说起空调,大家都认识,但是一谈到空调温度传感器,可能就很多人都不知了。空调之所以能自动开启、自动调节温度等自动化操作,主要是靠一个重要的元器件——温度传感器。那么,空调温度传感器工作原理是怎样的呢?空调温度传感器由什么构成?下面就随小编一同去了解下吧!
一、空调温度传感器工作原理是怎样的
常用的空调温度传感器为负温度系数的热敏电阻,简称NTC,其阻值随温度升高而降低,随温度降低而增大。一般厂家采用25℃时的阻值为标称值。
空调温度传感器都是和一个电阻串联以后,一般采用5V(部分空调使用的+3.3V)电压进行分压,分压后的电压送入CPU内部。由于空调温度传感器采用的都是负温度系数热敏电阻,即在温度升高时其阻值减小,温度降低时其阻值增大。所以CPU的输入电压规律就是;温度升高时,CPU的输入电压升高,温度降低时,CPU的输入电压随之降低。这一变化的电压进入CPU内部分析处理,来判断当前的管温或室温,并通过内部程序和人为程序设定,来控制空调的运行状态。
由于送到CPU的采样电压会随温度高低变化而较大范围内变化,所以厂家在设计时,一般都以25℃为准,将该采样电压设计成电源电压的一半,以便给温度变化导致的电压变化留出充足的余地。如果采样电压设计得过高或过低,都将不能正常反映出当前的温度变化。这就是空调温度传感器的工作原理。
二、空调温度传感器的构成
空调常用的NTC有室内环温NTC、室内盘管NTC、室外盘管NTC等三个,变频空调还应用外环温NTC、压缩机吸气、排气NTC等。NTC在电路中,温度变化使NTC阻值变化,CPU端子的电压也随之变化,CPU根据电压的变化来判断空调的温度情况,从而决定空调的工作状态。
三、各种类型空调温度传感器的作用及常规故障
NTC常见的故障为阻值变大、开路、受潮霉变阻值变化、短路、插头及座接触不好或漏电等,引起空调CPU检测端子电压异常从而引起空调故障。下面首先分析室内环温空调温度传感器、室内盘管NTC、室外盘管NTC、排气NTC和吸气NTC的作用,并根据这些作用和原理分析空调温度传感器常见的故障。
(1)室内环温NTC
它通常安装在室内机热交换器的出风口处,作用主要有三个:
第一:是在制冷或制热期间检测室内的温度,控制压缩机运转的时间;
第二:是在自动运行模式下控制工作状态;
第三:是控制室内风扇的转速。
室内环温NTC根据设定的工作状态,检测室内环境的温度自动开、停机或变频。
定频空调的室内温度温差变化范围为设定值1℃,即若制冷设定24℃时,当温度降到23℃压缩机停机,当温度回升到25℃压缩机工作;若制热设定24℃时,当温度升到25℃压缩机停机,当温度回落到23℃压缩机工作。值得说明的是温度的设定范围一般为15℃—30℃之间,因此低于15℃的环温下制冷不工作,高于30℃的环温下制热不工作。
变频空调根据设定的工作温度和室内温度的差值进行变频调速,差值越大压缩机工作频率越高,因此,压缩机启动以后转速很快提升,在接近设定温度附近,转低转速运行。
(2)室内盘管NTC
它安装在室内热交换器的表面上,主要作用有四个:
第一:是制冷期间防过冷保护;
第二:是制热期间防过热保护;
第三:是控制室内风扇电机的转速;
第四:是制热期间用于辅助室外除霜。
室内盘管制冷过冷保护检测、制冷缺氟等检测;制热防冷风吹出、过热保护等检测。
以定速机为例,空调制冷运行一段时间(比如30分钟)自动检查室内盘管的温度,若温度达不到某一温度(比如+20℃以下)则自动诊断为缺氟而保护。若因某些原因室内盘管温度降到+3℃以下为防结霜也停机(过冷),制热时室内盘管温度底于32℃内风机不吹风(防冷风),高于52℃外风机停转,高于58℃压缩机停转(过热);有的空调制热自动控制内风机风速;有的空调自动切换电辅热,变频空调转速控制等。不同厂家的设计存在一定的差异,但基本保护功能类似。
(3)室外环温NTC
室外环境温度传感器通过塑料架安装在室外热交换器上,它的主要作用有两个:
第一:是在制冷或制热期间检测室外的环境温度;
第二:是用直于控制室外风机转速。
(4)室外盘管NTC
它安装在在室外热交换器的表面上,主要作用有三个:
第一:是制冷期间防过热保护;
第二:是制热期间防冻结保护;
第三:是除霜期间控制热交换器的温度。
制热化霜温度检测,制冷冷凝温度检测。制热化霜是热泵机一个重要的功能,例如:第一次化霜为CPU定时(一般在50分钟),以后化霜则由室外盘管NTC控制(比如-11℃要化霜,+9℃则制热)。制冷冷凝温度达68℃停压缩机,代替高压压力开关的作用;变频制冷则降频阻止盘管继续升温。外环温NTC控制室外风机的转速、冬季预热压缩机等。
(5)压缩机排气NTC
它主要装在压缩机排气管上,作用有两个:
第一:通过检测压缩机排气管温度,控制膨胀阀的开启度的压缩机转速;
第二:是用于排气管过热保护。
使变频压缩机降频,避免外机过热,缺氟检测以及电子膨胀阀开度调节等。
(6)吸气NTC
控制制冷剂流量,由步进电机控制节流阀实现,现在家用较少使用吸气NTC。
(7)故障分析
温度传感器的故障现象也各种各样。室内外盘管NTC由于处于温度不断变化及结露或高温的环境,所以其损坏率相对较高。
主要表现在:
(a)电源正常而整机不工作、工作短时间停机、制热时外机正常内风机不运转、外风机不工作或异常停转,压缩机不启动,变频效果差,变频不工作,制热不化霜等。
(b)在电源正常而空调不工作时也要查室内环温NTC;空调工作不停机或达不到设定温度停机,也要先查室内环温NTC;变频空调工作不正常也会和它有关。因室内环温NTC若出现故障会使得CPU错误地判断室内环温而引起误动作。
如果初步判断温度传感器的问题,可根据不同厂家提供的传感器温度-电阻、电压对照表进一步确认问题。对有问题的传感器进行更换。
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