第二章汽车空调制冷原理

1、第二章第二章 汽车空调的制冷原理汽车空调的制冷原理1、汽车空调制冷技术基础、汽车空调制冷技术基础2、汽车空调制冷系统的工作原理、汽车空调制冷系统的工作原理3、制冷剂与冷冻油、制冷剂与冷冻油第一节、汽车空调制冷技术基础第一节、汽车空调制冷技术基础 一、制冷技术基本术语一、制冷技术基本术语 1、温度：物体冷暖程度的标志。 单位：摄氏 ：（） 华氏： （ ） 摄氏温度与华氏温度关系：0 = 32 转 换公式 ： 9/5 + 32 = 2、湿度：空气的干湿程度。 绝对湿度 r：1m3湿空气中所含的水蒸气的质量。 相对湿度 ：湿空气中实际所含的水蒸气量rw与同温度下饱和湿空气所含的水蒸气量rs的比值。

2、=rw/rs=pw/ps 100% p：空气中水蒸气分压力 3、压力与真空度 压力：P 单位：Pa（帕斯卡） 标准大气压：在地球纬度45，温度为0 时，大气对海面的压力。1标准大气压=101.325kPa 绝对压力： 表压力： 真空度： 4、汽化与冷凝 汽化：物质由液态变为气态的过程，需要吸收热量，叫汽化热。汽化过程有蒸发蒸发和沸腾沸腾两种形式 冷凝：气态物质经过冷却变成液态的过程，是放热量过程。 5、饱和温度与饱和压力 饱和温度：饱和蒸气的温度 饱和压力：饱和蒸气的压力 湿饱和蒸气（湿蒸气）：饱和液态和饱和蒸气组成的混合物。 干饱和蒸气：容器内液体全部蒸发成蒸气的状态 6、热量与热容（1）热

3、传递形式： 传导：热量通过物体内部从高温点向低温点移点。 对流：气体或液体依它本身的流动使热量转移。 辐射：通过辐射波将热量传递给其它物质。（2）热容：物质的温度升高1k所需要的热量。 7、显热与潜热（1）显热：有温度变化的。（2）潜热：无温度变化的，但会有状态孪变化。1）液化热：从气体变成液体时放出的热。2）凝固热：从液体变成固体时放出的热。3）熔解热：从固体变成液体时吸收吸收的热。4）汽化热：从液体变成气体时吸收吸收的热。5）升华热：从固体变成气体时吸收吸收的热。 8、节流 9、制冷能力与制冷负荷 二、空调的制冷方式二、空调的制冷方式 1、液体汽化制冷 蒸气压缩式、吸收式、蒸气喷射式、吸附

4、式。 q = r（1-x） q：制冷量 kJ/kg r：汽化热 kJ/kg x：工质节流后的干度 2、气体膨胀制冷 3、涡流管制 冷气流温度：-10 -50 热气流温度：100 150 4、热电制冷热力学热力学的三大定理的三大定理第一定法律：第一定法律：（能量守恒定律）能量守恒定律） 一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它做功的和。（如果一个系统与环境孤立，那么它的内能将不会发生变化。） 表达式：U=W+Q 外界对系统做功，W0，即W为正值。 系统对外界做功，也就是外界对系统做负功，W0，即Q为正值 系统从外界放出热量，Q0，即U为正值 系统内能减少，U0，即U为负值 第二定

5、律：第二定律：克劳修斯表述：热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但不可能 自发地从较冷的物体传递到较热的物； 开尔文-普朗克表述：不可能从单一热源吸取热量，并将这热量变为功，而不 产生其他影响。 熵表述：随时间进行，一个孤立体系中的熵总是不会减少。第三定律：第三定律：通常表述为绝对零度时，所有纯物质的完美晶体的熵值为零。 或者绝对零度（T=0K）不可达到。 R.H.否勒和E.A.古根海姆还提出热力学第三定律的另一种表述形式：任何系统都不能通过有限的步骤使自身温度降低到0k,称为0K不能达到原理。 第二节第二节 汽车空调制冷系统的工作原理汽车空调制冷系统的工作原理一、汽车空调制冷系统基本

6、循环流程二、大客车空调系统二、大客车空调系统1、除了基本循环流程外，还有一路旁通回路，作用是制冷量调节。2、热负荷较小时，电磁阀22打开，有一半的制冷剂旁通至压缩机吸气管，减少了制冷量。 3、当环境温度较低时，由于低压而打开自动旁通阀，提高蒸发器压力，进行压力式除霜。第三节 制 冷 剂与冷冻油 对汽车空调的要求是自1999年12月31日起禁止所有新空调中使用R12，并逐步削减在用车的R12用量。2009年后只允许使用回收的R12。目前，汽车空调制冷系统中使作的制冷剂主要是R134a 。对臭氧层无破坏作用，温室效应比R12小，是R12的十分之一。其标准蒸发温度为-26.5（R12蒸发温度为-29

7、.8），安全性好、无色、无味、不燃烧、不爆炸、基本无毒性、化学性质稳定。它的主要热力性质与R12相似。虽然R134a被普遍认为是R12较理想的替代物之一，但是它的全球变暖潜能值（GWP）为1200(以CO2的GWP值为1.0计)，仍会导致地球的温室效应，因而被认为还不是一种长期的替代工质。一、制 冷 剂R134a与R12的差别R134a特牲表现为：措施物理性质1：不溶于现用的冷冻机油使用合成油2:溶解现用的塑胶材料使用新的密封材料及软管3:不适宜现用的干燥剂改换干燥剂化学性质4:在高温下压力和负荷加大（导致制冷能力下降）系统匹配，如：改进磁性离合器和冷凝器的性能、改动压力开关、膨胀阀。5:制冷

8、剂和油不能在原有系统和新系统之间交换避免不正确的连接和灌注，如：改变连接形状、改变维修阀的形状、改变维修工具6:环境保护防止制冷剂向大气中释放，如：停止使用熔化螺栓、改用安全阀。R12R12制冷剂特点制冷剂特点 1：无色、无味、无毒、不燃烧、热稳定性好。2: 是一种中压制冷剂,1.5-2.0MPA,制冷系数大，沸点为-29.8,凝固点为-158 。3：对金属腐蚀性小，但对镁铝合金，氧化铁，氧化铜起分解作用。4：可使橡胶变软、膨胀、起泡，对氯丁乙烯和氯丁胶、尼龙和纸、塑料制品破坏作不明显。5：有良好的绝缘性能。6：液态时对冷冻油的溶解度无限制。7：对水的溶解很小，与水能产生化学发应，生成盐酸一氢

9、氟酸，对系统有腐蚀作用。8：对大气层的臭氧层有很大的破坏作用。R134a系统的改动项目之一 新型冷冻机油的使用 R134a系统 必须使用合成润滑油，不能溶于矿物油。合成油有聚醚润滑油（PAG）、多元醇润滑油（POE）和碳酸脂（PC）三种。新型密封材料的使用R134a专用密封材料：RBR使用密封材料的地方：管道的O形密封圈和压缩机边缘部分的垫圈。R134a系统的改动项目之二R134a系统的改动项目之三排出与吸入软管的改动采用较高的防渗制冷剂性能和防渗水性能的软管材料。 新型干燥剂的使用 不吸收R134a的沸石。宜用XH7和XH9型分子筛。不宜用4AXH5型分子筛。R134a系统的改动项目之四系统

10、匹配由于在同冷凝温度下，R134a系统的压力比R12系统的压力高，作如下改动：（1）改进磁性离合器性能A增加磁性离合器的传动力矩。B更换轴承密封材料，增加抗油性能。R134a系统的改动项目之五（2）改进冷凝器热辐射性能采用平行流冷凝器。平流式冷凝器是由管带式冷凝器演变而成，也是由扁管和波浪形散热片组成，散热片（带）上同样开有百叶窗式条缝。扁管厚度减小。多元平流式冷凝器（示意）1.集流管；2.集流管；3.进口4.隔片；5.出口与管带式相比，其放热性能提高30%40%，通路阻力降低25%33%。（3）改变压力开关压力值的控制高压压力开关的动作值由原R12系统的2.65MPa，改为现在R134a系统

11、的3.14MPa。 （4）改变膨胀阀流量特征变动开阀特性和垫圈材料等。（5）改变蒸发器压力调节器（EPR）橡胶波形管金属波形管等。避免不正确的灌注和接（1）管道接关形状的改动接头两端带槽。 R134a系统的改动项目之六（2）对维修阀的改动改动接头的大小；维修阀的接头改用一个弹簧隅合型的快速接头。防止制冷剂向大气中释放用压力安全阀取代熔化螺栓。安全阀激发后请不要再次使用。R134a系统的改动项目之六第五节第五节 冷冻机油冷冻机油一、冷冻机油的作用润滑、密封、冷却、降低噪声。 二、对冷冻机油的要求 1.粘度；2.化学稳定性；3.最低温度时不结晶；4.含水量极少；5.高温时不积炭、氧化。三、冷冻机油

12、性能特点三、冷冻机油性能特点目前，R134a空调系统中使用的是代号为PAG及ESTER的冷冻机油。（一）PAG（聚烃乙二醇）存在问题：图1.17 R134a与PAG的相溶性具有高吸湿力。使用后润滑油的容器应及时密闭，以免空气中水分进入。1)高温下，与R134a的互溶性降低。2)润滑性比矿物油稍差。3)对现用的橡胶密封件及软管有参透作用。（二）（二）ESTERESTER（聚酯类润滑油）（聚酯类润滑油）主要成分：季戊四醇、三甲基丙酮和各种直链或支链型酯酸及添加剂。特点：1. 与R134a互溶性好，不会出现低温分层现象。2. 吸水性强，但水分与油牢固结合，不会结冰。3. 耐磨性能良好（有添加剂）。4. 与丁腈橡胶、氧丁橡胶、绝缘材料的相容性较好