制冷的方法有很多種，常用的有：氣體膨脹制冷、液體氣化制冷、渦流管制冷及熱電制冷。其中液體氣化制冷應用最為廣泛，其工作原理是利用液體氣化時的吸熱性來實現制冷的。

1、空調工作原理（以制冷為主，制熱相反）：

壓縮機排出的高溫高壓制冷劑——經四通閥——流經室外側的熱交換器，經過制熱的傳遞向室外空氣散熱，制冷劑由氣態轉變為液態——經過毛細管（或電磁閥）節流降壓——單向閥——過濾器——二通閥（室外高壓管）——進入室內熱交換器吸收熱量（實現制冷）——室外三通閥（室外低壓管）——四通閥——壓縮機。完成一個單回路的制冷循環。

2、制冷系統中的元器件種類：

空調制冷系統主要由四大件組成及制冷系統中的一些輔助設備。

四大件分別為：

• 壓縮機
• 冷凝器
• 節流機構
• 蒸發器組成。

輔助設備：

• 油分離器；
• 干燥過濾器；
• 儲液罐；
• 電磁四通換向閥；
• 電磁閥；單向閥。

3、各元器件的工作原理

壓縮機：作為制冷系統中的“心臟”，對空調的運行性能、噪聲、能耗、振動、使用壽命有著重要的影響。根據熱力學原理，可分為容積型與速度型。

容積型：將一定容積的氣體吸入到氣缸內并改變氣缸內容積，實現氣體壓縮并強制排出。

速度型：使吸入的氣體得到一定的速度，然后緩慢下來，使動能轉為壓力能而后排出。氣體的增長是由速度轉化而來。

 

空調的渦旋式壓縮機結構原理圖

渦旋式壓縮機：由定子與轉子兩個渦旋體嚙合而成。

轉子式壓縮機：由帶偏心輪的主軸、氣缸、套筒、進氣口、滑板、彈簧、排氣閥、排氣口組成。

冷凝器：冷凝器是將制冷系統中蒸發器的制冷量連同壓縮機的消耗功率一起傳給環境介質（冷卻水或空氣）。按冷卻可分為風冷式、水冷式與蒸發式。制冷時主要是向室外散發熱量，制熱時向室外吸收熱量。

蒸發器：蒸發器的主要作用是將進過節流后的低溫低壓的制冷劑液體在蒸發器中沸騰蒸發，吸收被冷卻介質的熱量，進而自身成為低壓飽和（通常有些過熱）蒸氣，不斷的被壓縮機吸走。換句話說，蒸發器就是吸收熱量（即輸出冷量）的換熱設備。

節流元件：節流元件是制冷系統中四大主要元件之一，它的主要功能是：對高壓液態制冷劑進行節流降壓，保證冷凝器與蒸發器之間的壓力差，使進入蒸發器的制冷劑在要求下的低壓下吸熱蒸發，從而達到制冷降溫的目的。調節進入蒸發器中的制冷劑流量，以便適用蒸發器的負荷變化，使系統正常運行。

毛細管：就是一根很細的管子，內徑通常為0.5～2.5mm,長度為1～5m。當制冷劑在管內流動時，需要克服管內阻力，就自然的產生了一定的壓降。

毛細管特點：由于處在常通狀態，當壓縮機停機后，高低壓能迅速平衡，利于壓縮機再次啟動。結構簡單，制作方便，價格便宜。對與熱泵系統來說，制冷劑在毛細管中的節流過程，不存在進出口問題。采用毛細管的制冷系統，機組的運行性能對制冷劑的充注量非常敏感。當制冷系統運行工況發生變化，毛細管對制冷劑的流量調節能力差。由于毛細管內徑小，管道長，容易被阻塞，應注意系統沒內的干燥與清潔。一般在毛細管前設置干燥過濾器，以防阻塞。

熱力膨脹閥：控制蒸發器供液量的調節閥，也是制冷裝置的節流閥。熱力膨脹閥是利用蒸發器出口制冷劑的過熱度的變化來調節流量。根據結構的不同可分為：內平衡式和外平衡式。

熱力膨脹閥缺點：控制精度低，調節范圍有限 閥體的膜片變形有限，使閥針開度變化范圍較小，故流量的調節范圍小。在要求大的流量調節時候，無法滿足。信號反饋有滯后 蒸發器的處的高溫氣體首先要加熱感溫包外殼，感溫包外殼有較大的熱慣性，導致反應的滯后。

 

電子膨脹閥：電子膨脹閥的應用克服了熱力膨脹閥的缺點，并為制冷裝置的智能化提供了條件。主要是利用調節參數產生的電信號，控制施加于膨脹閥上的電壓或電流，從而達到調節目的，到是電子膨脹閥控制系統復雜，價格較高。

電子膨脹閥分類：

• 電磁式電子膨脹閥；
• 電動式電子膨脹閥。

4、制冷系統的輔助設備

油分離器：壓縮機出來的高壓氣體（氣態工質和潤滑油），進入油分離器后，進入油分離器將潤滑油從工質氣體中分離出來，沿著筒體的內壁流下。工質氣體經多孔擋板由中心的管子引出油分離器。分離出的潤滑油，集中于油分離器的下部，可定期排出，或者利用浮球閥，使潤滑油自動回到壓縮機的曲軸箱中。

干燥過濾器：干燥過濾器的作用是吸收制冷系統中的水分，阻擋系統中的雜質使其不能通過，防止制冷系統管路發生冰堵和臟堵。由于系統最容易堵塞的部位是毛細管（或膨脹閥），因此，干燥過濾器通常安裝在冷凝器與毛細管（或膨脹閥）之間。

儲液罐：制冷系統運行過程中，幼由于工況變化或者對制冷量進行調整，系統中的制冷劑循環量將發生變化。設置儲液罐，可以利用儲液罐的儲液能力，平衡和穩定系統內的制冷劑循環量，，使制冷系統處于正常運行狀態。另外，當制冷系統中某個部件發生故障需要拆修時，可以通過一定操作辦法，將系統制冷劑回收到儲液罐中。

儲液罐一般設置在冷凝器與節流元件之間，使冷凝器中的制冷劑液體順利進入儲液器中。儲液罐的位置應低于冷凝器。

電磁四通換向閥：電磁線圈通電后，改變閥體中閥塊的動作方向，改變制冷劑的流向。從而達到制冷或者制熱的目的。

 

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電磁閥：電磁閥通常安裝在膨脹閥前，用來直接控制進入蒸發器的制冷劑量。也可以安裝在壓縮機卸載油缸之前，控制壓縮機氣缸的卸載。

分為兩種：

• 直接啟閉式電磁閥；
• 間接式電磁閥。

單向閥：單向閥通常與輔助毛細管并聯，兩者再與主毛細管串聯。單向閥是一個管狀的元件，管內有一個活動的不銹鋼或尼龍材料制成的球形或半球形塞。與毛細管組合，可以適應制冷和制熱兩種不同的運行工況。

5、制冷劑的種類與狀態

空調制冷劑主要有R22、R410A、R32。

R22是一種中溫制冷劑，標準為-40.8度水在R22中的溶解度很小，與礦物油相互溶解，R22不燃燒，不爆炸，毒性很小，滲透能力強。

R410A是由R32、R125兩種工質按百分之五十和百分之五十的質量分數混合而成的HFC類制冷劑，屬近共沸混合物，其熱力學性質十分接近單工質。同R22相比，R410A的冷凝壓力增大1.6倍,是一種高壓制冷劑，需要提高系統耐壓強度。

R32是二氟甲烷的簡稱，是一種擁有零臭氧損耗潛勢的冷卻劑，在常溫下為氣體，在自身壓力下為無色透明液體，易溶于油，難溶于水，屬于節能減碳環保無毒制冷劑，但R32可燃可爆！

6、制冷劑狀態

飽和制冷劑：飽和制冷劑中汽液轉化處于運態平衡，此時的液體，氣體處于飽和狀態。

飽和溫度和飽和壓力之間存在著一一對應關系，飽和壓力隨著飽和溫度升高而升高，二者中有一個發生變化，另一個也將出現相應的變化。系統中蒸發器中的制冷劑吸熱、冷凝器中的制冷劑放熱，在這些地方制冷劑處于飽和狀態。

過熱度：在一定壓力下，過熱蒸汽的溫度超過飽和溫度的值。

過熱：過熱制冷劑中制冷劑汽體的溫度高于對應飽和壓力下的飽和溫度，液態制冷劑蒸發后才會出現過熱。在過熱情況，制冷劑氣體溫度和壓力之間不存在一一對應關系。

在蒸發器出口附近，制冷劑完全蒸發后仍繼續吸收熱量而變成溫度高于飽和溫度的過熱制冷劑，制冷劑在過熱情況下由吸氣管進入壓縮機。

過冷：過冷制冷劑中制冷劑液體溫度低于對應飽和壓力下的飽和溫度，流態制冷劑中無蒸汽時才會出現過冷。在過冷情況下，制冷劑液體溫度和壓力之間不存在一一對應的關系。

在冷凝器出口到節流閥之間，制冷劑凝結成飽和液體后仍可能繼續放熱冷卻而成為過冷制冷劑。