第6章　中央空调维修

6.1　中央空调的结构和工作原理

6.1.1　风冷式风循环中央空调的结构原理

如图6-1所示为典型风冷式风循环中央空调系统。风冷式风循环中央空调工作时，借助空气对制冷管路中的制冷剂进行降温或升温的热交换，然后将降温或升温后的制冷剂经管路送至风管机中，由空气作为热交换介质，实现制冷或制热的效果，最后由风管机经风道将冷风（或暖风）送入室内，实现室内温度的调节。

（1）风冷式风循环中央空调制冷的工作原理

图6-2为典型风冷式风循环中央空调制冷原理。

典型风冷式风循环中央空调的制冷原理如下。

①当风管式风循环中央空调开始进行制冷时，制冷剂在压缩机中经压缩，将低温低压的制冷器气体压缩为高温高压的气体，由压缩机的排气口送入电磁四通阀中，由电磁四通阀的D口进入，A口送出，电磁四通阀的A口直接与冷凝器管路进行连接，高温高压气态的制冷剂，进入冷凝器中，由轴流风扇对冷凝器中的制冷剂进行散热，制冷剂经降温后转变为低温高压的液态，经单向阀1后送入干燥过滤器1中滤除水分和杂质，再经毛细管1进行节流降压，输出低温低压的液态制冷剂，将低温低压液态制冷剂送往蒸发器的管路中。

②低温低压液态制冷剂经管路送入室内风管机蒸发器中，为空气降温进行准备。

③室外风机将室外新鲜空气由新风口送入，室内回风口送入的空气在新旧风混合风道中进行混合。

④混合后的空气经过滤器将杂质滤除送至风管机的回风口处，并由风管机中的风机吹动空气，使空气经过蒸发器，与蒸发器进行热交换处理，经过蒸发器后的空气变为冷空气，再经风管机中的加湿段进行加湿处理，由送风口送出。

⑤经室内机风管机送风口送出的冷空气经风道连接器进入风道中，经静压箱对冷空气进行静压处理。

⑥经过静压处理后的冷空气在风道中流动，经过风道中的风量调节阀，可以对冷空气的量进行调节。

⑦调节后的冷空气经送风口后送入室内，对室内温度进行降温。

⑧蒸发器中低温低压液态制冷剂，通过与空气进行热交换后变为低温低压气态的制冷剂，经管路送入室外机中，经电磁四通阀的C口进入，由B口将其送入压缩机中，再次对制冷剂进行制冷循环。

（2）风冷式风循环中央空调制热的工作原理

图6-3为典型风冷式风循环中央空调制热原理。

典型风冷式风循环中央空调的制热原理如下。

①当风冷式风循环中央空调开始进行制热时，室外机中的电磁四通阀通过控制电路控制，使其内部滑块由B、C口移动至A、B口；此时压缩机开始运转，将低温低压的制冷剂气体压缩为高温高压的过热蒸汽，由压缩机的排气口送入电磁四通阀的D口，再由C口送出，电磁四通阀的C口与室内机的蒸发器进行连接。

②高温高压气态的制冷剂经管路送入蒸发器中，为空气升温进行准备。

③室内控制电路对室外风机进行控制，使室外风机开启，送入适量的新鲜空气进入新旧风混合风道。因为冬季室外的空气温度较低，若送入大量的新鲜空气，可能导致风管式中央空调的制热效果下降。

④由室内回风口将室内空气送入，室外送入的新鲜空气与室内送入的空气在新旧风混合风道中进行混合。再经过滤器将杂质滤除送至风管机的回风口处。

⑤滤除杂质后的空气经回风口送入风管机中，由风管机中的风机将空气吹动，空气经过蒸发器后，与蒸发器进行热交换处理，经过蒸发器后的空气变为暖空气，再经风管机中的加湿段进行加湿处理，由送风口送出。

⑥经室内机风机盘管送风口送出的暖空气再经过风道连接器进入风道中，同样在风道中经过静压箱静压，然后经过风量调节阀后，再由排风口送入室内，对室内温度进行升温。

⑦蒸发器中的制冷剂与空气进行热交换后，制冷剂转变为低温高压的液体进入室外机中，经室外机中的单向阀2后送入干燥过滤器2滤除水分和杂质，再经毛细管2对其进行节流降压，将低温低压的液体送入冷凝器中，轴流风扇转动，使冷凝器进行热交换后，制冷剂转变为低温低压的气体经电磁四通换向阀的A口进入，由B口将其送回压缩机中，再次对制冷剂进行制热循环。

6.1.2　风冷式水循环中央空调的结构原理

如图6-4所示为典型风冷式冷（热）水中央空调系统。风冷式水循环中央空调以水作为热交换介质。工作时，由风冷机组实现对冷冻水管路中冷冻水的降温（或升温）。然后，将降温（或升温）后的水送入室内末端设备（风机盘管）中，再由室内末端设备与室内空气进行热交换后，从而实现对空气温度的调节。这种中央空调结构安装空间相对较小，维护管路比较方便。适用于中小型公共建筑。

（1）风冷式水循环中央空调的制冷工作原理

图6-5为典型风冷式水循环中央空调制冷原理。

典型风冷式水循环中央空调制冷原理如下。

①风冷式水循环中央空调制冷时，由室外机中的压缩机对制冷剂进行压缩，将制冷剂压缩为高温高压的气体，由电磁四通阀的A口进入，经D口送出。

②高温高压气态制冷剂经制冷管路送入翅片式冷凝器中，由冷凝风机（散热风扇）吹动空气，对翅片式冷凝器中的制冷剂进行降温，制冷剂由气态变成低温高压液态。

③低温高压液态制冷剂由翅片式冷凝器流出，进入制冷管路，制冷管路中的电磁阀关闭，截止阀打开后，制冷剂经制冷管路中的储液罐、截止阀、干燥过滤器形成低温低压的液态制冷剂。

④低温低压的液态制冷剂进入壳管式蒸发器中，与冷冻水进行热交换，由壳管式蒸发器送出低温低压的气态制冷剂，再经制冷管路，进入电磁四通阀的B口中，由C口送出，进入气液分离器后送回压缩机，由压缩机再次对制冷剂进行制冷循环。

⑤壳管式蒸发器中的制冷管路与循环的冷冻水进行热交换，冷冻水经降温后由壳管式蒸发器的出水口送出，冷冻水进入送水管道中经管路截止阀、压力表、水流开关、止回阀、过滤器以及管道上的分歧管后，分别将冷冻水送入各个室内风机盘管中。

⑥由室内风机盘管与室内空气进行热交换，从而对室内进行降温。冷冻水经风管机进行热交换后，经过分歧管循环进入回水管道，经压力表冷冻水泵、Y形过滤器、单向阀以及管路截止阀后，经壳管式蒸发器的入水口送回壳管式蒸发器中，再次进行热交换循环。

⑦在送水管道中连接有膨胀水箱，防止管道中的水由于热胀冷缩而导致管道破损，在膨胀水箱上设有补水口，当冷冻水循环系统中的水量减少时，可以通过补水口为该系统进行补水。

⑧室内机风机盘管中的制冷管路在进行热交换的过程中，会形成冷凝水，由风机盘管上的冷凝水盘盛放，经排水管将其排出室内。

（2）风冷式水循环中央空调的制热工作原理

风冷式水循环中央空调的制热原理与制冷原理相似，其中不同的只是室外机的功能由制冷循环转变为制热循环。图6-6为典型风冷式水循环中央空调的制热原理。

由图中可以看到该典型风冷式水循环中央空调的制热原理如下。

①风冷式水循环中央空调制热工作时，制冷剂在压缩机中被压缩，将原来低温低压的制冷剂气体压缩为高温高压的气体，电磁四通阀在控制电路的控制下，将内部阀块由C、B口移动至C、D口，此时高温高压气体的制冷剂由压缩机送入电磁四通阀的A口，经电磁四通阀的B口进入制热管路中。

②高温高压气体的制冷剂进入制热管路后，送入壳管式蒸发器中，与冷冻水进行热交换，使冷冻水的温度升高。

③高温高压气体的制冷剂经壳管式蒸发器进行热交换后，转变为低温高压的液态制冷剂进入制热管路中，此时制热管路中的电磁阀开启、截止阀关闭，制冷剂经电磁阀后转变为低温低压的液体，继续经管路进入翅片式冷凝器中，由冷凝风机对翅片式冷凝器进行降温，制冷剂经翅片式冷凝器后转变为低温低压的气体。

④低温低压气态的制冷剂经电磁四通阀D口进入，经C口送入气液分离器中，进行气液分离后，送入压缩机中，由压缩机再次对制冷剂进行制热循环。

⑤壳管式蒸发器中的制热管路与循环冷冻水进行热交换，冷冻水经升温后由壳管式蒸发器的出水口送出，冷冻水进入送水管道后经管路截止阀、压力表、水流开关、止回阀、过滤器后以及管道上的分歧管后，分别将冷冻水送入各个室内风机盘管中。

⑥由室内风机管与室内空气进行热交换，从而实现室内升温，冷冻水经风机盘管进行热交换后，经过分歧管进入回水管道，经压力表、冷冻水泵、Y形过滤器、单向阀以及管路截止阀后，经壳管式蒸发器的入水口回到壳管式蒸发器中，再次与制冷剂进行热交换循环。

⑦在送水管道中连接有膨胀水箱，由于管路中的冷冻水升温，可能会发生热胀的效果，所以此时胀出的冷冻水进入膨胀水箱中，防止管道压力多大而破损，在膨胀水箱上设有补水口，当冷冻水循环系统中的水量减少时，有可以通过补水口为该系统进行补水。

⑧当室内机风机盘管进行热交换时，管路中可能会形成冷凝水，此时由风机盘管上的冷凝水盘盛放，经排水管将其排出室内，防止对室内环境造成损害。

6.1.3　水冷式中央空调的结构原理

如图6-7所示，水冷式中央空调主要是由水冷机组、冷却水塔、冷却水泵、冷却水管路、冷冻水管路以及风机盘管等部分构成。

工作时，冷却水塔、冷却水泵对冷却水进行降温循环，从而对水冷机组中冷凝器内的制冷剂进行降温，使降温后的制冷剂流向蒸发器中，经蒸发器对循环的冷冻水进行降温，从而将降温后的冷冻水送至室内末端设备（风机盘管）中，由室内末端设备与室内空气进行热交换后，从而实现对空气的调节。冷却水塔是系统中非常重要的热交换设备，其作用是确保制冷（制热）循环得以顺利进行。这类中央空调安装施工较为复杂，多用于大型酒店、商业办公楼、学校、公寓等大型建筑。

水冷式中央空调采用压缩机、制冷剂并结合蒸发器和冷凝器的方式进行制冷。水冷式中央空调的蒸发器、冷凝器及压缩机均安装在水冷机组，其中，冷凝器的冷却方式为冷却水循环冷却方式。图6-8为水冷式中央空调的制冷原理。

典型水冷式中央空调制冷原理如下。

①水冷式中央空调制冷时，水冷机组的压缩机将制冷剂进行压缩，将其压缩为高温高压气体送入壳管式冷凝器中，等待冷却水降温系统对壳管式冷凝器进行降温。

②冷却水降温系统进行循环，由壳管式冷凝器送出温热的水，进入冷却水降温系统的管道中，经过压力表和水流开关后，进入冷却水塔，由冷却水塔对水进行降温处理，再经冷却水塔的出水口送出，经冷却水泵、单向阀、压力表以及Y形过滤器后，进入壳管式冷凝器中，实现对冷凝器的循环降温。

③送入壳管式冷凝器中的高温高压的制冷剂气体，经过冷却水降温系统的降温后，送出低温高压液态的制冷剂，制冷剂经过管路循环进入壳管式蒸发器中，低温低压液态的制冷剂在蒸发器管路中吸热汽化，变为低温低压制冷剂气体，然后进入压缩机中，再次进行压缩，进行制冷循环。

④壳管式蒸发器中的制冷剂管路与壳管中的冷冻水进行热交换，将降温后的冷冻水由壳管式蒸发器的出水口送出，进入送水管道中经过管路截止阀、压力表、水流开关、电子膨胀阀以及过滤器在送水管道中循环。

⑤经降温后的冷冻水经送水管道送入室内风机盘管中，冷冻水在室内风机盘管中进行循环，与室内空气进行热交换处理，从而降低室内温度。进行热交换后的冷冻水循环至回水管道中，经压力表、冷冻水泵、Y形过滤器、单向阀以及管路截止阀后，经入水口送回壳管式蒸发器中。由壳管式蒸发器再次对冷冻水进行降温，使其循环。

⑥在送水管道中连接有膨胀水箱，防止管道中的冷冻水由于热胀冷缩而导致管道破损，膨胀水箱上带有补水口，当冷冻水循环系统中的水量减少时，也可以通过补水口为该系统进行补水。

⑦室内机风机盘管中的制冷管路在进行热交换的过程中，会形成冷凝水，冷凝水由风机盘管上的冷凝水盘盛放，经排水管将其排出室内。

6.1.4　多联式中央空调的结构原理

如图6-9所示为多联式中央空调的整体结构。多联式中央空调采用制冷剂作为冷媒（也可称为一拖多式的中央空调），可以通过一个室外机拖动多个室内机进行制冷或制热工作。

图6-10为多联式中央空调的结构组成。室内机中的各管路及电路系统相对独立，而室外机中将多个压缩机连接在一个室外管路循环系统中，由主电路以及变频电路对其进行控制，通过管路系统与室内机组进行冷热交换，达到制冷或制热的目的。

（1）多联式中央空调的制冷过程

图6-11为典型多联式中央空调的制冷原理。

典型多联式中央空调的制冷原理如下。

①制冷剂在每台压缩机中被压缩，将原本低温低压的制冷剂气体压缩成高温高压的过热蒸气后，由压缩机的排气管口排出。高温高压气态的制冷剂从压缩机排气管口排出后，通过电磁四通阀的A口进入。在制冷的工作状态下，电磁四通阀中的阀块在B口至C口处，所以高温高压制冷剂气体经电磁四通阀的D口送出，送入冷凝器中。

②高温高压制冷剂气体进入冷凝器中，由轴流风扇对冷凝器进行降温处理，冷凝器管路中的制冷剂进行降温后送出低温高压液态的制冷剂。

③低温高压液态的制冷剂经冷凝器送出后，经管路中的单向阀1和干燥过滤器1滤除制冷剂中多余的水分，再经毛细管进行节流降压，变为低温低压的制冷剂液体，再经分接接头1分别送入室内机的管路中。

④低温低压液态的制冷剂经管路后，分别进入三条室内机的蒸发器管路中，在蒸发器中进行吸热汽化，使得蒸发器外表面及周围的空气被冷却，最后冷量再由室内机的贯流风扇从出风口吹出。

⑤当蒸发器中的低温低压液态制冷剂经过热交换工作后，变为低温低压的气态制冷剂，经制冷管路流向室外机，经分接接头2后汇入室外机管路中，通过电磁四通阀B口进入，由C口送出，再经压缩机吸气孔返回压缩机中，再次进行压缩，如此周而复始，完成制冷循环。

（2）多联式中央空调的制热过程

多联式中央空调制热过程主要是通过电路系统控制电磁四通阀中的阀块进行换向，从而改变制冷剂的流向。图6-12为多联式中央空调的制热原理。

典型多联式中央空调的制冷原理如下。

①制冷剂经压缩机处理后的变为高温高压气体，由压缩机的排气口排出。当多联式中央空调进行制热时，电磁四通阀由电路控制内部的阀块由B、C口移向C、D口。此时高温高压气态的制冷剂经电磁四通阀的A口送入，再由B口送出，经分接接头2送入各室内机的蒸发器管路中。

②高温高压气态的制冷剂进入室内机蒸发器后，过热的蒸气通过蒸发器散热，散出的热量由贯流风扇从出风口吹入室内，热交换后的制冷剂转变为低温高压液态，通过分接接头1汇合，送入室外机管路中。

③低温高压液态的制冷剂进入室外机管路后，经管路中的单向阀2、干燥过滤器2以及毛细管2对其进行节流降压后，将低温低压液态的制冷剂送入冷凝器中。

④低温低压的制冷剂液体在冷凝器中完成汽化过程，制冷剂液体向外界吸收大量的热，重新变为气态，并由轴流风扇将冷气由室外机吹出。

⑤低温低压的气态制冷剂经电磁四通阀的D口流入，由C口送出，最后经压缩机吸气孔返回压缩机中，使其再次进行制热循环。