電熱型空調器結構設計分析

劉智航

摘要：冷熱型空調器主要分為電熱型空調器和熱泵型空調器。由于熱泵型空調器受氣候影響干預較大，電熱型空調器得到了廣泛的使用。本文對電熱型空調器的結構設計進行了深入的分析和討論。首先，給出了電熱型空調器的系統結構圖，詳細介紹了構成電熱型空調器系統的各個組成部分。然后根據系統結構圖討論分析了電熱型空調器的制冷和制熱工作過程。最后，根據電熱型空調器的特點給出了其安裝過程的一些建議。

關鍵詞：電熱型空調器；系統結構圖；制冷制熱

近年來，隨著溫室效應的加重，全球平均氣溫逐步上升。特別是夏天，三四十度的高溫天氣已成為常見的天氣。這么炎熱的天氣，空調是人們用以降溫防暑的最常用家電之一。但是純粹的制冷型空調在四季明顯的地方顯得不太夠用，特別是寒冷的冬天，人們對制熱型空調需求越來越高。因此，當前的冷熱型空調器得到了人們的追捧，應用越來越廣泛。空調制熱的方式主要有熱泵型和電加熱型兩種類型[1]。因此，目前的冷熱型空調主要采用電熱型空調器。那么電熱型空調器的結構如何，又是如何工作的呢？相比于熱泵型空調器有什么優缺點呢？下面我們進行詳細的探討和分析。

一、電熱型空調器的系統組成

為了實現制熱，電熱型空調器在原制冷型空調器的基礎上增加電熱絲部分。因此，電熱型空調器是由電熱絲部分產生熱量實現制熱效果的[2]。電熱型空調器的系統組成如圖1所示。

根據圖1可知，電熱型空調器主要由室內換熱器（也稱為蒸發器）、管接頭、高壓閥、低壓閥、氣液分離器、壓縮機、毛細管、干燥過濾器、室外換熱器（也稱為冷凝器）、電熱絲等組成。

不同于熱泵型空調器，電熱型空調器制熱不需要制冷劑，而是依賴電熱絲結構。

管接頭是將室內機組和室外機組連通的液壓零件，是可以拆裝的連接點。在電熱型空調器中共有兩個管接頭，一個連接室內換熱器和低壓閥，另一個鏈接室內換熱器和高壓閥。

高壓閥低壓閥的區分可以從形狀上進行簡單區分。它們分別連接管接頭到室內機，粗的為低壓閥，細的為高壓閥。高壓閥是指從外機內出來制冷劑是高壓狀態，低壓閥是指從室內機回來的制冷劑是低壓狀態。

毛細管是一根直徑很小、長度較長的單銅管，一般內徑在1-1.5mm之間，壁厚0.5mm，長度在600-2000mm之間。在空調制冷時，毛細管將高溫高壓的制冷劑將為低溫低壓的制冷劑；在空調制熱時，則相反。

氣液分離器位于壓縮機和市內換熱器之間的低壓管道上，實現制冷劑的儲存、過濾，并從制冷器中吸收水蒸氣。制冷劑在氣液分離器的底部氣化后才能送入壓縮機，以防止液態制冷劑進入壓縮機造成壓縮機壽命縮短。

壓縮機是空調的核心組成，位于室外機組。它將氣態制冷劑送往冷凝器冷凝，然后通過節流裝置進入蒸發器，使得壓力降低，制冷劑從液態變成氣態，并進行吸熱從而降溫。

干燥過濾器主要用于系統制冷系統中的水分，阻止系統中的雜質通過，避免管道發生冰凍堵住或者臟東西堵住。這也是考慮到毛細管特別容易被堵住而設計的。

室外換熱器也稱為冷凝器，實現制冷劑的冷凝放熱，將吸收的熱量排放到室外。

室內換熱器也稱為蒸發器，實現制冷劑的蒸發吸熱，將室內的熱量吸收，使室內變冷，同時帶走一部分水蒸氣。因此，開啟空調會導致房間干燥。

二、電熱型空調器的制冷制熱工作原理

1.電熱型空調器的制冷工作原理

電熱型空調器的制冷工作原理如圖2所示。

根據圖2，電熱型空調器的制冷跟一般的單制冷空調器是類似的[3]。首先，氣態低壓制冷劑經壓縮機后被壓縮成高溫高壓蒸氣；然后送往室外換熱器（冷凝器）進行冷凝過程，制冷劑冷卻放熱而成為常溫高壓液體，進而通過干燥過濾器對制冷劑進行干燥過濾處理，將雜質過濾掉，防止進入毛細管造成堵塞；接著制冷劑經過毛細管后降壓節流成為低溫低壓液體，才能通過高壓閥、管接頭送到室內換熱器（蒸發器）中。室內蒸發器將液態制冷劑蒸發吸收室內的熱量，使得制冷劑成為低溫低壓蒸氣。之后將低溫低壓蒸汽通過低壓閥、氣液分離器送到壓縮機。這樣子就完成一次制冷過程。整個制冷過程就是不斷的循環執行上述過程。

2.電熱型空調器的制熱工作原理

電熱型空調器的制熱不需要壓縮機，因此，需要通過開關切斷制冷壓縮電動機的電源，直接接通電熱絲加熱電路，由電熱絲產生熱能來達到制熱。由此可見，電熱型空調器制熱并不需要制熱所經歷的繁瑣過程，不依靠制冷劑，一方面可降低制冷劑對空氣的污染，一方面可以提高壓縮機的使用壽命。

三、電熱型空調器的安裝位置

電熱型空調器的安裝位置需要綜合考慮各種因素，包括房間的布局、空調的大小、空調的發熱隔熱以及防電等。一般將電加熱部分安裝在空調器的出風通道。同時為了讓空調器的冷凝時產生的冷凝水順利流出，需要將出水口掛板一側低0.2-0.5cm之間。一般不要超過0.5cm，因為太低會導致空調整體的美觀性。室內機需要等連接配管后才能夠安裝。

四、結束語

近年來，電熱型空調器得到了人們的喜愛和廣泛使用。本文主要討論分析了電熱型空調器的結構，首先給出了空調器的系統結構圖，對其各個組成部分進行了詳細的介紹；然后重點分析了電熱型空調器的制冷制熱工作原理，并與熱泵型空調器進行了簡單的對比分析。最后對電熱型空調器的安裝進行了簡要介紹，對一些注意事項進行了強調。

參考文獻：

[1]高桂元.電熱型空調器結構設計分析[J].家用電器科技，1985，3：008.

[2]鐘錫漢.淺談房間空調器的優化設計[J].科技創業月刊，2010 （1）：74-76.

[3]周雷.空調器結構設計對提高產品性能的影響[J].科技視界，2014 （22）：87-87.endprint