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第2章 空调器主要元器件识别、检测、代换
本章主要介绍空调器的制冷系统器件（如压缩机、热交换器、四通阀、高压截止阀、低压截止阀、毛细管、过滤器）、通风系统器件（如室内风扇、室外风扇、摆风风扇、换气风扇）、电气系统器件（如温度传感器、运转电容、电脑板、交流接触器、压力开关、变压器等）的识别、检测与代换。
2.1压缩机
压缩机，又称压气机，维修人员俗称压机，英文“COMPRESSOR MOTOR”，简写为“COMP”或“CM”。单相电压缩机有的用“CM1～”表示（“1”表示单相，“～”表示交流电），三相电压缩机有的用“CM3～”表示。
压缩机是输送气体和提高气体压力及温度的一种装置，是空调器制冷系统的心脏。它从低压管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向高压管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝→膨胀→蒸发（吸热）的制冷循环。
压缩机按供电方式分类为单相电压缩机（又称普通压缩机）、三相电压缩机；按运行频率分类为定频压缩机、变频压缩机（又分为直流变频、交流变频两种）；按制冷剂类型分类为有氟压缩机、无氟压缩机。
（1）压缩机结构
图2－1所示是压缩机的实物及符号。压缩机与电动机封装在同一个机壳内，顶部设置有两个管口、三个接线端子，侧端贴有铭牌，标注有型号、功率、额定电压、制冷剂型号技术参数。因压缩机的重量很重，通常固定在室外侧的底壳上，空调器常见压缩机型号及参数见附录1。
①储液罐用于存储上个循环周期没有蒸发气化的制冷剂，避免液态制冷剂被压缩机主体吸入，可能导致内部的阀片、活塞板被液体击打破损，造成压缩机损坏报废。这种现象称为“液击”。
② 2个管口低压管口，又称回气管口、吸气管口，用于吸入气体，通常位于侧端；高压管口，又称排气管口，用于排出气体，通常位于压缩机顶部。
③ 3个接线端子单相电压缩机的三个接线端子，分别称为公共端子C、运行端子R（或M）、启动端子S。压缩机型号不同，三端子的位置也不同。三个接线端子内接两个绕组：运行绕组、启动绕组。运行绕组，又称主绕组，用“CR”表示；启动绕组，又称副绕组，用“CS”表示。因绕制运行绕组的漆包线直径粗，其阻值小，一般为1. 5～3.5Ω;绕制启动绕组的漆包线直径细，其阻值大，一般为5～8Ω。从运行端子R与启动端子两端看，运行绕组和启动绕组呈现串联关系，所以，三个端子之间的阻值关系为：RS=CR＋CS.
380V三相压缩机、变频压缩机的三个接线端子，分别内接三个线径、匝数相同的绕
组，因此三个端子之间的阻值相同。
个别内置超载保护器的压缩机，过载保护器两端子单独引出，如图2－1 （b）的右二所示。
（2）压缩机的测试数据及维修
图2－2所示是正常压缩机常温下的测试数据。①如果测试任意两个接线端子之间阻值，为0Ω是绕组短路，无读数是开路；②任意接线端子对外壳有阻值是漏电。
维修提示：
压缩机故障率较低。损坏形式及引起的现象有：①绕组短路、开路，引起压缩机不运转，有的伴有过载保护器动作声。②管口有油渍是漏氟（受压缩机运转的强振动影响相对易漏），引起制冷（热）差。③压缩机不排气或排气不足，造成不制冷（热）或效果差，如空调器内有制冷剂的情况下，空调运行3分钟左右，测试低压管口压力无变化。④卡缸（又称抱轴），多是制冷系统漏气导致压缩机内的冷冻油随之泄漏，有的用锤子敲打压缩机外壳后能恢复正常。
警告：
用气焊拆装压，一定要先入掉制冷系统的制冷剂，否则会造成爆炸等不良后果。拆下的压缩机或备用压缩机，一定要在两管口立即安装好密封堵，或用干净的塑料布包好，避免脏物进入压缩机内，影响压缩机的使用寿命和制冷剂的循环流通。
代换：
功率、额定电压、制冷剂型号、类型相同的压缩机代换。变频压缩机还要区分交流变频、直流变频。安装普通压缩机三端子接线时，要通过电阻法识别出三端子的功能，然后按室外机接线图标示连接好。
2．2互热交换器
热交换器又叫换热器，在空调器中使制冷剂在流经其铜管过程中与空气进行热交换。热交换器根据所处的位置分为室内侧热交换器、室内外侧热交换器。在单冷空调器中，室内侧热交换器叫做蒸发器；室外侧热交换器叫做冷凝器。热泵冷暖空调器在制冷运行时，与单冷空调器相同；在制热运行时，即室内侧热交换器起冷凝器的作用，室外侧热交换器起蒸发器的作用。
图2－3所示热交换器的实物，状如“暖气”片，通常由数十根“U”型紫铜管装上铝质散热片，以增加空气侧的换热面积与空气扰动，提高传热系数和换热量。紫铜管的内径φ为7～11mm。
2.2.1蒸发器
顾名思义，蒸发器是使制冷剂蒸发气化的器件，是制冷系统中的吸热装置，又称冷源，是产生制冷量的换热器。利用制冷剂的沸点与所处环境温度成正比例的特性，在制冷系统中，经毛细管（或膨胀阀）节流后的制冷剂液体喷入蒸发器，由于管道十倍以上增宽，R22制冷剂的压力骤降至5kg/cm2左右，该压力环境下R22对应的沸点是－40. 8℃，蒸发器所处的环境温度肯定高于此温度，使得R22吸热气化，变成低压的饱和蒸气。
图2－4所示制冷剂在蒸发器的蒸发过程，在蒸发器入口“2”，制冷剂中的大部分是饱和液体，少部分是饱和蒸气。制冷剂在蒸发器管路向前流动，不断地吸热汽化，最终全部变成饱和蒸气。然后，饱和蒸气继续吸热，变成热蒸气后由出口“5”排出。
蒸发器中制冷剂的热力变化分成两个区域，前面是饱和状态区，温度To和压力Po保持不变，它占用蒸发器的大部分传热面积；后面是过热区，在蒸发器的出口端，只占少量传热面积。蒸气的过热，有利于压缩机吸气时避免“液击”。
由上述可以看出，蒸发器是制冷剂每个循环周期的最后流通环节，设计要求制冷剂在流经接尾端时完全蒸发汽化，以保证蒸发器整体变凉，使制冷剂最大效率换热，空调器达到额定制冷（热）效果。如制冷剂提前很多就蒸发完毕，可以理解为制冷剂不足，势必造成制冷（热）差。因此，经验的维修人只通过摸蒸发器的温度、听制冷剂在蒸发器的流动声就能准确地判断出制冷剂量的合适与否、管道的畅通情况等，详细见图1－4。
2.2.2冷凝器
顾名思义，冷凝器是将制冷剂冷凝为液态的装置，以在液化过程逐渐将热量散发给室外空气，是空调器中的散热器件，属于高压部件。
利用制冷剂的沸点与压力成正比的特性，经压缩机压缩为高压高温（20kg/cm2左右、100℃左右）的气态制冷剂，直接排入冷凝器，通过空气的对流，将热量散发到周期空气，制冷剂温度逐渐下降至冷凝点而凝结成为液态。
图2－5所示制冷剂的冷凝过程。在高温高压气态制冷剂进入冷凝器放热的初始阶段，制冷剂温度下降至冷凝温度，制冷剂成为干饱和蒸气，这个过程中占用冷凝器的一小部分传热面积；干饱和蒸气在冷凝器的管道继续流动，继续逐渐放热而冷凝成饱和液体，整个过程中压力PK和温度TK保持不变。这是冷凝器中的主要放热过程，它占用冷凝器的大部分传热面积。此过程中的制冷剂为气、液两相并存；在冷凝器的末端，饱和液体进一步被冷却，成为过冷液体，压力保持不变，温度低于TK。该过程也占冷凝器的小部分传热面积。过冷液体对制冷系统有重要意义，它可以使制冷剂在节流之前不产生蒸气，更利于节流后喷入蒸发器内的吸热，提高制冷（热）效果。
维修提示：
①热交换器通风散热不好，如表面尘土过多或风扇没有正常运转，是导致空调器制冷（热）差，运行十几分钟后停止保护的最常见原因，保护前空调器的压力和电流
②热交换器泄漏制冷剂的情况很少见，如果有漏点多出现侧端的“U”管口，一般有渐升高。
警告：
拆装、清洁热交换器时，一定要注意保护好其翅片，如歪倒，会影响空气的对流，造成热交换不良，一定要用铁梳子梳理好。
2．3毛细管
毛细管是指管径很细的管道，主要起节流和降压作用。根据流体力学原理，任何一种流体，当它流过细而长管子时，由于要克服管内的摩擦力，其出口压力就要降低，管径越细、管道越长，其流动的阻力越大，压力降低越大、流量越小。
图2－6所示，空调器毛细管一般为内径0. 6mm～3mm、长度为0. 4m～2m的紫铜管，单冷空调器只设置有一根毛细管；热泵冷暖空调器设置有主、次两根毛细管，主毛细管又称制冷毛细管，次毛细管又称辅助毛细管、制热毛细管，通常与单向阀并联后再与主毛细管连接。
在制冷系统中，冷凝器与蒸发器之间装上毛细管，从冷凝器中流出的液态制冷剂，经过过滤器流入细小的毛经管时，将受到较大的阻力，因此，液体制冷剂的流量减少，从而限制了进入蒸发器的流量，使冷凝器中保持较稳定的压力，毛细管两端的压力差也保持稳定。
维修提示：
毛细管自身故障率极低，只有个别毛细管有沙眼出现泄漏。但制冷系统维修工艺不当，会造成脏物或空气、焊料进入制冷系统，引起毛细管脏堵、冰堵、焊堵，引起的现象分别为制冷（热）差、周期性不制冷（热）、刚开机运转声正常但瞬间变为很大且不制冷。
警告：
①拆装毛细管时火焰要调节小，且不能直接加热毛细管管口。②安装毛细管时插入过滤器的长度一定要适中，详细见第3章“3. 7. 3特殊器件的拆装”。③热泵冷暖空调器的两个毛细管的位置不能弄错。
代换：
必须用同长度、同内径的毛细管代换。毛细管的长度是根据制冷系统性能匹配后确定的流量而定。因此毛细管的管径和长度不能随意改变。
2．4过滤器
图2－7所示是空调器的过滤器实物及内部结构。它的外壳由紫铜管经轧压工艺成型，内装金属滤网。过滤器通常位于室外侧热交换器出口与毛细管之间，用于过滤除掉灰尘及金属异物等，避免这些东西流入到毛细管形成脏堵，影响制冷剂的循环流通。
过滤器的入口通常连接室外侧热交换器，出口连接毛细管。工艺管口在空调器生产或维修过程中连接制冷设备，对制冷系统进行打压或抽真空、加注制冷剂等。
维修提示：
过滤器的故障率较低：①当过滤器的杂物过多时脏堵，导致过滤器结霜和制冷（热）量下降，低压平衡很慢，需要30min以上；②安装过滤器或毛细管时操作不当，导致焊堵，引起刚开机运转声正常，但瞬间声音变得很大且不制冷（热）。
警告：
焊接过滤器前一定要将制冷剂全部排放完毕后才能进行。焊接与毛细管的连接口时一定按要求进行，详细“3. 7.3特殊器件的拆卸”，否则会堵塞影响制冷流通。
2．5四通换向阀
四通阀换向阀，英文全称电磁阀四通换向阀，简称换向阀或四通阀、电磁阀在空调器整机接线图中用“4WV”或“20S”、“VALV（阀）”、"VALVECOIL（阀线圈）”、“YV”（Yefund Valve即换向阀）表示。
四通换向阀是利用电产生磁力，磁力吸动衔铁阀片移动，以改变四个管口通断。是热泵冷暖空调器专用器件，根据制冷（热）模式改变制冷剂走向。
图2－8所示是四通换向阀的实物，包括电磁线圈、阀体两部分。电磁线圈的额定工作电压为220VAC，是否得电受控于电脑板（机械式窗机是主控开关），决定四个管口之间的通断关系。阀体上的管口1连接室内侧热交换器，管口2连接压缩机的低压管（粗），管口3连接室外热交换器，管口4连接压缩机的高压管（细）。
图2－9所示是四通换向阀的工作原理。制冷模式，电磁线圈不通电，阀体的内部件处于默认状态，阀芯B、阀芯A被弹簧1推向左端，使E管和C管接通D管被堵塞，活塞2的气缸为低压区，故滑块左移，管口2与管口1接通，管口4与管口3接通。这样压缩机排出的高压高温气体，经四通换向阀管口经管口4、管口3，进入室外热交换器（此时作冷凝器），再经毛细管、室内热交换器（此时作蒸发器）、四通换向阀管口1和管口2，返回压缩机进行一轮循环。
当空调器设置制热状态时，电气系统对电磁线圈供电，线圈产生磁场吸动阀芯A，B右移，将C管堵塞，同时接通E，D管。四通阀体的高压气体通过两个活塞上的小孔向C，D管充气，活塞2的气缸内由于C管被堵塞充满高压气体；活塞1的气缸内，通过D，E导向及管口2与管口4相通，使之形成低压区。此时活塞带动滑块右移，管口2，3接通。这时压缩机排出的高压高温制冷剂，经四通换向阀管口4和管1，送室内热交换器（此时作冷凝器），经毛细管，室外热交换器（此时作蒸发器）返回压缩机，重复上述过程。
图2－10所示是正常四通换向阀的测试结果。如果电磁线圈烧焦或阻值无穷大肯定损坏如果管口之间的通断不符合图中逻辑是阀体串气或阀块卡阻。
维修提示：
四通换向阀故障率很低，损坏形式及现象有：①管口有油渍是漏，引起制冷（热）差。②电磁线圈烧焦或开路，引起不制热。③四通附近有很响的“Gk口丝”声是阀体窜气，会引起不制冷（热），低压管路压力高。④制冷、制热切换，四通换向阀如无“嗒嗒”换向声，查电磁线圈供电控制是否正常，其次用改锥柄轻轻敲击阀体，如果恢复正常说明内部滑块阻卡，但通过敲动已解决，可继续使用；如果仍不换向，只能更换阀体。
技巧：
经验证明，制冷剂不足导致系统压力偏低，也会造成四通换向阀不能按要求换向，所以，对四通换向阀的换向检查时，应先检测制冷系统压力是否正常。②四通换向阀线圈供电的电压过低，也会造成换向困难。
警告：
③拆卸四通阀一定要采取降温措施，详细见“3.7.3特殊器件拆装”。
2.6单向阀
单向阀又称止逆阀，顾名思义单向阀是单向流通的阀门。如果将单向阀比喻为“门”，制冷剂比喻为“风”，风顺向吹入时门打开，风逆向吹入时关闭。单向阀是热泵冷暖空调器专用器件，与辅助毛细管并联，根据制冷（热）运行模式，确定对制冷剂的节流量。使空调器适应制冷和制热两种不同的运行工况。
图2－11所示是单向阀实物及内部结构。阀体标注的箭头方向表示制冷剂可以通过的流向。当制冷剂按箭头流动时，制冷剂推动球珠（或阀针）脱离阀孔，单向阀导通使制冷剂通过由管口B流出；反之，当制冷剂按箭头反方向流入时，制冷剂推动阀针（或球珠）堵塞阀孔，关闭单向阀，使管口A流入的制冷剂只能通过辅助毛细管节流后，再由管口B流出。这样可使空调器在制冷和制热工况下，通过毛细管长度的变化获得不同的节流量，使空调器处于合理的运行状态。
图2－12是正常的单向阀测试数据。无论从哪个管口吹入气体，如果另一个管口都有气体流出是单向阀关闭不严；如果另一管口都无气体流出则为始终截止。
维修提示：
导致单向阀关闭不严（有的会伴有噪声大），会在制热运行时将制冷剂旁路，引起制热差。个别会出现全截止，造成制冷运行时辅助毛细管也起节流作用，增大制冷剂流动阻值，引起制冷差、电流小、压力低。
技巧：
当确认单向阀有问题时，通过接通或断开四通换向阀的供电，使制冷剂顺、逆循环冲击，有可能将单向阀故障排除。
警告：
拆装时一定要采取降温措施，如用湿布包裹，并随时更换湿布，以免单向阀内有尼龙器件受高温变形导致单向阀损坏。
代换：
需用同类或同构造的单向阀。如连同辅助毛细管一同更换，还要考虑辅助的毛细管的内径、长度一致。
2．7二通压通截止阀
二通截止阀、三通截止阀是分体空调器专用器件，统称截止阀，位于分体空调器室外机的侧端底部，用于连接粗细配管及开／关室外机制冷管道，是为安装和检修而设置的。
1．二通截止阀
顾名思义，二通截止阀是控制两个管口通、断的阀门。二通截止阀，简称二通阀，又称高压截止阀或供液阀（因空调器多用于制冷，制冷时此阀流经的是高压液态制冷剂而得名）。
图2－13所示二通截止阀的实物及内部结构，由定位调节口和两条相互垂直的管路组成。细配管连接口通过螺母与室内机组连接，定位调节口用于控制室外机连接口与细配管连接口之间的通断。定位调整管口有两种类型：内六角孔式；旋转钮式（很少见）。
用内六角扳手或活扳手顺时针拧动阀杆，阀杆左移，关闭截止阀（出厂位置）；反之，逆时针拧动，阀杆右移，阀孔开启，打开二通截止阀，接通两个管口（制冷／热位置）。
2．三通截止阀
顾名思义，三通截止阀是控制三个管口之间通的阀门。三通截止阀，简称三通阀，俗称低压截止阀或气阀［一般空调器制冷时此管流经的是低压气态制冷剂而得名，但有个别柜式空调器（如春兰柜机）使用三通阀做高压管的截止阀］。
三通截止阀根据维修管口的结构分为：气门销式三通阀、普通三通阀。
（1）气门销式三通阀
图2－14所示是气门销式三通阀的实物及内部结构。粗配管连接口用于连接室内机组；维修口，又称检修口、工艺管口、加氟口，用于连接制冷剂瓶等维修设备；定位调节口用于控制室外机连接口与粗配管连接口之间的通断。
内六角扳手伸入阀门调节口顺时针拧动，阀杆下移到底，切断（出厂位置）室外机连接管口与粗配管连接口；逆时针旋转，阀杆上移，阀孔开启打开阀门，接通室外机连接管口和粗配合连接管口（制冷／热位置）。
维修管口的内气门销，平时关闭，将维修管与其他管口断切；向里按压气门销时，气门销向里移动，使维修管口与室外机连接管口接通。向里按压气门销的方法一般有两种：用改锥直接按压气门销，需注意用力适中，避免损坏气门销；将公英制的英制管口安装到维修管口即可。
（2）普通的三通截止阀
图2－15所示是普通三通阀的实物及内部结构，它由两条呈现“之”字形的水平连接管路、一个阀门调节口、一个维修管口组成。拆下阀门调节口的铜螺帽，旋转阀门调节钮于不同的位置，可实现三个管口之间的通断控制。
阀杆处于前位（又关闭位），粗配管连接口与维修管口接通，与室外机连接管口断开（室外机出厂位置）；阀杆处于中位（又称气洗位），管口呈现三通状态，即粗配管口与维修管口、室外机连接管口均接通，是加注制冷剂或整机抽空位置；阀杆处于后位，粗配管连接口与室外机连接口接通、与维修管口断开（制冷／热位置）。
维修提示：
二通阀、三通阀故障率较低：常见损坏形式是漏气（多有油渍或发黑）；个别表现为阀门关不死，引起制冷剂泄漏、造成拆机后不能保存制冷剂。
警告：
①开关二通阀、三通阀务必到位，否则，会造成阀门关不死或没有完全打开造成漏气或影响制冷剂流通。
代换：
同规格的二通、三通阀门代换。
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