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美的中央空调 制冷原理 内部维修资料


制冷与传热知识介绍

何谓制冷:
制冷分为:人工制冷,天然制冷
在这里我们只介绍人工制冷,也就是人为的把低温 处的热量搬运到高温处,并持续这个过程。

制冷的基本方法:
相变制冷:利用液体在低温下的蒸发过程或固体 在低温下的熔化或升华过程向被冷却物体吸取 热量。普通空调器都是这种制冷方法。 气体膨胀制冷:高

压气体经绝热膨胀后可达到较 低的温度,令低压气体复热即可制冷。 气体涡流制冷:高压气体经过涡流管膨胀后即可 分离为热、冷两股气流,利用冷气流的复热过 程即可制冷。

热电制冷:令直流电通过半导体热电堆,即可在 一端产生冷效应,在另一端产生热效应。

单级压缩蒸气制冷循环:
单级压缩蒸气制冷循环是指将制冷剂蒸气经过压缩机压 缩变成高温高压蒸气,然后高温高压蒸气在冷凝器被冷却 成高压液体,然后经过节流部件降温降压,再到蒸发器蒸 发成气体,最后再回到压缩机完成制冷循环。 由上面我们可以看出制冷循环主要需要:压缩机、冷凝 器、节流部件、蒸发器。

单级压缩蒸气制冷循环主要部件:
1.压缩机:

它的作用是将蒸发器中的低温低压制冷剂蒸气吸入, 并压缩到高温高压的过热蒸气,然后排到冷凝器。
常用的压缩机有活塞式、转子式、涡旋式、螺杆式和 离心式等等 压缩机有定速压缩机和变频压缩机。现在最新的有变 容量的压缩机,例如美的MDV用的谷轮“e-涡旋”压 缩机可以在10%-100%之间调节输出量,运用“TS” 技术可以使压缩机的能力输出实现级量调节,在控制 方面比变频压缩机简单、可靠,更接近空调器的实际 负荷要求。

单级压缩蒸气制冷循环主要部件:
2.冷凝器 :它的作用是将来自压缩机的高温 高压制冷剂蒸气冷凝成过冷的液体,在冷凝 过程中,制冷剂蒸气放出热量,故要用水或 空气来冷却。

单级压缩蒸气制冷循环主要部件:
3.节流部件:常用的节流部件有:毛细管、电子膨胀 阀、热力膨胀阀等 制冷剂经过节流机构时,压力由冷凝压力降到蒸发 压力,一部份制冷剂会在节流的过程中闪发成为气 体。 节流过程中制冷剂的焓值不变。 普通的家用空调器 节流结束时大约有20%的制冷剂会闪发成气体。制 冷剂没有蒸发就闪发成气体降低了空调器的性能

单级压缩蒸气制冷循环主要部件:
4.蒸发器:它的作用是使经节流机构后的制冷剂 液体蒸发成蒸气,以吸收被冷却物体的热量。 蒸发器是对外输出冷量的设备。

制冷系统所需工质——制冷剂:
制冷剂充当搬运工的角色又叫冷媒

下面我们看看几个零部件组合成制冷循环的情况:

问题来了:
以上就是所谓的制冷循环,那么有些同事就会问,那 冬天制热怎么办? 于是在这样的疑问中,四通阀的时代到来了:

四通阀的作用:
四通阀是热泵型空调器中的一个重要部件,是空 调器进行制冷和制热工作转换的换向阀,起改变制 冷剂流向的作用。

四通阀制冷原理图:

四通阀线 圈断电 OFF

部位1:由压缩机排气管来 部位3:由蒸发器的接管来

部位2:去压缩机服气管 部位4:去凝器的接管

部位5:左后导毛细管

部位6:右前导毛细管

四通阀制热原理图:

四通阀 线圈通 电ON

部位1:由压缩机排气管来 部位3:由蒸发器的接管来 部位5:左后导毛细管

部位2:去压缩机服气管 部位4:去凝器的接管 部位6:右前导毛细管

制冷辅助部件:
气液分离器: 设置储液罐是解决冷媒填充量超过压缩机的允许填充 量的最有效方法。 选择容量合适的储液罐和在出口管的下部设置回油孔 ,以便让分离出的油快速回到压缩机是非常必要的。 为了使回油快速,回油孔要保证一定的大小,但是起 动时的液体回流及在高压侧没有储液器时,经常会发 生冷媒的积存,这时为了不使压缩机进入过湿运行, 回油孔需尽可能的小一些。 当然一拖多中还有高压储液器,以储存过多冷媒。

空调系统常见保护:
1.压缩机排气温度保护

2.系统高压保护(高压保护开关)
3.系统低压保护(低压保护开关) 4.系统冷出T3保护 5.系统电流过大保护 6.压缩机自身电流、温度保护

7.系统低温保护(内机)

R410A和R22各自运行压力不同(表压力):
1.标冷工况(室外:35/24,室内27/19): R410A:高压2.8-3.0MPa、低压:0.85-1.0MPa R22:高压1.9~2.0 MPa、低压:0.45~0.6 MPa 2.标热工况(室外:7/6,室内20/15): R410A:高压2.7-2.9MPa、低压:0.80-0.95MPa R22:高压1.7~1.9 MPa、低压:大于0.34 Mpa

不管你是一拖多还是一拖一,希望标冷、标热时 R410A高压尽量不要超过3.1 Mpa,R22冷媒高压不 要超过2.0 Mpa,否则大冷、大热压力更高,而且 空调能效也不好。

R410A和R22各自运行温度不同:
1.标冷工况(室外:35℃/24℃,室内27℃/19℃):

R410A:排气75~80℃、回气11~14℃:
R22:排气85~90 ℃、回气: 8~12℃ 2.标热工况(室外:7℃/6℃,室内20℃/15℃): R410A:排气65~80℃、回气:-2-2℃ R22:排气70~80 ℃、回气: -2~3℃

常用制冷剂:
1) 对于卤代烃类物质 :R XXXX

其中:1:C-1;2:H+1;3:F;4:a,b,c…以区
分同分异构体 例如: R12, R22, R125, R134a, R290 CFC(氯氟烃),HCFC(氢氯氟烃), HC(碳氢) , HFC(氢氟烃), FC(氟烃)

选冷凝器:
长U管管径,内螺纹管还是光管 在正常的范围内,管 径越小,换热系数越大,耐压也越大,但流动阻力也 越大。 内螺纹管比光管换热系数高,不同形式的内螺纹管换 热系数也不一样 小管径冷凝器及新型的内螺纹管的 研究是一个重要的方向。 选择非亲水铝箔(普通铝箔)还是亲水铝箔,选择 片型是平片、冲缝片还是波纹片,选择片距 选择其 它型式的冷凝器 高效的冷凝器有全铝冷凝器、全铜 冷凝器等等。

常用制冷剂:
2) 对于非共沸混合工质:R4XXX R407C: R32/R125/R134a 23/25/52wt% 7.1K R410A: R32/R125 50/50wt% 0.04K

R417A: R125/R134a/R600 46.5/50/3.5wt%

常用制冷剂:
3)共沸混合工质:R5XX R500: R12/R152a R502: R22/R115 73.8/26.2wt% 48.8/51.2wt%

R503: R23/R13

40.1/59.9wt%

4) 无机化合物制冷剂:R7XXX R717:NH3 , R718:H2O,R729:air,R744: CO2,R744a:N2O

下面我们讲讲空调系统的匹配选型:
根据实际情况选择压缩机型式:活塞式、转子式、 涡旋式及其电源规格 一般来说: 3P以下的家用空调器大多数都是转子式压缩机。转子 压缩机又分单转子与双转子压缩机。 3P以上的家用空调器一般会使用涡旋式压缩机。 根 据空调器的制冷量大小来选择压缩机的大小。 通常空调器的额定制冷量是按压缩机的单体能力的 90%来选择。

选择蒸发器:
长U管管径,内螺纹管还是光管 一般来说蒸发器的长U管
径可以选择小管径的。 选择亲水铝箔 一般选择冲缝片,

最小片距可达1.3mm,最大可以达到1.8。

估算制冷剂充注量:
参考机型的制冷剂充注量 一台空调正常状态下约有 60%的制冷剂会在室外侧的冷凝器里,约40%的制冷剂 在室内侧的蒸发器里。 以参考机型为基础,算出冷凝器和蒸发器内容积增大( 或减少)的比例,估算出大概的制冷剂充注量。 比如说 :参考机型充注量为1000g,内机不变,室外机冷凝器 由单排变为1.5排:侧估算充注量为: 1000*0.6*1.5+1000*0.4=1300(g) 一般来说,估算的充注量要比最后的要稍多。这个只 能靠经验掌握。估算的只能提供一个大概。

传热学基础知识及在空调中的应用 :
1.导热:物体个部分之间不发生相对位移时,依靠分子、 原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递。 2.对流:流体个部分之间发生相对位移,冷热流体相互掺 混所引起的热量传递方式。

根据引起流动的原因而论,可分为自然对流和强制对流自 然对流是由于流体冷热各部分的密度不同而引起的流动强 制对流指由于水泵、风机或其他压差作用造成的流动 3.辐射:热辐射是由于因为热的原因而通过电磁波传递能 量的过程和方式。

发生在空调系统中的主要传热过程:
1 冷凝器中的传热过程:高温制冷剂向大气散热 制冷剂——>铜管内壁:对流换热 铜管内壁——>铜管外壁及翅片:导热 铜管外壁及翅片——>大气:对流换热

高温制冷剂以过热蒸气状态进入冷凝器,在管内发 生降温及冷凝过程,从冷凝器入口到第一个液滴产 生前,是一个温度不断降低的过程;从第一个液滴 产生到最后一个气泡消失,是一个温度不变的过程 (假定冷凝过程中压力不变),在此过程中,制冷 剂中含液量不断上升,含气量不断下降;从最后一 个气泡消失到冷凝器出口,是一个降温过程。

发生在空调系统中的主要传热过程:
2 蒸发器中的传热过程:低温制冷剂从大气吸热

大气——>铜管外壁及翅片:对流换热
铜管外壁及翅片——>铜管内壁:导热 铜管内壁——>制冷剂:对流换热 低温制冷剂以气液混合状态进入蒸发器,在管内 发生蒸发及升温过程,从蒸发器入口到最后一个 液滴消失前,是一个温度不变的过程(假定蒸发 过程中压力不变),在此过程中,制冷剂中含液 量不断下降,含气量不断上升;从最后一个液滴 消失到蒸发器出口,是一个升温过程。

美的中央空调产品介绍

生产制造注意情况

常见压缩机分类
★ ★ ★ ★ ★ ★ 滚动转子(活塞)压缩机 涡旋压缩机 螺杆压缩机(单、双螺杆) 滑片压缩机 其他(罗茨鼓风机、转子压缩机等) 活塞式压缩机

压缩机的使用条件

六、水分
☆ 压缩机对水分的管理有严格的要求: X1C:(~PH150,〈150mg;PH160~PH180,〈160mg) X2C: 〈200mg

压缩机的使用条件
☆ 水分造成的危害: ● 大量的水分进入压缩机,会直接造成泵体生锈,压缩机堵转;

对金属产生腐蚀:

水分 +制冷剂 = 酸
+ =

水分 + 热量 + 制冷剂 = 大量的酸 +

+

=

压缩机的使用条件
☆ 水分进入的途径:
● ● ● ● 空调在制造工序中进入水(主要是四通阀焊接工序); 冷媒中含有较多的水分(用于维修的冷媒质量问题); 系统泄漏造成水分的入侵; 压缩机密封不当,敞开放置。

七、真空度
☆ 系统在封入冷媒之前,对系统要进行抽真空,真空度要 达到1mmHg以内; ☆ 对真空度的要求,是避免空气在系统中残留,如果真空 度超过规定,可能产生的不良:

压缩机的使用条件
● ● ● ● ● ● 空气中含有水蒸气; 冷冻机油的氧化加剧; 制冷剂会分解; 空气为不凝结气体,导致系统压力高,工况不稳定; 排气温度升高; 空气与冷冻机油混合到一定比例,有爆炸的危险(后面专门说明)

☆ 真空度不合格的原因有:
● 没有从高、低压两侧抽真空; ● 抽吸时间不够; ● 系统的泄漏;

减少空调中水分的常用方法:
因此在设计、生产、制造安装、调试过程水份要严格加强水分管 通常采用以下两种方法可以减少空调系统中的水分含量: 1.充注冷媒和运行调试前根据实际需要适当加长抽真空时间。 2.设置干燥器,原R22用3A分子筛(XH-6)不可使用;推荐使用

XH-10;为防止分子筛磨损粉末化,干燥器中分子筛必须用弹簧固
定并且干燥器须旁通接入系统,不可直通接入。 下面我们对两种方法简单介绍如下:

避免水分方法一:
抽真空前把压力表接在高低压阀处,真空泵接 入压力表。高低压阀不能打开,R410A要采用 专门压力表(其中高压量程:0-5.6MPa,低压

量程为:0-3.4MPa),压力表接头为:?7.94
mm,而不是常用的?6.35mm 。

打开真空泵开始抽真空,比R22适当延长抽真空 的时间当抽到-100kpa时,停止 抽真空,保压半 小时。

避免水分方法二:
安装干燥过滤器

冷凝器

NG

冷凝器

OK

过滤器

过滤器

毛细管

压缩机
蒸发器

压缩机

蒸发器

毛细管

干燥过滤器不要串联在循环系统上,最好旁通在冷凝器出口

压缩机的使用条件 八、其它事项
1、还未装配到空调的压缩机,要放在室内保存,不要风 吹日晒雨淋。保管时温度在-10~65℃范围。 2、在搬运时,不要将压缩机横放或倒置。 3、加到压缩机的冲击负荷要在60G以下;对压缩机附件 (储液器、绑带、接线柱)不能给予冲击。 4、不能有水滴、灰尘、盐等附著,以免引起绝缘性能下 降、端子间放电。 5、 压缩机高温运转,在选择空调器的配线时,要选用不 会因压缩机的使用温度而产生劣化的材料。

R410A和R22各自运行压力不同(表压力):
1.标冷工况(室外:35/24,室内27/19): R410A:高压2.8-3.0MPa、低压:0.85-1.0MPa R22:高压1.9~2.0 MPa、低压:0.45~0.6 MPa 2.标热工况(室外:7/6,室内20/15): R410A:高压2.7-2.9MPa、低压:0.80-0.95MPa R22:高压1.7~1.9 MPa、低压:大于0.34 Mpa

不管你是一拖多还是一拖一,希望标冷、标热时 R410A高压尽量不要超过3.1 Mpa,R22冷媒高压不 要超过2.0 Mpa,否则大冷、大热压力更高,而且 空调能效也不好。

R410A和R22各自运行温度不同:
1.标冷工况(室外:35℃/24℃,室内27℃/19℃):

R410A:排气75~80℃、回气11~14℃:
R22:排气85~90 ℃、回气: 8~12℃ 2.标热工况(室外:7℃/6℃,室内20℃/15℃): R410A:排气65~80℃、回气:-2-2℃ R22:排气70~80 ℃、回气: -2~3℃

冷媒充注量不同:
1.R410A冷凝器和蒸发器建议使用ф 7.0或ф 7.94 的铜管,相对于R22所使用的ф 9.52时,R410A冷 媒充注量约为R22的70%-85%。 2.美的商用空调R410A在开发中考虑到加工设备和 加工成本等因素,就完全借用R22两器,通过与国 外专家交流和实验反复验证以及理论分析研究, R410A冷媒充注量约为R22的90%-95%。

美的商用空调R410A现有机型:
1.定速一拖一:CE-KFR53W/N1(美芝压缩机PA225 ); CE-KFR71W/N1(美芝压缩机PA290); CE-KFR105W/SN1(大连三洋压缩机C-SBN303H8D ); CE-KFR140W/SN1(C-SBN373H8D);CEKFR160W/SN1(C-SBN453H8D) 2.定速一拖二: CE-KFR(26*2)W/N1 (美芝压缩机 PA108+ PA108 ) ; CE-KFR(26+32)W/N1 (美芝压缩机PA108+ PA145 );

美的商用空调R410A现有机型:
3.定速一拖三:CE-KFR(26*3)W/N1(压缩机: PA225+PA108);CE-KFR(26*2+32)W/N1(压缩机: PA225+PA108) 4.变频一拖二、一拖三: CE-KFR(26*2)W/BPT2N1 CE-KFR(26*3)W/BPT3N1(压缩机:BA160) 5.以上为R410A 11款外机(所有外机均未安装干燥过 滤器),与之相对应的内机约50~60余款,这些机型 由我与其它两位同事去年一道历经约8个月开发完成 ,使得美的商用由无到拥有比较全面的一系列R410A 空调产品。

美的商用空调R410A正在开发的机型:
1.数码一拖多:10匹(压缩机:ZPD72+ZP67),5匹( 压缩机:ZPD72)去年7月由另外三位同事开发,现 正在试制、试产(一拖多R410A内机电磁膨胀阀孔 径除140用?2.5mm,其余都用?2.0mm)。 2.定速一拖一:CE-KFR35W/N1(压缩机:PA140) ;

R410A直流变频: R410A直流变频一拖二(日立压缩 机:JU1013D2), R410A直流变频一拖三(日立压缩 机:JU1015D1),10匹R410A直流变频,由我下半 年负责正式开发,从而填补美的商用直流变频空调的 空白

以上就是本次R410A相关介绍

谢谢大家!


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