第1章 空調器的工作原理和結構

1.1 空調器的工作原理

空調器是一種為家庭、辦公室等空間區域提供空氣調節和處理的設備，其主要功能是對空氣中的溫度、濕度、純凈度及空氣流速等進行調節。

1.1.1 單冷型空調器的工作原理

單冷型空調器是指僅能實現制冷功能的空調器。單冷型空調器的制冷系統包括室內機制冷管路、室外機制冷管路和聯機管路等部分，結構比較簡單，如圖1-1所示。

如圖1-2所示，單冷型空調器是依靠制冷劑在空調器管路中狀態變化（汽化、液化），實現冷風的輸出，進而降低室內空氣溫度，達到制冷效果。

空調器制冷時，吸氣口送回的制冷劑在壓縮機中被壓縮，將原本低溫低壓的制冷劑氣體壓縮成高溫高壓的過熱氣體。過熱的制冷劑氣體經過管路流入冷凝器中，在冷凝器中進行冷卻（軸流風扇加速冷卻），高溫高壓的過熱氣體在冷凝器中冷卻為常溫高壓的制冷劑液體。

常溫高壓的制冷劑液體通過管路流入毛細管，經毛細管節流降壓后，常溫高壓的制冷劑液體就變成了低溫低壓的制冷劑液體。

低溫低壓的制冷劑液體經二通截止閥（液體截止閥）及連接管路（細管）送入室內機，在蒸發器中低溫低壓的制冷劑液體吸熱變為低溫低壓的制冷劑氣體。在此過程中蒸發器向外界吸收大量的熱量，這使得蒸發器外表面及周圍的空氣被冷卻，再通過室內機的貫流風扇將冷空氣從出風口吹出，實現制冷目的。

汽化后的制冷劑氣體經連接管路（粗管）及三通截止閥（氣體截止閥）返回到室外機的壓縮機內，再次進行壓縮，如此周而復始，形成制冷循環。

1.1.2 冷暖型空調器的工作原理

冷暖型空調器與單冷型空調器的區別在于，冷暖型空調器中安裝了一個電磁四通閥，它是實現制冷和制熱切換的關鍵部件。

圖1-3為冷暖型空調器的制冷/制熱系統的結構。

從圖中可以看到，冷暖型空調器的制冷/制熱系統主要由蒸發器、冷凝器、壓縮機和單向閥、干燥過濾器、毛細管、電磁四通閥等構成。

與單冷型空調器相比，冷暖型空調器在其制冷系統基礎上，增加了電磁四通閥、單向閥等閘閥組件。

1 冷暖型空調器的制冷原理

冷暖型空調器的制冷原理與單冷型空調器制冷原理基本相同，不同的是由電磁四通閥控制制冷系統中制冷劑的流向，從而實現制冷-制熱切換。

圖1-4為冷暖型空調器的制冷原理。

空調器在制冷時，電磁四通閥不動作，管口A與B導通，管口D與C導通，制冷劑在壓縮機中被壓縮，將原本低溫低壓的制冷劑氣體壓縮成高溫高壓的過熱氣體后，由壓縮機排氣口排出。

高溫高壓的過熱氣體經電磁四通閥送入冷凝器中冷卻，通過軸流風扇的冷卻散熱作用，過熱的制冷劑由氣態變為液態。

當冷卻后的常溫高壓制冷劑液體流過時，單向閥1導通，單向閥2截止，因此制冷劑液體經單向閥1后，再經干燥過濾器、毛細管節流降壓。低溫低壓的制冷劑液體由二通截止閥送入室內機。

制冷劑液體在室內機的蒸發器中吸熱氣化，周圍空氣的溫度下降，冷風即被貫流風扇吹入室內，室內溫度下降。汽化后的制冷劑氣體再經三通截止閥送回室外機中。制冷劑氣體經電磁四通閥由壓縮機吸氣口回到壓縮機中再次被壓縮，以維持制冷循環。

2 冷暖型空調器的制熱原理

在制熱模式下，電磁四通閥動作，制冷劑循環正好與制冷時相反。圖1-5為冷暖型空調器的制熱原理。

空調器在制熱時，電磁四通閥動作，管口A與D導通，管口B與C導通，經壓縮機壓縮的高溫高壓過熱氣體由壓縮機的排氣口排出，再經電磁四通閥直接將過熱氣體送入室內機的蒸發器中。此時，室內機的蒸發器就相當于冷凝器的作用，過熱氣體通過室內機蒸發器散熱，散發出的熱量由貫流風扇從出風口吹出，使室內升溫。

過熱氣體散熱變成常溫高壓的液體，再由室內機送回室外機中。此時，在制熱循環中，根據制冷劑的流向，單向閥2導通，單向閥1截止。制冷劑液體經單向閥2、干燥過濾器及毛細管等節流降壓后，被送入室外機的冷凝器中。

與室內機蒸發器的功能正好相反，這時冷凝器的作用就相當于制冷時室內機蒸發器的作用，低溫低壓的制冷劑液體在這里完成汽化過程，制冷劑液體從外界吸收大量的熱，重新變為飽和蒸氣，并由軸流式風扇將冷氣由室外機吹出。制冷劑氣體最后由電磁四通閥返回壓縮機的吸氣口，繼續下一次制熱循環。