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家用空调器常识
发布日期: 2014年5月27日 点击: 1575 来源: 本站
一、空调器的功能与分类
空气调节器有工业空调器和舒适空调器之分 
工业空调器源于15 世纪末
舒适空调器由美国的一位工程师克勒谋(Stuart W. Cramer)发明,在1906年定名为:空气调节器(air conditioner)
我国第一台房间空调器于1965 年由上海空调器厂生产
我国空调器的发展是在上世纪80年代末
1. 空调器的种类 
(1) 空调器按功能分类:可分冷风型、电热型、热泵型和热泵辅助电热型四种。
(2)空调器按外形分类:可分窗式、柜式、吊顶式、挂壁式、嵌入式和台式等多种。
(3)空调器按制冷量分类:可分小型空调器、中型空调器和大型空调器三种。
(4)空调器按结构形式分类:可分为整体式(窗式、穿墙式)和分体式两类。
所有代号用汉语拼音大写字母和阿拉伯数字表示。
产品代号:用 K 表示房间空调器 。
气候类型代号:用 T1 表示通用气候类型空调器,实际中常省略,T2 表示适合低温气候条件下使用的空调器,T3 表示满足高温(如沙漠地带)气候条件下使用的空调器。
结构型式代号:整体式(窗式)用 C表示;分体式用 F 表示。
功能代号:冷风型代号省略,电热型用 D 表示,热泵型用 R 表示,热泵辅助电热型用 R表示。  
额定制冷量:用阿拉伯数字表示,其值取额定制冷量的前两位数字。
分体式室内机组代号:吊顶式用 D,挂壁式用 G,落地式用 L,嵌入式用Q,台式用 T 表示。
分体式室外机组代号:用 W 表示。
工厂设计序号:用 A 、B、… 表示。
特殊功能代号:变频空调器用 P 表示。
多室用空调器
一) 空调器的一拖多原理
空调一拖多的功能是通过室外机组与室内机组的合理匹配与可变匹配实现的。方法一般有如下几种:
1.可变风量匹配
2.热交换分组匹配
3.压缩机变速匹配
二)新型多室用空调器
  新型多室用空调器的结构是由2~4台室外机组与多台(最多可达16台)市内机组构成

二、空调器知识
空调器的使用条件
1. 房间空调器受到空气条件的限制
它适用于卧室、客厅、办公室及研究室等空气没有严重污染的场所使用,不适宜在有腐蚀性气体和灰尘较多的场所使用。
2. 房间空调器受到使用温度的限制
它使用的环境温度最高为43 ℃ ,最低为–5 ℃ 。不带除霜器的热泵型空调器,使用的环境温度为5 ~43 ℃ ,若环境温度低于+5 ℃ ,蒸发器会结霜,甚至结冰,影响正常工作。带除霜器的空调器使用的环境温度为–5~ +43 ℃,低于– 5 ℃,空调器不能正常工作。
3. 房间空调器受到使用电源的限制
  它使用的电源有两种:一种是电压为220 V,频率为50 Hz 的单相电源;另一种是线电压为380 V,频率为50 Hz 的三相电源,电压波动范围为± 10%。

什么是模糊空调器
变频空调器不一定是模糊空调器,它可以是以经典控制理论为基础的微电脑控制空调器,也可以是以模糊集合理论为基础的模糊控制空调器。
只有后者才可以称为模糊控制空调器,简称模糊空调器。
模糊控制器由模糊化 、模糊控制决策器(包含规则库)和清晰化三部分组成。
模糊推理决策器不需要确切地了解被控对象的数学模型,而可以用语言来描述被控系统的模型。例如 ,“很冷” 、“冷” 、“中” 、“热”和“很热”等就可以描述被控系统的温度模型 ,可以直接输入模糊决策器进行模糊推理 。
模糊控制的实质是一种非线性系统,比传统的线性控制系统更为有效。
在房间空气调节中,房间的泄冷量、人和物的多少、房门开启的次数、室外温度、室内所求室温和含湿量等都是一个不确定的因素,也就是说,都是一些模糊的参数。
这些参数都在随时间 t 作非线性变化,而且它们之间又互相制约。 因此,无法通过某个数学模型,计算出一个精确量,再输出给常规的控制器进行放大以驱动被控对象。
模糊空调器的被控对象是室内空气。
模糊空调器为达到更精确地控制室内空气的状态,往往把变频器和变频压缩机设计在一起,以构成变频模糊空调器。

分体式空调器简介
分体式空调器由室内机组和室外机组两部分组成。
室内机组主要由室内热交换器、离心风扇、控制开关、风门和箱体等组成。
室外机组主要由室外热交换器、压缩机、轴流风扇、毛细管和箱体等组成。
分体式空调器由制冷系统和空气循环系统两个系统组成。
制冷运行:
制冷系统和空气循环系统同时工作。
制冷系统:
   压缩机压出高温高压的制冷剂过热蒸气,送往室外热交换器(制冷时为冷凝器)冷却,把热量传给室外空气并变成常温高压的液态制冷剂。它经过毛细管节流,通入室内热交换器(制冷时为蒸发器)。制冷剂在室内热交换器中蒸发,吸收室内空气的热量,蒸发成为低温低压的制冷剂蒸气,被压缩机吸回进行再次循环。
空气循环系统:
   室外轴流风机与室内离心风机同时工作。室外轴流风扇强迫室外空气经过室外热交换器(冷凝器)流动,带走制冷剂放出的热量,以利于制冷运行。 室内离心风扇吸入室内空气,经过滤网过滤净化后,在室内热交换器中接受制冷剂传递给它的冷量,然后吹向室内,如此连续不断地循环使室内空气温度降低。
通风运行:
主控开关旋至通风位置,此时压缩机、室外轴流风机不工作,仅留室内离心风机工作,保证室内的空气循环。
温度调节:
空调器面板上有“高冷” 、“中冷”及“低冷”等旋钮位置,就非变频空调器而言,只改变风机的转速,即只改变空气循环的快慢程度,来调节室内温度,不改变压缩机的转速和制冷系统的制冷效果。
电热型分体式空调器制热运行:
仅让电热丝和室内风机通电工作。电热丝提供热能,室内离心风机强迫室内空气流动,把热量散发到室内使温度升高,而压缩机和室外轴流风机不工作。
热泵型分体式空调器制冷运行:
主控开关旋到“制冷”挡,四通电磁换向阀不通电,开始制冷运行。 于是室内的热交换器充当蒸发器,室外的热交换器充当冷凝器,制冷剂把室内的热量传递到室外,室内空气温度下降。
热泵型分体式空调器制热运行:
主控开关旋到“制热”挡,四通电磁换向阀通电换向,空调器就开始暖气运行。于是室内的热交换器充当冷凝器,室外的热交换器充当蒸发器,制冷剂把室外的热量传递到室内,室内空气温度升高。
分体式空调器的形式很多,有柜式(落地式) 、壁挂式、吊顶式、嵌入式和台式等多种。
分体式空调器的室内机组
三菱 PSH – 3G6 分体式空调器的室内机组的型号为 PSH – 3VG6,高为 1900 mm,宽为 500 mm,厚为220 mm。 它的中下部是进风口,上部为出风口,进出风口之间是控制面板。
分体式空调器的室外机组
立柜式分体空调器的室外机组例如三菱牌PUH – 3VG6 或PUH – 3YG6,其外形尺寸(高×宽× 长)为850× 800×320 mm3,左侧面板和背后面板是进风口,排气组件是出风口。
室外机组主要由两台轴流风机、一只大型的翅片管式的热交换器、一只全封闭压缩机、一只四通换向阀、一只限流阀(毛细管)、两个球阀和控制电路所组成。翅片管式热交换器成“7”字型竖直排列,固定在靠近左侧面板和背后面板处。两台轴流风机用铁板固定在上下面板之间。压缩机固定在右前下角,四通换向阀和限流器安装在压缩机旁边,压缩机的上部是配电控制板,右后下角是与室内机组连接的两个球阀 。轴流风机通电后空气可从左、后侧吸入,先与热交换器及压缩机等产生热量交换,然后由风扇经排风口排出。
室内机组与室外机组的连接
室内机组与室外机组之间连接的制冷管道的外径、液管取φ9.52 mm,气管取φ15.88 mm长度一般不超过30 m,高低位差不大于20m。

热泵型空调器制冷制热运行:

1.控制阀体 2.换向阀体 3.压缩机 4.室内热交换器 5.节流毛细管 6.室外热交换器 7.弹簧1 8.弹簧2 9.针阀A 10. 针阀B 11.电磁线圈 12. 铁心 13.活塞1 14.活塞2 15.滑块 16.排气孔 17.左毛细管 18.中毛细管 19.右毛细管 20.左气腔 21.右气腔 22. 活塞顶针

热泵型空调器制冷运行:
      控制阀的电磁线圈不通电 ,控制阀内铁心在弹簧的弹力作用下,推动针阀“A”“B”向左移动,使针阀“A”关闭与气腔 a 连通的右毛细管端头的针形阀门,使左毛细管与中间毛细管连通。 压缩机排入换向阀的高压蒸气,会通过活塞上的泄气孔排入a 、b气腔。 由于中间公共毛细管是与低压管相连的,排入左端 b 气腔的气体会经左毛细管和中间毛细管流回压缩机,使 b 气腔维持低压状态 。 而排入右端 a 气腔的气体就在 a 气腔中形成高压。 由于a 、b气腔压力差的作用,换向阀内的两个聚四氟乙烯活塞向左移动,直到左边的活塞顶针将换向阀上的针座堵死,不再让高压蒸气经左毛细管和中间毛细管流回压缩机。聚四氟乙烯活塞的移动,带动中间的滑块也向左移动,从而使室内热交换器与换向阀中间的低压管道连通,高压排气管与室外热交换器连通,空调器处于制冷运行状态。
热泵型空调器制热运行:
      热泵型空调器制热时,电磁线圈通电,控制阀内的铁心在电磁力的作用下,向右移动,使针阀“B”关闭了左侧毛细管端头的阀门,使右毛细管与中间公共毛细管相连通。压缩机排入换向阀的高压气体仍会通过活塞上的排气孔进入左、右a、b气腔。 进入a气腔的蒸气会经右毛细管和中间毛细管流回压缩机,使a气腔维持在低压状态,而进入b气腔的气体在b内形成高压。由于两气腔压力差的作用,换向阀内的聚四氟乙烯活塞带动滑块向右移动,直到右边活塞顶针将换向阀上的针座堵死,不再让高压蒸气经右毛细管和中间毛细管流回压缩机。 由于聚四氟乙烯活塞带动中间的滑块向右移动,从而使高压排气管与室内热交换器连通、低压吸气管与室外热交换器相连通,空调器处于制热循环状态。

热泵型空调器额定制热工况为:
      室内空气,干球温度为21 ℃;室外空气,干球温度为7 ℃;湿球温度为6 ℃

选择空调器,能效比是关键:
许多消费者购买 空调器时,常以空调器 的消耗功率"匹''''''''为选择标准。例如,在选择一匹空调器时,并不了 解同是一匹的空调器 压缩机,用于窗式空调 器可产生制冷量 1800-2000w(有 200W的差别〉;用于分体式空调器可产生制冷量2250-2500W〈有250W差别〉。造成窗式、分体式空调器自身制冷量差别的原因,主要是机型、结构的不同,也有因各生产厂家技术性的差距造成影响。同样,不同品牌的空调器,当处在同一个工作环镜时,其功耗是高低不等的。通常,功耗低、能效比高的空调器要比功耗高、能效比低的空调器 制造成本要高。要想降低功耗、提高能效比,需采用以下的措施:
a.选用制冷量适当的高效压缩机;
b.选用高效的风扇电机;
c精心匹配整机;
d.采用双向切缝的散热片,并对散热片进行亲水膜处理;以提高蒸发器、冷凝嚣的换热效果;
e.在经过优化设计后,尽可能地增大蒸发器、冷疑器的传热面积 (但也会增大空调器的体积和自重〉。
消费者在确定好所需空调器的制冷量后,在价幅相差不多的情况下,还是应选用低功耗、高能效比的空调器。
1.制冷量、消耗功率与能效比{EER}的关系
空调器的制冷量〈W)、消耗功率(W)能效比(W/W〉、电流(A〉的数值,作为重要的技术指标,一般都标注在空调器侧面的铭牌上。消费者在选用比较时,应以空调器的铭牌的数值为准。
空调器的能效比(EER)=制冷量(W〉/消耗功率(W)
厂家在匹配、生产成品机时,能效比按国家标准一般不会低于下表的数值(国标规定:空调器能效比不得低于表中数值的85%〉。
空调器是高能耗的家用电器,降低阴耗,提高能效比是各厂家研究 的重要课题之一,同时能效比的高低也是衡量空调器品质优劣的重要依据。通常能效比与制造成本呈正比的关系,即能效比高,其制作成本 也相应要高。
制冷量〈2500W 能效比2.2W/W
制冷量2500~4500W 能效比2.26W/W
制冷量〉4500W 能效比2.32W/W
2.空调器性能及选择比较
(1〉消费者首先要根据自己的房间所需的冷量来合理选配空调器的制冷量。选择过高将造成浪费;选择远低将造成室内冷量不足。按照国际制冷学会提供的数据,用户在选择空调器时可作为参考〈在限高3 米左右密闭的室内,有阳光直射的窗户应以窗帘遮住,室外环境温度 35℃,相对湿度为70%时〉:
室内每平方米的需冷量120-150W
室内每个人约需冷量150W
室内的发热电器的热量应以相等的冷量中和
〈2〉在确定房间所需的制冷量后,就可选定空调器的机型。空调器约为二大类:窗式、分体式。分体式空调器根据室内机组的安装位置分为〈常用的〉挂壁式,落地式。以下是各种机型的性能特点。
a.窗式:(制冷量通常在1500—3200W,能效比在2.2—2.6间) 窗式空调器体积小,安装容易,价幅较便宜,有换新风功能。各主件 之间的管路连接处为焊接,整体密封性好,返修率低。目前,窗机有上出风相侧出风两种形式。在使用上出风的窗机时,应注意调整出风栅极, 使冷气从出风口中上部排出,以防止循环气流的"短路''''''''。不足的是,由 于蒸发器、冷凝器、压缩机、离心风扇〈室内送风)和轴流风扇(室外排风〉(两只风扇只用一台风扇电机〉等部件装入一个壳体,因而会产生共震和躁音。能效比也要比分体式低。
b.分体式:(挂壁式制冷量通常在2500—4000W之间;落地式制冷 量在4000W以上,两者的能效效比在2.6〉。 分体空调器的室内机组由蒸发器、贯流风扇、电控部份组成;室外 机组由压缩机、冷凝器、轴流冈扇、毛细管(节流〉组成。其特点是制冷量 大、能效比高、噪音低。室内机安放位置具有较大弹性。带有变频技术的 分体式空调器与普通定数的空调器相比,在舒适性、静音、恒温及高效运转等方面有了进一步的提高。 应注意的是:室内、外机组之键的连接管的接头为管接,要求安装 严格,否则会产生制冷剂的泄漏。

1. 对低价位空调器的看法
据报道,今年有的厂家推出了低价位(1干多元〉的分体式空调 器。因为分体式空调器具有高制冷量、高能效比、低功耗、低噪声等性能特点。尤其是能效比的高低,不仅决定机器性能的好坏,也反映了厂家在生产时的成本消耗。高性能的机器,能效比高必须保证一定的有材料消耗;如果偷工减料,必然影响机器的能效比,影响使用性能。
空调器应向着变频、节能、高效、低噪方向发展。相信国标对空调品质的技术要求会逐步地加以改善。

变频空调节电吗
随着变频调速技术的日臻完善和 成本降低,八十年代初期开发的变频调 速空调,开始步入寻常百姓家庭。尽管 如此,不少人对变频空调比传统空调节 电30%的观点持怀疑态度,对此,有关报 纸、杂志也纷纷载文展开讨论可谓是众 说纷纭,莫衷一是。那么变频空调究竟 是否节电呢?笔者就此谈谈自己的浅显 认识。
为了分析变频空调节电原理,首先 应该弄清变频器的来龙去脉。 下面分析异步电动机的转速公式
n=(1-s)n1=(1-s)60f1/p
n:电动机的实际转速,转/分;n1:电动机的同步转速; s= (n1-n)/n1 转差率; f1:供电频率,赫;P:极对数从转速公式,可以看出,改变磁极 对数的调速是有级调速,最多只能达到 三、四级。改变转差率的调速方法,在调速过程中均不改变异步电动机的同步转速,而仅仅依靠改变转差率来改变电机的速度,故其调速范围是很有限的。 同时在低速时,因转差率大,转差损耗 大,效率很低。变频调速是通过改变定子供电频率来改变同步转速以达到调 速的目的,且在调速过程中不管在高速 或低速时都保持有限的转差率,因而具 有效率高、调速范围广、调节精度高等 优点,是一种理想的调速方法。 将变频器用于空调器上,便是变频 空调。这种变频空调能使压缩机电机的 转速变化达到连续控制。而压缩机电机的转速是根据室内空调负荷的变化而 变化的。当室内需要急速降温(或急速 升温)、室内空调负荷加大时,压缩机转 速就加快,制冷量(制热量)就增加;当 到达设定温度时,随即处于低速运转, 保持室温基本不变。 由此可见,变频器主要是用来调 速,其次是节电。 那么变频调速系统是怎样节电的 呢?
从电机学可知,异步电机效率与负 载的关系如下:负载越低,电机效率也 越低。异步电机在负载率为75%以上范 围内效率较高,低于50%效率明显下降, 低于30%电机效率显著变劣。采用交流 变频调速后,合理选择变频器的运行参 数可使电机的效率接近理论最大运行 效率。

此外,电机效率与加在电机的端电 压有关。要使电机输出效率较高,随着 负载降低,电机的端电压也相应降低。 异步电机的功率因数在负载一定时,也 与加在电机上的端电压有关。采用变频 调速以前,不管负载轻重,端电压不变, 效率低,功率因数低,无功电流大,因而 电机的铜耗、铁耗增加。采用变频调速 后,端电压随着转速降低而降低,效率 提高,功率因数提高。功率因数的提高, 一方面减少电机的铜耗,同时减少电机 的发热,延长电机的寿命。可见采用变 频调速,既可以根据所需流量调节电机 转速,又可以根据负载情况选择合适的 压频比曲线,使电机的功率因数保持在 0.9以上。因此,采用变频调速的系统综合节电通常可达30%以上。如此说来,变频空调理所应当节电30%,然而,事实并非如此。其原因在于传统空调器有它的特殊性。
我们分析一下传统空调器工作过程。传统空调在室温未达到设定值时, 压缩机电机以满负荷高速度运行,其电机效率和功率因数均处于最佳值。当室温达到设定值时,压缩机电机停机,不再消耗电能。当室内负荷增大或减小时,压缩机电机效率和功率因素始终不变,变化的仅仅是压缩机电机运转时间长短而已。 由上述分析可知,变频空调与传统空调相比,就节电本身而言,并无明显优势。但不能说变频空调不节电。原因是变频空调的压缩机只在短时间处于 高频、高转速、满负荷运行状态;而长时间处于低频、低转速、轻负荷状态下工作。在此状态下,由于压缩机的制冷量变化很小,而室内换热器与室外换热器面积并不改变,因此,室内吸热(放热) 效果和室外散热(吸热)效率都提高,从而整机运行效率得到提高。 这一点可从效能比(EER=制冷 (热)量/功耗)数据中获得验证。变频空调EER达2.8,而传统空调EER仅2.5左 右。此外,变频空调风机电机也由变频器控制。 综上所述,变频空调比传统空调要节电,只是节电效果远达不到空调厂家所宣称的30%。需要指出的是,变频空调具有下列优点:
(1) 启动电流小;
(2) (2)适应范围广(176-242V);
(3) 电机结构简单,重量轻、体积小;
(4) 室内温度波动小;
(5) 噪声可以做得很低。
(6) 因此,变频空调是目前的发展趋势

空调器中换热器(亦称为热交换器)只有蒸发器和冷凝器,是空调器中三大核心部件(庄缩机、换热器和风机)之一。提高它们的换热效率,可以明显减小尺寸,降低空调器的重量与制造成本,所以是当前空调器主要研究内容。
冷凝器有多种形式。水冷式冷凝器有卧式壳管式,水冷套管式;风冷式(又称空冷式)主要有肋片管式(即翅片管式)。
在家用空调器中一般都采用风冷式肋片管式冷凝器。冷凝器在分体式空调器中与压缩机一起装于室外机组中;在窗式空调器中则装于靠近室外的一侧;在热泵型空调器中,风冷式冷凝器在冬季作蒸发器用。蒸发器在小型空调器中一般采用直接蒸发式,其结构与风冷式冷凝器相同。在热泵型空调器中,蒸发器与冷凝器实际上已成为可以互相变换的热交换器。
风冷式肋片管式换热器一般由传热管,肋片和端板三部分组成,通常都是紫铜管上涨接铝肋片,组成整体肋片管束式.其中传热管排列方式为等边三角形排列。


传热管的材料为紫铜管,肋片的材料为纯铝箔。因为纯铝导热系数高,塑性好,冲孔翻边不易出现裂纹,同时纯铝抗大气腐蚀性能好。在一些空气污染比较严重的地区,对室外使用的空冷冷凝器的肋片,应进行阳极化处理,以提高抗腐蚀性能。
由于蒸发器的片距间有凝露水不断流下,所以蒸发器的片距通常比冷凝器的大。肋片片距小,可使换热器单位容积换热量增加,但片距过小,会使空气流动的流动阻力大大增加,使风机风量降低,反而使换热量减少。
肋片型式有平肋片,波纹肋片和冲缝肋片。

肋片所以设计成各种形状,主要是为了增加空气侧面的换热面积及换热系数,以提高肋片管束式换热器的传热性能。
目前我国房间空调换热器大多采用波纹铝肋片。它比平肋片刚性好,肋片表面不易积灰,传热面积比平肋片增加约9%,同时由于肋片上的波纹形,增强了空气扰动,破坏了层流边界层,换热系数比平肋片提高20%。


主要性能指标
国家标准《GB/T 7725-2004 房间空气调节器》规定了房间空调器性能指标的定义和测量方法。房间空调器的主要性能指标包括制冷量、制热量、能效比、性能系数、总功率、最大运行制冷性能、最小运行制冷性能、最大运行制热性能、最小运行制热性能、噪声、循环风量、冻结性能、自动除霜性能、凝露性能、凝结水排除能力、密封性、安全性以及可靠性要求等。
测量制冷性能的试验室温度条件是:试验室内的环境温度在10~43℃范围内可调,环境温度要根据冰箱的气候环境温度类型来定。环境温度就是试验时冰箱周围的空气温度,是指距冰箱前壁和两侧壁表面几何中心的垂直距离350mm处的3个测点上测得的温度的算术平均值。多台冰箱同时试验时,其环境温度是各台冰箱规定点测得值的算术平均值。
1、制冷量(制冷能力)
是指空调器进行制冷运行时,单位时间内从密闭空间、房间或区域内除去的热量,即每小时产生的冷量。其单位为W。
2、能效比(EER,energy efficiency ratio)
是指在额定工况和规定条件下,空调器进行制冷运行时,制冷量与制冷所消耗的总功率之比。其单位为 W/W。即:
EER= 制冷量/消耗总功率 W/W
性能系数的物理意义就是每小时消耗1瓦的电能所能产生的冷量瓦数,所以性能系数高的空调器,产生同等冷量,消耗的电能少。
3、制热量(制热能力)
是指空调器进行制热运行时,单位时间内送入密闭空间、房间或区域内的热量,即每小时产生的热量。其单位为W。
4、性能系数(COP,coefficient of performance)
是指在额定工况和规定条件下,空调器进行制热运行时,制热量与制冷所消耗的总功率之比。其单位为 W/W。即:
COP= 制热量/消耗总功率 W/W
5、噪声
窗式空调器的噪声是由风机和压缩机产生的,在分体式空调器中,室内机组的噪声仅由风机产生,所以室内噪声较低。国家标准规定各种规格的空调器的噪声值
6、循环风量
是指空调器在新风门和排风门完全关闭的情况下,单位时间内向密闭空间、房间或区域送入的风量,即室内侧空气循环量。其单位为m3/s(m3/h)。也就是每小时流过蒸发器的空气量,这是个十分重要的参数。
在同等进风条件、相同风量前提下,同牌号同规格的空凋器,出风温度低的空调器其制冷量就大。
如空调器增大风量,必然造成出风温度较高,噪声也将增大;若风量太小,虽噪声下降,制冷量有所增加,电耗也增加,性能系数反而下降。
为此空调器风量应选取最佳值,以使它发挥最佳效能。

版权所有 五邑大学