第1 章制冷装置主要电器执行机构制冷装置电气控制系统无论多么复杂，其目的都是为了控制电器执行机构。以实现相应的制冷、加热、xx、净化等空气处理功能。满足人们舒适、方便、节能和安全等方面的要求。
本章先简要介绍制冷装置的系统组成，然后分别介绍系统中常用的电器执行机构，通过对它们的种类、结构特点、应用场合及检修方法等方面的学习，为后面章节的学习做好铺垫。
1.1   制冷装置系统组成及工作原理制冷装置有许多种类，家用空调器、家用冰箱、家用冷柜等属于小型制冷装置，商用中央空调、冷库等属于中大型制冷装置，而除湿机、热泵热水器、饮水机等则属于特殊制冷装置。本章将以这些直接用于改善人们生活的、调节空气的制冷装置为主，介绍其中的常用电器执行机构。这里所谓电器执行机构是指接收{zh1}一级指令控制（手动、自动）、能够产生动作或者虽然不产生动作但直接参与空气处理的电器元器件。
(a) 单冷系统
   (b) 冷暖系统
图 1.1  空调示意图
在学习电气控制系统之前，首先搞清楚几个基本概念：制冷是指用人工的方法将低温物体或环境的热量转移到高温物体或环境中，使低温物体或环境保持低温的过程。空气调节是指对空气进行温度、湿度、洁净度等进行调节，也简称空调。空调设备是指对空气进行调节的制冷设备，如房间空调器（空调设备的制冷温度都在0℃以上）。1.1.1 空调系统的组成
（b）冷暖结构示意图
图1.2 结构示意图
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空调器是由、空气循环系统和控制系统三个部分组合而成。这三个部分装在同一个壳体或者两个壳体(分体式)中，它们各自是相对独立的系统，相互配合，共同组成了空调系统。其中包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器四大部分。空气循环系统比较简单，往往并入控制系统。空调示意图见图1.1所示，结构示意1.2所示。
1.1.2  空调器制冷工作原理
空调设备的功能是通过制冷或制热调节室内温度和湿度，并使之保持在一定的范围内。夏季温度较高，湿度较大，空调器可以降温和减湿，使室内温度维持在22℃～26℃，相对湿度维持在55％～60％。冬季气温较低而且干燥，空调器可以升温和加湿,使室内温度维持在20℃~22℃，相对湿度维持在55％～60％。空调器还可以用来调节室内空气流动的速度，因流动的空气比静止的空气使人感到舒适(在制冷时，室内空气的流速以不超过0.5m／s吹出15℃～17℃的冷空气为宜)。此外，污浊空气的尘埃中附有很多xx，空调器可以将其净化，并可将新鲜空气置换入室内。综合起来，功能齐全的空调设备可以用来控制中影响空气物理和化学状态的xx因素：温度、湿度、流速、空气的分布状态、压力、灰尘量、xx量、气味、有毒气体以及有害离子的含量。
制冷的实质就是能量的转移。制冷就是通过的压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发
器的工作，把房间内的热量置换到房间外面。制热(热泵型)的过程与制冷是相反的。在制冷
的过程中，压缩机是能量的搬运者，是运送能量的媒介。同一台空调器因使用环境不同，其制冷、制热效果也不同。空调器铭牌所标的制冷量、制热量是在标准工况下测量的。国家标准要求，制冷时，室内温度28℃，室外温度35℃；制热时，室内温度19℃，室外温度7℃。如果炎夏室外温度高于38℃，寒冬室外温度低于-5℃，空调器的制冷、制热效果会降低，这主要是压缩机置换能量更困难造成的。所以空调器工作的环境温度一般为5℃～43℃。这是空调器生产厂商按气候类型设计和它本身的特性决定的。随着近年来夏季气温的逐渐升高，铭牌标注的制冷量将有所改变，以适应新的工况要求。
1．制冷过程
图 1.3
制冷过程包括压缩、冷凝、节流和蒸发四个过程，分别由不同的部件按不同的顺序轮流完成，如图1 .3所示。(1) 压缩过程。此过程是由压缩机来完成的。它将系统内来自蒸发器的蒸气(压力为0.4～0.6MPa，温度为5℃～12℃)吸入压缩机气缸内，经压缩后成为高温高压的气体(压力为1.6～2.1MPa，温度为80℃~105℃)，并通过压缩机出气口排出。压缩机的主要任务是为提供流动的动力，并且提供压能，它在系统内起着“心脏”的作用。
表1.1
(2) 冷凝过程。此过程由冷凝器完成。由压缩机排气口排出的高温高压的气体进入冷凝器。通过室外轴流风扇的强制对流吹风，把的热量通过冷凝器表面散走，温度降低，高温气体逐步变为气液两相状态，但在冷凝器内的压力基本不变。此时冷凝器出口处的状态为高压的液体，温度只比环境温度高5℃～8℃。在这个过程中，冷凝效果的好坏是很重要的。冷凝效果好，制冷能力提高；冷凝效果差，对整个的制冷效果和整机的使用寿命以及耗电量都会有很大的影响。(3) 节流过程。节流过程在家用空调器中主要采用毛细管来实现，也有采用电子膨胀阀(变频空调器)来实现的。节流过程也可以认为是液体的降压过程，高压液体经过毛细管降压后，变为低压液体，且有少量闪发气。此时的压力约为0.65MPa。
图 1.4  
(4) 蒸发过程。经节流后流入蒸发器后进入蒸发过程，这是一个汽化吸热的过程。通过蒸发器吸收房间的热量时，由液体逐步汽化为饱和蒸气，达到制冷目的。蒸发器出口处为低温、低压的气体，温度为5℃～12℃，压力为0.4~0.6MPa(视设计情况而定)。又进入压缩机，进行下一个制冷循环，如此往复实现持续制冷功能。的压力、温度及状态的变化见表1.1。2、制热过程
空调器的制热一般分为热泵制热和电辅助制热两种方式。
热泵型空调器的制热过程实际上是一个逆向制冷过程，与单冷型空调器的不同之处是在室外机上增置了一个四通换向阀，在制热时，它是能使室外、室内热交换器的流向转换的环节，将压缩机排出的高温高压的气体转换流向室内，从而达到室内制热的目的，见图1.1( b)黑实线所示。
电辅助制热是为了弥补热泵制热的不足，当制热温度达不到设定温度时，电辅助加热元件自动开启，与热泵制热一道，使室内空气温度逐渐升高达到人为设定温度进行取暖的目的。加热元件有电热管和PTC加热元件两种。
1.1.3  冰箱系统组成及工作原理
图1.4所示为蒸气压缩式电冰箱图。与空调xx相同，同样由压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器四大部分组成。制冷原理野与空调器的xx相同。不同之处包括：冰箱的制冷温度在0℃以下；实用电冰箱常将毛细管和低压回气管缠绕在一起，构成一个比较理想的热交换器(回热器)，使得流过毛细管的液体进一步降温，以提高制冷效果和改善压缩机的运行状态；冷凝器为紧贴在冰箱两侧和后背壳体上的铜管，靠自然散热冷却；直冷电冰箱的蒸发器为缠绕在冰箱内胆上的铜管，也是靠自然散冷蒸发制冷，冷却箱内的食物，如果是风冷冰箱，则蒸发器的工作过程属于风机吹风式强制对流散冷，与空调相似。
1.1.4热泵热水器系统组成及工作原理
图 1.5热泵热水器系统组成
热泵热水器也是由压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器四大部分组成。如图1. 5所示。与空调器的不同之处在于：四通阀在这里不是用于换向制热，而是为了换向除霜；制热水的过程实际上就是一个制冷过程；冷凝器被放置在水箱里，利用其放出的热量对水进行加热；对于简单的热泵热水器，蒸发器所释放出来的冷量直接排入大气而没有被利用。图1.6 热泵热水器工作原理示意图






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热泵热水器工作原理与空调器相似，见图1.6。压缩机排出的高温高压气体在水换热器中冷凝成液体，同时放出大量的冷凝热，冷凝热被水吸收，使得水的温度得以升高，液体经过节流元件以后压力大幅降低，在换热器中吸热蒸发，蒸发所需热量全部来自于空气，全部蒸发完毕的低压气体被压缩机吸入，通过压缩机做功后，变成了高温高压的气体，重新由压缩机排气口排出，如此往复循环。转移到高温热源中的热量包括消耗的高品质热量和从空气中吸收的热量。其制热系数可以达到300%～500%甚至更高，可以把水加热至50℃-65℃。