空调功能原理

2023年4月21日发(作者：130平全屋定制大概费用)

空调器的结构及工作原理

无论是窗式空调器，还是分体式空调器，都是由壳体结构、制冷系统、通风系统和电气

系统组成。各种机型会有不同的设计，其结构也有所不同，但这些基本的部件是缺一不可的。

其中一个部件损坏不工作，就会影响空调器的性能。如风机损坏，制冷效率就会降低；过滤

器堵塞，就不会制冷。只有将各部件互相有机地结合起来，密切配合，完成各自的功能，才

组成为一台完整的空调器。当空调器作制冷运行时，由通风系统风机制冷系统换热器强迫换

热，室内侧吹出冷空气，室外侧吹出热空气，以降低室温。电气系统可以设置空调器的工作

状态，控制室内温度、风机转速及压缩机的开停等等，以使空调器按人的需要进行工作。

下面简述空调器各系统的结构及工作原理。

一、 制冷系统

空调器的制冷系统由压缩机、冷凝器、毛细管、蒸发器四大部分组成。在分体式空调器

中，这4大部件则分为室内机和室外机两部分。室外机有压缩机、冷凝器、毛细管3大制冷

部件，室内机只有1只蒸发器，它们之间用管路，截止阀来连接，从而成为一个完整的制冷

循环系统。

制冷系统的工作原理

制冷系统是利用液体制冷剂，在蒸发器内的低压下汽化吸收周围介质的大量热量，来达

到制冷的目的；利用高温高压气体制冷剂在冷凝器内冷凝，向周围介质放出大量热量，达到

制热目的。具体制冷过程为：

1）压缩机从蒸发器侧吸入制冷剂蒸气（低温低压）；由电能转换成机械能（作功）对蒸气进

行压缩（压力变高），机械能变成热能使压缩气体温度上升（过热气体）。高温高压气体进入

冷凝器。

2）高温高压气体在冷凝器内与外界空气（或称热源）进行热交换（放热），由过热气体（约

95℃） 饱和蒸气 湿蒸气 饱和液体 过冷液体（46℃）。此过程压力基本不

变（约19Kgf/cm），温度降低。

3）毛细管通道狭窄，流动阻力大，高压过冷制冷剂流过后流速增加，压力下降，温度也随之

降低，并有少量汽化现象。

4）进入蒸发器的制冷剂温度（约7℃、5Kgf/cm）低于环境温度并从环境吸热而自身汽化加

剧，逐渐由低压湿蒸气状态向蒸气状态变化；而它的吸热导致环境温度下降，达到调节空气

目的。

如此，制冷系统由压缩 冷凝 节流 蒸发 压缩，不断循环；在此循

环中压缩机起着提高制冷剂压力和输送制冷剂不断循环的作用，是整个系统的心脏；节流元

件起着节流降压和调节进入蒸发器制冷剂流量的作用；而制冷剂是制冷循环的血液，起着转

移热量的作用：它把从蒸发器中吸收的热量连同压缩机产生的热量一起在冷凝器中释放，使

制冷剂不断从低温物体吸热，向高温介质放热，从而达到制冷的目的。

制冷系统的四大部件

1.压缩机

压缩机是制冷系统的心脏，是一个极为重要的部件。它的作用是不断地吸取来自蒸发器

的低压气体制冷剂，将它压缩成为高压过热气体，排向冷凝器，使制冷剂在制冷系统中建立

一个压力差，以使制冷剂在系统中不断循环，不断制冷。

压缩机的好坏直接影响整个空调器的质量。压缩机的能效比高，则空调器的能效比也做

得高；压缩机的噪声大，则空调器的噪声也相应增大；还有如压缩机的振动、起动性能、电

气性能、气密性能等等都是很重要的。

2.换热器

空调器上的蒸发器、冷凝器统称为换热器。蒸发器是制冷剂低压蒸发吸收热量的场所，

冷凝器是高压高温气体制冷剂放出热量冷凝成为高压液体制冷剂的场所，也就是说蒸发器起

制冷作用，冷凝器起制热作用。空调器用换热器的结构基本上相同的，都是翅片式结构将翅

片套在管路上，然后通过机械胀管或液压胀管使翅片与管路紧密接触。根据制冷设计，热交

换器楞做成单排管、双排管、三排管等不同形状。翅片也有平板形、波纹形、裂缝形、波纹

裂缝形等不同形式，管路的内径也有光滑状，螺纹状等不同形状，因此换热器的传热系统也

各不相同。提高换热器的传热系数，可以减小换热器体积，减轻换热器重量降低成本，提高

空调器的冷重比。

3.毛细管（节流元件）

毛细管在制冷系统中起节流、控制制冷剂流量的作用。制冷剂流过毛细管时，压力下降

到蒸发压力，温度随压力变化也降低到蒸发压力相对应的饱和温度——蒸发湿度。用毛细管

做节流器，具有制造容易、维修方便、压缩机停机后高压与低压压力平衡快等优点。

4.电磁换向阀

电磁换向阀专门用于热泵型空调器。在热泵型空调制冷系统中，通过电磁换向阀的自动

换向来改变制冷剂活动的方向，实现制冷、制热的转换。

空调器制冷系统工作时，制冷剂在系统中不断地循环，发生相变及压力、温度的变化，

从而产生了制冷或制热效果。在生产、安装、搬运等过程中都应特别注意严禁使制冷系统破

坏，以防止制冷剂泄露。整个制冷系统应保持洁净。水分、杂质含量不能超出标准规定值，

管内应无酸、碱等腐蚀性杂质，以防制冷系统产生水堵、脏堵，以及腐蚀电气、机械部件等。

选用高能效比压缩机及换热系数高的热交换器，对提高制冷量、降低电耗值等有明显效果。

二、通风系统

空调器的通风系统由风机和风道组成。通风系统的作用就是使室内、室外热交换器强制

对流换热，以获得额定的制冷效果，使室内侧出风口吹出冷风或热风。

1.风机

风机包括风扇电机和风叶。风扇电动机的结构为单相交流电容运转式分马力电机。窗式

空调器一般只有一只风扇电动机，而分体式空调器需要有两只以上的风扇电动机，分别称为

室内电机和室外电机。

风叶的型式一般有轴流风叶和离心风叶两种。轴流风机扇出的风与风机机轴平行，离心

风机扇出的风与风机的轴为离心关系。在空调器上，室内侧采用离心风叶，室外测采用轴流

风叶。风叶必须经过动平衡、静平衡调整，以保证转动时平稳、振动小、噪声低。

2.风道

空调器必须要有的风道，才能有一定的出风量。日常使用时应保持风道畅通无阻。

三、制热系统

1.电热型制热系统

电热型制热系统一般用于窗式空调器，在窗式空调器的送风口或吸风口处加设一组多组

电加热器。加热器由加热装置、熔断器、超温保护元件组成，

电热型空调器冬天制热时，制冷系统停止工作，只有风机与电加热器配合运行，室温的

控制由温度控制器控制，自动切断或接通加热器回路，而风机一直在工作，室内空气在离心

风叶的作用下，经过加热器后，吸收热量升高温度，以达到室内空气变暖的目的。

电热型空调器制热时能耗比相对较大，其单位制热量所消耗的电能比约为1。

2．热泵型制热系统

热泵型制热系统时在空调器的制冷系统中多装入一个电磁换向阀。改阀备有一组绕组线

圈，当线圈通电后，产生磁力，使阀心动作。断电后，依靠阀心自重或其他力复位，由此控

制不同压力的制冷剂流过阀体，改变制冷剂在制冷系统中的流向，达到冬季制热、夏季制冷

的目的。

压缩机排出高压气体制冷剂，进入室外热交换器冷凝，然后经毛细管节流进入室内热交

换器，在室内热交换器进行蒸发吸热，即制冷；压缩机排出高压气体制冷剂，由于电磁阀的

换向，不进入室外热交换器，而是进入是捏热交换器，在室内热交换器中高压高温气体制冷

剂和外界放出热量，冷凝成液体，即制热；

热泵型空调器制热时的能效比较大，即制热量与耗电量的比之较大，一般都可以做到2.5

以上。

热泵型空调器制热时，如室外环境温度较低，则室外机传热温差小，效率会明显降低。

如室外环境低于5°C以下，就很难使用热泵制热。为此，人们就在这基础上作了进一步改进，

即在室外机上附加电加热器，当环境温度较低时，附加电加热器工作，这就构成了热泵辅助

电热型空调器。

有的热泵型空调器还设有除霜温控器。当环境温度很低时，室外热交换器的蒸发速度偏

低，换热器表面很容易结霜，影响换热效果，为此必须及时化霜。除霜温控器的传感器装于

室外热交换器表面，当换热器表面温度低于－11°C左右时，除霜温控器触电断开，空调器

停止制热，进行融霜，热交换器表面温度回升。当温度升至5～8°C左右时，除霜温控器触

头重新闭合，热泵制热系统再次启动工作。

四、电气系统

空调器电气系统包括压缩机电机、风扇电机、热保护器、启动器、温度控制器、主控开

关、电容器、电加热器、微电脑控制等等。在出厂之前及在维修后，必须对空调器作必要的

电气性能检查，其主要的检查项目时绝缘电阻性能、电气强度性能和接地性能。

1.压缩机电机

家用空调器压缩机电机绝大部分采用单相感应电动机，以单相交流电源为动力。改型电

机有定子和转子组成。

2.启动器

在压缩机电机电容启动电容运转型接线中所设置的一只启动器，也称为启动继电器

3.热保护器

热保护器也称过载保护器。大电流流过热保护器的双金属片和电热丝，电热丝发出比较

大热量，传给碟形双金属片，使双金属片温度升高，引起翻转变形，触点断开，切断压缩机

电源，压缩机停止工作。待温度下降后，双金属片恢复原状，触点闭合，压缩机又会通电运

行。

4.电容器

空调器压缩机电机及风扇电机都要配用电容器。电容器的最关键技术参数使额定电压和

额定电容量，这些参数应在电容器的外壳上有不易磨损的明显的标志。额定电容量于电机特

性相匹配，它与电机的启动特性、运行转速等都有密切关系。额定电压值偏高些还可使用，

但若太低则会损坏电容器，导致电机损坏，产生严重后时。因此需要更换电容器时，应特别

注意空调器原配置电容器的电压额定值和电容量值。

5.温度控制器

为了能自由地调节室内温度的高低，空调器控制系统中必须设一个温度控制器。它通过控

制压缩机的开和停，达到控制室内温度的目的。

空调器的功能

一、 温度调节

在夏季，我国大多数地区的环境温度一般都高于30℃。在这种环境中，人们无法正常地

工作、学习和生活，更不用说晚上能安然入睡了。夏季如能将室温控制在27℃左右，人们就

会感到舒适。

冬季环境温度较低，也会给人们的生活带来不便，通过空调器制热运行，可使室内空气温度

上升。一般冬季室内温度控制在（18~20）℃左右，可使人们如同在春秋季一样惬意自如。

二、 湿度调节

空气过于潮湿或过于干燥都会使人感到不适，一般说来，如冬季相对湿度在40%~50%之

间，夏季在5%~7%之间，人的感觉就比较舒服。但是，在雨季或黄梅季节，空气湿度往往很

高，甚至到达90%以上，这时人们就会感到很不舒服。此外，由于相对湿度过高，家里的地

面和各种器具表面都会变得潮湿，物品、食品都容易发霉、变质。空调器有除湿作用，它可

用来降低房间内的空气湿度。

三、 气流调节

空调器在工作时有几档不同的送风速度，人们可以根据自我合适感任意进行调节。通过

空调器的送风，可使室内空气由自然对流转变为强制对流，使人感到微风习习，凉爽舒适。

四、 滤清空气

空气中一般都有悬浮状态的固体或流体微粒，通称空气中的尘埃，这些尘埃很容易随着

呼吸进入人体气管、肺等器官，影响人体健康。空气调节器内设有空气过滤网，工作时可以

吸附空气中的尘埃，使空气洁净。

空调器的功能介绍：

基本功能:

*制冷

*制热

*循环风

*除湿

*自动运转

*睡眠

*定时开关机

*风速调节

*设定温度调节

*风门调节

*时钟显示

*空气过滤

*防冷风

*自动除霜（无声）

*冻结保护

*高温(过热)保护

*压缩机过载保护

*过流保护（2匹以上有独立过流保护）互感线圈

*缺相及相序保护（三相电）

*高低压(压力)保护（大柜机中）

*过电压(压敏电阻)及变压器过热保护

*排气温度保护（涡旋及变频中）

附加功能:

*电附加热及其保护

*强力（四档风）

*双向导风（立体送风、健康送风）

*智能除霜

*活性炭光触媒冷触媒

*压集尘

*儿茶素

*换新风

*湿调温

*杀菌HEAP

*负离子

*气质量探测

空调器的类型

空调器的类型型很多、功能各异，因此分类方法也不尽相同。

1.空调器按使用气候环境（最高温度）分为：

类型 TI T2 T3

气候环境 温带气候 低温气候 高温气候

最高温度 43℃ 35℃ 52℃

2.空调器按结构形式分为：

a）整体式，其代号C；

整体式空调器结构分类为窗式（其代号省略）；移动式（其代号为Y）等。

b）分体式，其代号F；

分体式空调器分为室内机组和室外机组。室内机组结构分类为吊顶式、挂壁式、落地

式、嵌入式等，其代号分别为D、G、L、Q等，室外机组代号为W。

c）一拖多空调器，略。

窗式C

整体式

移动式Y

吊顶式D

房间空调器 K 挂壁式G

室内机组 落地式L

分体式 F 嵌入式Q

室外机组 W

３.

空调器按主要功能分为：

a）冷风型，其代号省略（制冷专用）；

b）热泵型，其代号R（包括制冷、热泵制热，制冷、热泵与辅助电热装置一起制热、制

冷、热泵和以转换电热装置与热泵一起使用的辅助电热装置制热）；

c）电热型，其代号D（制冷、电热装置制热）

4.空调器按冷却方式分为：

a）空冷式，其代号省略；

b）水冷式，其代号S 。

5.空调器按压缩机控制方式分为：

a）转速一定（频率／转速／容量不变）型，简称定频型，其代号省略：

b）转速可控（频率／转速／容量可变）型，简称变频型，其代号BP；