第2章汽车空调的制冷原理

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1、第2章汽车空调的制冷原理学习目标:●了解热力学在汽车空调上应用的基本知识●知道制冷技术基础及基本术语●掌握制冷剂和冷冻机油的特性和使用方法●掌握汽车空调制冷系统的工作原理2.1汽车空调制冷技术基础空调系统能在封闭的空间内自动控制空气的温度、湿度及空气的清洁度和流通。在汽车应用中，空调是对车辆内驾驶室和车厢内的空气进行冷却、去湿和调节的系统。为了深入理解其制冷原理，有必要了解一些制冷技术基本术语。2.1.1制冷技术基本术语1.温度温度是物体冷暖程度的标志。温度越高，物体就越热。我们常用的温度表示单位是摄氏

2、度，用符号“°C”表示。例如：水在开口的容器中沸腾时，它的温度是100摄氏度，表不为100°C；水开始结冰时的温度是0摄氏度，表示为0°C。温度还可以用华氏度表示，它的符号是°F。0°C用华氏温度表示是32°F；100℃用华氏温度表示是212°F。摄氏温度已知时换算成华氏温度的公式是：将摄氏度数值乘以9/5再加32，就是华氏度。这样100℃换算成华氏温度为：100×（9/5）+32=212°F当华氏温度已知时，换算成摄氏温度的公式是：将华氏温度减去32后乘以5/9就是摄氏度。这样50°F换算成摄氏温度为

3、：(50—32)×（5/9）=10°C三种温标的比较和换算方法如表2-1。表2—1三种温标的比较和换算方法温度标定名称代号单位换算方法摄氏温度t℃t=5/9(F-32)华氏温度F°FF=9/5+32热力学温度TKT(K)=t+2732.湿度湿度用来表示空气的干湿程度。1m3湿空气中所含水蒸汽的重量，叫空气的绝对湿度。由于湿空气是空气和水蒸汽的均匀混合物，因此绝对湿度在数值上等于水蒸汽的含量，用rw表示。绝对湿度只能说明湿空气在某一温度下实际所含水蒸汽的重量，但不能说明湿空气的吸湿能力。因此，采用湿空气的

4、相对湿度来说明空气的潮湿程度，或说明空气接近饱和的程度。相对湿度就是湿空气中实际所含的水蒸汽量与同温度下饱和湿空气所含的水蒸汽量的比值。用公式表示，即(2—1)式中：h——空气的绝对湿度；rs——饱和湿空气的密度；P。——空气中水蒸汽的分压力；ps——饱和湿空气中的水蒸汽分压力(简称饱和水蒸汽压力)。￠值越小，表示湿空气离饱和状态越远，空气越干燥，还能再吸收水分；反之，若￠值越大，则表示空气越潮湿，吸收水分的能力越差。当￠=0时，则为干空气；当￠=100％时，则为饱和空气，再也不能吸收水分了。湿空气在状

5、态变化过程中，由于水分蒸发，水蒸汽凝结，其体积重量会发生变化。即使湿空气中的水蒸汽含量不变，由于温度变化，其体积也跟着变化，因此绝对湿度也将发生变化。3.压力与真空度压力就是固体、液体或气体垂直作用于物体表面上的力。在实际应用中是以作用于物体单位面积上的力来表示的，常用P表示，其单位为帕斯卡，简称帕(Pa)。地球表面包围着一层很厚的空气层，我们称它为大气层，大气的重量对地球表面物体单位面积上所产生的压力称为大气压力(简称大气压)。我们把在地球纬度45°，温度为O℃时，大气对海平面的压力称为标准大气压，它

6、相当于101.325kPa。表示压力常用的方式有绝对压力、表压力和真空度。(1)绝对压力：它表示实际的压力值，是把完全真空状态作为零值。(2)表压力：通过压力表指示读出的压力值，称为表压力值。它是将标准大气压作为零值，在此基础上进行压力计量的结果。(3)真空度：低于大气压力的数值称为真空度。上述三种压力在制冷技术领域中经常应用，绝对压力在设计及查阅制冷剂、特性表时使用；表压力在观察系统运行状况时使用；真空度则在维修系统抽真空时使用。它们之间的关系如图2-1所示，用公式表示如下：表压力P表=绝对压力P绝一

7、大气压力B真空度P真=大气压力B一绝对压力P绝图2-1压力与真空度的关系4.汽化与冷凝（1）汽化物质由液态变为气态的过程称为汽化。1kg液体转变为气体需要的热量(单位为J或kJ)，叫做该物质的汽化热。汽化过程有两种形式，即蒸发和沸腾。蒸发是指在任何温度下液体表面上所发生的汽化过程，蒸发过程一般为吸热过程。沸腾是一种在液体表面和内部同时进行的汽化现象。任何一种液体只有在一定的温度下才能沸腾，沸腾时的温度称为沸点。在一定压力下，蒸发可以在任何温度下进行，而沸腾只能在一定温度下发生。制冷剂在蒸发器内吸收了热量

8、后，由液态汽化为蒸汽，这个过程就是沸腾。在制冷技术中，对蒸发一词通常理解为液体的沸腾过程。在空调制冷系统中，主要是利用制冷剂在蒸发器内的低压下，不断吸收周围空气的热量进行汽化的过程来制冷的。这种过程通常是在蒸发器中以沸腾的方式进行，但习惯上称它为蒸发过程，并把沸腾时的温度称为蒸发温度，沸腾时所保持的压力称为蒸发压力。（2）冷凝冷凝是指气态物质经过冷却(通过空气或水等热交换方式)使其转变为液体的过程。冷凝过程一般为放热过程。在汽车空调制冷系统