第四章 轻松学零部件
第一节 通用零部件
一、电容器
电容器通常简称其为电容,用字母C表示(英文名称为Capacitor)。电容器是一种容纳电荷的元件,它是电子设备中大量使用的电子元件之一,广泛应用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制电路等方面。空调器中所用的电容器主要有电解电容器和瓷介电容器、薄膜电容器等。
1.瓷介电容器
瓷介电容器是固定电容器的一种,它是用高介电常数的电容器陶瓷(钛酸钡一氧化钛)挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质,并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成,其外层常涂有各种颜色的保护漆,以表示其温度系数。瓷介电容器又分高频瓷介电容器和低频瓷介电容器两种。瓷介电容器是一种具有小的正电容温度系数的电容器,主要用于高稳定振荡回路中,作为回路电容器使用。低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用,或对稳定性和损耗要求不高的场合,这种电容器不宜使用在脉冲电路中,因为它们易被脉冲电压击穿。变频空调器所用瓷介电容器外形如图4-1所示。
图4-1 变频空调器所用瓷介电容器外形
2.薄膜电容器
薄膜电容器是以金属箔当电极,将其与聚乙酯,聚丙烯,聚苯乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜,从两端重叠后,卷绕成圆筒状或方形的构造的电容器。薄膜电容器主要特性如下:无极性,绝缘阻抗很高,频率特性优异(频率响应宽广),而且介质损失很小。变频空调器所用薄膜电容器外形如图4-2所示。
3.电解电容器
铝电解电容器是由铝圆筒作负极,里面装有液体电解质,插入一片弯曲的铝带作正极制成;还需要经过直流电压处理,使正极片上形成一层氧化膜作介质。它的特点是电容量大,但是漏电大,稳定性差,有正负极性,适宜用于电源滤波或者低频电路中。使用电解电容器的时候,应注意正负极不要接反。变频空调器所用铝电解电容器外形如图4-3所示。
图4-2 变频空调器所用薄膜电容器外形
图4-3 变频空调器所用铝电解电容器外形
大容量铝电解电容器在变频空调器中主要用在变频板滤波和风扇起动上,变频空调压缩机是没有起动电容器的。采用单向交流电动机的室外机风扇有起动电容,采用变频电动机的室外机风扇则没有起动电容。一般来说高档机无起动电容,低档机则采用起动电容。
二、电阻器
空调器所用的电阻有固定电阻器、压敏电阻器、熔断电阻器等。
1.固定电阻器
固定电阻器(简称电阻)是空调器电脑板控制电路中应用最多的元件之一,它是一种控制电路中电流大小的电子元件。特别在取样比较电路中,固定电阻器的电阻值精度要求较高,稍有变值就会影响电路的正常工作。图4-4为变频空调器所用固定电阻器外形。
图4-4 变频空调器所用固定电阻器外形
2.压敏电阻器
压敏电阻器主要用于空调器电源电路,正常时其电阻值很大,流过它的电流很小。但电源电压超过245V时,压敏电阻器立即由截止变为导通,由于它和电源并联,所以很快将电源的熔丝管熔断,以防烧坏主电路板。压敏电阻器是一次性元器件,烧毁后应及时更换。压敏电阻器的外形封装主要为片状引线,如图4-5所示。
图4-5 变频空调器所用压敏电阻器外形
3.熔断电阻器
熔断电阻器是一种具有电阻器和熔断器双重作用的特殊元件。熔断电阻器可分为可恢复式熔断电阻器和一次性熔断电阻器两种。空调器因为工作在大电流状态下,经常要用到大功率熔断电阻器,如图4-6所示。
4.PTC热敏电阻器
PTC是Positive Temperature Coefficient的缩写,意思是正的温度系数,泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件。通常提到的PTC是指正温度系数热敏电阻器,PTC热敏电阻器是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻器,超过一定的温度时,它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。
在变频空调器中,PTC热敏电阻器对空调器整机的电源电压和工作电流起限制(限制滤波电容器过大的充电电流,当电容器电压充到95%时,与之并联的功率继电器触点闭合,将PTC短接,空调压缩机起动)和保护作用,当遇有雷电或某些原因造成电压升高时,PTC热敏电阻器能够起到抑制浪涌的作用,从而保护空调器不受破坏。PTC热敏电阻器外形如图4-7所示。
图4-6 熔断电阻器外形
图4-7 PTC热敏电阻器外形
三、二极管
二极管(Diode)的种类繁多、功能用途各异,它可用来产生、控制、接收、变换、放大信号和进行能量转换等。空调器电路中常用的二极管主要有整流二极管、发光二极管、稳压二极管和整流桥堆等(见图4-8)。整流二极管用于整流电路,利用二极管的单向导电性,将交流电变为直流电;发光二极管在空调器电路中主要用于信号指示;稳压二极管(又叫齐纳二极管)是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件,它用来稳压或在串联电路中作基准电压;整流桥堆的作用是将交流整流为直流。
四、晶体管
晶体管是空调器控制电路中应用的重要元器件之一,具有电流放大的作用,另外还可用做电子开关、阻抗变换、驱动控制和振荡器件。晶体管由三个电极组成,分别是基极(B)、集电极(C)、发射极(E),晶体管分NPN(电路图形符号中的箭头向外)和PNP(电路图形符号中的箭头向内)两种。变频空调器所用晶体管外形如图4-9所示。
五、场效应晶体管
场效应晶体管(FET)由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管,它属于电压控制型半导体器件,可用做放大器件、可变电阻器、恒流器、电子开关等。变频空调器所用场效应晶体管外形如图4-10所示。
图4-8 变频空调器所用二极管与整流桥堆外形
六、电感器
电感器是用绝缘导线绕制的各种线圈,也称电感线圈或扼流器,是一种非线性元件,能够储存磁能,其英文名称为Inductance,用符号L表示。电感器是组成电路的基本元件之一,在交流电路中作阻流、降压、交联耦合及负载用,电感器与其他元器件(如电容)配合时,可以作调谐、滤波、选频、退耦等用。
图4-9 变频空调器所用晶体管外形
图4-10 变频空调器所用场效应晶体管外形
变频空调器上所用电感器有色码电感器和磁心电感器,其外形如图4-11所示。色码电感器是一种小型固定电感器,其电感量的标志方法和色环电阻器类似,即用不同的颜色表示不同的数字,可以表示电感器的电感量。磁心电感器由线圈和磁心组成,是用漆包线、纱包线或塑皮线等在绝缘骨架或磁心、铁心上绕制成的一组串联的同轴线匝,其作用是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路。
七、继电器
继电器是一种能借助于电磁力或其他物理量的变化而自行转换的电器。它本身具有输入回路,是热工控制回路中用得较多的一种自动化器件。继电器具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”,故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。变频空调器所用继电器外形如图4-12所示。
继电器的种类很多,变频空调器所用的继电器有电磁继电器与固态继电器。
图4-11 变频空调器所用电感器外形
图4-12 变频空调器所用继电器外形
电磁继电器就是在输入电路内部电流的作用下,由机械部件的相对运动产生预定响应的一种继电器,它主要由衔铁与铁心、吸引线圈(简称线圈)、触点(包括动、静触点)三部分组成(见图4-13)。只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁心,从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力下返回原来的位置,使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合。这样吸合、释放,就达到了在电路中的导通、切断的目的。
固态继电器(So1id State Re1ay,SSR)是一种由集成电路和分立元器件组合而成的一体化无触点电子开关器件。它能够像电磁继电器那样执行开、闭电路的功能,且其输入和输出的绝缘程度与电磁继电器相当,是一种全固态器件。固态继电器主要由输入电路、隔离(耦合)和输出电路三部分组成(见图4-14)。
图4-13 电磁继电器的外形及结构
图4-14 固态继电器的外形、电路符号及结构框图
八、集成电路
集成电路种类很多,变频空调器所用的集成电路有MCU、反相器、电源块、三端稳压块等。
1.MCU
MCU的全称是Micro Contro11er Unit,又称单片微型计算机(Sing1e Chip Microcomputer,简称单片机),是指随着大规模集成电路的出现和发展,将计算机的CPU、RAM、ROM、定时器和多种I/O接口集成在一片芯片上而形成的芯片级单片计算机。这种微型计算机因其制作在一块芯片上而被称做单片机。变频空调器的室内、室外机的控制系统都采用MCU,它是变频空调器的大脑,是产品可靠运行的保证。变频空调器上所用MCU外形如图4-15所示。
图4-15 变频空调器所用MCU外形
2.存储器
存储器(Memory)的作用是存放程序和数据。变频空调器的微处理器电路为了加强存储功能,设置了扩展存储器,该存储器属于电可擦写只读存储器,它不仅存储了微处理器正常工作所需要的各种控制数据,而且用户操作后的数据由微处理器发出指令也存储在存储器的内部。图4-16为变频空调器所用存储器外形。
图4-16 变频空调器所用存储器外形
3.反相器
反相器又称为反向驱动器,有14脚与16脚两种形式,它是一个集成的或非门电路,具有达林顿输出,最大驱动能力为50V、500mA。反相器主要用于主电路板的驱动电路中,如空调器中驱动步进电动机运行的功率电流是由反相器将逻辑控制信号(脉冲串和方向、使能等)转化而来的。图4-17为变频空调器所用反相器外形。
4.电源块
电源块是在陶瓷片或玻璃等绝缘物体上,外加二极管、晶体管、电阻器或半导体集成电路等元器件构成的集成电路,作用是脉冲宽度控制、稳压控制及开关振荡等,它一般用在变频空调器的电源电路中(见图4-18)。
图4-17 变频空调器所用反相器外形
图4-18 变频空调器所用电源块外形
5.三端稳压器
三端稳压器主要有两种:一种输出电压是固定的,称为固定输出三端稳压器;另一种输出电压是可调的,称为可调输出三端稳压器,其基本原理相同,均采用串联型稳压电路。变频空调器中常用的三端稳压器是固定输出三端稳压器,它的外形结构与晶体管外形相似,如图4-19所示,有三个引出脚,分别为输入端、输出端和接地端。三端集成稳压器在电脑板上的作用是把经过整流电路的不稳定的输出电压变成稳定的输出电压。
九、光耦合器
光耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电-光-电转换器件,它把红外光发射器件和红外光接受器件以及信号处理电路等封装在同一管座内,对输入、输出电信号有良好的隔离作用,所以在各种电路中得到广泛的应用。光耦合器在电路中用符号VL表示,利用光电输出脉冲处理信号,用于控制空调器室内机主基板和室外主基板之间的线路信号传输,常用型号为TLP521、TLP421和TLP371等。图4-20为变频空调器所用光耦合器外形。
图4-19 变频空调器所用三端稳压器外形
图4-20 变频空调器所用光耦合器外形
十、变压器
变压器主要用在空调器的控制电路中,用于将交流电压降至一定值后送入整流电路,为MCU及继电器提供直流电压,其电路文字符号为T。变频空调器所用变压器外形如图4-21所示。
十一、熔丝管
熔丝管也被称为熔断器,它是一种安装在空调器电路中,保证电路安全运行的电子元件(见图4-22)。熔丝管的作用是:当电路发生故障或异常时,升高的电流有可能损坏电路中的其他器件;当电路中安置了熔丝管,熔丝管就会在电流异常升高到一定程度的时候使自身熔断,切断电流,从而起到保护电路安全运行的作用。
十二、遥控接收器
遥控接收器在空调器中主要用于接收遥控器所发出的各种运转指令,再传给电脑板主芯片来控制整机的运行状态。图4-23为变频空调器所用遥控接收器外形。
图4-21 变频空调器所用变压器外形
图4-22 变频空调器所用熔丝管外形
图4-23 变频空调器所用遥控接收器外形
十三、单向阀
单向阀又称止逆阀,在制冷系统中,单向阀只允许制冷剂单方向流动,装在管路中起防止制冷剂气体或液体倒流的作用。它主要用于热泵型空调器中,配合电磁四通换向阀改变制冷剂的流向及系统压力。一般在单向阀的外表面用箭头标出制冷剂的流向。
单向阀其实就像一根水管,中间装了一个单向导通的阀门。单向阀两端都有两个接口,一根较短的制热毛细管(辅助毛细管)和单向阀并联,这样两端各有一个接口被占用。单向阀剩下的接口一端接较长的制冷毛细管(主毛细管),一端接室内机,如图4-24所示。
图4-24 单向阀外形
单向阀有球形单向阀和针形单向阀两种,其内部结构如图4-25所示。针形单向阀的工作原理是:在制冷时,制冷剂正向流动,针形单向阀内的尼龙阀针在制冷剂流动压力的作用下被打开并推动至限位环,针形单向阀导通;制热时,制冷剂反向流动,尼龙阀针受自重和阀内两端压力差的作用,被紧压在阀座上,针形单向阀截止,制冷剂经调节毛细管流过。球形单向阀的工作原理与针形单向阀类似,当制冷剂正向流动时,A侧压力高于B侧压力,钢珠向左移动,制冷剂便由A向B流动,球形单向阀即处于开启状态;而当制冷剂流向发生逆转时,B侧压力高于A侧压力,钢珠向右移动,堵塞了制冷剂流通管路,此时球形单向阀处于截止状态。
图4-25 单向阀的内部结构
十四、干燥过滤器
干燥过滤器(Drier Fi1ter)主要是起到杂质过滤的作用,外壳是用紫铜管收口成型,两端进出接口有同径和异径两种;内部装有干燥剂(分子筛)和金属网(见图4-26)。干燥剂可以吸收制冷剂中的水分,以确保毛细管畅通和制冷系统正常工作;进端为粗金属网,出端为细金属网,它们可以有效地滤掉混在制冷剂中的杂质。干燥过滤器储藏时必须两头用胶柱盖紧,再外加包装密封,防止空气和水分进入。
图4-26 变频空调器所用干燥过滤器的外形及结构
十五、温度传感器
温度传感器主要由负温度系数的热敏电阻器组成。当温度变化时,热敏电阻器的电阻值也发生变化,温度升高,电阻值减少;温度降低,电阻值增大。温度传感器在空调器中位置不同,作用也略有不同。变频空调器温度传感器在不同厂家使用时,作用略有不同,但区别不大。变频空调器所用的温度传感器有:室内、室外环境温度传感器、室内管温传感器、室外管温传感器及室外压缩机排气温度传感器等。
1.室内、室外环境温度传感器
环境温度传感器用于检测室内、室外环境温度,与压缩机的运行频率有直接的关系,必须保证得到的是准确的温度。图4-27为变频空调器所用环境温度传感器的外形及安装位置。
图4-27 变频空调器所用环境温度传感器的外形与安装位置
(1)室内环境温度传感器 室内环境温度传感器安装在室内蒸发器进风口,由塑料件支撑,可用来检测室内环境温度是否达到设定值。室内环境温度传感器的作用:一是制热或制冷时,将室温与设定温度进行比较后,通过单片机控制室外电子膨胀阀的开启度与压缩机的运行频率,来自动控制室内温度;二是制热时用于控制辅助电加热器工作。
(2)室外环境温度传感器 室外环境温度传感器安装在室外机散热器上,由塑料件支撑,用来检测室外环境温度的高低,控制室外风扇电动机的速度,降低或提高压缩机的运行频率。室外环境温度传感器的作用:一是室外温度过低或过高时系统自动保护;二是制冷或制热时用于控制室外风扇电动机速度。
【附注】室内、室外环境温度传感器多用于变频空调器,还有部分定频空调器也用到。变频空调器的室外环境温度传感器主要用于决定压缩机的最高运行频率;定频空调器的室外环境温度传感器用于控制室外机风速的。有些机型还采用温度开关来控制除霜和室外机风扇电动机的转速。
2.室内管温传感器
室内管温传感器安装在室内蒸发器管道上(见图4-28),外面用金属管包装,它直接与管道相接触,用来检测室内蒸发器的温度。室内管温传感器的作用:一是制热时防止室内蒸发器温度过高;二是制冷时用来进行过冷控制(防止系统制冷剂不足或室内蒸发器结霜);三是控制室内、室外风扇电动机的速度或开停;四是与单片机配合实现故障自诊断。
图4-28 室内管温传感器的外形及安装位置
3.室外管温传感器
室外管温传感器安装在室外机散热器上(见图4-29),用金属管包装,用来检测室外管道温度的高低,控制电子膨胀阀开启度以及压缩机运行频率(管温超过60℃以上关压缩机)。室外管温传感器的作用:一是制热时用于检测室外机冷凝器的温度,以决定是否开始除霜或结束除霜;二是制冷时防止室外冷凝器温度过高。
图4-29 室外管温传感器的外形及安装位置
【附注】制热除霜是热泵型空调器一个重要的功能,第一次除霜为CPU定时(一般在50min),以后除霜则由室外管温传感器控制(一般为-11℃要除霜,+9℃则制热)。制冷时冷凝温度达到68℃时压缩机停止工作,代替高压压力开关的作用;变频制冷时则采用降频阻止盘管继续升温。现在有些新机型(主要是壁挂式空调器)已取消了室外管温传感器,而是采用智能除霜的方式进行除霜。
4.室外压缩机排气温度传感器
室外压缩机排气温度传感器安装在室外压缩机排气管上(见图4-30),用金属管包装,用于检测压缩机排气管管口温度。当温度高于115℃时,室外压缩机排气温度传感器限定降低压缩机运行频率;高于120℃时停止压缩机;1h内连续四次超过115℃时,压缩机停止工作。室外压缩机排气温度传感器的作用:一是防止排气温度过高而引起压缩机线圈的损坏;二是用于控制电子膨胀阀开启度以及压缩机运转频率的升降。
图4-30 室外压缩机排气温度传感器的外形及安装位置
【附注】如果排气感温包从排气管上脱落,系统将无法正常运行,这点在维修时必须注意。另外,检修压缩机排气温度传感器时要注意,该传感器在有的机型中也是个开关,没有阻值,只有通与不通之分。
十六、电子膨胀阀
电子膨胀阀的作用是根据设置在膨胀阀进口、压缩机吸气管等处的温度传感器收集到的信息来控制阀门的开度,随时改变制冷剂的流量,主动配合变频压缩机的变化,提高了压缩机的应变能力,使变频式压缩机的优异性能得到充分的发挥。目前最新空调器的节流装置用电子膨胀阀节流技术代替毛细管,它受微电脑控制,采用脉冲电动机驱动,是一种能够适应制冷剂流量快速变化的高效膨胀阀,适用于变频空调器以及一台室外机带动多台室内机的空调器中。
电子膨胀阀安装在电动机的正上方,与本体轴心垂直,它主要由阀体、阀心、阀孔组成(见图4-31)。
图4-31 电子膨胀阀的结构与安装位置
电子膨胀阀的控制原理如图4-32所示,当微电脑发出运转信号,控制电路的脉冲电压按一定的逻辑顺序输入到电子膨胀阀电动机各相绕组上时,电动机转子受磁转矩作用产生旋转运动,通过减速齿轮组传递动力,并通过传递机构,带动阀针做直线移动,改变阀口开启的大小,从而实现自动调节制冷剂流量,使制冷系统保持最佳状态。
变频空调器使用电子膨胀阀的优势主要有以下几点:能够精确地控制制冷剂的流量;反映的速度比热力膨胀阀要快,蒸发温度更加稳定;可以提高蒸发压力;降低从蒸发器压力和压缩机吸气温度测得的过热度;较大地降低了压缩机的工作量;降低压缩机的排气温度;降低了冷凝压力;可及时达到除霜所需的开启度,提高除霜性能;更好地控制吸气过热度,适应更大的制冷范围。
十七、毛细管
定频空调器中制冷剂的流量调节方式采用毛细管,其流量调节范围较小,仅适用于小型制冷系统。变频空调器的运行频率变化较大,其制冷剂的流量也随之有很大变化,采用毛细管作为节流装置,无法调节流量,因此它只在压缩机运行的某个频率点上是最佳节流状态,在其他频率点就无法达到最佳状态。
毛细管(见图4-33)是由一根外径小、精密度高、内外表面光滑的紫铜管或不锈钢管拉制而成,它没有运动部件,是依靠其流动阻力沿长度方向产生压力降,来控制制冷剂的流量和维持冷凝器和蒸发器的压差。毛细管焊接在冷凝器输液管与蒸发器进口之间,起降压节流作用。制冷时将从散热器送来的高温高压液态制冷剂,通过毛细管的内壁阻力,将其压力释放,使其成为低温低压的液态制冷剂,再送入蒸发器;制热时则刚好相反。
图4-32 电子膨胀阀的控制原理
图4-33 空调器毛细管的外形及安装位置
毛细管具有自动补偿的特点,即制冷剂在一定压差(ΔP=PK-PO)下,流经毛细管时的流量是稳定的,当制冷负荷变化,冷凝压力PK增大或蒸发压力PO降低时,ΔP值增大,制冷剂在毛细管内流量也会相应增大,以适应制冷负荷变化对流量的要求,但这种补偿的能力较小。
十八、风扇组件
空调器中风扇的作用是加速空气的流动。空调器中的风扇主要有三种:离心风扇、贯流风扇和轴流风扇。一般在空调器室外机中装有轴流风扇,而在空调器室内机中,柜式空调器一般采用的是离心风扇,分体壁挂式空调器则采用贯流风扇。
电动机是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。在空调器系统中,电动机的主要作用是产生驱动转矩,作为压缩机、风扇等器件的动力源。空调器风扇电动机是离心风扇、贯流风扇、轴流风扇的动力来源,它可分为三相电动机和单相电动机。小型家用空调器大多采用单相异步电动机,容量较大的柜式空调器采用三相异步电动机,摇风装置和电子膨胀阀多用微型同步电动机或步进电动机。一般来说,室内风扇电动机主要有贯流风扇电动机和离心风扇电动机,室外风扇电动机采用的是轴流风扇电动机。
1.轴流风扇与电动机
轴流风扇安装在冷凝器的内侧(见图4-34),其作用是冷却冷凝器,即室外空气从室外机两侧的百叶窗吸入,经轴流风扇吹向冷凝器,将冷凝器中散发的热量强制吹向室外。轴流风扇的特点是效率高、风量大、价格低、省电,缺点是风压较低、噪声较大。
图4-34 轴流风扇叶安装位置
轴流风扇电动机(见图4-35)主要用于空调器的室外机中,其作用是驱动轴流风扇叶片转动,即带动扇叶将冷凝器散发的热量吹向室外,加速冷凝器的冷却,使制冷剂由气态变为液态。
图4-35 轴流风扇电动机外形及安装位置
2.离心风扇与电动机
离心风扇装在分体柜式空调器的室内机中,其作用是将室内的空气吸入,再由离心风扇叶轮压缩后,经蒸发器冷却或加热,提高压力并沿风道送向室内。离心风扇与贯流风扇的叶片相似,但叶轮直径大,长度很小,而且叶轮四周都有蜗壳包围。离心风扇在室内电动机带动下高速旋转时,在扇叶的作用下产生离心力,中心形成负压区,使气流沿轴向吸入风扇内,然后沿轴向朝四周扩散,为使气流定向排出,在涡壳的引导下,气流沿出风口流出。离心风扇的特点是:结构紧凑、风量大、噪声小。离心风扇组件如图4-36所示。
图4-36 离心风扇组件
离心风扇电动机应用于柜式空调器的室内机中,其风量比轴流风扇电动机小,但风压比轴流式大。
3.贯流风扇与电动机
贯流风扇通常应用在分体壁挂式空调器的室内机中,安装在蒸发器的里侧,为调节气流的方向,通常将贯流风扇固定在两端封闭塑壳中,这种风扇轴向尺寸很宽,风扇叶轮直径小,呈细长圆筒状,贯流风叶的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。贯流风扇的特点是转速高、噪声小,适用于室内机,如图4-37所示。
图4-37 贯流风扇的外形及安装位置
贯流风扇的驱动电动机主要应用在分体式空调器的室内机中,它直接与贯流风扇的主轴相连,当工作时电动机转动,即可带动风扇旋转。贯流风扇电动机工作时,横截面上的一部分流道吸入空气,而另一部分流道排出空气,空气是横贯流过风扇电动机的。驱动贯流扇叶的电动机一般都采用单相电容式电动机,该电动机有两组引线,一组用于速度检测(速度检测传感器插头较小),另一组为驱动绕组(电动机绕组引出线插头较大)。贯流风扇驱动电动机的外形及安装位置如图4-38所示。
4.导风板与电动机
导风板一般都装在空调器的出风口上(见图4-39),其作用是调节空气的流向,以利于室内空气的循环,使冷气(或热气)能按设定方向定向吹出。多数空调器的导风板有两组,分别安装在水平方向和垂直方向上。垂直方向的导风板靠手动调节,控制风向左右的偏转程度;水平方向的导风板则由机内的步进电动机控制,可以根据用户不同要求上下摆动,也可以在某个角度上定位,改变水平导风板的动作和位置,可以控制送风方向的高低。现在新型空调器导风板的动作均由电脑来控制。
步进电动机常用于控制分体壁挂式空调器室内机的导风板,作为驱动导风板的动力。步进电动机的内部有4组绕组,只有在相应的引线端子上按次序加上电压,转子才能转动,也就是说它是靠脉冲电压控制运转的。在脉冲电压信号的控制下,步进电动机的转速可以在很大范围内变化,转动方向也能随意改变,为了控制转速和增大扭矩,步进电动机内一般装有整套的齿轮转动机构。空调器采用的典型步进电动机如图4-40所示,它通过红、橙、黄、蓝、棕(或粉)5根导线与控制电路相接,其中红线为5V或12V电源线,其他4根是脉冲驱动信号线。
同步电动机主要用于柜式空调器室内机的导风板导向,它的外形与步进电动机基本相同,但它只有两根引出线(见图4-41)。同步电动机的工作电压为交流220V,电源由电脑板供给,当控制面板送出导风信号后,电脑板上的继电器吸合,直接给同步电动机提供电源,使其进入工作状态。
图4-38 贯流风扇驱动电动机的外形及安装位置
图4-39 导风板
图4-40 步进电动机的外形
图4-41 同步电动机的外形
【附注】部分变频空调器的风扇电动机也采用变频风扇电动机。
十九、电磁四通阀
电磁四通阀的阀体本身有四根铜管分别与制冷管路连接,因此称为四通阀,它是热泵式家用空调器中的关键部件,主要通过导阀的电磁作用,改变系统中制冷剂的流向,以达到制冷、制热或除霜等功能的转换。图4-42为电磁四通阀的外形及安装位置。
图4-42 电磁四通阀的外形及安装位置
电磁四通阀由两部分组成:一部分为电磁导向阀,另一部分为四通换向阀。四通换向阀是通过电磁导向阀来控制的,两者之间用3根导向毛细管连接(见图4-43)。电磁导向阀又由阀心、衔铁、弹簧和电磁线圈等组成,电磁线圈是用螺钉固定的,可以单独拆卸下来,主阀与阀心用3根毛细管相连(改正后的新阀为四根毛细管);四通换向阀由阀体、连接管等组成,阀心内包含活塞和滑块。
电磁四通阀的作用是用来改变制冷剂的流向,实现制冷与制热的转换,即:制冷时,电磁四通阀不通电,阀体内的滑块和活塞左移,实现制冷效果;制热时,电磁四通阀的电磁线圈通电,衔铁被吸住,阀心及阀体内的滑块、活塞均往右移,实现制热效果。
二十、热交换器
热交换器是蒸发器和冷凝器的总称,也称换热器,它是家用空调器中的关键部件。蒸发器的作用是使制冷剂液体汽化蒸发,从外界吸收热量;而冷凝器是向外散热,使制冷剂气体降温液化。对单冷式空调器而言,室内热交换器为蒸发器,室外热交换器为冷凝器。热泵式空调器中设有室内、室外两台热交换器,其作用因制冷剂的循环流动方向不同而异:制冷时,室内热交换器相当于蒸发器,室外热交换器相当于冷凝器;制热时,室内热交换器相当于冷凝器,室外热交换器相当于蒸发器。热交换器中的蒸发器和冷凝器,外形虽有不同,但结构基本相同。
图4-43 电磁四通阀的内部结构
1.蒸发器
蒸发器又称冷却器,它是制冷循环中获得冷气的直接器件,一般装在室内机中。空调器一般采用传热系数高、结构紧凑的翅片盘管式蒸发器。这种蒸发器是用铜管(现在也有用铝管)反复弯曲以后,外面再加上薄铝片以利散热(冷),其作用是将来自毛细管(膨胀阀)的低温、低压液态制冷剂在其管道中蒸发,使蒸发器和周围空气的温度降低,同时对空气起降湿的作用。图4-44为蒸发器的外形及结构。
蒸发器的工作过程:制冷剂经过冷凝器冷凝后变成液体,但经过毛细管(或膨胀阀)降压节流后有部分液体转变为蒸气(其含量约10%)。随着湿蒸气在蒸发器内流动与吸热,液体逐渐蒸发为蒸气,蒸气含量越来越多,当流到接近蒸发器的出口时,一般已成为干蒸气。在这一过程中,蒸发温度始终保持不变,并与蒸发压力相对应,由于蒸发后饱和气体的温度总是低于被冷却的温度,因此,制冷剂不断吸收被冷却物的热量,从而使冷却物得到冷却,使空调器房得到降温。
2.冷凝器
冷凝器是制冷系统安装在压缩机排气口和毛细管之间的一种器件,其作用是将从压缩机送出的高温、高压制冷剂气体冷却液化。空调器的冷凝器与蒸发器是一样的,都是用铜管(现在也有用铝管)反复弯曲以后,外面再加上薄铝片以利散热(冷)。图4-45为冷凝器的外形及结构。
图4-44 蒸发器的外形及结构
图4-45 冷凝器的外形及结构
冷凝器的工作过程是:在压缩机制冷工作时,从压缩机排出的高温、高压气体由进气口进入冷凝器紫铜管后,通过铜管和翅片传热(冷却空调器中都装有轴流风扇,采用的是风冷式),使冷凝器中的制冷剂在冷却凝结过程中,压力不变,温度降低,由气体转化为液体。
二十一、截止阀
截止阀又称修理阀,通常安装在分体式家用空调器室外机气管及液管的连接口上,通常各连接一个截止阀。截止阀是一种管路关闭阀,以手动控制启闭阀心来控制制冷剂的通过与截止。在制冷循环时,截止阀的阀杆处于后位,管路导通,但旁通孔关闭;在维修或安装过程中,抽真空、充灌制冷剂时,截止阀的阀杆处于中位,此时管路与旁通孔均导通,呈三通状态;空调出厂时,截止阀的阀杆处于前位,管路通孔均被关闭。截止阀按管路结构可分为二通阀和三通阀两种。
1.二通截止阀
二通截止阀通常安装在室外机配管中的液管侧,由定位调整口和两条相互垂直的管路组成,其中一条管路与室外机的液管侧相连(即通过铜管和毛细管与室外热交换器相连);另一条管路通过扩口螺母与室内机的细配管相连,如图4-46所示。
图4-46 二通截止阀
二通截止阀主要由定位调整口、阀杆封帽、压紧螺钉等组成(见图4-47)。定位调整口中有阀杆和阀孔座,阀杆中部有石墨棉绳(或耐油橡胶)密封圈,依靠压紧螺钉压紧密封,使气体不会从阀杆处泄漏。在检修或安装时,先拧开阀杆铜封帽,再用内六角扳手拧动阀杆上的压紧螺钉,顺时针拧动,则阀杆下移,阀孔闭合,反之则阀孔开启,两个垂直管路导通。检修时或安装时可先拧开带有铜垫圈的阀杆封帽,再用六角扳手拧动阀杆上的压紧螺钉,顺时针拧动时阀杆下移、阀孔闭合,反之阀孔开启。检修完毕,检查阀杆处不泄露后拧紧阀杆封帽。
图4-47 二通截止阀的结构
2.三通截止阀
三通截止阀安装在室外机配管中的气管侧,其中一条管路与室外机的气管侧相连(即通过铜管与室外机的四通阀相连通);另一条管路通过扩口螺母与室内机的粗配管相连,另外它还多了一个维修口,为检修空调器提供了方便,如图4-48所示。
图4-48 三通截止阀
三通截止阀有维修口内带有气门心与没有带气门心两种。常见的是带有气门心的三通截止阀,它由两条管路连接口、一个调整口和一个检修口组成,这四个口都是相互垂直的,其结构如图4-49所示。检修口内的气门心在正常工作时将维修口封堵,并用防尘铜螺母封盖。若阀杆下移至关闭位置时,配管与室外机管路断开;而阀杆向上旋出至打开位置时,两条连接管路导通,室外机与室内机连通;需要维修后充注制冷剂时,按下气门心,维修口始终与配管导通,与阀门的开关位置无关。
图4-49 三通截止阀内部结构
二十二、气液分离器
气液分离器也称为储液器,俗称储液罐,是防止制冷剂液体进入压缩机的一种装置,安装于压缩机的吸气管路上和压缩机为一体,把进入气液分离器的液体留下,只让蒸汽进入压缩机,以防止压缩机产生液击现象。气液分离器由外壳、进气管、出气管、过滤网等组成,如图4-50所示。
图4-50 气液分离器的外形及结构