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1、材料物理性能空调及其各零部件主讲人： 周苗荣小组组长：刘金林同组人员：叶欣、陶李洋、李玉 李陈平 章倩倩、田能超 2011.11. 22 1空调即空气调节器(room air conditioner)， 单体式：单体式：即窗机送风量小、适用于小房间，价格便宜，噪音较大 挂壁式：挂壁式： 采用斜片不等距贯流风扇、噪音小、3941分贝以内。 立柜式立柜式 ：采用筒式斜片不等距贯流风扇、并且优化风道、4549分贝以内。 嵌入式（天井式）：嵌入式（天井式）：即吸顶机，室内机主体藏于天花板里面 。 空调的功能是对该房间（或封闭空间、区域）内空气的温度、湿度、洁净度和空气流速等参数进行调节，以满足人体舒适
2、或工艺过程的要求。 2 空调主要有继电器，冷凝器，蒸发器，电机，压缩机，干燥过滤器，气液分离器，温度传感器电子膨胀阀，热力膨胀阀等零部件组成3 1：继电器 （章倩倩） 2：冷凝器（田能超） 3：蒸发器 （陶李洋） 4：电机（李陈平） 5：干燥过滤器 （叶欣） 6：气液分离器（李玉） 7：温度传感器 （周苗荣） 8：压缩机（刘金林）4一：继电器一：继电器 章倩倩章倩倩 继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 5 继电器
3、继电器起动继电器起动继电器 起动继电器：单相电动机电路中，控起动继电器：单相电动机电路中，控制起动绕组通电和断电的器件。制起动绕组通电和断电的器件。 起动继电器的形式：重锤式起动继电起动继电器的形式：重锤式起动继电器、器、PTC PTC 起动继电器和电容起动继电起动继电器和电容起动继电器。器。6 重锤式起动继电器结构图重锤式起动继电器结构图1. 小焊片小焊片 2. 大焊片大焊片 3. 电源线支架电源线支架 4. 盖板盖板 5. 副绕副绕组插口组插口 6. 主绕组插口主绕组插口 7. 磁力线圈磁力线圈 8. 外壳外壳 9. 重锤重锤 10. 磁力线圈磁力线圈 11. 动触电动触电 12. 大焊片
4、大焊片 13. 静触点静触点14. T形架形架 15. 静触点静触点 16. 动触点动触点 17. 副绕组插口副绕组插口 18. 主绕组插口主绕组插口 19. 小焊片小焊片 20. 小弹簧小弹簧 7 组成材料：属电流式起动组成材料：属电流式起动继电器，由电流线圈、重锤衔铁、继电器，由电流线圈、重锤衔铁、弹簧、动触点、静触点、弹簧、动触点、静触点、T 形架形架和绝缘壳体等组成。和绝缘壳体等组成。 继电器继电器1 1重锤式起动继电器重锤式起动继电器8 继电器继电器 1 1重锤式起动继电器重锤式起动继电器 特点：结构简单、体积小、可连续特点：结构简单、体积小、可连续起动、可靠性好，但可调性差，电起动
5、、可靠性好，但可调性差，电源电压波动较大时，会出现触点不源电压波动较大时，会出现触点不释放或接触不良等造成触点烧损。释放或接触不良等造成触点烧损。9 继电器继电器2 2PTCPTC 起动继电器起动继电器PTCPTC 是正温度系数热敏电阻又称为半导体起动器，是正温度系数热敏电阻又称为半导体起动器，其材料组成是半导体材料。其结构如图所示其材料组成是半导体材料。其结构如图所示。10 继电器继电器2 2PTCPTC 起动继电器起动继电器 PTC PTC 起动特性：正常室温下电阻值很小，开始施加电压时通过大电起动特性：正常室温下电阻值很小，开始施加电压时通过大电流使元件发热，温度上升电阻值急剧增加流使元
6、件发热，温度上升电阻值急剧增加当达到临界温度当达到临界温度（居里点或临界点）（居里点或临界点）电阻值会增大到数电阻值会增大到数千倍。电阻温度曲千倍。电阻温度曲线和电流变化曲线线和电流变化曲线如图所示如图所示临界点可根据不同用途，通过调整原料满足不同的温度要求临界点可根据不同用途，通过调整原料满足不同的温度要求11 继电器继电器2 2PTCPTC 起动继电器起动继电器特点：特点：成本低、结构简单、压缩机的匹配范围广、对成本低、结构简单、压缩机的匹配范围广、对电压波动的适应性强。起动时无噪声、无电弧、电压波动的适应性强。起动时无噪声、无电弧、无磨损，耐振动、耐冲击，不怕受潮生锈，性无磨损，耐振动、
7、耐冲击，不怕受潮生锈，性能可靠、寿命长，可以避免触头不平及触头粘能可靠、寿命长，可以避免触头不平及触头粘连等，但不能连续起动。连等，但不能连续起动。12 二：冷凝器二：冷凝器 田能超田能超空调冷凝器的定义：冷凝器(Condenser) 空调系统的机件，能将管子中的热量，以很快的方式，传到管子附近的空气，大部分的汽车置于水箱前方。把气体或蒸气转变成液体的装置。其材料组成是金属料，有钢材，钢板，型材，锻件等。13 一般制冷机的制冷原理压缩机的作用是把压力较低的蒸汽压缩成压力较高的蒸汽，使蒸汽的体积减小，压力升高。 压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽，使之压力升高后送入冷凝器，在冷凝器中冷凝
8、成压力较高的液体，经节流阀节流后，成为压力较低的液体后，送入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽，再送入蒸发器的入口，从而完成制冷循环。 冷凝器冷凝器14冷凝器冷凝器1 1、分类、分类 卧式壳管式卧式壳管式 水水 壳管式壳管式 立式壳管式立式壳管式 冷冷 套管式套管式 式式 板式板式 螺旋板式螺旋板式 风冷式风冷式 自然对流式：平板、百叶窗自然对流式：平板、百叶窗 强迫对流式：套片式肋管，绕片式肋管强迫对流式：套片式肋管，绕片式肋管 蒸发式蒸发式 淋激式淋激式15冷凝器冷凝器2、结构1）壳管式冷凝器）壳管式冷凝器如图由壳体、管板，管子三部分组成，冷却水如图由壳体、管板，管子三部分组成
9、，冷却水在管内通过，制冷剂在管外流动得到冷却、冷在管内通过，制冷剂在管外流动得到冷却、冷凝，凝，冷凝后的液体由筒壳下部流入贮液器，冷凝器冷凝后的液体由筒壳下部流入贮液器，冷凝器端盖设有放气阀（注水时排除管内空气）和放端盖设有放气阀（注水时排除管内空气）和放水阀（停用时防止腐蚀和冻裂）。水阀（停用时防止腐蚀和冻裂）。制冷剂入口制冷剂出口162）套管式冷凝器）套管式冷凝器 套管式冷凝器是两种不同直径的管子套在一起，冷却套管式冷凝器是两种不同直径的管子套在一起，冷却水在内管内由下向上流动，制冷剂在套管的夹层内自上而水在内管内由下向上流动，制冷剂在套管的夹层内自上而下流动。下流动。 由于接近于理想的逆
10、流换热，因而传热效果较好，传由于接近于理想的逆流换热，因而传热效果较好，传热系数较大。热系数较大。当内管为纵向外肋片铜管时，肋片系数为当内管为纵向外肋片铜管时，肋片系数为3.2，制冷剂为，制冷剂为R22时，其传热系数时，其传热系数K=930W/m2K，它还不占用专门安装，它还不占用专门安装位置。位置。套管式冷凝器套管式冷凝器的的缺点缺点： 1、冷凝液体存积在管下部，使、冷凝液体存积在管下部，使传热面积不能充分利用传热面积不能充分利用。 2、水垢不易清除水垢不易清除，对水质要求高。，对水质要求高。 3、单位传热面积的、单位传热面积的金属消耗量较大金属消耗量较大。 4、只用于单机制冷量小于、只用于
11、单机制冷量小于25KW的小型氟里昂空调机组的小型氟里昂空调机组上。上。冷凝器冷凝器173）螺旋板式冷凝器）螺旋板式冷凝器 如图，由如图，由本体本体和和接管接管组成。本体部分由两张平组成。本体部分由两张平行的钢板在专用卷材机上卷制成具有二个螺旋通行的钢板在专用卷材机上卷制成具有二个螺旋通道的螺旋体，中心部分用隔板将二个通道隔开，道的螺旋体，中心部分用隔板将二个通道隔开，螺旋通道上下端分别加有顶盖，最外圈通道端部螺旋通道上下端分别加有顶盖，最外圈通道端部焊有渐扩形冷却水进水口，冷却水出水口由中央焊有渐扩形冷却水进水口，冷却水出水口由中央引出。引出。 与壳管式相比，螺旋板式与壳管式相比，螺旋板式 不
12、但不但体积小，重量轻体积小，重量轻，而且传，而且传 热系数也高，缺点是热系数也高，缺点是不适用于不适用于 高压高压，而且，而且内部清洗检修较困难内部清洗检修较困难， 对水质要求比较高。对水质要求比较高。冷凝器冷凝器18 冷凝器冷凝器 冷凝器是空调各部件中很重要冷凝器是空调各部件中很重要的一部分，对于空调最主要的功能的一部分，对于空调最主要的功能就是制冷，其冷凝器的地位可想而就是制冷，其冷凝器的地位可想而知。知。19 三：蒸发器三：蒸发器 陶李洋陶李洋 空调蒸发器就是室内机里面的，管子组成的，套有翅片的装置。 其作用：低温低压液体制冷剂在蒸发器里面吸收空调房间的热量，变成低温低压气体制冷剂，达到
13、降低房间温度的作用。通过加热使溶液浓缩或从溶液中析出晶粒的设备。20蒸发器蒸发器 主要由加热室和蒸发室两部分组成。 加热室向液体提供蒸发所需要的热量，促使液体沸腾汽化；蒸发室使气液两相完全分离。加热室中产生的蒸气带有大量液沫，到了较大空间的蒸发室后，这些液体借自身凝聚或除沫器等的作用得以与蒸气分离。通常除沫器设在蒸发室的顶部。 空调蒸发器的作用：空调蒸发器的作用：利用液态低温制冷剂在低压下易蒸发，转变为蒸气并吸利用液态低温制冷剂在低压下易蒸发，转变为蒸气并吸收被冷却介质的热量，达到制冷目的。收被冷却介质的热量，达到制冷目的。21 主要有钛金，铜铝（管）、不锈钛金，铜铝（管）、不锈钢、铁，铝合金
14、、铜合金、钛合金钢、铁，铝合金、铜合金、钛合金等金属材质材料做成的，这几种材料中实用中蒸发器的材质满足设计要求的材质都可以。经济和功能的最佳结合点。 蒸发器蒸发器空调蒸发器的组成材料：空调蒸发器的组成材料：22蒸发器蒸发器分类：根据被冷却介质的种类不同，蒸发器可分为两大类： (1)冷却液体载冷剂的蒸发器。用于冷却液体载冷剂水、盐水或乙二醇水溶液等。这类蒸发器常用的有卧式蒸发器、立管式蒸发器和螺旋管式蒸发器等。 (2)冷却空气的蒸发器。这类蒸发器有冷却排管和冷风机。23蒸发器蒸发器24 四：电机四：电机 李陈平李陈平 电机的分类电机的分类：电机按照所使用的电流种类，可以分为直流电动机和交流电动机
15、两大类。 直流电动机没有固定的同步速度，根据直流电机励磁方式的不同，又可以分他励、并励、串励、复励电动机。 交流电机可分为旋转速度等于同步速度的同步电机和运行时放置速度小于同步速度的异步电机，而交流异步电机又可以分为单相和三相交流电机。电机定义电机定义：是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。25电机电机无刷直流电机： 采用半导体开关器件半导体开关器件来实现电子换向的，即用内置传感器和外加电子换向器来进行电子换向。从而代替传统的接触式换向器和电刷。 无刷电机在空载或低负载时声音小，但是在上坡时比有刷更历害，还会出现电磁抖动。无刷直流电动机主要由永磁体转子、多极绕组无刷直流电动机
16、主要由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感器等组成定子、位置传感器等组成 。26VS 驱动电压VCC 工作电压GND 接地VSP 转速控制FG 转速信号VCC 工作电压VSP 转速控制FG 转速信号VS 驱动电压转转子子永永磁磁体体绕组霍尔电机电机27塑料件 端子PBB,PBDE接插件端子镉Cd电线绝缘材料PBB,PBDEPb镀锡铜线Pb电机电机28表面处理6价Cr表面处理6价Cr电机电机29环氧树脂PBB,PBDE电线绝缘材料PBB,PBDEPb镀锡线Pb熔断丝Pb触点镉Cd电机电机30电子部品焊锡部电子部品焊锡部 (铅铅 )转子铁芯（端盖）转子铁芯（端盖） (6 价价镉镉）安装板安装板 (6
17、 价镉）价镉）螺丝螺丝 (6 价镉）价镉）电机电机31 五：干燥过滤器五：干燥过滤器 叶欣叶欣 干燥过滤器（Drier Filter）主要作用是起到杂质过滤的作用。主要是干燥空气的作用。 一般来说，这要根据空调的制冷系统来确定干燥器的规格，如直径，内径，外径的规格，和内部件，如过滤碗，网布，和分子筛。32干燥过滤器是制冷剂管路一个最常用的配件，它主要用来清理系统的有害物质，从而保护如它主要用来清理系统的有害物质，从而保护如膨胀阀和压缩机等重要部件。膨胀阀和压缩机等重要部件。干燥过滤器干燥过滤器33干燥过滤器干燥过滤器 干燥过滤器结构及工作原理: 图是干燥过滤器的结构图。其外壳是用紫铜管收口成紫
18、铜管收口成型型，两端进出接口有同径和异径两种，进端为粗金粗金属网属网，出端为细金属网，可以有效地过滤杂质。 内装吸湿特性优良的分子筛作为干燥剂，以吸收制冷剂中的水分，以确保毛细管畅通和制冷系统正常工作。当干燥剂因吸收水过多而失效时，应该及时进行更换。 34 金属过滤网金属过滤网：过滤较大固体颗粒 聚脂过滤网聚脂过滤网：过滤微小颗粒 玻璃棉玻璃棉：过滤微小颗粒 分子筛分子筛：过滤较大颗粒固体杂质，主要是吸收水分，是其他物质的3-4 倍，也可吸附近酸性物质 活性氧化铝活性氧化铝：吸收水分，主要是酸性物质。 活性碳活性碳：吸收石蜡，不过因为冷冻油只有在温度低于-35 度时才会析出石蜡，所以在中高温运
19、行的系统中不需要用到。 干燥过滤器干燥过滤器其主要作用的材料有：其主要作用的材料有：35 常用干燥剂特点如下，它们根据使用特点分别做成两种形式（见右图）： 小球组合型：许多干燥剂做的小球充填在干燥过滤器内的一个容器内。 硬质滤芯型：经过一系列工艺把干燥剂做成硬质滤芯，然后装在干燥过滤器的固定支架上。干燥过滤器干燥过滤器36 六：气液分离器六：气液分离器 李玉李玉气液分离器气液分离器是安装在气体压缩机的出入口用于气液分离的装置。气液分离器的分离方法有如下：气液分离器的分离方法有如下：1、重力沉降；2、折流分离；3、离心力分离；4、丝网分离；5、超滤分离；6、填料分离等。 37气液分离器气液分离器
20、 硬聚氯乙烯材料简称硬聚氯乙烯材料简称PVC，由氯乙烯在引发剂作，由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。是氯乙烯的均聚物。用下聚合而成的热塑性树脂。是氯乙烯的均聚物。 PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小。工业生产的PVC分子量一般在5万12万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加；无固定熔点，8085开始软化,130变为粘弹态，160180开始转变为粘流态；有较好的机械性能，抗张强度60MPa左右，冲击强度5-10kJ/m2；有优异的介电性能。 气液分离器的材料-硬聚氯乙烯材料硬聚氯乙烯材料38 1 饱和气体在降温或者加压过程中，一部分可凝气体组分会形成小液滴随气
21、体一起流动。 2 气液分离器作用就是处理含有少量凝液的气体，实现凝液回收或者气相净化。 3 其结构一般就是一个压力容器，内部有相关进气构件、液滴捕集构件。 4 一般气体由上部出口，液相由下部收集。 5 汽液分离罐是利用丝网除沫，或折流挡板之类的内部构件，将气体中夹带的液体进一步凝结，排放，以去除液体的效果。 工作原理：工作原理：气液分离器气液分离器39气液分离器气液分离器气液分离器的优点：气液分离器的优点：1、分离效果好。、分离效果好。2、适应的分离负荷范围非常宽。、适应的分离负荷范围非常宽。3、体积小。、体积小。4、阻力小。、阻力小。5、工作稳定。、工作稳定。40气液分离器气液分离器41 七
22、：温度传感器器七：温度传感器器 周苗荣周苗荣温度传感器：温度传感器： 利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器。 按变换原理：按变换原理： 温度传感器分为膨胀式、压力式、热电阻式和热电偶式等数种。42温度传感器温度传感器 空调温度传感器为负温度系数热敏电阻，简称NTC，其阻值随温度升高而低，随温度降低而增大。25时的阻值为标称值。 空调常用的NTC有室内环温室内环温NTCNTC、室内、室内盘管盘管NTCNTC、室外盘管、室外盘管NTCNTC等三个，较高档的空调还应用外环温NTC、压缩机吸气、排气NTC等。 43特点：温度特点：温度T升高，阻值升高，阻值R下降下降 NTCR:
23、 Negative Temperature Coefficient Resistance NTCR: 负温度系数电阻负温度系数电阻 是一种对温度反应较敏感，电阻值会随温度的升高是一种对温度反应较敏感，电阻值会随温度的升高而变小的非线性半导体材料电阻器。而变小的非线性半导体材料电阻器。温度传感器温度传感器44材料组成及结构： NTCR通常是由锰锰(Mn)、钴、钴(Co)、镍、镍(Ni)、铁、铁(Fe)等等两种或两种以上高纯度金属氧化物材料高纯度金属氧化物材料经混合、成型、烧结等工艺制成的接近理论密度（4.8g/cm3)结构的半导体电子陶瓷。 NTCR热敏半导瓷大多是尖晶石结构或其他结构的氧化物陶
24、瓷。尖晶石结构或其他结构的氧化物陶瓷。 尖晶石结构有正尖晶石和反尖晶石两种，通式AB2O4。正尖晶石结构时A2+离子处于四面体空隙中，B3+离子处于八面体空隙中；反尖晶石结构时A2+离子和半数B3+离子处于八面体空隙中，而余下的一半B3+离子处于四面体空隙中。 温度传感器温度传感器45 但是，在上述所示的晶石结构中，只有包含包含反尖晶石结构或半反尖晶石结构反尖晶石结构或半反尖晶石结构的半导体电子陶瓷才具备NTC特性。温度传感器温度传感器四面体空隙四面体空隙八面体空隙八面体空隙46基于电阻基于电阻- -温度特性的应用温度特性的应用：NTC的电阻值可以随温度的上升而下降，由于其温度系数非常大，所以
25、可以检知微小的温度变化，因此被广泛应用在温度的测量、控制与补偿，如冰箱，空调，微波炉等等。基于电流基于电流- -电压特性的应用电压特性的应用：当通入的电流小，几乎不使组件本身发热时，电阻值是一定值。当电流增加，NTC热敏电阻产生的焦耳热使组件本身的温度上升(self-heating)，并与环境进行热交换。此电流-电压特性的典型应用为液位传感器，其基本原理是利用NTC热敏电阻在液体和空气中的热散失差异；平衡温度将随介质种类而不同。基于电流基于电流- -时间特性的应用时间特性的应用：当开始加电压于NTC热敏电阻时是定电阻、定电流的状态，而在自热区域(self-heating)则电阻下降、电流增加。而其改变速率则和加于NTC热敏电阻上的功率和组件本身的质量、形状/结构及环境状况等因素有关。此电流-时间特性可用于抑制突波电流，又不至于对电路的总电流造成太大的影响。因此被广泛应用于OA (operate automatic)机器的交换式电源供应器中，以抑制电源开启时，引发的突波电流，如此可以防止熔丝的熔断与保护电子线路及其它电子组件，以提高OA机器的可靠度。温度传感器温度传感器47 八：压缩机八：压缩机 刘金林刘金林 待续中待续中484950515253545556