汽车车身电控技术(第三版)-课件2-空调基础知识

汽车空调基础知识1汽车空调基础知识1炎热夏季2炎热夏季2汽车空调系统汽车空调就是人为对车室内空气的温度、湿度、流动速度和空气洁净度等进行全部或部分地调节（将其控制在合适的范围内，从而创造一个舒适的环境）的整套系统。定义3汽车空调系统汽车空调就是人为对车室内空气的温度、湿度、流动速汽车空调的作用4汽车空调的作用4汽车空调系统的组成制冷系统：对车室内的空气或由外部进入车室内的新鲜空气进行冷却，使车室内空气变得凉爽舒适的一套系统。制冷系统还具有除湿功能。5汽车空调系统的组成制冷系统：对车室内的空气或由外部进入车室内66供暖系统：对车室内的空气或由外部进入车室内的新鲜空气进行加热，使车室内空气变得温暖舒适的一套系统。供暖系统还具有除霜与调节车室温度的功能7供暖系统：对车室内的空气或由外部进入车室内的新鲜空气进行加热88通风系统：把车外的新鲜空气或车内的空气吹向蒸发器，再导入车室内的一套装置。通过通风系统，既可调节车室空气的新鲜度，又可实现气流的流动，同时还能有效地防止风窗玻璃起雾。9通风系统：把车外的新鲜空气或车内的空气吹向蒸发器，再导入车室1010空气净化系统：除去车内空气中存在的尘埃、异味（臭味、烟气等）及有毒气体，使车室内空气变得清洁。有的汽车还安装有紫外线消毒系统。

11空气净化系统：除去车内空气中存在的尘埃、异味（臭味、烟气等）1212汽车空调系统的类型1.按照控制功能不同，汽车空调分为：冷暖分开型空调：制冷、供暖各自独立，有各自独立的配气系统。一般用在大、中型客车上、载货汽车上。冷暖合一型空调：制冷、供暖合用一个鼓风机、一组风道、一套操纵机构的汽车空调系统。这种结构又分为制冷与供暖分别工作、制冷与供暖可同时工作两种方式，多用于轿车上。多功能型空调：集制冷、供暖、通风、净化、去湿、除霜等多功能于一体的空调系统。13汽车空调系统的类型1.按照控制功能不同，汽车空调分为：13142.按驱动方式不同LOREMLOREM非独立式汽车空调空调压缩机由发动机驱动。这种空调的制冷性能受发动机工况的影响较大，一般用于制冷量相对较小的中、小型汽车上独立式汽车空调空调的压缩机由专用空调压缩机（也称副发动机）驱动，这种类型的汽车空调系统的制冷性能不受主发动机的影响，但由于增加了一台发动机，成本、体积和重量增加，一般多用于大、中型客车上142.按驱动方式不同LOREMLOREM非独立式汽车空调空153.按控制的自动化程度不同手动空调：鼓风机转速、内外气比例、调温门（出风温度高低）、模式门（哪里出风）等由驾驶员人力操纵调节自动空调：自动空调的上述内容由控制单元自动调节与控制153.按控制的自动化程度不同手动空调：鼓风机转速、内外气比汽车空调的性能指标16汽车空调的性能指标16汽车空调的冷、热、湿负荷为了消除车内多余热量以维持温度恒定所需向车内供应的冷量，称为冷负荷。为了补充车内耗热量所需向车室内送入的热量，称为热负荷。为维持车内相对湿度恒定所需消耗的多余湿量，称为湿负荷。空调温度基数空调精度17汽车空调的冷、热、湿负荷为了消除车内多余热量以维持温度恒定所汽车空调的舒适性参数平均温度：冬季15－18℃，夏季25－28℃车内外温差：冬季10-12℃，夏季5-7℃相对湿度：人体舒适的湿度在50％－70％。气流速度：冬季不超过0.3-0.35m/s，夏季不超过0.5m/s新鲜空气换气量车内噪声：50dB以下。车内降温、升温速率：1.5℃/min车内温度场分布出风口的位置及出风口风速差18汽车空调的舒适性参数平均温度：冬季15－18℃，夏季25－2汽车空调基础知识19汽车空调19汽车空调基础知识温度压力与真空度热量空气湿度汽化节流20汽车空调基础知识温度压力与真空度热量空气湿度汽化节流201.温度温度是物体冷热程度的量度；温度的高低反映的是物体内部分子无规则热运动动能的大小；温度只表示物体冷热的程度，不表示物体具有热量的多少。温度的高低用温度计来度量。常用的有水银温度计和酒精温度计。温度计的温标一般有：摄氏温标（℃）、华氏温标（F）和绝对温标（K）211.温度21摄氏温度t（℃）：将一个标准大气压下水的冰点作为0℃。沸点作为100℃，把两者之间100等分，每一份定为1℃的温度表示体系，称为摄氏温度。华氏温度F（℉）：将一个标准大气压下水的冰点定为32℉，沸点定为212℉，二者之间180等分，每一份定为1℉的温度表示体系。绝对温度T（K）：将一个标准大气压下水的冰点定为273.15K，沸点定为373.15K，且理论上物体内部完全停止分子热运动之点定为绝对0K的温度表示体系。22摄氏温度t（℃）：将一个标准大气压下水的冰点作为0℃。沸点作三种温标之间的换算23三种温标之间的换算23试计算25.5℃换算成多少华氏度F？试计算90°C是多少华氏度，多少绝对温度？F=9xt/5+32=(9x25.5)/5+32=77.9FF=9xt/5+32=(9x90)/5+32=194FT=t+273.15=90+273.16=363.15k试计算80F华氏度是多少摄氏度，多少绝对温度？t=5(F-32)/9=5x(80-32)/9=26.67℃T=t+273.15=26.67+273.15=299.82K24试计算25.5℃换算成多少华氏度F？试计算90°C是多少华氏2.压力单位面积上所受的垂直作用力称为压力（压强）。压力的国际单位是帕斯卡，简称帕，用Pa表示。实际用的单位有大气压力（atm），mmHg,磅/平方英寸（简称psi）、巴（bar）等。1kPa=1000Pa1MPa=106Pa1atm=101.3kPa(760mmHg)=0.1013MPa252.压力25各种压力之间的换算关系26各种压力之间的换算关系2627绝对压力：实际的压力值，是把完全真空状态作为零值的压力值表压力：将一个标准大气压力作为零值的相对压力值，压力表上所显示的数值。真空度：低于一个大气压力的数值称为真空度，是相对压力。真空压力表上显示的数值27绝对压力：实际的压力值，是把完全真空状态作为零值的压力值大气压、表压、绝对压力、真空度之间的关系

28大气压、表压、绝对压力、真空度之间的关系28

3.密度每千克物质所占有的容积称为质量体积（比容）。V比容的单位为m3/kg单位容积物质所具有的质量称为密度。ρ比容与密度互为倒数。ρ=1/V293.密度29物质从液态变为气态的过程称为汽化.汽化的方式有蒸发与沸腾两种

a.蒸发：是在液体表面进行的汽化现象。蒸发可在任何温度下进行，温度越高或液体表面压力越低，则蒸发越快。

b.沸腾：是在液体表面和内部同时进行的汽化现象。沸腾必须在温度达到沸点时才能进行。对液体加热或降低液体表面的压力，都可促使液体沸腾。4.汽化30物质从液态变为气态的过程称为汽化.4.汽化30作用在液体上的压力越大，它的沸点就越高；作用在液体上的压力减小时，它的沸点也会随之降低。例如：1atm时水的沸点是100℃；当作用在液态水上的压力增加时，水的沸点会随之升高（例轿车冷却系统水的沸点高于100℃）；水被放置在真空中而表面压力降低时，水的沸点就会下降，或许40℃水就会沸腾。在汽车空调系统中，制冷剂在蒸发器内采用降低压力的方法完成汽化过程的。31作用在液体上的压力越大，它的沸点就越高；作用在液体上的压力减5.液化物质从气态变为液态的过程称为液化。液化过程是一个放热过程，即气体液化时要放出大量热量；影响气体液化的因素有温度、压力。加速液化的方法有降低温度（一切气体，当温度降低到足够低时，一定能够液化）、压缩气体体积（加压）。在汽车空调系统中，制冷剂通过压缩机增大压力，在冷凝器中完成液化过程。325.液化3233333434热量是物体分子不规则运动动能大小的量度。热量的传递方式有以下三种

a.传导：热量在物体内部从高温向低温端直接传递；传导发生在一个导热体内部或两个直接接触的物体之间。b.对流：在液体或气体中，通过其自身的流动，把热量从一处传递到另一处；c.辐射：火焰或加热到高温的固体表面，会向外发放出光线，并向周围传热。如太阳照射地球、电烤箱、微波炉等均利用了辐射的原理。6.热量35热量是物体分子不规则运动动能大小的量度。6.热量3536363737常用的热量单位有：卡、焦耳、冷吨卡：在标准大气压下，将1g纯水加热或冷却使其温度升高或降低1K时，所加进或放出的热量，即为1卡（1cal）。卡的单位太小，工程上常用千卡（kcal）即大卡表示。焦耳：用1N的力将物体在力的作用方向上移动1m所作的功称为1焦耳（1J）。因焦耳的单位太小，工程上常用千焦（kJ）表示。冷吨：把1吨水变成同温度的冰，所放出的热量，称为1冷吨。1美国冷吨=3024kcal/h，1日本冷吨=3320kcal/h。38常用的热量单位有：卡、焦耳、冷吨387.比热/热容将1kg物质的温度每升高（或降低）1K所需要吸收（或放出）的热量数值称为比热（c）。在国际单位制中，比热的单位为kJ/kg·k（即千焦/千克.开）。物质的比热值越大，就越难升温或降温。例如：水的比热为4.19kJ/kg·k，铜的比热为0.39kJ/kg·k,因此将1kg水的温度每升高1k需要的吸收的热量为4.19kJ，而将铜每升高1K只需要0.39KJ的热量。Q＝m·c·△t397.比热/热容398.显热在对物质加热的过程中，只要物质的状态不发生变化，那么加入的热量就会使物质的温度升高，这种不改变物质状态只引起物质温度变化的热量称为显热。显热只对物质的温度有影响，并不影响物质的状态。例：在水的冰点与沸点范围内，对水进行加热，它的温度就会上升，在此期间水的状态，并不会发生变化。408.显热409.潜热当水温达到沸点时，若继续给其加热，水温便保持在沸点处并不上升，直至水完全变成水蒸气为止。在整个过程中，加入的热量只是使水变成水蒸气，也就是说这部分热量使水发生了状态的变化。这种不改变物质温度只改变物质状态的热量称为潜热。419.潜热41溶解潜热：将1㎏固体全部变成同温度的液体所需吸收的热量。（固体→液体）升华潜热：从固体变成气体时吸收的热叫做升华潜热。（固体→气体）汽化潜热：1㎏液体全部变成同温度的气体，所需吸收的热量称为汽化潜热。水的汽化潜热为2257KJ/㎏，R134a的汽化潜热为198KJ/㎏。（液体→气体）液化潜热：从气体变成液体时放出的热叫做液化潜热。（气体→液体）凝固潜热：从液体变成固体时放出的热叫做凝固潜热。（液体→固体）42溶解潜热：将1㎏固体全部变成同温度的液体所需吸收的热量。（固10.空气湿度空气湿度是指空气中所含水蒸气量的多少。绝对湿度：单位容积空气中所含水蒸气的质量，单位是（㎏/m3）。含湿量：在湿空气中，与单位质量干空气同时并存的水蒸气量，称为空气的含湿量（湿空气是由干空气和水蒸气组成的），其单位为㎏/㎏干空气。它表示空气中水蒸气的含量多少。含湿量=湿空气中水蒸气的质量/湿空气中干空气的质量。4310.空气湿度43相对湿度：在某一温度下，空气中所含水蒸气量（以重量计）与空气中该温度下所能含水蒸气量（重量）之比。通常随着温度的升高，空气中所能含的水蒸气量会增加，如果空气的实际含水蒸气量不变，温度升高，则空气的相对湿度下降。相对湿度也可以表示为：空气中水蒸气的分压力与同温度下饱和水蒸气分压力之比。即：相对湿度=空气中水蒸汽的分压力/同温度下饱和水蒸汽的分压力×100%。44相对湿度：在某一温度下，空气中所含水蒸气量（以重量计）与空气11.节流流体在管道内流动，遇到突然变窄的断面，由于存在阻力使流体的压力降低的现象称为节流。

4511.节流4512.饱和温度液体和蒸气处于共存的状态——饱和状态。饱和蒸气的温度称为饱和温度（沸点）。饱和蒸气的压力叫做饱和压力。4612.饱和温度46制冷的原理利用液体的蒸发可以吸收周围环境的热量。在制冷过程中起传递热量作用的媒介物质称为制冷剂。从理论上说，任何一种液体，只要能在一定条件下实现液态与气态间的相互转换，就可以用做制冷剂。但是由于实际原因，适合做制冷剂的工质种类极其有限。制冷剂47制冷的原理制冷剂471.对制冷剂的要求物理性质：要求制冷剂有较低的凝固点和较高的临界温度，较小的密度和粘度，较大的导热和放热系数，且应具有一定的吸水性。化学性质：要求制冷剂无毒、无害、无刺激性，化学性质稳定，高温下不易分解，不易燃烧及爆炸，对金属及橡胶的腐蚀作用小，与冷冻油互溶且不发生化学反应。481.对制冷剂的要求物理性质：要求制冷剂有较低的凝固点和较高的热力性质：

1）要求制冷剂的蒸发压力稍高于大气压力即可，这样即可以使蒸发压力较低，还不致因制冷系统产生负压而吸进空气；

2）制冷剂的冷凝压力也不应太高，以降低对制冷系统强度的要求，同时减小压缩机功耗。

3）要求制冷剂有较小的绝热指数和较大的汽化潜热，以减小制冷剂的用量。49热力性质：492.制冷剂的种类（1）氨氨气（NH3）一般用做大型冷柜的制冷剂。氨气制冷剂的优点：成本很低；氨气制冷剂缺点是：它是一种强毒性的气体，即使含量不高，也会使人窒息而亡。它的汽化潜热小。502.制冷剂的种类（1）氨50（2）二氧化碳CO2制冷剂的优点是：对大气臭氧层无破坏作用，汽化潜热较大，无毒、不可燃、不爆炸，且成本低廉、来源很广。若从工业废气中获取，不但可以实现废物利用，还可减少污染、减少温室气体的数量。CO2制冷系统存在饱和压力过大、循环制冷量损失较大等缺点，导致经济性差、压缩机功耗过大。因而后来逐渐被氟利昂类制冷剂所代替。但是目前从环境保护角度看，CO2是最理想的空调制冷剂。51（2）二氧化碳51（3）氟利昂类制冷剂这类制冷剂是甲烷和乙烷的衍生物，对人体及大气有害。常见的有：一氟三氯甲烷(CFCl3)代号F11或R11

二氟二氯甲烷（CF2Cl2）代号F12或R12

二氟一氯甲烷（CHF2Cl）代号F22或R22其中：“F”指“氟利昂”（Freon）

“R”指“制冷剂”（Refrigerant）52（3）氟利昂类制冷剂52R1