片控制电路，两个控制电路之间有电源线和信号线连接，完成供电和相互交换信息（即室内、室外机组的通信），控制机组正常工作。

图4.79 变频空调器的控制系统

变频空调器工作时，室内机组电脑芯片接收各路传感元件送来的检测信号：遥控器指定运转状态的控制信号、室内温度传感器信号、蒸发器温度传感器信号（管温信号）、室内风扇电机转速的反馈信号等。电脑芯片接收到上述信号后便发出控制指令，其中包括室内风机转速控制信号、压缩机运转频率的控制信号、显示部分的控制信号（主要用于故障诊断）和控制室外机传送信息用的串行信号等。

同时，室外机内电脑芯片从监控元件得到感应信号：来自室内机的串行信号、电流传感器信号、电子膨胀阀温度检测信号、吸气管温度信号、压缩机壳体温度信号、大气温度传感信号、变频开关散热片温度信号、除霜时冷凝器温度信号等8种信号。室外电脑芯片根据接收到的上述信号，经运算后发出控制指令，其中包括室外风扇机的转速控制信号、压缩机运转的控制信号、四通电磁阀的切换信号、电子膨胀阀制冷剂流量控制信号、各种安全保护监控信号、用于故障诊断的显示信号、控制室内机除霜的串行信号等。与传统空调器的控制系统相比较，可以看出变频空调器的传感器、检测信号项目更多，监控也更全面、更准确。因而变频空调器具有独特的运行方式和众多的优点。

变频空调器的特有元器件 1. 功率变频模块变频空调器要使压缩机转速连续可调，并根据室内空调负荷而成比例变化。当需要急速降温（或急速升温），室内空调负荷加大时，压缩机转速就加快，空调器制冷量（或制热量）就按比例增加；当房间到达设定温度时，压缩机随即处于低速运转，维持室温基本不变。这就向压缩机的供电方式和供电器件提出了新的要求。

目前变频空调器使用最多的是功率晶体管组件，通过PWM脉冲控制，实现对压缩机的交流变频供电方式。功率晶体管组件也称功率变频模块，它的外形和电路原理如图4.80所示。图中的功率晶体管PWM脉冲共同控制各晶体管依次通断。PWM脉冲是间隔很小的多个脉冲，它和矩形开关脉冲组合，形成良好的正弦波形，用来推动三相感应电机转动。功率晶体管组件中有6只晶体管，开关脉冲依次控制它们的通断，切换一次后，电机就转动一周。如果每秒钟切换90次，则电机的转速为90r/s，也就是5400r/min。开关脉冲频率越高，电机转动越快。

图4.80 功率晶体管组件工作示意图

2. 变频压缩机变频式空调器中使用的变频压缩机，其转速是随供电频率而变化的，所以压缩机的制冷量或制热量均与供电频率成比例地变化。这样，压缩机可以在较低的转速下，在较小的启动电流下启动。之后依靠连续运转时转速的变化，使其制冷量或制热量发生变化，以便和房间负荷相适应。因此，变频空调器启动后，能很快地达到所要求的房间温度，之后又能使室内温度变化保持在较小的范围。

变频压缩机和传统空调器的压缩机的结构不同，有专门的生产型号和规格。变频压缩机也采用全封闭结构，设计上能保证在高转速和低转速时都有良好性能。例如日本三菱公司生产的旋转活塞式压缩机，采用圆环形排气阀，通道面积大、阻力损失小。新型的双气缸压缩机和变频电动机结合使用，能发挥更大的效能。在高转速时，能增大润滑油循环供应量，以适合活塞高速运转摩擦增大的需要，并降低了噪声。压缩机还采用优质材料，以避免长时间高速运动造成的疲劳损耗，同时还要避免低速运转时可能出现的共振现象。变频压缩机的优点如下。

（1）在频率变化时，变频压缩机的制冷量或制热量变化范围大。能很好地适应空调房间因室外气温变化时引起的负荷变化的要求。特别是冬季严寒季节，房间温度低、散热量大的情况下，变频压缩机可以高速运转，使空调器产生较大的制热量，维持舒适的供暖室温。此外，变频压缩机启动后高频运转，可以使房间温度很快升高。（2）在低频率下运转时，变频压缩机的制冷能效和供暖性能系数显著提高。因此，变频压缩机比传统压缩机开关运转方式能节省电力消耗，根据统计，节能在30%以上。

3. 电子膨胀阀空调器制冷循环系统中，常用的节流方式有毛细管节流和电子膨胀阀节流两种。毛细管的结构简单、价格低廉，但缺点是当机组的工作状态发生变化时，适应能力较差。变频压缩机的特点是制冷或制热能力会在较大的范围内变化，所以都采用电子膨胀阀控制流量的方式，使变频压缩机的优点得到充分发挥。电子膨胀阀节流的变频空调器，它的室外电脑芯片根据设在膨胀阀进出口、压缩机吸气管等多处温度传感器收集的信息，来控制阀门的开启度，随时改变制冷剂流量。压缩机的转速与膨胀阀的开启相对应，使压缩机的输送量与通过阀的供液量相适应，蒸发器的能力得到最大限度的发挥，从而实现对制冷系统的最佳控制。采用电子膨胀阀作为节流元件的另一优点是没有化霜烦恼。利用压缩机排气的热量先向室内供热，余下的热量输送到室外，将换热器翅片上的霜融化。这一先进的“不停机化霜”技术，已在新型变频空调器中采用。

变频空调器的使用 1. 充分发挥省电节能优点节约电能是变频空调器的突出优点。例如KFR—28GW/BP型直流变频空调器一周内每天开机4h，每月平均用电约120度，而相同功率的普通（定速）空调器，在相同使用条件下每月用电量达270度左右。变频空调器节电特点体现在以下几个方面。

（1）变频空调器的压缩机只在短时间处于高频、高速、满负荷运行状态，而长时间处于低频、低转速、轻负载状态下工作。在此状态下压缩机的制冷量变得很小，而室内换热器与室外热风热面积并不改变，因此，室内外热交换效率都大大提高。此时空调器制冷/制热能效比极高，达2.8:3.3左右，这与开机时间长，开停频繁的普通定速空调器相比，节电效果十分显著。根据测定，变频空调器启动最初阶段，压缩机以高出额定功率16%的高速运转，当室温达到设定温度后，则以只有50%的小功率运转，不但能维持室温恒定，而且还节约电能。当室温与设定温度之温差较大时，变频器自动地增大压缩机电源的频率（最大可达120Hz），提高压缩机的转速，在极短的时间内使室温达到设定的温度。

（2）传统空调器由交流电网直接供电，启动电流较大，约为额定电流的5倍以上。而变频空调器软启动，压缩机以低速小电流启动，启动功耗小。变频空调器运行中，没有频繁的启停，更降低了压缩机启动期间的冲击电流。（3）变频空调器在制冷系统中采用了电子膨胀阀节流，可以配合压缩机随时调节供液量，使空调器始终工作在高效运行状态下，提高了制冷或制热量，达到节电目的。变频空调器的这一特点在冬季供暖时更为明显。在供暖刚开始时，压缩机以最高频率运转，急开式电子膨胀阀的开度也随之变大，一般房间室温从0℃上升到18℃只需18min，而传统空调器冬季供暖时得到同样升温效果却需要40min。

（4）变频空调器室内风扇电机采用永磁无刷直流电机，脉冲宽度调制方式，速度分为7级，功率由普通空调的30W左右降至8～15W。（5）传统空调器除霜方式运转时要中断5～10min供暖，因此室温受到干扰会降低6℃左右，但变频空调器却没有这种缺陷。变频空调器室外换热器采用不间断地运转方式除霜，在室外温度为0℃以下时，空调器尚能保持较高的供暖能力。（6）采用直流变频技术的新型空调器没有逆变环节，比交流变频更省电。它采用无刷直流电动机。定子为四极三相结构，转子为四极磁化的永磁体，比交流变频压缩机更省电。

2. 避免长时间高负荷使用变频空调器在刚开机时，机组通常先以20～30Hz低频速运转状态启动，然后很快从低速转入高速运转状态，使房间迅速达到设定温度。在随后较长的时间范围内，压缩机处于低运转状态，以维持室温。只有在室温或设定温度发生明显的变化时，压缩机再进入高频高速状态工作。由于机组大部分时间工作在低频低速状态，室内温度恒定，所以比较节能。

要尽量避免变频空调器长时间高负荷运行。因此，在空调器选购时就应注意，如1匹的变频空调器，只适合不大于14m2的房间使用，同时不要将温度设置过低。注意不要用变频空调器的最大制冷量做仅限选用标准。因为变频空调器并不能长期工作在最大制冷量状态，它的最大制冷量仅限于在特定面积的房间里短时间运行。如果不注意这些使用特点，房间大而制冷量小（例如16～18 m2房间安装1匹的变频空调器）或者在制冷时设置的温度过低，可能使压缩机一直处于高负荷下工作，长时间高速运转，它的变频调速优点就不能体现。另外，使用变频空调器时应注意，如果每次使用时间很短，例如数十分钟，也难以达到理想的节电效果。

3. 尽量设定“自动”挡运行变频空调器控制系统中，设置了多路环境检测监控功能，有很强的自动调控能力。在使用中，用户应充分利用这一优点，尽量将空调器设定在“自动”挡运行，能得到更完美的使用效果。

4. 利用电网适应能力变频空调器对电网电压适应性很强。实践证明，变频空调器在供电电压160～250V之间都能可靠地工作，这大大超过了国家标准规定的198～242V市电电压波动范围，更适合在电网供电品质较差地区使用。这是因为变频空调器没有启动电流对电网的频繁冲击，减少了对电网供电质量的干扰。另外，变频空调器压缩机供电频率是内部控制电路决定的，与供电电源无关。变频空调器长时间工作在低于额定值的状态，压缩机的机械损耗减小，又避免频繁的大电流冲击，能延长压缩机使用寿命，可靠性亦大为提高。

变频空调器的发展（1）发展。目前市场上供应的变频式空调器的品种和款式较多，同时不断有新产品问世。日本各大公司如日立、松下、三洋、夏普、东芝等空调企业，早在20世纪80年代初已相继将变频技术应用在家用空调器上，到了20世纪90年代其占有量已达95%以上。另外，变频技术已从交流式向直流式方向发展，控制技术由脉冲宽度调制（PWM）发展为脉冲振幅调制（PAM）。根据空调发展趋势，由于PWM控制方式的压缩机转速受到上限转速限制，一般不超过7000r/min，而采用PAM控制方式的压缩机转速可提高1.5倍左右，这大大提高了制冷和低温下的制热能力，所以采用PAM控制方式的变频空调器是今后国内外空调器发展的主流。

（2）产品介绍。各种品牌的变频空调器主要结构与功能大同小异，仅在使用的材质、器件，采用技术与款式上有所区别。近年国产海信牌变频空调器推出一系列新产品，其中的“工薪空调”更是市场畅销。海信变频空调器采用双转子式压缩机，平衡性好、噪声低（低速时30dB）。工作频率可在15～150Hz范围内，压缩机转速可在850～8500r/min范围内连续变化，可高速运转，迅速制冷制热，实现智能变频，制冷制热范围大（制冷400～3800W，制热300～6500W），能效比可达2.85:3.5。表4.2、表4.3中列出的几种变频空调器，占领市场比较早，有较大的社会保有量，厂家生产技术也比较成熟。

表4.2 国产变频空调器介绍型号规格技术方案上海—夏普AY-26EX 1HP冷暖型上海—夏普AY-36FX
表4.2 国产变频空调器介绍型号规格技术方案上海—夏普AY-26EX 1HP冷暖型上海—夏普AY-36FX 1.5HP冷暖型海信KFRP-35GW 日本三洋电机春兰KFR-70LW/BPD 3HP冷暖型柜机春兰KFR-65GW/BP3 冷暖、一拖三型科龙KFR-28BP 1.25HP冷暖型海尔KFR-36GW/BP 2HP冷暖型日本三菱电机海尔KFR-28BPA 海尔KFR-20BP2 0.7HP2冷暖型美的KFR-48GW/BPY 日本东芝上海—日立KFR-28GW/BP 直流变频1.25HP冷暖型日本日立

表4.3 进口变频空调器介绍型号规格三菱SRK-28G2 1HP冷暖型东芝TOSVERT-130GI 大金日本H系列
表4.3 进口变频空调器介绍型号规格三菱SRK-28G2 1HP冷暖型东芝TOSVERT-130GI 大金日本H系列一拖多联系列三菱MSZ-J12QV-MVZ-J12QV 松下G90 1HP冷暖型松下G120 1.5HP 日立RAM-103CNM2 一拖二冷暖型

变频空调器电路分析 1.海尔分体壁挂式变频空调器海尔变频分体壁挂式空调器在市场上有多种型号，主要有KFR—20GW/BP、KFR—28GW/A(BP)、KFR—32GW/BP、KFR—36GW/BP、KFR—40GW/BP和带有负离子发生器的健康型空调器等。这里以KFR-36GW/BP型机为例。变频空调器的室内机和室外机各有一块控制板，它们不但有独立的电脑芯片构成控制系统，还通过电缆连接。两块控制板之间从通信端口互相发出控制指令，室内机可以控制压缩机的开停，室外机也要向室内机发回信息，反映机组运行状态。这与普通空调器有很大区别。

（1）室内机的控制电路。变频空调器的室内控制电路与普通空调基本相同，区别在于没有对压缩机和室外风扇的控制功能，而增加了与室外机通信回路，以实现内外机组正常联络。海尔KFR—36GW/BP交流变频空调的控制系统，由主控制板、室温传感器、室内热交换传感器、显示板、导风板、步进电机和晶闸管调速风机组成。控制电路结构如图4.81所示，它的电源电路和输入电路与普通空调器完全相同，这里重点介绍它的风扇控制电路和遥控、显示电路。

图4.81 室内控制系统电路结构

① 风扇驱动控制电路。室内风扇控制电路如图4
① 风扇驱动控制电路。室内风扇控制电路如图4.82所示。室内风扇电机从插件CN302接出，C304为内风机的运行电容，风扇选用交流220V晶闸管调速电机，它的工作由光电耦合器Q301控制，驱动信号来自电脑芯片。风扇电机运转状态由电机内的霍尔传感器检测，检测到的感应脉冲信号经R9、C3整形，送到电脑芯片处理。 ② 遥控接收及显示电路。这两部分电路由插件CN1接入系统，如图4.83所示。遥控接收信号经R114和C113整形滤波，消除干扰杂波后，送往电脑芯片处理。

图4.82 室内风扇控制电路

图4.83 室内遥控及显示电路

空调器室内机有3个指示灯。黄绿双色灯是电源接通指示同时作为遥控开机指示，在电源接通时呈黄色，开机后转为绿色。当室内机发生故障时，它开始闪烁，起到故障显示作用。黄色灯为定时开/关指示，也称睡眠指示灯，它在室外机发生故障时闪烁，作为故障显示。绿色灯为运行指示，室外机电源接通后点亮。个指示灯采用3只发光二极管，分别由BG102、BG103、BG104三只开关管驱动。负离子灯另外由负离子开关电路控制。海尔KFR—36GW/BP变频分体壁挂式空调器室内机控制系统的布线结构如图4.84所示。

图4.84 室内机控制系统的实际布线

（2）室外机控制电路。室外机控制系统由软启动电路、整流滤波电路、电抗器及主控制板、功率模块、室外温度传感器、管温传感器、压缩机湿度传感器等部件组成，它的电路结构如图4.85所示。

图4.85 室外机控制系统结构

① 主电源电路。变频空调器的室外机电源与普通空调器差别较大。由于室外机的主电源电路要为变频功率模块供电，因此电路形式与功率模块的型号有关，不同类型的变频空调电源电路也有所不同。变频空调器的功率模块有两种，一种功率块内部带有开关电源，当加上310V直流电源后，可输出5V、12V电压，多用于变频“一拖二”机；另一种功率模块中不带开关电源的，需要外部另设电源提供多路高低电压。海尔变频分体壁挂式空调器室外机主电源电路如图4.86所示。使用的是第2种变频模块，为了保证模块及控制板的供电，不仅在室外机中设有310V的主电源，为变频功率模块和开关电源供电，为了保证空调器的正常工作，室外机还设置了软开机电路、功率因数提升电路和过电流检查电路。

1）软开机电路。它由PTC和功率继电器等组成，其中PTC为正温度系数的热敏电阻，在正常温度下的阻值为30～50(。开机时，由于PTC的限流作用，既减小了开机时对电网的冲击，也保护了主整流桥。整流滤波后得到的310V直流电源为开关电源供电，开关电源输出12V电压为功率继电器供电，使继电器吸合，将PTC短路，使主电源电路直接与220V市电相通，以保证空调器正常工作。 2）功率因数提升电路。它由电抗器和两只整流二极管组成。其中电抗器的直流电阻小于1(，整流二极管为正向连接，对直流电路基本没有影响，但对交流电来说却减小了电压与电流的相位差，提高了空调器的功率因数。同时，电抗器与滤波电容组成滤波器，使输出的直流电更加平滑。主电源回路中增加功率因数提升电路后，使变频空调器的无功功率较小，减少了不必要的浪费。

3）过电流检测电路。为了防止空调器因工作电流过大而损坏，主电源电路中设置了过电流检测电路，它由电流互感器和整流桥等组成，将检测到的信号送入电脑芯片。由于互感器的输出电压与主电源的电流成正比，当空调器的运行电流超过由PL1设定的电流值时，电脑芯片便发出指令，使变频模块停止工作，保护了模块和压缩机。

图4.86 室外机主电源电路

② 开关电源。室外机开关电源电路如图4.87所示。CN401为室外机主电源经整流、滤波后的直流310V电源输入口。输入的直流电压经R1、R2和R3的分压后，再经R4、C1滤波，作为电源电压的取样值送往电脑芯片，供过、欠压保护电路参考。

图4.87 开关电源及电压取样电路

开关电源的主要作用是提供功率模块用的4路15V直流电源及控制板上继电器和部分IC用的12V驱动电源，并作为控制板上的电脑芯片和部分IC用的5V直流电源。为保证电脑芯片可靠地工作，5V电源由三端稳压器7805提供。开关电源工作时，310V直流电源通过R402向开关管BG2基极供电，由于开关变压器T3初级线圈的反馈作用，电路频率产生20kHz左右的振荡，开关变压器的次级即输出需要的感应电压。稳压管D401可为BG2提供基准电压，从而使输出的电压基本稳定。

③ 电脑芯片电路。室外机主控制电路如图4.88所示。与室内机一样，电脑芯片也需要有供电、复位和时钟振荡电路提供工作保证。5V电源从芯片54脚输入，而由集成块D600向25脚送入复位信号，时钟振荡则由26脚、27脚外接元件完成，频率为4MHz。室外机控制输入信号包括：3路温度检测信号、过流保护信号、电源电压取样信号、通信信号。其中3路温度检测信号都采用热敏电阻作为传感器，并将检测信号电压加到电脑芯片的14脚、16脚。检测点温度升高时，热敏电阻的阻值减小，传感电压随之降低。过流保护信号来自电流检测电路，由电脑芯片18脚输入；电源电压采样信号来自于分压电路，由17脚输入；通信信号由63脚输入。这些信号送进电脑芯片后，通过内部运算，由输出电路发出指令，控制相应的电路工作。

输出控制电路包括：控制变频功率模块工作的6路变频信号、控制四通阀和外风扇电机运行的信号、软启动电路的继电器控制信号及通信输出信号等。其中，6路变频信号由电脑芯片4脚、9脚输出，直接控制压缩机的开停和运转频率；控制四通阀、外风扇电机、软启动继电器工作。功率因数提升电路由电抗器的3路信号，送到2003反相驱动器，分别驱动相应的继电器，以实现预定的运行功能。

图4.88 室外机主控制电路图

图4.89 室外机的实际布线图4.89所示是海尔KFR—36GW/BP型变频空调室外机的实际接线图，供维修时参考。

④ 室内、室外机的通信回路。变频空调器室内机与室外机之间的通信，采用的是将信号送加在电源线上的双向串行通信方式。这种通信方式又分为两种，一种是室内机与室外机同时通信，另一种是室内机与室外机分时通信。海尔KFR—36GW/BP变频空调器采用分时通信方式。该机的通信电路如图4.90所示。室内机与室外机各有4个接线端子，称为1号线、2号线、3号线和地线。其中1号线、2号线为220V电源供电电线，3号线为通信信号传输线（通信线），地线在图中未画出。

由图可见，空调器室内外机的通信是由各自的电脑芯片通过光电耦合器完成的。IC2与IC3配合完成室内机向室外机发送信号，IC4与IC1配合完成室外机向室内机发送信号。这种电路充分利用交流电的正负半周电流方向不同这个特点，正半周由室外机向室内机发信号，而负半周由室外机向室内机发送信号，这就是分时通信方式。由于变频空调器的特殊设计，实现了单线双向通信。该通信电路的特点是将小信号叠加在220V的交流电上进行，这种方式传输可靠，但存在电路复杂、易受干扰的缺点。

图4.90 变频空调器通信电路

由于空调器室内机与室外机通信是每时每刻都在进行的，当电路通信正常时，用万用表测量接线端子的1、3端之间和2、3端之间电压，读数都应在100V左右，而且表针有明显的抖动。这是判断控制系统通信是否正常的可靠办法，如果测量时表针不动，或电压读数偏离较大，则可判断空调器通信不良。由于变频空调器的通信电路较复杂，是故障多发部位，所以设计时分别设置了室内机与室外机通信电路的自检功能。检修时如果怀疑通信电路有问题，可以启动其自检功能，根据自检结果判断故障所在。

室内机通信电路自检方法是，拆下3号线，并用导电线将1号线与3号线短路连接在一起。通电后按下应急开关，如果室内机通信电路正常，室内机的3个指示灯应都点亮，室内风扇运转，导风板摆动。这时拆下短路线，按应急开关没有反应；再将1、3号线短接一下后断开，按应急开关，内机停止运转。检测时，若不能完成这些操作，说明内机通信电路或其他相应电路有故障。室外机通信电路自检方法是：拆下3号线，用导线将1号线、3号线短路连接。通电后，室外机四通阀吸合，压缩机和风扇电机运转，处于制热状态；此时将1号线与3号线断开，四通阀失电，电路转入制冷运行。若室外机能完成这些操作，说明室外机通信功能正常，否则表明室外机通信电路或相关部件有故障。

2. 海尔柜式变频空调器 KFR—50LW/BP“金元帅柜机王”是海尔变频柜机的代表机型，它的控制电路和变频原理也用在KFR—25GW/BP×2（F）、KFR—50LW/BPF等机型上，相关电路基本相同。海尔柜机的室内机和室外机有各自的控制电路，两者通过电缆和通信线相联系。室内机控制电路采用的电脑芯片型号为47C862AN-GC51，室外机则使用C9821K03。

（1）电脑芯片47C862AN—GC51。室内机控制电路采用变频空调专用电脑芯片47C862AN-GC51，该芯片内部除了写入空调器专用程序外，还包含有电脑芯片、程序存储器、数据存储器、输入输出接口和定时计数器等电路，可对输入的信号进行运算和比较，根据结果发出指令，对室外机、风扇电机和定时、制冷制热、抽湿等电路的工作状态进行控制。电脑芯片47C862AN-GC51的主要引脚功能如下。

① 35脚、64脚为电脑芯片供电端，典型的工作电压为5V。 ② 32脚、33脚、34脚、39脚、48脚、60脚为接地端。 ③ 31脚是蜂鸣器接口。芯片每接到一次用户指令，31脚便输出一个高电平，蜂鸣器鸣响一次，以告知用户该项指令已被确认。若整机已处于关机状态，遥控器再输出关机指令，蜂鸣器不响。 ④ 36脚、37脚、38脚是温度采集口，其中36脚、37脚为室内机热交换器温度检测输入口，38脚为室内温度检测输入口。 ⑤ 复位电路由IC103、R101、D101、C103、C109等元器件构成。复位信号送到芯片20脚，低电平有效。空调器每次上电后，复位电路产生一低电压，使电脑芯片内的程序复位。当空调器正常工作时，20脚为高电平。

⑥ 62脚为开关控制口（多功能口），低电平有效。62脚在低电平时，56脚输出一个高电平，点亮电源指示灯LED1，同时电脑芯片执行上次存储的工作状态。若为初次上电，用户没有输入任何指令性，电路执行自动运行程序，即空调器在室内温度大于27℃时，空调器按抽湿状态运行。按下电源开关，使该脚持续3s以上高电平，蜂鸣器连响两下，空调器即可进入应急运行状态。 ⑦ 红外线接收器收到控制信号后，从6脚输入电脑芯片，与温度检测元件采集的数据一起控制空调器的运行状态，完成遥控信号的接收。

⑧ 56脚、57脚、58脚是显示接口，高电平有效。56脚为电源指示灯接口，57脚为定时运行指示端口，58脚为运行指示端口。室内机正常运行时，点亮运行指示灯LED3。 ⑨ 电脑芯片的时钟频率由6MHz的晶振产生，它通过芯片18脚、19脚内部电路共同产生时钟振荡脉冲。 ⑩ 2脚、4脚、10脚、11脚、12脚为驱动接口，实现空调器各主要功能的驱动，各接口均为高电平有效。其中2脚控制室外机供电继电器SW301；4脚控制步进电机，带动导风板，实现立体送风；10脚为室内风扇电机低速挡控制端；11脚为中速挡控制端；12脚为高速挡控制端。

（2）电脑芯片9821K03的功能。室外机控制系统采用海尔变频空调器专用的大规模集成电路9821K03（或98C029）。这种电脑芯片具有温度采集、过流、过热、防冷冻等保护功能，还可以输出30～125Hz的脉冲电压驱动压缩机，使空调器制冷功率从1HP升高到3HP。应急运转时，输出固定60Hz驱动信号，使压缩机按这个频率定速运转，这时可以开展压力、电流测量等检修工作。9821K03电脑芯片的主要引脚功能如图4.91所示。

图 K03的主要引脚功能

9821K03在室外机控制电路中，收到室内机传送来的制冷、制热、抽湿、压缩机转速等控制信号，经分析处理发出指令，驱动室外风扇电机、四通阀相应动作，并通过变频器调节压缩机电机的供电频率和电压，改变压缩机的运转速度，同时也将室外机运行的有关信息反馈给室内机。

（3）室内机控制电路原理。室内机控制电路如图4
（3）室内机控制电路原理。室内机控制电路如图4.92所示。整个电路可以分成电源供给、电脑芯片工作保证、检测传感和驱动电路几部分。空调器工作时，市电网的220V交流电压加到室内机的接线端子排座CN5。电源变压器初级从CN5上得到220V交流电源，次级输出13V的交流电压，经二极管D204～D207整流，C214滤波后，得到12V的直流电压。该电压一路给IC102、微型继电器SW301～SW30和蜂鸣器供电，另一路经三端稳压器V202（7805）和C106稳压滤波后，得到5V电压，加到电脑芯片IC1（47C862AN-BG51）的64脚，作为工作电源。

电脑芯片的复位电路和时钟振荡电路是其正常工作的保障。复位电路由IC103（MC34064P5）等组成。电路刚刚接通时，IC103的3脚产生低电压复位信号，此复位信号送入IC1的20脚复位端，IC1开始工作。电路正常工作后，IC1的20脚为高电位。电脑芯片的时钟振荡脉冲由IC1的18脚、19脚外接晶振CR1101提供，脉冲频率为6.0MHz。当红外遥控器发出开机制冷指令后，红外接收器JR将遥控信号送入电脑芯片IC1的46脚，电脑芯片31脚输出高电平脉冲，驱动蜂鸣器发出“嘀”的一声，确认信号已经收到。同时，输入机内的遥控器温度设定信号与38脚送到的室内温度传感信号进行运算比较，若设定温度高于室温，电脑芯片将不执行制冷指令；若设定温度低于室温，电脑芯片发出指令，空调器开始制冷。

图4.92 室内机控制电路原理

空调器的室内送风强弱也由电脑芯片控制。风速设定为高速挡时，IC1的12脚输出高电平，加到反相器IC102的7脚。反相器是继电器SW301～SW305的驱动器件，此时从IC102的10脚输出低电平，SW303得电吸合，室内风扇即高速运转。与此同时，IC101的2脚输出高电平，送到IC102的5脚，经反相后从12脚输出低电平，SW301得电吸合，给室外机提供220V的交流电源。IC1还向室外机发出制冷运行信号，IC101的52脚输出高电平，点亮绿色运行指示灯LED3。设定功能后，IC1的4脚输出高电平，送到IC102的3脚，信号经过反相从14脚输出低电平，SW305得电吸合，驱动步进电机运转，实现立体送风。海尔KFR—50LW/BP变频柜机室内机控制板的实际接线如图4.93所示。使用时，注意不同部位使用的导线颜色，能很快弄清线路连接走向。

图4.93 海尔KFR-50LW/BP室内机控制板接线

（4）室外机控制电路工作原理。海尔KFR—50LW/BP变频柜机室外控制电路如图4
（4）室外机控制电路工作原理。海尔KFR—50LW/BP变频柜机室外控制电路如图4.94所示。 ① 电源电路。室外机电源从接线端子引入，220V交流电压经过压保护元件PTC1、整流器H（1）、H（2）整流滤波后，得到280V左右的直流电压。该直流电压经电抗器、电容器滤波后，一路给功率模块提供直流电源，另一路加到插件CN401的正端（CN401负端接地）。从CN401正端（见图左下角）又分为3路：一路经R1、R2、C404、R3、L3、R4降压成约8V左右的直流电压（称为电源值班电压），加到电脑芯片IC2的17脚，使芯片首先得电工作；一路进入开关电源电路，经开关变压器T1的1、2绕组加到开关管N2（C3150）的集电极；另一路经R402，为开关管N2的基极提供偏置电流，使它导通，开关管N2一旦导通，通过T1绕组的反馈作用使电路产生自激振荡，并从T1的次级感应出稳定的高频交流电压。开关电源提供的4路14V的直流电压经插件CN108给功率模块供电。从T1的8端产生的电压经D116、C412整流滤波成12V的直流电压，给微动继电器SW1～SW4和反相器IC1供电。

② 电脑芯片工作保证电路。电脑芯片IC2（9821K03）的工作电压来自开关电源。T1的6端感应出的交流电压，经D17、C413、三端稳压器7805、C106等整流稳压，得到5V稳定直流电压，给IC2等供电。 IC6（MC330）等组成的复位电路，由它的1脚将低电位复位信号送到电脑芯片IC2的复位端27脚。IC2开始工作后，27脚为高电位。IC2的30脚、31脚外接石英晶体，构成时钟振荡电路。时钟脉冲频率为10MHz。

③ 检测信号及控制指令电路。控制电路工作时，首先检测室外温度、压缩机温度及室外热交换器温度。如果检测数据不正常。通过串行通信接口向室内机发出异常信息，并显示故障报警。检测正常的话，则接受室内机传来的制冷命令，从IC2的52脚输出高电平给驱动集成电路反相器IC1的4脚，IC1的13脚变成低电平，使SW3得电吸合，短路电阻元件PTC1，以给功率模块提供大的工作电流。

图4.94 海尔KFR—50LW/BP变频柜机室外机控制电路

电路经延时后，IC2从55脚输出高电平，送到IC1的1脚，反相器IC1的16脚输出低电平，使
电路经延时后，IC2从55脚输出高电平，送到IC1的1脚，反相器IC1的16脚输出低电平，使 SW1得电吸合，室外风扇电机得电工作，以低速运转。同时IC2从4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚输出0～125Hz驱动信号给功率模块，使压缩机工作。电脑芯片工作时，若设定温度与室内温度相差较大，室内机电脑芯片向各室外机发出满负荷运转信号，空调器压缩机的输出功率即由1HP变到3HP，同时室外风扇电机自动变换成高速运转。室内机发出制热指令时，室外机IC2则从53脚输出高电平给IC1的3脚，IC1从14脚输出低电平，SW4吸合，电磁四通阀得电吸合，制冷剂改变流向，空调器以制热方式运行。与此同时，室外机电路板上的LED指示灯亮。

空调器工作后，电流检测元件CT由压缩机供电线路中取样，检测压缩机运转情况。电流检测信号送入IC2的18脚。若连续两次出现过流信号，电脑芯片则判断压缩机电流异常，立即关闭市外风扇电机和压缩机，并发出室外机故障信号到室内机，室内机关闭并显示故障报警。一般情况下，室外风机与压缩机同时启动，但延迟30s关闭。

（5）室内外机组的通信。室外电脑芯片IC2的63脚为通信信号输入端，1脚为通信信号输出端。这两个引脚的外接电路组成室外机通信接口，与室内机进行数据交换。室内机组与室外机组之间采用异步串行通信方式。空调器工作时，以室内机为主机，室外机为从机进行通信联系。控制系统的电脑芯片连续两次收到完全相同的信息，便确认信息传输有效。而连续2min不通信或接收信号错误的话，电脑芯片就发出故障报警并关停室外机和室内风扇电机。海尔KFR—50LW/BP机的室外机控制板接线如图4.95所示，可供修理员参考使用。

图4.95 海尔KFR—50LW/BP室外机控制板接线

习题4 1. 空调器的含义是什么？它与电冰箱有哪些异同点？ 2. 依据不同的分类标准，空调器可以分为哪几类？ 3. 空调器制冷系统主要由哪些部件组成？简述其与电冰箱制冷系统的异同。 4. 旋转式压缩机同涡旋式压缩机在工作原理与组成结构上有何区别？ 5. 膨胀阀的作用是什么？它可以分为哪几类？ 6. 简述空调器的室内空气循环和室外空气循环的工作原理。

7. 空调器电气系统是由哪些元部件组成的？它的作用是什么？ 8. 进行空调器的安装时，对电源线和地线有哪些要求？ 9
7. 空调器电气系统是由哪些元部件组成的？它的作用是什么？ 8. 进行空调器的安装时，对电源线和地线有哪些要求？ 9. 如何进行分体落地式空调器的安装？ 10. 简述变频空调器的特点、工作原理。 11. 简述空调器的发展方向及新技术和新品种。 12. 依据国产空调器型号的表示方法，下列空调器型号的含义是什么？（1）KFR-28GW/BPA （2）KCD-30 （3）KFR-75LW/BD （4）KF-56LW （5）KFR-26GW

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