空氣能熱泵中，四通閥的結(jié)構(gòu)及工作原理與維修

        四通閥動(dòng)作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)入手，分析市場(chǎng)出現(xiàn)的換向不良（串氣）產(chǎn)生原因及正確的判別方法，希望對(duì)空氣能熱泵售后維修有所幫助。


        四通閥結(jié)構(gòu)及工作原理


        1.電磁四通換向閥主要應(yīng)用在熱泵設(shè)備中，由于在結(jié)構(gòu)上主要有4根管道與它相連，所以常叫四通閥。


        2.它的作用是通過改變系統(tǒng)中制冷劑的流向，來改變空調(diào)器兩器的功能，實(shí)現(xiàn)制冷、制熱或除霜等功能的切換。


        3.電磁四通換向閥由兩部分組成，一部分為電磁導(dǎo)向閥，另一部分為四通換向閥，四通換向閥是通過電磁導(dǎo)向閥來控制的，二者之間用三根導(dǎo)向毛細(xì)管連接，其結(jié)構(gòu)如圖所示：






        4.從圖中可以看出，電磁導(dǎo)向閥由閥碗、彈簧、鐵芯和電磁線圈等組成，閥體上開有四個(gè)連接導(dǎo)向毛細(xì)管的閥孔。


        5.當(dāng)制冷運(yùn)行時(shí)，線圈不通電，因彈簧的推力而使鐵芯和閥碗一起向左移動(dòng)，此時(shí)毛細(xì)管d與c相通（高壓），毛細(xì)管a與b相通（低壓），從而推動(dòng)四通換向閥滑塊向左移，四通閥E與S相通，D與C相通；


        6.當(dāng)制熱運(yùn)行時(shí)，電磁導(dǎo)向閥線圈通電，電磁場(chǎng)吸引銜鐵右移，彈簧被壓縮，鐵芯推動(dòng)閥碗一起右移，使毛細(xì)管a與d相通（高壓），毛細(xì)管b與c相通（低壓），從而推動(dòng)四通換向閥的滑塊向右移動(dòng)，D與E相通，C與S相通。


        7.四通換向閥由閥體和4根連接管組成，4根接管中3根在同一側(cè)，中間接管壓縮機(jī)吸氣管連接，其余2個(gè)與室內(nèi)、外換熱器相連，另外一個(gè)接管在另一側(cè)，與壓縮機(jī)排氣管相連接，閥體內(nèi)設(shè)有半圓形滑塊和兩個(gè)帶小孔的活塞，滑塊作為閥門，可在閥體內(nèi)左右移動(dòng)，使下側(cè)的兩根連接管通過滑塊覆蓋住的兩個(gè)閥孔而連通，下側(cè)的另一連接管通過另一閥孔與閥體相通，活塞與滑塊通過閥架連接在一起，可同步移動(dòng)。


        8.當(dāng)熱泵制冷運(yùn)行時(shí)，電磁閥線圈斷電，鐵芯推動(dòng)閥碗左移，此時(shí)毛細(xì)管d與c相通（高壓），毛細(xì)管a與b相通（低壓），因毛細(xì)管c、d與壓縮機(jī)排氣管相通，內(nèi)充滿高壓氣體形成高壓區(qū)，而毛細(xì)管a、b與壓縮機(jī)吸氣管相通，形成低壓區(qū)，此時(shí)活塞在壓力的作用下向左側(cè)移動(dòng)，D與C相通，D管內(nèi)的高壓制冷劑氣體經(jīng)C管進(jìn)入室外換熱器（作為冷凝器）向室外散熱，再經(jīng)毛細(xì)管進(jìn)入室內(nèi)換熱器（蒸發(fā)器），再由E管進(jìn)入S管，最后回到壓縮機(jī)，完成制冷循環(huán)，如圖一所示：







        當(dāng)熱泵制熱運(yùn)行時(shí)，電磁閥線圈接通電源，鐵芯帶動(dòng)閥碗右移，使毛細(xì)管a與d相通（高壓），毛細(xì)管b與c相通（低壓），因毛細(xì)管a、d與壓縮機(jī)排氣管相通，內(nèi)充滿高壓氣體形成高壓區(qū)，而毛細(xì)管b、c與壓縮機(jī)吸氣管相通，形成低壓區(qū)，此時(shí)活塞在壓力的作用下向右側(cè)移動(dòng)，D與E相通，D管內(nèi)的高壓制冷氣體經(jīng)E管進(jìn)入室內(nèi)換熱器（作為冷凝器）向室內(nèi)散熱，再經(jīng)毛細(xì)管進(jìn)入室外換熱器（蒸發(fā)器），再由C管進(jìn)入S管，最后回到壓縮機(jī)，完成制熱循環(huán)，如圖二所示：









        空氣能熱泵系統(tǒng)中四通閥故障判斷


        一、四通閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)


        1.中間流量：


        由四通閥結(jié)構(gòu)不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)主滑閥處于中間位置狀態(tài)時(shí)，如下圖所示，E、S、C三條接管互相串通，有一定的中間流量，此時(shí)，壓縮機(jī)高壓管內(nèi)的冷媒可以直接流回低壓管。設(shè)計(jì)中間流量的目的是當(dāng)主滑閥處在中間位置時(shí)，能起到卸壓的作用，避免空調(diào)系統(tǒng)受高壓破壞。


        2.壓力差與流量的關(guān)系：


        四通閥換向的基本條件是活塞兩端的壓力差（即排氣管與吸氣管的壓力差）（F1-F2）必須大于摩擦阻力f ，否則，四通閥將不會(huì)換向。換向所需的最低動(dòng)作壓力差是靠系統(tǒng)流量來保證的。


        當(dāng)左右活塞腔的壓力差（F1-F2）大于摩擦阻力f 時(shí)，四通閥換向開始，當(dāng)主滑閥運(yùn)動(dòng)到中間位置時(shí)，四通閥的E、S、C三條接管相互導(dǎo)通，壓縮機(jī)排出的冷媒一部份會(huì)從四通閥D接管直接經(jīng)E、C接管流向S接管（壓縮機(jī)吸氣口），形成瞬時(shí)串氣狀態(tài)。此時(shí)，若壓縮機(jī)排出的冷媒流量遠(yuǎn)大于四通閥的中間流量損失，高低壓差不會(huì)有大的下降，四通閥有足夠大的換向壓力差使主滑閥到位；如果壓縮機(jī)排出的冷媒流量不足時(shí)，因四通閥的中間流量損失會(huì)使高低壓差有較大的下降，當(dāng)高低壓差小于四通閥換向所需的最低動(dòng)作壓力差時(shí)，主閥閥便停在中間位置，形成串氣。


        二、造成冷媒流量不足的可能原因


        1 空氣能熱泵系統(tǒng)泄漏，造成系統(tǒng)冷媒循環(huán)量不足；


        2 天氣很冷時(shí)，冷媒蒸發(fā)量不夠；


        3 四通閥與系統(tǒng)匹配不佳，即所選四通閥中間流量大而系統(tǒng)能力??；


        4 空調(diào)機(jī)換向時(shí)間。一般系統(tǒng)設(shè)計(jì)為壓縮機(jī)停機(jī)一定時(shí)間后四通閥才換向，此時(shí)高低壓趨于平衡，換向到中間位置便停止，即四通閥換向不到位，主滑閥停在中間位置，下次啟動(dòng)時(shí)，由于中間流量作用造成流量不足；


        5 壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)流量不足。




        三、四通閥換向不良原因：


        1.四通閥線圈斷路、短路或電壓不符合線圈性能要求，造成先導(dǎo)閥的閥芯不能動(dòng)作；


        2.由于外部原因，先導(dǎo)閥部變形，造成閥芯不能動(dòng)作；
    

        3.先導(dǎo)閥毛細(xì)管變形或堵塞，造流量不足，形成不了換向所需的壓力差；


        4.主閥體變形，活塞部被卡死而不能動(dòng)作；


        5.冷凍油變質(zhì)或系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)入雜物，四通閥活塞卡死；


        6.四通閥焊接時(shí)，溫度過高，內(nèi)部零件發(fā)生熱變形而不能動(dòng)作；


        7.空氣能熱泵系統(tǒng)冷媒泄漏，冷媒循環(huán)量不足，達(dá)不到換向所需的壓力；


        8.壓縮機(jī)溫度過高，由于制冷劑泄漏等原因壓縮機(jī)得不到很好的冷卻，排氣溫度過高導(dǎo)致四通閥內(nèi)部零件變形卡死或換向不靈。




        四通閥的檢修與更換


        一、四通閥故障檢查步驟


        1.檢查四通閥的供電電路，空調(diào)是在制熱運(yùn)行時(shí)才對(duì)四通閥供電，通過供電檢查可以確定是四通閥問題還是控制電路問題。


        2.檢查四通閥線圈，確認(rèn)供電正常后，應(yīng)檢查線圈是否正常，在線圈通電時(shí)，應(yīng)能聽到鐵芯吸合時(shí)產(chǎn)生的“咔嗒”聲，同時(shí)還能聽到主閥換向產(chǎn)生的“呲呲”聲。當(dāng)懷疑線圈有問題時(shí)，可測(cè)量其電阻，正常時(shí)應(yīng)在1.4KΩ左右，如果電阻值很小或是無窮大，表明線圈內(nèi)部有短路或斷路。當(dāng)線圈斷路時(shí)，制冷正常，但無法制熱，內(nèi)機(jī)蒸發(fā)器結(jié)霜。當(dāng)線圈短路開機(jī)制熱，可能燒壞保險(xiǎn)絲，使整機(jī)不能工作。


        3.檢查主閥，通過檢查進(jìn)出主閥制冷劑的溫度，可以判斷主閥是否正常?？照{(diào)制冷運(yùn)行時(shí)，D與C相通并與壓縮機(jī)排氣口相連（），E與S相通并與蒸發(fā)器回氣相連（較冷）；制熱運(yùn)行時(shí)，D與E相通并與壓縮機(jī)排氣口相連（較熱），E與C并與冷凝器回氣相連（較冷）；


        4.當(dāng)四通閥串氣時(shí)，E、S、C之間的溫差可能不明顯，回氣壓力升高接近于排氣壓力，先不要急于更換四通閥，先檢查系統(tǒng)是否缺氟，因?yàn)槿狈鶎?dǎo)致壓力差無法建立，四通閥不能正常換向，此時(shí)應(yīng)沖注適量的制冷劑，再看換向是否正常。若還不能正常，可輕輕敲擊閥體，反復(fù)通斷電，如輕微卡死一般可以恢復(fù)正常。如還不能正常，則更換四通閥。




        二、四通閥更換注意事項(xiàng)


        1.若四通閥為輕微卡死換向不靈，不要貿(mào)然更換，可先對(duì)線圈反復(fù)通斷電或輕敲擊閥體，強(qiáng)迫吸動(dòng)滑塊。


        2.在更換四通閥前，緩慢放掉系統(tǒng)中制冷劑，系統(tǒng)中充入氮?dú)?，焊下四通閥。


        3.四通閥換向不靈往往由系統(tǒng)內(nèi)有雜質(zhì)造成，遇到四通閥損壞，不能“頭痛醫(yī)頭”地一換了之，應(yīng)找到原因，如在拆四通閥時(shí)，觀察冷凍油的顏色，如油己變色且有雜質(zhì)，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)用高壓氮?dú)膺M(jìn)行清洗，必須時(shí)還要更換冷凍油，否則不久新?lián)Q的四通閥將可能再次卡死。


        4.焊接時(shí)，系統(tǒng)中要充入氮?dú)?，四通閥應(yīng)用濕毛巾包裹好，先焊接接壓縮機(jī)的排氣管，再焊接3根并排管子中間的壓縮機(jī)回氣管，最后焊接兩側(cè)與蒸發(fā)器及冷凝器接管。


        5.焊接結(jié)束待閥體冷卻后，充入高壓氮?dú)鈱?duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢漏，確保各焊接點(diǎn)無漏后抽真空加氟。




        四通閥的換向壓力差與壓縮機(jī)的排氣量有直接關(guān)系，使用前請(qǐng)確認(rèn)四通閥與系統(tǒng)的匹配。本文從四通閥的動(dòng)作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及換向條件等進(jìn)行了闡述，分析了引起四通閥換向不良的原因及四通閥一般故障判定和維修方法，希望對(duì)空氣能熱泵維修技術(shù)人員有一定的幫助。