二氧化碳汽车空调简述

二氧化碳汽车空调简述能源二班XX XXX XXX XXX

二氧化碳制冷剂历史

@ C02作为最早采用的制冷剂之一，从19世纪初直到20世纪30年代得到了普遍使用,随着CFCs的出现，CO2很快被人们所抛弃，主要原因是在冷却水温高的热带地区，由于CO2的|缶界温度只有31.1°C ,采用传统Perkin蒸汽压缩制冷循环时冷羁员失较大，且存在着饱和压力过高,压缩机功耗过大的缺点,当然这也和当时的制造水平有关。20世纪70年代,CFC及HCFC被发现破坏大气臭氧层及温室效应指数较高而面临全面禁用。HFC134a也由于其温室效应指数

较高而被认为是一种过渡型的替代物。在此背景下，超临界循环的二氧化碳系统以其优良的环保特性、良好的传热性质、较低的流动阻力及相当大的单位容

积制冷量,重新在制冷领域,尤其在认为用新型化合替代物同样会隐藏着不可

预知潜在危险的欧洲得到了青睐，从1994年起BMW、DAIMLERENZ. VOLVO、德国大众、Danfoss. Valeo等欧洲著名公司发起了名为"RACE" 的联合项目,联合欧洲著名高校、汽车空调制造商等研制二氧化碳汽车空调系

统,并计划在2003年欧洲生产的汽车一半装备二氧化碳汽车空调系统。目前已完成样机制备,并装车试验,二氧化碳汽车空调系统的产品化指日可待。

二氧化碳制冷在汽车空调上的应用

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二氧化碳的物理性质

C02是地球圈的组成物质之一,它无毒、不可燃GWP值为1。具有优良的热

物理性质：C02容积制冷量是R12的8倍,使设备更紧凑；使压缩机进一步小型化,连接管道细小化；在-4CTC时C02液体粘度是5C水粘度的1/8 ,有很好的传热性能,其换热系数明显高于R134a ;循环系统具有较小的压力比，可提高压缩

机的绝热功率；系统可运行在较高的压力下，管道及换热器中压差的影响很小。

C02临界参数为：临界温度31. 1°C，临界压力7. 38MPa0只有当冷凝温度低于3CTC时，C02空调系统才能采用与常规工质相似的亚临界循环，而汽车空调的实际运行工况范围处于这个温度以下的可能性比较小。为此，汽车空调系统只能

采用亚临界循环。该循环的特点是蒸发吸热过程发生在亚临界区，而放热过程发生在超临界区，这就是为什么在C02系统中将冷凝器改为气体冷却器的主要原因。

二氧化碳作为制冷剂的优点

^(1)ODP=0/GWP^O

鹤⑵蒸发潜热r较大,单位容积制冷量相当大©C时单位容积制冷量是NH3

的1.58倍,是R12和R22的8.25倍与5.12倍）

屆⑶运动粘度低（0°C时C02饱和液体的运动粘度只为NH3的5.2% ,是R12的23.8%）

金⑷绝劇旨数较高K=1.30 ,压缩机压比K=PH/PO约为2.5〜3.0 ,比其它制冷剂系统彳氐,接近于最佳经济水平。

@ ⑸适应各种润滑油和常用机器零部件材料。

屆⑹价廉,维修方便,无需再循环利用。

@ C02临界温度较低,用作蒸汽压缩式制冷循环的工质时,其性能系数与制冷能力直接受环境温度和冷却介质温度的影响。如果采用传统的Perkins蒸汽压缩式制

III

冷循环,循环工质的临界温度决定发生冷凝过程的温度上限，通常要求它至少高出环境温度3CTC才可以获得较好的制冷系数。因C02临界温度太低

(31.1°C),使其制冷系数COP二qO/W较低。尤其是环境温度较高时，循环的单位质量制冷量qO明显减小，制冷能力显著下降，而功耗W却增大，因此其经济性很差。这是采用传统Perkins蒸汽压缩式制冷循环的二氧化碳系统先天不足的主要原因。正因为这个原因,使原来应用于制冷循环CO2制冷剂被卤代胫所取代。但是按照热力学第二定律,制冷循环的理论效率或卡诺循环制冷系数与工质的性质无关。采用跨临界的制冷循环可避开该制约因素。在超临界压

力下采用中间回热可减小循环的不可讷员失,有利于提高系统的经济性能。