第2章 空调器的理论基础知识

2.1 空调器的结构及部件特点

空调器是由室内机和室外机两大部分构成的。下面以分体壁挂式空调器和分体柜式空调器为例对其整机结构进行介绍。

2.1.1 分体壁挂式空调器的基本结构

图2-1所示为典型的分体壁挂式空调器室内机结构示意图。分体壁挂式空调器室内机的管路部件和电路部件都安装在机壳中。从图中可以看到，分体壁挂式空调器室内机机壳的顶部为吸气窗，机壳的正面是吸气栅，吸气栅是通过按扣与主机壳相连的。

在分体壁挂式空调器的出风口处安装有垂直风向叶片（垂直导风板）和水平风向叶片（水平导风板），分别用以调节出风的垂直角度和水平范围。左侧配管孔和底侧配管孔都是为分体壁挂式空调器室内机与室外机进行管道连接时预留的（在右侧还设有右侧配管孔），即连接管路如果需要从左侧伸出与室外机相连时，就需要将左侧配管孔处的挡板卸下，以便管路伸出。当然，如果需要从底侧出管，则就需要将底侧配管孔处的挡板卸下。

将吸气栅掀起，可以看到分体壁挂式空调器室内机的内部结构，如图2-2所示。在蒸发器和吸气窗之间有两片清洁滤尘网，在蒸发器与吸气栅之间有两片空气过滤网，它们都为左右对称摆放，主要用于空气的清洁过滤。

将分体壁挂式空调器外壳卸掉，可以看到在垂直风向叶片（垂直导风板）的侧面安装有驱动电动机，如图2-3所示。工作时，垂直导风板便会在电动机的驱动下垂直摆动，从而实现垂直方向的方向调节。

分体壁挂式空调器室内机水平方向的风向调节是通过水平风向叶片（水平导风板）实现的。图2-4所示为水平风向叶片的实际外形，它通常由两组或三组叶片构成。因此，通过调节各组叶片的水平角度就可以实现不同的风向调节效果。

分体壁挂式空调器的内部主要由蒸发器、电风扇组件、电路部分、传感器、接线盒和连接管路等构成。

1. 蒸发器

蒸发器安装在分体壁挂式空调器室内机中，它是产生制冷量的重要部件。在整个制冷过程中，经过节流降压后的制冷剂液体在蒸发器里吸热汽化，变成低压饱和蒸汽，从而使周围的空气温度下降。图2-5所示为蒸发器的实际结构。

2. 电风扇组件

由于目前分体壁挂式空调器均采用强制通风对流的方式进行热交换，因此，电风扇的作用主要就是加速空气的流动。分体壁挂式空调器室内机主要采用贯流式电风扇，如图2-6所示。贯流电风扇位于蒸发器的里侧，驱动电动机直接与贯流电风扇的主轴相连，在工作时电动机转动，从而带动电风扇旋转。贯流式电风扇的驱动电动机有两组引线，一组是用于速度检测，另一组为驱动绕组。该电风扇是由细长的离心叶片组成的，其特点是风量大、噪声小、压头低。

3. 电路部分

分体壁挂式空调器室内机的电路部分主要包括电源电路、系统控制电路、遥控接收电路和指示灯电路，组成结构图如图2-7所示。

从图中可以看到，电源电路与系统控制电路之间通过两组排线进行连接。其中，电源电路板上提供了电风扇驱动电动机、垂直导风板的驱动电动机（简称步进电动机）及变压器和接线盒等部件的连接插口，其主要作用是为分体壁挂式空调器提供工作电压。

室温传感器、蒸发器传感器（管温传感器）及控制信号的连接插口都设置在系统控制电路板上，系统控制集成电路根据检测到的数据为整个分体壁挂式空调器输出控制指令，使整个分体壁挂式空调器能够正常工作。通常，在分体壁挂式空调器的系统控制电路板上设有一个微控开关，如图2-8所示。该微控开关是应急运转开关，它是当空调遥控器失灵时使用的。当使用遥控器控制分体壁挂式空调器时，若分体壁挂式空调器不运转，这时可通过此开关来判断是遥控器故障还是分体壁挂式空调器故障。在遥控器电池用完又没有更换的情况下，也可以通过应急运转开关对空调进行操作。不同机型中应急运转开关的位置也是有所不同的，但其作用基本相似。

遥控信号接收电路就是接收遥控器信号的电路。当使用遥控器发出操作控制信号时，信号接收电路的显示灯会亮，以提示当前状态。并将接收的遥控信号传送到控制电路中进行处理，再结合当前的环境温度对分体壁挂式空调器进行控制。

4. 传感器

传感器的主要作用就是检测当前的工作温度，并将检测到的温度直接传给系统控制集成电路，以维持分体壁挂式空调器正常工作。图2-9所示为室温传感器及安装位置，其主要作用就是检测房间内的温度。

图2-10所示为管温传感器的感温头，通常安装在蒸发器的管路里，由一个卡子固定在铜管中。它主要用于检测蒸发器管道的温度，有了室内的温度信号，再结合蒸发器的温度信号，在控制电路中进行运算调节，从而决定分体壁挂式空调器的当前运行状态。

5. 接线盒

图2-11所示为分体壁挂式空调器室内机的接线盒。分体壁挂式空调器室内机、室外机及控制电路的供电都是通过接线盒来提供的。

从图中可以看到，接线盒各接线柱都用文字、图案或颜色等进行了标识，其与分体壁挂式空调器室外机的接线柱相对应，以防止电线接错。室内机与室外机的电路连线就是通过接线盒实现的，在进行连线时，根据说明书将对应的连线接在对应的接头上即可。

6. 连接管路

分体壁挂式空调器室内机与室外机之间是通过管路相连的，从而构成一个循环。图2-12所示为其背部管路分布图，室内机的液体管、气体管和排水管都整齐地排列在室内机背面。在两个铜管中，相对较粗的是气体管，相对较细的是液体管。

2.1.2 分体柜式空调器的基本结构

图2-13所示为典型的分体柜式空调器室内机结构示意图。从图中可以看到空调器是由显示屏、操作面板、导风板、吸气栅等组成的，智能控制电路部分则安装在内部。

分体柜式空调器的内部主要由蒸发器、负离子发生器、智能控制电路、信号控制电路、内部接线盒、微动开关、电风扇组件和传输管路等构成。

1. 蒸发器和负离子发生器

将柜式空调器的导风板拆卸下来后，可以看到其内部的蒸发器。蒸发器通常安装在分体柜式空调器室内机中，它在工作流程中吸收大量的热量。在整个制冷过程中，经过节流降压后的制冷剂液体在蒸发器里吸热汽化，变成低压饱和蒸汽，从而使周围的空气温度下降，达到制冷的目的，其外形结构如图2-14所示。

从图中可看到，负离子发生器位于空调器的蒸发器的旁边，其主要用于净化空气，空调器上加专业的负离子发生器，采用开放式结构，对人体有益。负离子发生器还可以消烟除尘，制造活性氧，所产生的离子数量多而臭氧数量少。

2. 智能控制电路

控制电路板是空调器中的主要部件，它通常位于空调器的操作面板后。控制电路中的集成芯片用于控制空调器的各个部件，使空调器能够正常运行，并将信号传送到空调器的显示屏上，其主要部件位置图如图2-15所示。

3. 信号控制电路

信号控制电路板通常安装在空调器的操作面板上，用于控制室内机的工作状态及空调器的开关，其内部结构图如图2-16所示。

4. 内部接线盒

将操作面板卸下后，还可以看到内部的接线盒如图2-17所示。分体柜式空调器室内机、室外机及控制电路的供电都是通过接线盒来提供的。它是空调器中用于线路连接的中心部件。在其各个引脚上都有相应的标识，与空调器室外机的接线柱相对应，以免发生线路连接错误。

5. 微动开关

微动开关是用于控制空调器室内机的安全开关，如果空调器的外部机壳没有固定好，微动开关将不能关闭，空调器皆不能接通，也就是空调器将停止工作。微动开关的外形图如图2-18所示。

6. 电风扇组件

在进气栅板的内部主要为空调器的电风扇组件。图2-19所示为空调器的离心电风扇和电风扇过滤网，其中离心电风扇是由内部的电动机带动转动来工作的，主要为加快空气的流动速度，它通常安装在空调器室内机的底部，通过外部的进气栅板进行排风；而电风扇过滤网主要用于净化和过滤空气中的杂质。

7. 传输管路

分体柜式空调器室内机与室外机之间是通过传输管相连的。室内机的液体管、气体管和排水管等都安装在空调器室内机的离心电风扇旁边。在两个铜管中，相对较粗的是气体管，相对较细的是液体管，其外形图如图2-20所示。

2.1.3 室外机的基本结构

图2-21所示为典型分体式空调器室外机的外形结构图。在其室外机外壳正面的出风口处装有排风网罩，接线盒位于机器的侧面，从室内机引出的连接电缆就是连接到室外机的接线盒上。室外机与室内机管路的接口位于室外机侧面接线盒的下方，对应于室内机的管路，室外机有两个管路连接，管路连接处的粗细与室内机的管路粗细相吻合，将室外机与室内机通过管道进行连接，实现制冷剂的往复循环，从而实现分体壁挂式空调器的制冷或制热。

将室外机的机壳打开后，其内部结构如图2-22所示，从内部结构上可以分辨出该空调器是单冷型还是冷暖型，即有四通阀的室外机为冷暖型空调器。

从图中可看到，空调器室外机主要由压缩机、轴流电风扇、冷凝器、启动电容器、电磁四通换向阀（简称四通阀）及干燥过滤器等部分构成。

1. 压缩机

压缩机是空调器中完成制冷循环或制热循环的核心部件，它通过改变制冷剂的温度和压力，从而使其物理状态发生变化，然后再通过热交换过程实现制热或制冷。

空调器中所使用的压缩机一般可以分为全封闭往复活塞式、全封闭旋转活塞式和涡旋式三种。图2-23所示为全封闭旋转活塞式压缩机的内部结构。这也是目前空调器中常采用的一种压缩机。

从外观上看，全封闭旋转活塞式压缩机为立式柱形结构，通过管路与制冷系统相连接，在吸气管路上，吸气口通过毛细管直接与气体截止阀相连。经压缩机压缩后，低温低压的制冷剂被压缩成高温高压的干饱和蒸汽，然后通过管路输送到冷凝器中。

2. 轴流电风扇

图2-24所示为室外机的轴流电风扇及驱动电动机实物图，与室内机的电风扇不同，室外机所采用的电风扇为轴流电风扇，轴流电风扇多采用铝材压制或ABS塑料注塑而成，扇叶多为3片、4片或5片。轴流电风扇安装在冷凝器的内侧，通过电风扇电动机进行驱动。

3. 冷凝器

室外机中的冷凝器与室内机中的蒸发器结构基本相似，也是由一组一组S形铜管胀接铝合金散热翅片而制成的。事实上，空调器的蒸发器和冷凝器都是用于空气调节的热交换部件，我们现在所说的名称都是以制冷状态为前提的。严格地说，分体壁挂式空调器室内机的热交换器被用于制冷时就作为蒸发器，同时室外机组中的热交换器主要被用作冷凝器（具有制热功能）。而当空调器处于制热状态时，室内机中的热交换器就相当于冷凝器，而室外机中的热交换器则起蒸发器的作用。

在制冷和制热过程中，蒸发器和冷凝器本身并没有改变，只是通过电磁四通阀改变制冷剂的流向，使冷凝器、蒸发器与制冷剂流动的相对位置发生了改变，因而，蒸发器变成了冷凝器，冷凝器变成了蒸发器。图2-25所示为典型空调器室外机冷凝器实物图。

4. 启动电容器

空调器室外机中的压缩机设有两个启动电容器，即压缩机的启动电容器和轴流电风扇的启动电容器，其实物图如图2-26所示。

在压缩机启动电容器顶端的铝箔电极通过线缆连接到继电器及压缩机的接线柱上，与电动机的启动绕组相连产生转矩，带动压缩机启动。压缩机的启动电容器是帮助电动机启动的，使电动机启动绕组中的电流相位超前于运转绕组的电流相位90°。启动电容器从启动开始直至压缩机电动机的转速接近正常转速为止，其时间仅为数秒钟。

轴流电风扇启动电容器的作用与压缩机的启动电容器的作用相同，但压缩机启动电容器与轴流电风扇启动电容器的供电端是不同的，它们通过不同的接线端对电容器进行供电，从而实现对电风扇电动机和压缩机电动机进行不同的控制。

5. 电磁四通换向阀

在冷暖型空调器的室外机中都安装有一个电磁四通换向阀，其实物图如图2-27所示。它位于压缩机上面，主要是由电磁铁和四通换向阀构成的。电磁四通换向阀的主要作用是控制管路中制冷剂的流向，从而控制制冷或制热的循环。

6. 毛细管和干燥过滤器

图2-28所示为空调器室外机的毛细管和干燥过滤器实物图。

毛细管是制冷系统中的节流装置，由于其细而长，所以对制冷剂有阻力，一方面可使制冷剂降低压力，另一方面又可在一定范围内限制流量。当空调器停止运转后，毛细管可起到均压作用，使高、低压压力趋向平衡，便于下次启动。

干燥过滤器位于冷凝器和毛细管之间，用于过滤和干燥制冷剂（吸附水分和过滤杂质），以防止制冷系统出现堵塞现象（冰堵或脏堵）。

7. 单向阀

图2-29所示为单向阀实物图，单向阀主要用在冷暖型空调器中，它具有单向导通，反向截止的特点，用于控制制冷剂的流向。通常，在单向阀的壳体上标注有制冷剂的流动方向，安装时不要将其接反。

8. 截止阀

截止阀分为液体截止阀和气体截止阀两种，其实物图如图2-30所示。用六角扳手按顺时针方向旋转液体截止阀的阀帽，就可以使液体截止阀处于关闭状态，从而将制冷剂气体回收在室外机中。在进行移机和装机时，就可以有效地避免制冷剂气体氧化及抽真空的问题。

气体截止阀俗称“三通阀”，与液体截止阀相比，它多了一个工艺管口。当对空调器进行抽真空、检漏或充注制冷剂时，就需要使用该工艺管口。