四通阀结构及工作原理
1、电磁四通换向阀主要应用在热泵式空调器中,由于在结构上主要有4根管道与它相连,所以常叫四通阀。
2、它的作用是通过改变系统中制冷剂的流向,来改变空调器两器的功能,实现制冷、制热或除霜等功能的切换。
3、电磁四通换向阀由两部分组成,一部分为电磁导向阀,另一部分为四通换向阀,四通换向阀是通过电磁导向阀来控制的,二者之间用三根导向毛细管连接,其结构如图所示:
4、从图中可以看出,电磁导向阀由阀碗、弹簧、铁芯和电磁线圈等组成,阀体上开有四个连接导向毛细管的阀孔。
5、当制冷运行时,线圈不通电,因弹簧的推力而使铁芯和阀碗一起向左移动,此时毛细管d与c相通(高压),毛细管a与b相通(低压),从而推动四通换向阀滑块向左移,四通阀E与S相通,D与C相通;
6、当制热运行时,电磁导向阀线圈通电,电磁场吸引衔铁右移,弹簧被压缩,铁芯推动阀碗一起右移,使毛细管a与d相通(高压),毛细管b与c相通(低压),从而推动四通换向阀的滑块向右移动,D与E相通,C与S相通。
7、四通换向阀由阀体和4根连接管组成,4根接管中3根在同一侧,中间接管压缩机吸气管连接,其余2个与室内、外换热器相连,另外一个接管在另一侧,与压缩机排气管相连接,阀体内设有半圆形滑块和两个带小孔的活塞,滑块作为阀门,可在阀体内左右移动,使下侧的两根连接管通过滑块覆盖住的两个阀孔而连通,下侧的另一连接管通过另一阀孔与阀体相通,活塞与滑块通过阀架连接在一起,可同步移动。
8、当空调器制冷运行时,电磁阀线圈断电,铁芯推动阀碗左移,此时毛细管d与c相通(高压),毛细管a与b相通(低压),因毛细管c、d与压缩机排气管相通,内充满高压气体形成高压区,而毛细管a、b与压缩机吸气管相通,形成低压区,此时活塞在压力的作用下向左侧移动,D与C相通,D管内的高压制冷剂气体经C管进入室外换热器(作为冷凝器)向室外散热,再经毛细管进入室内换热器(蒸发器),再由E管进入S管,最后回到压缩机,完成制冷循环,如图一所示:
当空调器制热运行时,电磁阀线圈接通电源,铁芯带动阀碗右移,使毛细管a与d相通(高压),毛细管b与c相通(低压),因毛细管a、d与压缩机排气管相通,内充满高压气体形成高压区,而毛细管b、c与压缩机吸气管相通,形成低压区,此时活塞在压力的作用下向右侧移动,D与E相通,D管内的高压制冷气体经E管进入室内换热器(作为冷凝器)向室内散热,再经毛细管进入室外换热器(蒸发器),再由C管进入S管,最后回到压缩机,完成制热循环,如图二所示:
空调系统中四通阀故障判断
一、四通阀的结构特点
1、中间流量
由四通阀结构不难发现,当主滑阀处于中间位置状态时,如下图所示,E、S、C三条接管互相串通,有一定的中间流量,此时,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,当主滑阀运动到中间位置时,四通阀的E、S、C三条接管相互导通,压缩机排出的冷媒一部份会从四通阀D接管直接经E、C接管流向S接管(压缩机吸气口),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。
二、造成冷媒流量不足的可能原因
1、空调系统泄漏,造成系统冷媒循环量不足;
2、天气很冷时,冷媒蒸发量不够;
3、四通阀与系统匹配不佳,即所选四通阀中间流量大而系统能力小;
4、空调机换向时间。一般系统设计为压缩机停机一定时间后四通阀才换向,此时高低压趋于平衡,换向到中间位置便停止,即四通阀换向不到位,主滑阀停在中间位置,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。
三、四通阀换向不良原因
1、 四通阀线圈断路、短路或电压不符合线圈性能要求,造成先导阀的阀芯不能动作;
2、由于外部原因,先导阀部变形,造成阀芯不能动作;
3、先导阀毛细管变形或堵塞,造流量不足,形成不了换向所需的压力差;
4、主阀体变形,活塞部被卡死而不能动作;
5、冷冻油变质或系统内进入杂物,四通阀活塞卡死;
6、四通阀焊接时,温度过高,内部零件发生热变形而不能动作;
7、制冷系统冷媒泄漏,冷媒循环量不足,达不到换向所需的压力;
8、压缩机温度过高,由于制冷剂泄漏等原因压缩机得不到很好的冷却,排气温度过高导致四通阀内部零件变形卡死或换向不灵。
四通阀的检修与更换
一、四通阀故障检查步骤
1、检查四通阀的供电电路,空调是在制热运行时才对四通阀供电,通过供电检查可以确定是四通阀问题还是控制电路问题。
2、检查四通阀线圈,确认供电正常后,应检查线圈是否正常,在线圈通电时,应能听到铁芯吸合时产生的“咔嗒”声,同时还能听到主阀换向产生的“呲呲”声。当怀疑线圈有问题时,可测量其电阻,正常时应在1.4KΩ左右,如果电阻值很小或是无穷大,表明线圈内部有短路或断路。
当线圈断路时,制冷正常,但无法制热,内机蒸发器结霜。
当线圈短路开机制热,可能烧坏保险丝,使整机不能工作。
3、检查主阀,通过检查进出主阀制冷剂的温度,可以判断主阀是否正常。空调制冷运行时,D与C相通并与压缩机排气口相连,E与S相通并与蒸发器回气相连(较冷);制热运行时,D与E相通并与压缩机排气口相连(较热),E与C并与冷凝器回气相连(较冷);
4、当四通阀串气时,E、S、C之间的温差可能不明显,回气压力升高接近于排气压力,先不要急于更换四通阀,先检查系统是否缺氟,因为缺氟往往导致压力差无法建立,四通阀不能正常换向,此时应冲注适量的制冷剂,再看换向是否正常。若还不能正常,可轻轻敲击阀体,反复通断电,如轻微卡死一般可以恢复正常。如还不能正常,则更换四通阀。
二、四通阀更换注意事项
1、若四通阀为轻微卡死换向不灵,不要贸然更换,可先对线圈反复通断电或轻敲击阀体,强迫吸动滑块。
2、在更换四通阀前,缓慢放掉系统中制冷剂,系统中充入氮气,焊下四通阀。
3、四通阀换向不灵往往由系统内有杂质造成,遇到四通阀损坏,不能“头痛医头”地一换了之,应找到原因,如在拆四通阀时,观察冷冻油的颜色,如油己变色且有杂质,应对系统用高压氮气进行清洗,必须时还要更换冷冻油,否则不久新换的四通阀将可能再次卡死。
4、焊接时,系统中要充入氮气,四通阀应用湿毛巾包裹好,先焊接接压缩机的排气管,再焊接3根并排管子中间的压缩机回气管,最后焊接两侧与蒸发器及冷凝器接管。
5、焊接结束待阀体冷却后,充入高压氮气对系统进行检漏,确保各焊接点无漏后抽真空加氟。