空调部件原理:四通阀
一、四通阀的作用
四通换向阀简称四通阀,它是装配于热泵空调机管路系统中,用来改变气态制冷剂流向的阀体。
通过四通阀可以改变室外热交换器(冷凝器)和室内热交换器(蒸发器)各自的功能,以达到夏天制冷、冬天制热的切换要求。
四通阀进行制冷、制热切换还也体现空调机冬天除霜的过程。
冬天制热时,当传感器检测室外热交换器上结霜时,四通阀将制冷剂流向进行切换,使室外热交换器温度升高,完成短时间内的除霜工作。
二、四通阀的原理
四通换向阀由主阀、导阀和电磁线圈组成。使用导阀控制主阀,通过制冷剂的压差,切换四通阀的动作,从而达到换向的目的。其具体原理如下:
当设定制冷状态时,电磁线圈断电,导阀芯铁在弹簧的作用下,使滑碗移动到左端,使管路a和b相通,压缩机吸气管通过a和b,使主阀左侧腔体产生低压。
同时压缩机排气管(D),通过d和c使主阀右侧腔体产生高压,活塞在压差的作用下向左移动。
此时,吸气管(S)与室内热交换器相通,排气管(D)与室外热交换器相通,空调机实现制冷循环。
当设定在制热状态时,电磁线圈通电,导阀芯铁吸合,滑碗移至右端,使b和c相通,d和a相通,使主阀左腔形成高压,右腔形成低压,活塞在压差的作用下向右移动。
此时,排气管(D)与室内热交换器相通,吸气管(S)与室外热交换器相通,空调机实现制热循环。
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三、四通阀故障分析
1、四通阀结构特点
① 中间流量
如下图四通阀结构所示,当主阀滑块处于中间位置状态时,E、S、C三条接管互相串通,此时会有一定的中间流量,压缩机高压管内的冷媒可以直接流回低压管。
设计中间流量的目的是当主滑阀处在中间位置时,能起到卸压的作用,避免空调系统受高压破坏。
② 压力差与流量的关系
四通阀换向的基本条件是活塞两端的压力差(即压缩机排气管与吸气管的压力差)(F1-F2)必须大于摩擦阻力f ,否则四通阀将不会换向。
换向所需的最低动作压力差(一般实际水平低于1Kgf/cm2)是靠系统流量来保证的(如下图所示)。
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,当主滑阀运动到中间位置时,E、S、C三条接管相互导通,压缩机排出的冷媒一部份会从D接管直接经E、C接管流向S接管(压机回气口),形成瞬时串气状态。
此时,若压缩机排出的冷媒流量远大于四通阀的中间流量损失,高低压差不会有大的下降,四通阀有足够大的换向压力差使主滑阀到位。
如果压缩机排出的冷媒流量不足时,因四通阀的中间流量损失会使高低压差有较大的下降,当高低压差小于四通阀换向所需的最低动作压力差时,主阀阀便停在中间位置,形成串气。
2、四通阀换向不良的可能原因
① 线圈断线或者电压不符合线圈性能规定,造成先导阀的阀芯不能动作;
② 先导阀部变形,造成阀芯不能动作;
③ 先导阀毛细管变形,流量不足,形成不了换向所需的压力差而不能动作;
④ 主阀体变形,活塞部被卡死而不能动作;
⑤ 系统内的杂物进入四通阀内卡死活塞或主滑阀而不能动作;
⑥ 钎焊配管时,主阀体的温度超过了120℃,内部零件发生热变形而不能动作。(这点特别重要,有时候焊接时不注意,四通阀阀体未用湿抹布包裹,导致四通阀故障);
⑦ 空调系统冷媒发生外泄漏,冷媒循环量不足,换向所需的压力差不能建立而不能动作;
⑧ 压缩机的冷媒循环量不能满足四通阀换向的必要流量;
⑨ 变频压缩机转速频率低时,换向所需的必要流量得不到保证;
⑩ 涡旋压缩机使系统产生液压冲击造成四通阀活塞部破坏而不能动作。