家用空調工作原理

空調器的結構及工作原理

無論是窗式空調器，還是分體式空調器，都是由殼體結構、制冷系統、通風系統和電氣

系統組成。各種機型會有不同的設計，其結構也有所不同，但這些基本的部件是缺一不可的。

其中一個部件損壞不工作，就會影響空調器的性能。如風機損壞，制冷效率就會降低；過濾

器堵塞，就不會制冷。只有將各部件互相有機地結合起來，密切配合，完成各自的功能，才

組成為一臺完整的空調器。當空調器作制冷運行時，由通風系統風機制冷系統換熱器強迫換

熱，室內側吹出冷空氣，室外側吹出熱空氣，以降低室溫。電氣系統可以設置空調器的工作

狀態，控制室內溫度、風機轉速及壓縮機的開停等等，以使空調器按人的需要進行工作。

下面簡述空調器各系統的結構及工作原理。

一、制冷系統

空調器的制冷系統由壓縮機、冷凝器、毛細管、蒸發器四大部分組成。在分體式空調器

中，這4大部件則分為室內機和室外機兩部分。室外機有壓縮機、冷凝器、毛細管3大制冷

部件，室內機只有1只蒸發器，它們之間用管路，截止閥來連接，從而成為一個完整的制冷

循環系統。

制冷系統的工作原理

制冷系統是利用液體制冷劑，在蒸發器內的低壓下汽化吸收周圍介質的大量熱量，來達

到制冷的目的；利用高溫高壓氣體制冷劑在冷凝器內冷凝，向周圍介質放出大量熱量，達到

制熱目的。具體制冷過程為：

1）壓縮機從蒸發器側吸入制冷劑蒸氣（低溫低壓）；由電能轉換成機械能（作功）對蒸氣進

行壓縮（壓力變高），機械能變成熱能使壓縮氣體溫度上升（過熱氣體）。高溫高壓氣體進入

冷凝器。

2）高溫高壓氣體在冷凝器內與外界空氣（或稱熱源）進行熱交換（放熱），由過熱氣體（約

95℃）飽和蒸氣濕蒸氣飽和液體過冷液體（46℃）。此過程壓力基本不

變（約19Kgf/cm），溫度降低。

3）毛細管通道狹窄，流動阻力大，高壓過冷制冷劑流過后流速增加，壓力下降，溫度也隨之

降低，并有少量汽化現象。

4）進入蒸發器的制冷劑溫度（約7℃、5Kgf/cm）低于環境溫度并從環境吸熱而自身汽化加

劇，逐漸由低壓濕蒸氣狀態向蒸氣狀態變化；而它的吸熱導致環境溫度下降，達到調節空氣

目的。

如此，制冷系統由壓縮冷凝節流蒸發壓縮，不斷循環；在此循

環中壓縮機起著提高制冷劑壓力和輸送制冷劑不斷循環的作用，是整個系統的心臟；節流元

件起著節流降壓和調節進入蒸發器制冷劑流量的作用；而制冷劑是制冷循環的血液，起著轉

移熱量的作用：它把從蒸發器中吸收的熱量連同壓縮機產生的熱量一起在冷凝器中釋放，使

制冷劑不斷從低溫物體吸熱，向高溫介質放熱，從而達到制冷的目的。

制冷系統的四大部件

1.壓縮機

壓縮機是制冷系統的心臟，是一個極為重要的部件。它的作用是不斷地吸取來自蒸發器

的低壓氣體制冷劑，將它壓縮成為高壓過熱氣體，排向冷凝器，使制冷劑在制冷系統中建立

一個壓力差，以使制冷劑在系統中不斷循環，不斷制冷。

壓縮機的好壞直接影響整個空調器的質量。壓縮機的能效比高，則空調器的能效比也做

得高；壓縮機的噪聲大，則空調器的噪聲也相應增大；還有如壓縮機的振動、起動性能、電

氣性能、氣密性能等等都是很重要的。

2.換熱器

空調器上的蒸發器、冷凝器統稱為換熱器。蒸發器是制冷劑低壓蒸發吸收熱量的場所，

冷凝器是高壓高溫氣體制冷劑放出熱量冷凝成為高壓液體制冷劑的場所，也就是說蒸發器起

制冷作用，冷凝器起制熱作用。空調器用換熱器的結構基本上相同的，都是翅片式結構將翅

片套在管路上，然后通過機械脹管或液壓脹管使翅片與管路緊密接觸。根據制冷設計，熱交

換器楞做成單排管、雙排管、三排管等不同形狀。翅片也有平板形、波紋形、裂縫形、波紋

裂縫形等不同形式，管路的內徑也有光滑狀，螺紋狀等不同形狀，因此換熱器的傳熱系統也

各不相同。提高換熱器的傳熱系數，可以減小換熱器體積，減輕換熱器重量降低成本，提高

空調器的冷重比。

3.毛細管（節流元件）

毛細管在制冷系統中起節流、控制制冷劑流量的作用。制冷劑流過毛細管時，壓力下降

到蒸發壓力，溫度隨壓力變化也降低到蒸發壓力相對應的飽和溫度——蒸發濕度。用毛細管

做節流器，具有制造容易、維修方便、壓縮機停機后高壓與低壓壓力平衡快等優點。

4.電磁換向閥

電磁換向閥專門用于熱泵型空調器。在熱泵型空調制冷系統中，通過電磁換向閥的自動

換向來改變制冷劑活動的方向，實現制冷、制熱的轉換。

空調器制冷系統工作時，制冷劑在系統中不斷地循環，發生相變及壓力、溫度的變化，

從而產生了制冷或制熱效果。在生產、安裝、搬運等過程中都應特別注意嚴禁使制冷系統破

壞，以防止制冷劑泄露。整個制冷系統應保持潔凈。水分、雜質含量不能超出標準規定值，

管內應無酸、堿等腐蝕性雜質，以防制冷系統產生水堵、臟堵，以及腐蝕電氣、機械部件等。

選用高能效比壓縮機及換熱系數高的熱交換器，對提高制冷量、降低電耗值等有明顯效果。

二、通風系統

空調器的通風系統由風機和風道組成。通風系統的作用就是使室內、室外熱交換器強制

對流換熱，以獲得額定的制冷效果，使室內側出風口吹出冷風或熱風。

1.風機

風機包括風扇電機和風葉。風扇電動機的結構為單相交流電容運轉式分馬力電機。窗式

空調器一般只有一只風扇電動機，而分體式空調器需要有兩只以上的風扇電動機，分別稱為

室內電機和室外電機。

風葉的型式一般有軸流風葉和離心風葉兩種。軸流風機扇出的風與風機機軸平行，離心

風機扇出的風與風機的軸為離心關系。在空調器上，室內側采用離心風葉，室外測采用軸流

風葉。風葉必須經過動平衡、靜平衡調整，以保證轉動時平穩、振動小、噪聲低。

2.風道

空調器必須要有的風道，才能有一定的出風量。日常使用時應保持風道暢通無阻。

三、制熱系統

1.電熱型制熱系統

電熱型制熱系統一般用于窗式空調器，在窗式空調器的送風口或吸風口處加設一組多組

電加熱器。加熱器由加熱裝置、熔斷器、超溫保護元件組成，

電熱型空調器冬天制熱時，制冷系統停止工作，只有風機與電加熱器配合運行，室溫的

控制由溫度控制器控制，自動切斷或接通加熱器回路，而風機一直在工作，室內空氣在離心

風葉的作用下，經過加熱器后，吸收熱量升高溫度，以達到室內空氣變暖的目的。

電熱型空調器制熱時能耗比相對較大，其單位制熱量所消耗的電能比約為1。

2．熱泵型制熱系統

熱泵型制熱系統時在空調器的制冷系統中多裝入一個電磁換向閥。改閥備有一組繞組線

圈，當線圈通電后，產生磁力，使閥心動作。斷電后，依靠閥心自重或其他力復位，由此控

制不同壓力的制冷劑流過閥體，改變制冷劑在制冷系統中的流向，達到冬季制熱、夏季制冷

的目的。

壓縮機排出高壓氣體制冷劑，進入室外熱交換器冷凝，然后經毛細管節流進入室內熱交

換器，在室內熱交換器進行蒸發吸熱，即制冷；壓縮機排出高壓氣體制冷劑，由于電磁閥的

換向，不進入室外熱交換器，而是進入是捏熱交換器，在室內熱交換器中高壓高溫氣體制冷

劑和外界放出熱量，冷凝成液體，即制熱；

熱泵型空調器制熱時的能效比較大，即制熱量與耗電量的比之較大，一般都可以做到2.5

以上。

熱泵型空調器制熱時，如室外環境溫度較低，則室外機傳熱溫差小，效率會明顯降低。

如室外環境低于5°C以下，就很難使用熱泵制熱。為此，人們就在這基礎上作了進一步改進，

即在室外機上附加電加熱器，當環境溫度較低時，附加電加熱器工作，這就構成了熱泵輔助

電熱型空調器。

有的熱泵型空調器還設有除霜溫控器。當環境溫度很低時，室外熱交換器的蒸發速度偏

低，換熱器表面很容易結霜，影響換熱效果，為此必須及時化霜。除霜溫控器的傳感器裝于

室外熱交換器表面，當換熱器表面溫度低于－11°C左右時，除霜溫控器觸電斷開，空調器

停止制熱，進行融霜，熱交換器表面溫度回升。當溫度升至5～8°C左右時，除霜溫控器觸

頭重新閉合，熱泵制熱系統再次啟動工作。

四、電氣系統

空調器電氣系統包括壓縮機電機、風扇電機、熱保護器、啟動器、溫度控制器、主控開

關、電容器、電加熱器、微電腦控制等等。在出廠之前及在維修后，必須對空調器作必要的

電氣性能檢查，其主要的檢查項目時絕緣電阻性能、電氣強度性能和接地性能。

1.壓縮機電機

家用空調器壓縮機電機絕大部分采用單相感應電動機，以單相交流電源為動力。改型電

機有定子和轉子組成。

2.啟動器

在壓縮機電機電容啟動電容運轉型接線中所設置的一只啟動器，也稱為啟動繼電器

3.熱保護器

熱保護器也稱過載保護器。大電流流過熱保護器的雙金屬片和電熱絲，電熱絲發出比較

大熱量，傳給碟形雙金屬片，使雙金屬片溫度升高，引起翻轉變形，觸點斷開，切斷壓縮機

電源，壓縮機停止工作。待溫度下降后，雙金屬片恢復原狀，觸點閉合，壓縮機又會通電運

行。

4.電容器

空調器壓縮機電機及風扇電機都要配用電容器。電容器的最關鍵技術參數使額定電壓和

額定電容量，這些參數應在電容器的外殼上有不易磨損的明顯的標志。額定電容量于電機特

性相匹配，它與電機的啟動特性、運行轉速等都有密切關系。額定電壓值偏高些還可使用，

但若太低則會損壞電容器，導致電機損壞，產生嚴重后時。因此需要更換電容器時，應特別

注意空調器原配置電容器的電壓額定值和電容量值。

5.溫度控制器

為了能自由地調節室內溫度的高低，空調器控制系統中必須設一個溫度控制器。它通過控

制壓縮機的開和停，達到控制室內溫度的目的。

空調器的功能

一、溫度調節

在夏季，我國大多數地區的環境溫度一般都高于30℃。在這種環境中，人們無法正常地

工作、學習和生活，更不用說晚上能安然入睡了。夏季如能將室溫控制在27℃左右，人們就

會感到舒適。

冬季環境溫度較低，也會給人們的生活帶來不便，通過空調器制熱運行，可使室內空氣溫度

上升。一般冬季室內溫度控制在（18~20）℃左右，可使人們如同在春秋季一樣愜意自如。

二、濕度調節

空氣過于潮濕或過于干燥都會使人感到不適，一般說來，如冬季相對濕度在40%~50%之

間，夏季在5%~7%之間，人的感覺就比較舒服。但是，在雨季或黃梅季節，空氣濕度往往很

高，甚至到達90%以上，這時人們就會感到很不舒服。此外，由于相對濕度過高，家里的地

面和各種器具表面都會變得潮濕，物品、食品都容易發霉、變質。空調器有除濕作用，它可

用來降低房間內的空氣濕度。

三、氣流調節

空調器在工作時有幾檔不同的送風速度，人們可以根據自我合適感任意進行調節。通過

空調器的送風，可使室內空氣由自然對流轉變為強制對流，使人感到微風習習，涼爽舒適。

四、濾清空氣

空氣中一般都有懸浮狀態的固體或流體微粒，通稱空氣中的塵埃，這些塵埃很容易隨著

呼吸進入人體氣管、肺等器官，影響人體健康。空氣調節器內設有空氣過濾網，工作時可以

吸附空氣中的塵埃，使空氣潔凈。

空調器的功能介紹：

基本功能:

*制冷

*制熱

*循環風

*除濕

*自動運轉

*睡眠

*定時開關機

*風速調節

*設定溫度調節

*風門調節

*時鐘顯示

*空氣過濾

*防冷風

*自動除霜（無聲）

*凍結保護

*高溫(過熱)保護

*壓縮機過載保護

*過流保護（2匹以上有獨立過流保護）互感線圈

*缺相及相序保護（三相電）

*高低壓(壓力)保護（大柜機中）

*過電壓(壓敏電阻)及變壓器過熱保護

*排氣溫度保護（渦旋及變頻中）

附加功能:

*電附加熱及其保護

*強力（四檔風）

*雙向導風（立體送風、健康送風）

*智能除霜

*活性炭光觸媒冷觸媒

*壓集塵

*兒茶素

*換新風

*濕調溫

*殺菌HEAP

*負離子

*氣質量探測

空調器的類型

空調器的類型型很多、功能各異，因此分類方法也不盡相同。

1.空調器按使用氣候環境（最高溫度）分為：

類型TIT2T3

氣候環境溫帶氣候低溫氣候高溫氣候

最高溫度43℃35℃52℃

2.空調器按結構形式分為：

a）整體式，其代號C；

整體式空調器結構分類為窗式（其代號省略）；移動式（其代號為Y）等。

b）分體式，其代號F；

分體式空調器分為室內機組和室外機組。室內機組結構分類為吊頂式、掛壁式、落地

式、嵌入式等，其代號分別為D、G、L、Q等，室外機組代號為W。

c）一拖多空調器，略。

窗式C

整體式

移動式Y

吊頂式D

房間空調器K掛壁式G

室內機組落地式L

分體式F嵌入式Q

室外機組W

３.空調器按主要功能分為：

a）冷風型，其代號省略（制冷專用）；

b）熱泵型，其代號R（包括制冷、熱泵制熱，制冷、熱泵與輔助電熱裝置一起制熱、制

冷、熱泵和以轉換電熱裝置與熱泵一起使用的輔助電熱裝置制熱）；

c）電熱型，其代號D（制冷、電熱裝置制熱）

4.空調器按冷卻方式分為：

a）空冷式，其代號省略；

b）水冷式，其代號S。

5.空調器按壓縮機控制方式分為：

a）轉速一定（頻率／轉速／容量不變）型，簡稱定頻型，其代號省略：

b）轉速可控（頻率／轉速／容量可變）型，簡稱變頻型，其代號BP；