空调是如何制冷的?空调制冷原理

修空调很辛苦,真是不容易,天气温度越高,空调越容易不制冷。现在游击队修空调的也多。

办公室空调坏了,别人找维修师傅来修理,更换室外风机后不运转。4、50度的天气温度站在外面修了2个多小时才修好。真心不容易。

但是我感觉那个师傅水平一般,修了2个多小时,打了10多个电话请教别人。最后才把空调修好。维修工作又脏、又累、又苦、又费脑筋还不好赚钱。学的人越来越少了,多数都是为了糊口才干上这一行的。又有多少是真心喜欢这一行的呢。

本人干机、电维修十五六年,早已改行。家里空调制冷效果不好想到咱们这个论坛学习一下。毕竟隔行如隔山,不干这一行巧妇难做无米之炊,好比给心脏搭桥手术的医生很牛,但是做不了脑科手术一个道理。进来论坛看到很多非常有经验的老师傅水平很高,判断、处理故障也非常到位、准确。同时也看到了很 多新手的帖子缺乏很多经验。

真心的希望这个论坛越办越好,还是请老师傅们多给新人传授一些经验。毕竟干维修这行不容易,好多新手也是为了混口饭吃而已。

我也希望这些新手们多学习学习理论知识,只有理论知识掌握了才能独立的思考、处理疑难故障。

本人修空调是外行,想在此给新手们讲几点空调制冷的基本知识,算是抛砖引玉吧。说的不好请大家们多包涵。

新手们看书学习,老师讲课大多是各种理论、名词、公式、计算等等等,听到一头雾水。干了多少年的修空调对理论知识还是迷迷糊糊。


下面我先讲讲空调制冷最简单最简单为什么制冷。

空调为什么会制冷。(主要是想用大白话的方式给新手们讲讲一些容易理解的问题)

在一个密闭的房间里,有个火炉子,炉子上面有个大水壶,水烧开了一直在冒蒸汽,这时候用个管子把水壶的蒸汽引到房子外面。水壶的水越烧越少,这时候还要不断的加水。多浪费水啊。还是把水壶引到屋外的管子里的蒸汽做个冷凝器变成水在用根管子加到水壶里了。这样就可以持续的加水了。这一套系统其实就是个空调制冷器了。如果火炉上面没有大水壶吸收热量,人在房间里面很快就变成人干了。哈哈,空调制冷原理就是这么简单。

换个方法理解制冷原理。钢铁厂炼钢通红通红的铁块子冷却要好长时间。直接用水喷水,水变蒸汽把铁块子的热量带走了。把蒸汽冷却循环使用这一套系统也是制冷原理。

结论:利用冷媒把房间内的热量带走,冷媒循环使用的系统就是空调。(冷媒等会讲)

如果还是听不懂,别急吗。毕竟人家厚厚的一本书,老师讲了好几堂课。我才码了几百字,继续往下看。


冷媒是什么,氟利昂,为什么用氟利昂。好多的科学家、博士生、研究生在实验室里面天天的研究了多少年,不比治疗癌症简单,癌症现在还治不好呢,他们把地球上面能做实验的物质研究个遍,最后选择了氟利昂,为什么选择氟利昂,他们便宜、安全、没有毒、便于制造设备、效率高啊最后就选他了。(脑洞打开:世界上面千千万万的物质都可以用做制冷媒,只是氟利昂是最佳选择)。后来说氟利昂对大气层有害,那就换一个呗,世界上的科学家们带领博士生、研究生又苦苦的研究了多少年。那就选用R410做冷媒吧。如果发明空调时就用R410做冷媒,光是高压管的压力这么高就很难普及,当时科学达不到呢。看看100年前的汽车那个破烂样,R410高压管的压力就够危险的。

结论:冷媒为什么选择氟利昂F-22,便宜、安全、没有毒、便于制造设备、效率高


空调冰箱制冷在毛细管上,不管什么制冷剂本身不是凉的,通过压缩机推送到高压管挤压,因为氟不停的挤压毛细管狭窄流通的慢,所以高压管变热,毛细管挤压出的氟瞬间冰凉的,不停地喷到蒸发器铜管上,铜管凉度传到铝片,再通过风扇从蒸发器背面吹出来,剩余的凉度快速的被压缩机吸气口,粗管回气已达到降温压缩机,一直这么循环 


氟利昂R22的物理特性:沸点-40.75度,凝固点(冰点)-160度。

小时候冬天很冷的时候,会用自己制作的溜冰鞋在冰上滑冰,至今记忆犹新。

大家都知道,水的温度在0度以下的时候就会结成冰,这个时候可以把冰拿在手上把玩,水在0度以上100度以下的时候是液体状态,大家可以喝点冷水或者烧开过的水。当水的温度超过100度的时候就变成了水蒸气。

当水成为固态(冰)、液态(水)、气态(水蒸气)这三种状态时就是物质的“三态”

理论上说任何物质都存在“三态”状态。

就连一块“破砖头”都有这三种状态。当把“砖头”加热到很高的温度时就变成了“液态”,温度继续升高达到一定极限时也会变成“气态”。

换一种方法讲,火山岩浆就固态在高压和高温下变成了“液态”,空中的火山灰就是他们的“气态”。


氟利昂R22的物理特性:沸点-40.75度,凝固点(冰点)-160度。

如果把氟利昂R22的温度降到-40.75度以下时,就可以把氟利昂装在容器里,你就可以看看他们液态时代样子了,就像看到水一样。

如果把氟利昂R22的温度降到-160度以下时,氟利昂就变成了固态,就像你冬天里看到河里冰一样。


重要的事情说三遍:氟利昂R22高于-40.75度就是气态一样,就像水蒸气一样,低于-40.75度就是液态,就像水一样。低于-160度以下时就像水的冰一样。



一杯冷水,一杯热水。把冷水和热水放在一起变成了温水。你说说是冷水吸收了热水热量变成了温水,还是热水吸收了冷水的温度变成了温水。这个其实是相互作用的,就像人们常说的一个巴掌拍不响。冷水和热水混合,冷水不吸收热水的热量是变不热的,热水不吸收冷水的温度是变不凉的。

就像我开贴开头时讲的一样,把水浇在烧的通红的铁块上面,铁太热了、铁太热了,水的温度都超过100度以上了,我还是变成水蒸气吧。这就是水(吸收热量)变成水蒸气把铁块的热量带走了,通红的铁块吸收水的温度(释放热量)铁块变凉了,这个就是相互的作用。

这个现象,水变成水蒸气就叫做“蒸发”。

实不相瞒,25年前在新华书店买了一本书,看了一夜书,第二天给别人装了一台柜机,一台壁挂。装空调对我来说没有一点难度,仅此而已。

我修电脑也是外行,当年我交儿子学电脑,小学五年级时就可以自己安装win98系统,初一时自己学会了组建“传奇”游戏私服,这就体现了一句话,师傅领进门修行靠个人。就是现在会装电脑系统的,你看看会不会装当年的win98系统。


【这个时候需要老师傅们登场了,为什么在修理空调的时候老师傅们都会通过高压管的压力大小来判断空调缺不缺氟利昂R22,空调的制冷状态了。工程师们设计空调时,就是按照环境温度标准的工况来设计空调的。这就是为什么好多空调当环境温度超过了43度后,空调的制冷效果就会大大折扣,甚至会停工、罢工。主要是环境温度超过43度后,工程师们设计的空调,高压管的压力会继续升高,一是设计的管路承受的压力就会超标,甚至会产生很大的危险,管路承受不住压力造成管路“爆炸”『注意,很危险、很危险』。所以工程师们设计空调的时候都会给空调设计一个过压保护,过高的压力导致压缩机的负荷增加,压缩机没有力气了干不动活了。这个时候压缩机的运行电流就会过高,最终因过流过大电流保护。同时由于环境温度过高,冷凝器(室外机)的风扇已经对冷凝器减少了降温的作用。所以空调制冷效果大大的降低了,甚至停工。】 



空调制冷系统中最不起眼一个组件,恰恰是最重要的一个组件就是“毛细管”。

其中:有的是用毛细管,或者是膨胀阀、节流阀,这三个部件在空调制冷当中起到的作用是一样的,只是外观和结构不同吧了。

抛开繁琐的空调结构,最基本的空调组件,缺一不可,缺少任何一个组件都不能形成空调制冷系统。

为了便于理解我就把毛细管列为第一个组件,第二个组件是蒸发器(室内机),第三个组件压缩机,第四个组件储液罐,第五个组件冷凝器(室外机)。当用连接管把上面的五个组件安照顺序连接在一起后,就是一套完整的空调制冷系统。至于还有其他的一些部件比如:阀门、过滤器、四通阀等等都是为了辅助和实现空调其他功能和安装方便等其他的作用。


重要的事情说三遍:空调制冷系统最重要的五大组件,

毛细管→蒸发器→压缩机→储液罐→冷凝器→毛细管

毛细管→蒸发器→压缩机→储液罐→冷凝器→

毛细管→蒸发器→压缩机→储液罐→冷凝器→

 

空调到底是如何制冷的。下面我一一道来。


储液罐储存着高压高温的液体氟利昂(压力1.6Mpa左右,温度43度以下),他们经过细长的毛细管进入蒸发器,储液罐就好比城外驻扎的千军万马,在经过长长的城门(毛细管)进入城内(蒸发器)和敌人(温度)进行厮杀。敌人顽强的抵抗,源源不断的通过蒸发器铜管和散热片把敌人(温度)输送过来,好在城外驻扎着(储液罐)大量的千军万马(氟利昂),源源不断的通过城门(毛细管)进入城内进行厮杀,杀完了一条街,转弯进入另一条街进行厮杀,在转一条街,在转一条街厮杀,转了20多条街和敌人进行厮杀(他妈的谁设计的蒸发器盘铜管要拐这么多湾)。将军和士兵们(氟利昂)一边厮杀一边高喊着,我们沸点-40.75度,不把敌人(蒸发器温度)杀到-40.75度誓不罢休,血流成河啊。

这时候你想想我开贴时候说的,高压高温的氟利昂经过细细的毛细管进入低压的蒸发器,氟利昂就好象是水,蒸发器就好象是烧的通红的铁块子。大量的水想把铁块子的温度降下来,铁块子好比蒸发器通过风扇把温度交换过来。

在经过漫长的厮杀,城内敌人(蒸发器温度)看到大量的攻城的人(氟利昂)来势凶猛无法抵挡,这时城内敌人(蒸发器)开启加速模式,把风扇从低速档,开到中速档,继续开到高速档。把房间内的温度全部交换到蒸发器和氟利昂进行厮杀。无奈氟利昂太过强大,蒸发器远远不是他的对手,房间的温度一直在下降,当房间温度下降到遥控器上面最低设定值16度(或18度)时。劝架的来了(空调电脑板)看不过去了,这样杀下去真的把蒸发器杀到-40.75度,那不把房间里的人冻死了。这不吗空调电脑板看到已经达到温度最低设定值16度时,一声令下告诉空调压缩机停止工作。此时劝架成功。空调制冷暂时停止。



前面讲了氟利昂R22如何通过毛细管在蒸发器里如何制冷的。在这个制冷的过程中记住几个关键要素就行了。

1.        储液罐里是液态的氟利昂,绝对压力16个左右(表压15个左右)。温度43度以下。

2.        毛细管的长短和内径的大小,是根据压缩机的压缩能力、冷凝器的散热能力和蒸发器的换热能力设计好的。当压缩机、冷凝器和蒸发器设计能力确定以后,如果增大毛细管的内径高压端的压力就会下降,如果增加氟利昂的填充量,会对蒸发器过量的蒸发,严重时会有液态的氟利昂回流到压缩机造成“压缩机液击”,造成压缩机损坏。如果毛细管内径过小,高压端压力增高,压缩机电流增加会对压缩机“过流保护”和高压增高进行“过压力”保护,同时蒸发器没有足够的冷媒制冷,制冷效果会下降。(根据理论来实践:如果感兴趣可以把2台不同型号、制冷能力相差不大的旧空调的内、外机搭配使用,只需要调整毛细管的内径和“调整”压力加氟利昂就可以让2台旧空调搭配成1台起死回生。)

3.  压缩机、冷凝器、储液罐、毛细管这一边是【高压环境】表压16个左右,

毛细管、蒸发器、压缩机这一边是【低压环境】表压5个左右。

4. 以上压力是在空调设计环境温度35度时的参数值,环境温度高压力就会增加,环境温度下降压力也会下降。

5.高压下的氟利昂的沸点在43度以下附近,经过毛细管进入低压环境后沸点下降到-40.75度(实际在低压环境中有5个左右压力的存在,氟利昂的蒸发能力只能在最低5-10度之间)。【所以一定要记住不要这么理解制冷原理,冷媒氟利昂喷到蒸发器上面就蒸发制冷了,假设一下如果室内环境温度低于5度,蒸发器的温度也在5度以下时,就是冷媒氟利昂通过毛细管喷在蒸发器上面也不会蒸发制冷,冷媒会是液态的氟利昂。】

【根据理论来实践:遥控器为什么设计时最低温度是16度的原因呢,当室内环境温度在16度时,冷媒氟利昂的的蒸发温度最低在5度左右。如果环境温度继续下降温度,低压侧的压力就会从5个左右压力下降,如果下降过多,冷媒氟利昂的蒸发温度会下降到0度以下,这时候低压侧和蒸发器就会结霜,蒸发器风扇就会失去热交换能力。】

根据上面的现象来判断制冷原理,高压管的压力越高制冷效果越好,低压管的压力越高(高于6个压力)制冷效果越差,低压管的压力越低(在3个压力左右或以下时)低压侧和蒸发器会结霜失去制冷效果。

写到这里我想信很多老师傅也不清楚是什么原理空调的低压侧会结霜,经过上面的理论和实践就会明白了压力和温度之间的关系了。新手们就会明白了空调是如何制冷的和一些故障的现象了。

 

声明一下:以上的压力和温度以及现象是根据原理进行分析判断而来,这就是原理理解透彻以后的理解分析,如果在实践工作中如果在压力和温度等现象有偏差,还请老师傅们给予指正,毕竟新人们还是需要老师傅们的维修经验。

我开贴时声明过了,修空调是外行。我仅仅是根据理论推导来的。


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2020年06月19日