空调四通阀,看看工程师如何讲解它的制冷制热切换

家用空调制冷系统有四大部件,分别为压缩机、冷凝器、节流部件、蒸发器,才能实现制冷或制热,但要在同一个设备中实现制冷制热的切换,离不开一个重要部件--四通阀。

一、四通阀的结构构造

四通阀由三个部分组成:先导阀、主阀和电磁线圈。电磁线圈可以拆卸。先导阀与主阀一般是焊接成一体。如图所示:

二、四通阀的工作原理

1、制冷循环  

当电磁线圈处于断电状态,如下图,先导滑阀②在压缩弹簧③推动下右移,高压气体进入毛细管①后进入活塞腔⑤,另一方面,活塞腔④的气体被排出,由于活塞两端存在压差,活塞及主滑阀⑥向右移,使E、S接管相通,D、C接管相通,形成了制冷循环。

2、制热循环  

当电磁线圈处于通电状态,先导滑阀②在电磁线圈产生的磁力作用下克服压缩弹簧③的弹力而左移,高压气体进入毛细管①后进入活塞腔④,活塞腔⑤的气体被排出,由于活塞两端存在压差,活塞及主滑阀⑥左移,使S、C接管相通,D、E接管相通,于是形成制热循环。如下图。

四通阀的制冷(断电)循环和制热(通电)循环并不是绝对的,根据实际要求也可以设计制冷(通电)循环和制热(断电)循环,取决于四通阀在制冷系统中的连接方式。

三、四通阀的用途和特点

1、用途:

电磁四通换向阀是热泵型空调器的重要器件,它是空调制冷、制热两种模式下相互转换的核心部件,另外,在制热模式下进行冷凝器的化霜控制,也离不开四通阀。可见四通阀制冷系统中作用,它不仅在家用空调上应用,也在于中央、商用等制冷设备上得到广泛应用。

2、特点:

  • 采用四通先导阀控制四通主阀,目前的技术非常成熟,换向也非常可靠。这种控制方式,使得可以采用小的线圈驱动先导阀,线圈不仅体积小,且功率也非常小,一般家用空调器采用5~7w左右的线圈就可驱动。

  • 能够瞬间换向,并可在最小压差下动作,使经过四通阀的压降和泄漏减到最小,故障率也小。比如0.25mpa,85%额定电压,都可正常换向。

  • 电磁线圈采用热固性塑料密封,全封闭防水。

四、四通阀的几个重要的结构参数

1、中间流量 

由与四通阀的结构特点,可能存在主阀处于中间位置的状态,如下图所示,E、S、C三条接管互相串通,有一定的中间流量,这时,压缩机高压管内的冷媒可以流回低压管中。设计中间流量的目的是当主滑阀处在中间位置时,可以能起到系统卸压的作用,避免空调制冷系统的高压受到破坏。

2、压力差与流量的关系 

四通阀换向的基本条件是主阀两端的活塞存在压力差(即排气管与吸气管的压力差),这两个压力差F1-F2必须大于主阀的摩擦阻力f ,否则,四通阀将不会换向。换向所需的最低动作压力差是靠系统流量来保证的。

当左右活塞腔的压力差(F1-F2)大于摩擦阻力f 时,四通阀换向开始进行,当主阀运动到某一时刻,到达中间位置时,四通阀的E、S、C三条接管将相互导通,压缩机排出的高压冷媒少部份将从四通阀的D接管直接经E、C管流向压缩机的回气管(S接管),瞬时形成串气的状态。此时,如果压缩机排出的冷媒流量远大于这时的中间流量损失,高低压差基本不变,不会减少太多。

四通阀还是有足够大的换向压力差来使主阀移动到位;如果压缩机排出的冷媒流量很少时,四通阀的中间流量损失会使高、低压差下降明显,当高、低压差小于四通阀换向所需要的最低动作压力差时,主阀就会停在中间位置,形成排、回气串气,既不能制冷又不能制热。

五、空调系统中四通阀换向故障判别

一) 系统冷媒流量不足

1、空调系统发生泄漏,造成制冷系统冷媒循环量不足;

2、四通阀选择太大,与系统不匹配,即系统流量在某些时候小于所选四通阀的中间流量;

4、空调机换向时间。四通阀的换向一般为压缩机停机一段时间后才进行,此时高、低压力趋于平衡,换向刚好到中间位置停止,四通阀换向不到位,主阀停在中间位置,下次启动时,由于中间流量作用造成流量不足;

5、压缩机启动时流量不足,这种现象一般发生在变频压缩机比较多,主要是变频机刚启动低频运行,所以更加明显。

二) 四通阀本身换向不良

1、线圈断线或者电压不符合线圈性能规定,造成线圈不够力,不能推动先导阀的阀芯动作;

2、先导阀变形,造成阀芯卡死,不能动作;主阀体变形,活塞部被卡死而不能动作。

3、阀体毛细管变形,造成堵塞,从而使流量不足,先导阀或主阀不能动作。

4、系统内有杂物进入四通阀内,堵住毛细管或卡死运行部件。

5、钎焊,主阀体的温度过高,内部零件发生变形而不能动作,这一点在空调的生产或售后维修上比较常见;

6、冷媒泄漏或者变频压缩机转速频率低时,换向需要的流量得不到保证;

7、电磁线圈受其他电气干扰,导致换向失败。

六、四通阀的使用注意事项

1、如何拆四通阀?

如需要拆下四通阀,请和管道一起拆下整个四通阀组件,将四通阀主体部分浸在水中再烧焊拆除配管,如果要直接拆下四通阀,请先用湿布将四通阀充分包裹,这样可以防止在焊接配管时高温造成四通阀内部零件的受热损坏。

2、如何判断主阀的位置?

因主阀上的材料有不锈铁,可取一小块磁铁放在四通阀外表面,通过磁铁吸合的位置来,这点要看四通阀使用的材料。

3、如何检修空调四通阀?

取下线圈前请确认线圈的电源是否已经切断;另外,更换四通阀后,请务必记住把线圈装回,否则线圈单体通电会造成发热烧坏。

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  • 7、蒸汽压缩式制冷循环的研究与应用

  • 8、喷气增焓技术在空气源热泵上的应用

  • 9、汽车空调系统设计与应用

  • 10、车用空调压缩机的特殊设计和技术性能

    ……

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