本帖最后由 荣昌制冷 于 2016-1-24 07:46 编辑
本文着重介绍的是R22制冷剂的空调器:
空调器的基本概念:
空调器,它的专业名称为“房间空气调节器”,简称“空调”或“房间空调”,是一种用来调节房间(室、厅、堂)内空气温度的设备,它能将某个空间里的热量与空气进行转换,使该空间里的温度保持在需要的范围内。在进行温度的转换中,需要消耗一定的能量,即电能量和机械能量,通过电能和机械做工(压缩),使温度在空气中得以转换,从而将该空间里的温度得到提升(制热)或降低(制冷)。
空调的能效比:
空调铭牌上标示的能效比,是指空调标示的制冷功率与该空调压缩机的用电功率之比(即COP值)。如一台32型空调的制冷功率为3200W,压缩机的额定电功率为1050W,能效比为3.04,即3200W与1050W之比。
空调器和压缩机的功率一般是指其本身消耗的电功率,要说明的是,空调器的制冷量和空调器消耗的电功率不是一个等值,制冷量大于电功率。
(1)空调器消耗的电功率
空调器工作过程中,电网要给空调器输入电功率,就是空调器消耗的电功率。压缩机功率是空调器消耗的主要电功率,同时消耗电功率的还有内、室外机组的风机以及其他相关的电路,制热状态的四通阀及电辅热等也要消耗很大的电功率。
压缩机的功率通常有两种表示方法。
一是压缩机消耗的电功率,用“瓦(W)”来表示,一般在压缩机外壳上有标注。
二是沿用进口压缩机的俗称,通常用“匹”数来说明压缩机的功率,一般也代表了空调器的大小,“匹”用字母“HP”或“hp”来表示。1匹就是1马力,和功率“瓦(W)”的换算关系为:
1HP=735W
由于空调器其他的电气部件和相关电路也要消耗电功率,所以1HP机消耗的电功率要大于735W。
(2)功率和制冷量的关系
1HP相当于电功率735W,对应空调器的制冷量约2500W。就是说压缩机消耗电功率735W,实际空调器整机消耗的电功率在900W到1000W不等,空调器的制冷量约为2500W。
1匹机一般是指制冷量为2500W的空调器,小于2500W的到2000W之间的我们叫小1匹,大于2500W到2800W之间的我们叫大1匹。
2匹机一般是指制冷量为5000W的空调器,常见的还有4500W到5500W之间的。
3匹机一般是指制冷量为7500W的空调器,常见的还有7000W到7500W之间的。
制冷量在3000W到3600W之间的我们叫1匹半,6500W的我们叫两匹半等。
空调器的压缩机开停受设定温度和环境温度控制。环境温度等于设定温度时,压缩机并不停机,压缩机的开停温度是设定温度的+1℃。例如,控制设定温度为26℃,则制冷时压缩机的停机温度为25℃,当温度回升到27℃时,压缩机开机;制热时压缩机停机温度为27℃,当温度下降到25℃时,压缩机开机。
空调器开机具有3分钟延时保护功能,主要是避免压缩机在高低压不平衡时通电启动运转。高低压不平衡时启动使压缩机启动电流增大,或压缩机转不起来电流更大,会烧坏压缩机线圈。
作为空调器技术人员来说是必须掌握三分钟延时保护有两种形式。
一是插电开机,三分钟后压缩机运转。中途停机若不断电,再次启动也是三分钟后压缩机运转。二是插电开机,压缩机即时运转。中途停机若不断电,再次启动也是三分钟后压缩机运转。但中途若断电停机,再次启动压缩机是即时运转。
第二种情况压缩机即时运转前有的空调器先让四通阀换向3秒钟,目的是使管路压力趋于平衡。
三分钟延时保护功能可以在空调器试机时灵活运用。
空调器的很多故障都和室内机的空气过滤网脏有关。
空调器室内机空气过滤网是过滤循环空气中悬浮的杂物的,包括灰尘、布绒等,防止杂物在空气循环和室内盘管热量交换时,黏附在室内盘管上,不好清洗,影响热交换,使空调器出现故障。
空气过滤网使用一段时间后,空气中的杂物就被吸附在过滤网的表面,阻碍空气循环,使室内机盘管热交换量减少,不仅空调器效果下降,而且会导致空调器出现保护或其他相关故障。因此,在正常使用空调器时,要根据实际的使用环境,定时对过滤网进行清洗,一般厂家推荐两周清洗一次。
一般家用空调器都是用单相电,空调器挂机和小柜机本身都是配的插头供电,使用时要保证插头和插座接触良好,要保证插座良好接地。安装电源插座时,要保证各连接线和接线柱紧密连接,要使用空调器专用插座。
当发现空调器工作时插座内有打火现象,或用手感觉空调器插头温度烫手时,或空调器压缩机一启动就停机时,说明插头和插座严重接触不良,要换新的插头、插座。
3匹以上的空调器一般都是三相电源。三相电源和大功率单相空调器一般推荐使用空气开关,开关要保证各触点良好导通,连线接点要保证连接紧密,无打火现象。三相电零线直接连接,保证连接紧密接触良好和绝缘,注意地线和零线不要接错。
每年使用空调器前,要对电源进行检查,插头是否氧化,插座是否有电,插头和插座是否接触良好等,空气开关要检查三相电的连线是否有松动,开关是否三路都良好导通等,尤其是三相的相序会由于线路的改造而变化,而相序变化会引起空调器不能工作,当三相柜机有电而不能运行时,首先就要调节电源的相序。
三相电源的相序调节很简单,在空气开关后将三相三线中的任意两根接线,换一下连接位置即可。注意调换线头时一定记住拉下开关。
空调器的使用环境对空调器的性能影响很大,空调器使用要尽量远离油烟、水汽、浮尘、棉纱等,空调器的使用环境还必须清洁卫生,不能有老鼠等。
老鼠在空调器内做窝,不仅污染环境和空气,而且会咬断空调器内的连接线。
空调器室外机在脏乱差的环境运转,会将室外机的盘管的热交换翅片表面弄脏堵塞,热交换循环风量减少,造成制冷系统故障,因此,室外机在空调器工作过程中也要进行保养维护,若室外机较脏,要对室外机进行清洗。
空调器制冷或制热实际上是将热量从一个地方转移到另一个地方。
空调器工作时,将室外热量转移到室内就是制热,将室内热量转移到室外就是制冷。完成热量转移的工作系统就是制冷系统,制冷系统是靠制冷剂在制冷系统管路内循环,由制冷剂携带热量,由一个地方转移到另外一个地方。
制冷剂能够携带、转移热量,是利用了制冷剂在一定的压力和温度条件下,气态和液态之间的转换,吸收或放出热量。气态制冷剂在高压下冷凝为液体,要放出热量,液态制冷剂在低压下蒸发,要吸收热量。
由于制冷剂是特殊的物质,因此空调器的制冷剂是循环利用的,所以空调器的制冷系统是一个能使制冷剂循环流动,将热量进行位置转移的密闭的循环管道,也称作制冷管路。
制冷系统循环的动力由压缩机提供。在制冷管道内,制冷剂在压缩机动力作用和毛细管的节流作用下形成压力差,具有了高、低压力,使制冷剂由高压向低压循环流动。
制冷剂蒸发吸热:
将水撒在我们的皮肤上,我们会感觉到凉,这是因为皮肤上的水要吸收皮肤的热量进行蒸发,液态水变为气态。在医院里打针的时候,医生用酒精棉球擦我们的皮肤进行消毒,我们会感到更凉,这也是因为皮肤上的酒精要吸收皮肤的热量进行蒸发,液态酒精变为气态酒精,感到更凉是因为短时间内液态酒精蒸发成气态,要吸收皮肤大量的热量。
同样,在一个空间中,让水或酒精蒸发为气态,这个空间的温度就会降低。如果这个空间是一根管道,那么,管道就会降低温度低于环境温度,环境的热量就会被管道吸收,具有了制冷的作用。
但是,水或酒精很难控制在管道中进行大量蒸发吸热,于是,我们寻找符合一定压力和温度条件下,能够容易实现冷凝和蒸发的化学物质,因此,专用的制冷剂出现了。
制冷剂的显著特点就是能在一般人工控制的温度和压力条件下,能容易地实现气、液状态之间的冷凝和蒸发的转换,并且在冷凝和蒸发时,伴随着大量的热量吸收或放出,满足人们对空调器制冷、制热的需求。
压缩机吸收在蒸发器内吸热汽化的低压低温气态制冷剂,经压缩排出高压高温气态制冷剂,到冷凝器将吸收的热量放出,实现了热量的转移,这就是蒸气压缩式制冷的原理。
制冷剂的蒸发和冷凝伴随着蒸发器、冷凝器和外界环境热量的大量交换,和外界环境温度有很大关系,制冷标准要求蒸发器、冷凝器和环境的温差不低于10℃。例如,空调器制冷状态,冷凝器设计正常温度为50℃,这就使得环境温度限定在40℃以内,考虑到夏季实际使用环境,一般空调器的使用温度上限为43℃。
对于蒸发器、冷凝器来说,其内部制冷剂的温度和压力也有着重要的关系。
注意:蒸发器的蒸发温度和压力有关。
例如,在内地烧开水沸腾温度是100℃,而在高原烧开水沸腾温度要小于100℃,因为内地的大气压是1个大气压,而高原的大气压要小于1个大气压,要想在高原煮熟食物,必须用压力锅,提高压力,同时就提高了沸腾温度。压力低,蒸发温度也低,压力高,蒸发温度也高,实际制冷系统可以利用节流控制蒸发压力,以达到所需的蒸发温度。
蒸发温度和蒸发压力成正比关系,压力降低,蒸发温度降低,压力升高,蒸发温度也升高。因此,可以通过控制蒸发压力以达到控制蒸发温度的目的,蒸发压力可以通过制冷剂的流量来控制。空调器制冷标准工况为蒸发压力0.48MPa(表读数压力),蒸发温度对应+5℃。
冷凝温度和冷凝压力也成正比关系,温度升高,冷凝压力升高,温度降低,冷凝压力随之降低。因此,为了降低冷凝压力,通常要求冷凝器通风散热良好。空调器制冷标准工况为冷凝压力1.8MPa(表读数压力),冷凝温度对应+50℃。
当然,蒸发器、冷凝器内的压力也受外界环境温度影响,外界环境温度升高,管道内部压力会随之升高。例如,夏季制冷系统平衡压力为1 MPa,冬季能降到0.7MPa。
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只看楼主 我来说两句3.信号传输过程
SO1的通讯信号,在U1光敏管产生通讯电流,经过U2发光管,经过U3光敏管(已经导通等待),经过U4发光管,回到电源的负极形成回路。信号电流经过U4发光管,触发U4光敏管进入开关状态,在集电极形成开关脉冲,就是通讯信号,送入SI2完成内机向外机的通讯。
4.通讯检测返回
SO1的通讯信号,在U1光敏管产生通讯电流,经过U2发光管时,触发U2光敏管进入开关状态,在集电极形成开关脉冲,就是通讯信号,送入SI1完成内机通讯的检测返回。
内机CPU检测有自身的通讯返回,说明通讯已经发向室外,即停止通讯,进入等待外机通讯信号的到来的状态。
5.内机等待的实现
内机CPU控制SO1不在输出通讯信号,而是输出直流电压使U1处于导通状态(U1的发光管通电),等待外机机来的通讯信号能很好的通过U1。
使用光耦可控硅的通讯方式
早期品牌的变频空调通讯电路,使用的通讯电路和以上有所不同,看结构外型差不多,但通讯电路中的4个光耦有两个是光耦单向可控硅,并且其通讯电路也没有使用直流电源,而是直接使用交流电的正、负半周进行同步通讯,使得通讯电路的结构很简单,如图所示,以“海尔KFR-36GW/BP”为介绍对象,早期的进口品牌空调多是这种电路结构。
1.交流正、负半周通讯电路
空调的通讯信号在交流电的正、负半周,进行信号传递,使用交流电作为载波。
空调通电后,进行通讯开始,由于要和交流的正、负半周同步,所以是先进行同步的过程。内机长时间发出通讯信号,同时开始接收外机的回应信号,当CPU在接收到外机的通讯信号后,确立交流的两个半周,建立同步联系,再进行控制信号通讯。
找寻同步的开始,外机不发送信号,只有内机的发送和交流同步时,外机才能接收到内机的通讯信号,确认交流同步,马上和交流同步向内机发送信号,使内机接收建立同步通讯。通讯的同步建立,内机是主导,外机是从属。
建立了通讯同步后,若空调断电,则需要进行新的通讯同步建立。
2.电路分析
本电路通讯线电流是单向流动,并且交流正、负半周平衡,所以测量通讯线的电压是低电压,没有一定的直流电压。
由于通讯线有通讯信号调制在里面,所以通讯线和交流电源线之间可以测量出一定的直流脉动信号,可见万用表指针在低电压值下轻微摆动。
4.通讯端口
本机内机的通讯电路和CPU不在不在一个电路板上,是在电源驱动板上的,通过插排线CN201和电脑板的CN104连接在一起,插线的8、9号线是通讯电路。
内机CPU的通讯端子是:28发送,23接收。
外机CPU的通讯端子是:1发送,63接收。
5.检修注意
检修通讯电路时,要注意电路的通讯光耦是可控硅还是三极管结构的,以免造成测量的错误和更换的错误,本电路使用交流同步通讯,明显的特点是通讯回路没有直流电源,在检修空调的通讯电路时,可以据此判断。
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通讯光藕有的是光藕单向可控硅,不是光电耦合器,注意代换时是不能通用的。
通讯线路:变频和非变频空调基本一样
变频空调控制电路中,通讯电路是很重要的,通讯电路联系空调内、外机,使内外两块CPU相互检测相互控制,完成空调的变频运行和保护。变频空调的通讯使用双工方式,即同一根通讯线路能来回两个方向传递信号,但在传送信号的时候,双方不能同时传送,必须是一方传送,另一方接收,传送一方停止变为接收,另一方开始传送,所以是半双工的工作方式。
通讯电路的框架构成
为便于理解通讯电路的框架,从三个方面进行分析,其框架如图所示,本图只是框架原理,便于进行分析通讯时能掌握信号的流程。
1.内外机之间的连线
3.通讯电路的信号电路
电路板上的4个光耦构成通讯电路的信号电路,信号电路的回路就是通讯电路的直流电源回路,从正极开始,依次经过4个光耦,回到负极。可以在图中明显看出,通讯回路和CPU的控制电路是使用光耦隔离的。
光耦U1、U3用来发送通讯信号,光耦U2、U4用来接收通讯信号。
光耦U2、U4还具有检测本身CPU是否发送信号成功的作用,即信号返回。例如在通讯电路正常状态下,内机SO1发出通讯信号,除了发送到外机SI2接收外,同时内机还通过U2返回SI1,以确认发送信号是否正常,只有发送信号有正常返回,内机才能由发送变为等待接收,若没有返回否则判断通讯故障进行保护。
注意4个光耦的发光管和光敏管的端子有其连接的特点。信号回路由U2、U4的两个发光管和U1、U3的两个光敏管构成,实际通讯信号到来时,U2、U4的发光管能自动导通,但U1、U3的光敏管需要对应的发光管触发才能导通。由于通讯电路使用的是直流电源,所以注意光耦的连接端子的极性,使之能处于正向导通的工作状态。
通信过程
1.外机等待的实现
内机CPU控制SO1输出通讯脉冲,到达U1的发光管,使光敏管处于开关状态,直流电源经过U1发射极输出脉冲电流,形成通讯信号。
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内机CPU发出通讯信号后,在接收到CPU端子37返回的自身信号后,CPU端子38停止信号脉冲,变为高电压,使三极管G9驱动光电耦合器IC4处于等待接收状态。
外机确认接收到外机的通讯信号后,外机CPU端子22消除高电压状态,发出通讯信号脉冲给室内,告诉室内已接收到内机的信号。由于内机已处于等待接收状态,所以外机的通讯信号就传送到内机CPU端子37。
交流回路中的通讯回路路径是:+30V—Ic4三极管—Ic2发光管—R30—D9—内外机通讯线SC—D2—IC4三极管—IC3发光管—R1—LED1—N(+30V的负极),和内机向外机发出通讯信号路径一致。
外机的光电耦合器Ic2导通,将外机CPU端子22发出通讯信号返回到外机CPU端子23,自身判断信号已经发出。
内机光电耦合器IC3导通,将外机CPU端子22发出通讯信号发送到内机CPU端子37,内机接收到外机的通讯信号。
空调的整个工作过程,两块CPU之间不断的进行上述内、外之间的通讯,控制空调正常运行。
(3)通讯失败
通讯失败是不能接收到自己的返回信号,或是接收不到对方的通讯信号。通常主动发送信号的内机发现故障,这种情况下,CPU一般要重复三次进行通讯确认,若还是失败,则CPU保护,出现故障代码,也不再进行通讯确认。
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大柜机空调器内外机之间的联系,常见是外机检测保护信号,不是通讯信号,通讯信号是CPU和CPU之间的相互命令和被命令。
空调通讯的基本原理
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