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1.与空调器制冷和制热相关的基本概念
(1)饱和温度和饱和压力
汽化有蒸发和沸腾两种形式。蒸发是在液体表面进行的汽化现象,可以在任何温度和压强下发生。沸腾是在液体内部和表面同时发生的剧烈汽化,沸腾时的温度叫饱和温度或沸点,此时液体表面的压强叫饱和压力。当压强固定时,1种液体只有1个固定的饱和温度(例如,水在1atm下,饱和温度是100℃),压强增大,饱和温度升高,反之减小。同一压强下,不同液体的饱和温度不同。
(2)蒸发温度和蒸发压力
在制冷领域,往往把沸腾称为蒸发,把发生蒸发现象的容器叫蒸发器,把饱和温度(即沸点)、饱和压力(即沸腾时的压力)称为蒸发温度和蒸发压力。制冷系统通过调节蒸发压力来调节蒸发温度。
(3)临界温度和临界压力
使气体液化有降低温度和增大压力两种方法。当气体的温度高于某一定值时,无论压力增大到什么程度,都不能使气体液化,这个定值称为临界温度。在临界温度下,使气体液化所需的最小压力称为临界压力。所以,要使气体液化,气体的温度必须低于临界温度。
(4)制冷常用的压力单位
制冷常用的压力单位有兆帕(MPa)、千克力/厘米2(kgf/cm2)、巴(bar)、磅力/英寸2(lbf/in2)、标准大气压(atm)。其中,kgf/cm2、bar、lbf/in2、atm为非法定计量单位。维修空调器的压力表刻度盘上有多种单位的刻度线,需要知道这些单位的换算关系:1atm=0.10108MPa≈0.1MPa,1atm=14.7lbf/in2,1bar=0.1MPa,1bar=1.0197kgf/cm2。
(5)冷凝和冷凝器
在制冷领域,把气体液化(冷凝放热)的过程叫冷凝,发生冷凝现象的容器叫冷凝器。
(6)节流
由于蒸发压力越小,蒸发温度也就越低,所以需要把从冷凝器出来的高温高压液态制冷剂减压后送入蒸发器,获得所需的蒸发温度。该减压过程是通过节流来实现的。所谓节流就是一定压力的流体在管道内流动时,若管道的某处内径突然明显变小,流体通过后,压力减小、温度降低的现象。
(7)节流元件
单冷式小型空调器只用一根毛细管作为节流元件,热泵式空调器因制冷、制热工况不同,换热器不同,故采用两根毛细管(或一只膨胀阀)节流;大型空调器因制冷量大,一般采用膨胀阀来节流。节流元件一般设在室外机组,也有的设在室内机组。
(8)显热和潜热
物体吸收或放出热量,温度也随之升高或降低,但状态不变,这种方式传递的热量叫显热。显热可以用温度计测量出来,例如,把0℃的水加热到100℃,水吸收的热就是显热。
物体的温度不变但状态发生变化时,吸收或放出的热称为潜热。潜热用温度计也测量不出来,例如,100℃的水变成100℃的水蒸气,吸收的热就是潜热,它无法直接测量。
(9)能效比
空调器的名义制冷量(制热量)与运行功率之比,即EER和COP。EER是空调器的制冷性能系数,表示空调器的单位功率制冷量;COP是空调器的制热性能系数,表示空调器的单位功率制热量。EER=制冷量/制冷消耗功率;COP=制热量/制热消耗功率。
(10)制冷剂
具有比较低的温压饱和区,蒸发潜热大的化学制剂,俗称雪种、冷媒等。常见有R12、R22、R134a、R407C、R410A等。
(11)排气量
压缩机曲轴运转一周从汽缸排出的制冷剂气体容积,通常以cc(即mL)为单位。一般所说的排气量为理论排气量。
(12)过冷度和过热度
过冷度是指冷凝器出口(节流前)液态制冷剂与饱和液体的温度差;过热度是指蒸发器出口(吸气前)气态制冷剂与饱和气体的温度差。
2.空调器的型号说明
空调器的型号是选用和维修空调器的重要依据。国产空调器的型号是根据GB/T 7725—2004的标准编制的,一般由8部分组成,各部分的含义如图1-12、表1-1所示。
3.空调器的铭牌和主要参数
(1)铭牌示例
空调器的铭牌记录了型号和重要的参数,是选用和维修的重要依据。铭牌的典型示例如图1-13所示。
图1-12 空调器型号的含义
表1-1 空调器型号中特殊功能代号部分字符的含义
注:特殊功能代号由工厂自行规定,所以表中内容仅供参考。
图1-13 空调器的铭牌示例
(2)选用和维修空调器需关注的主要参数
选用需关注的参数主要有下面的1)~6);维修需关注的主要为下面的1)、2)、3)、7)。
1)额定电压。
2)输入功率。
3)额定电流。
4)最大制冷量和制热量。
空调器在进行制冷(热)运行时,单位时间内从(向)密闭的房间、空间或区域内除去(送入)的热量称为空调器的制冷(热)量。制冷量和制热量的单位在国内用瓦(W)表示,而在国外常用马力,俗称匹(用字母“P”表示)。
我国空调器国家标准不使用“匹”作为制冷量的单位。空调器通常所说的“匹(P)”是指压缩机的输出功率,而不是制冷量。1P≈735W。折算下来,1匹机的制冷量为2200~2500W。
注意:制冷量W与P之间没有绝对的换算关系,通常制冷量为2500W、3500W、5000W、7500W、12000W时对应着1P、1.5P、2P、3P、5P,其余规格的制冷量则分别对应着“小×P”、“大×P”,例如,制冷量为3200W、3600W的空调器,与1.5P最接近,则分别叫小1.5P、大1.5P。
由于热泵空调器是通过吸收室外热量来制热的,所以热泵制热能力随室外温度的变化而变化,一般室外气温为0℃时,其制热量为名义制热量的80%。室外气温为-5℃时,其制热量为名义制热量的70%。
信息扩展
在选购空调器时,可根据房间面积的大小来选择空调器的制冷量。一般15m2以下的房间可选1P以上的空调器,20m2以下的房间可选1.5P以上的空调器,30m2、40m2以下的房间可选2P、2.5P以上的空调器。
5)能效比。能效比是一台空调器的名义制冷量与运行功率的比值。通常,空调器的能效比应接近或大于3。
6)循环风量。循环风量就是每小时空调器出风口吹出的空气的体积。空调器循环风量越大,空调器的制冷、制热速度也就越快。
7)制冷剂种类及充注量。充注制冷剂时要用铭牌标注的制冷剂,一般不要用其他制冷剂来替换。对于变频空调器,要求充注量准确,宜采用定量充注法。
4.双级压缩机空调器系统简介
双级压缩机空调器系统由双级增焓压缩机、蒸发器、冷凝器、闪蒸器、一级节流装置和二级节流装置构成。
来自蒸发器的低压制冷剂蒸气(设压力为P0)先进入低压压缩机,在其中压缩到中间压力,经过中间冷却后再进入高压压缩机,将其压缩到冷凝压力,排入冷凝器中。
采用双级变频压缩机的双级变频空调器可以实现在零下30℃的极限工况下强劲制热,在54℃的高温环境中快速制冷,冬季制热量提升40%以上,夏季制冷量提升35%以上,而最低功率仅需15W,解决了低温制热和高温制冷效果差的问题。格力双级压缩机空调器系统如图1-14所示。
图1-14 格力双级压缩机空调器系统