汽车空调的制冷原理
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• 以水为例：加热过程和状态变化如图1-2所示。
图1-2 水的加热过程和状态变化
• 2．热的形态
• 使物质温度升高的热量称为显热； • 使物质状态发生变化的热量称为潜热。如果物质
的状态是从液态变为气态，就将这种潜热称为汽化 潜热。
图1-3 显热和潜热
1.3 制冷的基本原理 • 1．制冷的基本思路
CFCs类制冷剂降低了许多，GWP值不大。这类制冷剂对环境也有一 定的不良影响，将要被限制和禁止使用。
• 3）R134a • R134a的ODP值为零，但GWP值不小，仍有一定的温室效应。
ห้องสมุดไป่ตู้
图1-4 蒸发带走热量
图1-5 制冷装置
• 2．汽车空调的制冷原理
• 汽车空调制冷系统通常以R134a(新型无氟环保制 冷剂)为制冷剂。系统主要组成和布置如图1-6所示。
图1-6 空调系统布置图
• 1）压缩过程
• 压缩机将蒸发器低压侧(温度约为0℃、压力约为 0.15MPa)的低温、低压气态制冷剂压缩成高温(约70~80℃)、 高压(约1.5MPa)的气态制冷剂，送往冷凝器冷却降温。
• 在摄氏温标中，将标况下水的冰点（海平面）定为0℃，水的沸腾点定为 100℃，间隔100份，每份为1℃。
• 在华氏温标中，标况下水的冰点为32℉，沸点为212℉，间隔180份，每份为 1℉。
• 在开氏温标中，将分子完全不运动的温度定为0K，是可能存在的最低温度， 用摄氏温标表示为-273.15℃。
• 3．制冷剂对环境的影响
• 1）对大气臭氧层的影响
• 氟里昂如R12类一旦因使用或检修而排放出制冷系统， 会在大气中长时间扩散，到达平流层后，在阳光照射下分 解出氯原子。一个氯原子可以和约十万个臭氧分子发生连 锁反应，从而降低平流层中臭氧的浓度。大气臭氧层是地 球生物免遭有害射线辐射的保护伞，它的衰减甚至出现空 洞会使人类及其他生物遭受过量紫外线的伤害，这必然引 起了人们对由于人造化合物中的氯和溴等元素而致使臭氧 层变薄的严重关注。
• 4）蒸发过程
• 液态制冷剂通过膨胀阀变为低温低压的湿蒸气经蒸发器 不断吸热汽化转变成低温(约为0℃)、低压(约为0.15MPa) 的气态制冷剂，以吸收车室内空气的热量。
• 制冷循环就是利用有限的制冷剂在封闭的制冷 系统中，周而复始地将制冷剂压缩、冷凝、膨胀、 蒸发，在蒸发器中吸热汽化，对车室内空气进行 制冷降温。
• 2．压强
• 压强是指单位面积上的作用力，在工程上俗称压力，其 基本单位是帕(Pa)，物理意义是1平方米(m2)的面积上作用 有1牛顿(N)的力。常用的单位是千帕(kPa)和兆帕(MPa)。
• 在实际使用中还有几个常用的压强单位，如工程大气压 (kgf/cm2)、毫米汞柱(mmHg)、大气压(atm)及磅／平方英寸 (Psi)等。它们之间的换算关系如表1-1。
• 湿度用来表示空气中水蒸汽的含量。湿度大小 有两种表示方法，一种叫相对湿度，另一种叫绝 对湿度。
• 相对湿度：在某一温度下，空气中实际含水蒸 气量(以重量计)与空气在该温度下所能含水蒸气 量(重量)之比。
• 绝对湿度：在某一温度下，空气中所含水蒸气 的量(重量)与干燥空气量之比。
• 4．压强与物质沸点的关系
• 2）氟里昂类制冷剂(卤代烃)
• 二乙氯烷二R1氟34甲a（烷CRH122C（F4C）F2，Cl二2）氟，乙二烷氟R一15氯2a甲（烷CHR32C2H（FC2）H等F2C。l），四氟 • 3）烷烃类制冷剂
• 甲烷、丙烷、异丁烷、丙烯等。
• 4）混合制冷剂
• R501、R502、R509、R407A、R407B、R407C等。
• 2）温室效应
• 装配、运行或检修等过程中释放出的制冷剂，一定时 间内在大气中存在并扩散，如同在地球上方支起了一座硕 大无比的暖棚，形成温室效应。
• 4． 常用制冷剂
• 1）R12 • 它属于CFCs类制冷剂，对大气的臭氧层有严重的破坏作用，并产
生较大的温室效应。R12属于首批受禁的工质。 • 2）R22 • 它属于HCFCs类制冷剂，对臭氧的破坏能力较小；温室效应也较
1.4 制冷剂和压缩机油
• 1．制冷剂的作用
•
制冷剂是制冷循环中的工作流体。在制冷系统运转时，它在其中
循环流动，通过自身热力状态的循环变化，不断与外界发生能量交换，
以达到制冷的目的。制冷剂又称为制冷工作介质或工质。
• 2．制冷剂的分类
• 1）无机化合物类制冷剂
• 水R718、空气R729、氨R717、二氧化碳等。
• 2）冷凝过程
• 送往冷凝器的过热气态制冷剂，在温度高于外部温度很 多时，向外散热进行热交换，制冷剂被冷凝成中温、压力 约为1.0~1.2MPa的液态制冷剂。
• 3）膨胀过程
• 冷凝后的液态制冷剂经过膨胀阀使制冷剂流过的空间体 积增大，其压力和温度急剧下降，变成低温(约-5℃)、低 压(约为0.15MPa)的湿蒸气，以便进入蒸发器中迅速吸热 蒸发。在膨胀过程同时进行流量控制，以便供给蒸发器所 需的制冷剂，从而达到控制温度的目的。
汽车空调的制冷原理
• 1.1 • 1.2 • 1.3 • 1.4
空调系统中常用的基本物理量 物质的状态变化和热的形式 制冷的基本原理 制冷剂和压缩机油
1.1 空调系统中常用的基本物理量
• 1．温度
• 温度是表示物质冷热程度的物理量，用温标来表示。常用的温标有：摄氏温 标，用℃表示；开氏温标，用K表示；华氏温标，用℉表示。
• 物质的沸点是随着压强的增大而升高的。 • 以水为例。 • 在一个标准大气压下，水的沸点是100℃。 • 如果水的压强增大88kPa，水就要到118℃才会
沸腾；
• 如果将水的压强减小到低于大气压39kPa，水 在84℃就沸腾了。
1.2 物质的状态变化和热的形式 • 1．物质的状态变化
• 增加或减少物质的热量，物质的温度可能发生变 化，物质的状态也可能发生变化。
kPa 1
表1-1 压强各单位间的换算关系
kgf/m2
mmHg
psi
1.02
7.50
0.145
atm 9.87×10-3
• 此外，还有些地方采用巴(bar)作为压强单位， 1bar≈1kgf/cm2。
• 大气压、表压和绝对压强之间的关系图1-1所示。
图1-1 大气压、表压和绝对压强之间的关系
• 3．湿度
图1-2 水的加热过程和状态变化
• 2．热的形态
• 使物质温度升高的热量称为显热； • 使物质状态发生变化的热量称为潜热。如果物质
的状态是从液态变为气态，就将这种潜热称为汽化 潜热。
图1-3 显热和潜热
1.3 制冷的基本原理 • 1．制冷的基本思路
CFCs类制冷剂降低了许多，GWP值不大。这类制冷剂对环境也有一 定的不良影响，将要被限制和禁止使用。
• 3）R134a • R134a的ODP值为零，但GWP值不小，仍有一定的温室效应。
ห้องสมุดไป่ตู้
图1-4 蒸发带走热量
图1-5 制冷装置
• 2．汽车空调的制冷原理
• 汽车空调制冷系统通常以R134a(新型无氟环保制 冷剂)为制冷剂。系统主要组成和布置如图1-6所示。
图1-6 空调系统布置图
• 1）压缩过程
• 压缩机将蒸发器低压侧(温度约为0℃、压力约为 0.15MPa)的低温、低压气态制冷剂压缩成高温(约70~80℃)、 高压(约1.5MPa)的气态制冷剂，送往冷凝器冷却降温。
• 在摄氏温标中，将标况下水的冰点（海平面）定为0℃，水的沸腾点定为 100℃，间隔100份，每份为1℃。
• 在华氏温标中，标况下水的冰点为32℉，沸点为212℉，间隔180份，每份为 1℉。
• 在开氏温标中，将分子完全不运动的温度定为0K，是可能存在的最低温度， 用摄氏温标表示为-273.15℃。
• 3．制冷剂对环境的影响
• 1）对大气臭氧层的影响
• 氟里昂如R12类一旦因使用或检修而排放出制冷系统， 会在大气中长时间扩散，到达平流层后，在阳光照射下分 解出氯原子。一个氯原子可以和约十万个臭氧分子发生连 锁反应，从而降低平流层中臭氧的浓度。大气臭氧层是地 球生物免遭有害射线辐射的保护伞，它的衰减甚至出现空 洞会使人类及其他生物遭受过量紫外线的伤害，这必然引 起了人们对由于人造化合物中的氯和溴等元素而致使臭氧 层变薄的严重关注。
• 4）蒸发过程
• 液态制冷剂通过膨胀阀变为低温低压的湿蒸气经蒸发器 不断吸热汽化转变成低温(约为0℃)、低压(约为0.15MPa) 的气态制冷剂，以吸收车室内空气的热量。
• 制冷循环就是利用有限的制冷剂在封闭的制冷 系统中，周而复始地将制冷剂压缩、冷凝、膨胀、 蒸发，在蒸发器中吸热汽化，对车室内空气进行 制冷降温。
• 2．压强
• 压强是指单位面积上的作用力，在工程上俗称压力，其 基本单位是帕(Pa)，物理意义是1平方米(m2)的面积上作用 有1牛顿(N)的力。常用的单位是千帕(kPa)和兆帕(MPa)。
• 在实际使用中还有几个常用的压强单位，如工程大气压 (kgf/cm2)、毫米汞柱(mmHg)、大气压(atm)及磅／平方英寸 (Psi)等。它们之间的换算关系如表1-1。
• 湿度用来表示空气中水蒸汽的含量。湿度大小 有两种表示方法，一种叫相对湿度，另一种叫绝 对湿度。
• 相对湿度：在某一温度下，空气中实际含水蒸 气量(以重量计)与空气在该温度下所能含水蒸气 量(重量)之比。
• 绝对湿度：在某一温度下，空气中所含水蒸气 的量(重量)与干燥空气量之比。
• 4．压强与物质沸点的关系
• 2）氟里昂类制冷剂(卤代烃)
• 二乙氯烷二R1氟34甲a（烷CRH122C（F4C）F2，Cl二2）氟，乙二烷氟R一15氯2a甲（烷CHR32C2H（FC2）H等F2C。l），四氟 • 3）烷烃类制冷剂
• 甲烷、丙烷、异丁烷、丙烯等。
• 4）混合制冷剂
• R501、R502、R509、R407A、R407B、R407C等。
• 2）温室效应
• 装配、运行或检修等过程中释放出的制冷剂，一定时 间内在大气中存在并扩散，如同在地球上方支起了一座硕 大无比的暖棚，形成温室效应。
• 4． 常用制冷剂
• 1）R12 • 它属于CFCs类制冷剂，对大气的臭氧层有严重的破坏作用，并产
生较大的温室效应。R12属于首批受禁的工质。 • 2）R22 • 它属于HCFCs类制冷剂，对臭氧的破坏能力较小；温室效应也较
1.4 制冷剂和压缩机油
• 1．制冷剂的作用
•
制冷剂是制冷循环中的工作流体。在制冷系统运转时，它在其中
循环流动，通过自身热力状态的循环变化，不断与外界发生能量交换，
以达到制冷的目的。制冷剂又称为制冷工作介质或工质。
• 2．制冷剂的分类
• 1）无机化合物类制冷剂
• 水R718、空气R729、氨R717、二氧化碳等。
• 2）冷凝过程
• 送往冷凝器的过热气态制冷剂，在温度高于外部温度很 多时，向外散热进行热交换，制冷剂被冷凝成中温、压力 约为1.0~1.2MPa的液态制冷剂。
• 3）膨胀过程
• 冷凝后的液态制冷剂经过膨胀阀使制冷剂流过的空间体 积增大，其压力和温度急剧下降，变成低温(约-5℃)、低 压(约为0.15MPa)的湿蒸气，以便进入蒸发器中迅速吸热 蒸发。在膨胀过程同时进行流量控制，以便供给蒸发器所 需的制冷剂，从而达到控制温度的目的。
汽车空调的制冷原理
• 1.1 • 1.2 • 1.3 • 1.4
空调系统中常用的基本物理量 物质的状态变化和热的形式 制冷的基本原理 制冷剂和压缩机油
1.1 空调系统中常用的基本物理量
• 1．温度
• 温度是表示物质冷热程度的物理量，用温标来表示。常用的温标有：摄氏温 标，用℃表示；开氏温标，用K表示；华氏温标，用℉表示。
• 物质的沸点是随着压强的增大而升高的。 • 以水为例。 • 在一个标准大气压下，水的沸点是100℃。 • 如果水的压强增大88kPa，水就要到118℃才会
沸腾；
• 如果将水的压强减小到低于大气压39kPa，水 在84℃就沸腾了。
1.2 物质的状态变化和热的形式 • 1．物质的状态变化
• 增加或减少物质的热量，物质的温度可能发生变 化，物质的状态也可能发生变化。
kPa 1
表1-1 压强各单位间的换算关系
kgf/m2
mmHg
psi
1.02
7.50
0.145
atm 9.87×10-3
• 此外，还有些地方采用巴(bar)作为压强单位， 1bar≈1kgf/cm2。
• 大气压、表压和绝对压强之间的关系图1-1所示。
图1-1 大气压、表压和绝对压强之间的关系
• 3．湿度