第二章汽車空調(diào)制冷原理

1、第二章第二章 汽車空調(diào)的制冷原理汽車空調(diào)的制冷原理1、汽車空調(diào)制冷技術(shù)基礎(chǔ)、汽車空調(diào)制冷技術(shù)基礎(chǔ)2、汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的工作原理、汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的工作原理3、制冷劑與冷凍油、制冷劑與冷凍油第一節(jié)、汽車空調(diào)制冷技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié)、汽車空調(diào)制冷技術(shù)基礎(chǔ) 一、制冷技術(shù)基本術(shù)語一、制冷技術(shù)基本術(shù)語 1、溫度：物體冷暖程度的標(biāo)志。 單位：攝氏 ：（） 華氏： （ ） 攝氏溫度與華氏溫度關(guān)系：0 = 32 轉(zhuǎn) 換公式 ： 9/5 + 32 = 2、濕度：空氣的干濕程度。 絕對濕度 r：1m3濕空氣中所含的水蒸氣的質(zhì)量。 相對濕度 ：濕空氣中實(shí)際所含的水蒸氣量rw與同溫度下飽和濕空氣所含的水蒸氣量rs的比值。

2、=rw/rs=pw/ps 100% p：空氣中水蒸氣分壓力 3、壓力與真空度 壓力：P 單位：Pa（帕斯卡） 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓：在地球緯度45，溫度為0 時(shí)，大氣對海面的壓力。1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=101.325kPa 絕對壓力： 表壓力： 真空度： 4、汽化與冷凝 汽化：物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程，需要吸收熱量，叫汽化熱。汽化過程有蒸發(fā)蒸發(fā)和沸騰沸騰兩種形式 冷凝：氣態(tài)物質(zhì)經(jīng)過冷卻變成液態(tài)的過程，是放熱量過程。 5、飽和溫度與飽和壓力 飽和溫度：飽和蒸氣的溫度 飽和壓力：飽和蒸氣的壓力 濕飽和蒸氣（濕蒸氣）：飽和液態(tài)和飽和蒸氣組成的混合物。 干飽和蒸氣：容器內(nèi)液體全部蒸發(fā)成蒸氣的狀態(tài) 6、熱量與熱容（1）熱

3、傳遞形式： 傳導(dǎo)：熱量通過物體內(nèi)部從高溫點(diǎn)向低溫點(diǎn)移點(diǎn)。 對流：氣體或液體依它本身的流動使熱量轉(zhuǎn)移。 輻射：通過輻射波將熱量傳遞給其它物質(zhì)。（2）熱容：物質(zhì)的溫度升高1k所需要的熱量。 7、顯熱與潛熱（1）顯熱：有溫度變化的。（2）潛熱：無溫度變化的，但會有狀態(tài)孿變化。1）液化熱：從氣體變成液體時(shí)放出的熱。2）凝固熱：從液體變成固體時(shí)放出的熱。3）熔解熱：從固體變成液體時(shí)吸收吸收的熱。4）汽化熱：從液體變成氣體時(shí)吸收吸收的熱。5）升華熱：從固體變成氣體時(shí)吸收吸收的熱。 8、節(jié)流 9、制冷能力與制冷負(fù)荷 二、空調(diào)的制冷方式二、空調(diào)的制冷方式 1、液體汽化制冷 蒸氣壓縮式、吸收式、蒸氣噴射式、吸附

4、式。 q = r（1-x） q：制冷量 kJ/kg r：汽化熱 kJ/kg x：工質(zhì)節(jié)流后的干度 2、氣體膨脹制冷 3、渦流管制 冷氣流溫度：-10 -50 熱氣流溫度：100 150 4、熱電制冷熱力學(xué)熱力學(xué)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） 一個熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對它做功的和。（如果一個系統(tǒng)與環(huán)境孤立，那么它的內(nèi)能將不會發(fā)生變化。） 表達(dá)式：U=W+Q 外界對系統(tǒng)做功，W0，即W為正值。 系統(tǒng)對外界做功，也就是外界對系統(tǒng)做負(fù)功，W0，即Q為正值 系統(tǒng)從外界放出熱量，Q0，即U為正值 系統(tǒng)內(nèi)能減少，U0，即U為負(fù)值 第二定

5、律：第二定律：克勞修斯表述：熱量可以自發(fā)地從較熱的物體傳遞到較冷的物體，但不可能 自發(fā)地從較冷的物體傳遞到較熱的物； 開爾文-普朗克表述：不可能從單一熱源吸取熱量，并將這熱量變?yōu)楣?，而?產(chǎn)生其他影響。 熵表述：隨時(shí)間進(jìn)行，一個孤立體系中的熵總是不會減少。第三定律：第三定律：通常表述為絕對零度時(shí)，所有純物質(zhì)的完美晶體的熵值為零。 或者絕對零度（T=0K）不可達(dá)到。 R.H.否勒和E.A.古根海姆還提出熱力學(xué)第三定律的另一種表述形式：任何系統(tǒng)都不能通過有限的步驟使自身溫度降低到0k,稱為0K不能達(dá)到原理。 第二節(jié)第二節(jié) 汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的工作原理汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的工作原理一、汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)基本

6、循環(huán)流程二、大客車空調(diào)系統(tǒng)二、大客車空調(diào)系統(tǒng)1、除了基本循環(huán)流程外，還有一路旁通回路，作用是制冷量調(diào)節(jié)。2、熱負(fù)荷較小時(shí)，電磁閥22打開，有一半的制冷劑旁通至壓縮機(jī)吸氣管，減少了制冷量。 3、當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，由于低壓而打開自動旁通閥，提高蒸發(fā)器壓力，進(jìn)行壓力式除霜。第三節(jié) 制 冷 劑與冷凍油 對汽車空調(diào)的要求是自1999年12月31日起禁止所有新空調(diào)中使用R12，并逐步削減在用車的R12用量。2009年后只允許使用回收的R12。目前，汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)中使作的制冷劑主要是R134a 。對臭氧層無破壞作用，溫室效應(yīng)比R12小，是R12的十分之一。其標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為-26.5（R12蒸發(fā)溫度為-29

7、.8），安全性好、無色、無味、不燃燒、不爆炸、基本無毒性、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。它的主要熱力性質(zhì)與R12相似。雖然R134a被普遍認(rèn)為是R12較理想的替代物之一，但是它的全球變暖潛能值（GWP）為1200(以CO2的GWP值為1.0計(jì))，仍會導(dǎo)致地球的溫室效應(yīng)，因而被認(rèn)為還不是一種長期的替代工質(zhì)。一、制 冷 劑R134a與R12的差別R134a特牲表現(xiàn)為：措施物理性質(zhì)1：不溶于現(xiàn)用的冷凍機(jī)油使用合成油2:溶解現(xiàn)用的塑膠材料使用新的密封材料及軟管3:不適宜現(xiàn)用的干燥劑改換干燥劑化學(xué)性質(zhì)4:在高溫下壓力和負(fù)荷加大（導(dǎo)致制冷能力下降）系統(tǒng)匹配，如：改進(jìn)磁性離合器和冷凝器的性能、改動壓力開關(guān)、膨脹閥。5:制冷

8、劑和油不能在原有系統(tǒng)和新系統(tǒng)之間交換避免不正確的連接和灌注，如：改變連接形狀、改變維修閥的形狀、改變維修工具6:環(huán)境保護(hù)防止制冷劑向大氣中釋放，如：停止使用熔化螺栓、改用安全閥。R12R12制冷劑特點(diǎn)制冷劑特點(diǎn) 1：無色、無味、無毒、不燃燒、熱穩(wěn)定性好。2: 是一種中壓制冷劑,1.5-2.0MPA,制冷系數(shù)大，沸點(diǎn)為-29.8,凝固點(diǎn)為-158 。3：對金屬腐蝕性小，但對鎂鋁合金，氧化鐵，氧化銅起分解作用。4：可使橡膠變軟、膨脹、起泡，對氯丁乙烯和氯丁膠、尼龍和紙、塑料制品破壞作不明顯。5：有良好的絕緣性能。6：液態(tài)時(shí)對冷凍油的溶解度無限制。7：對水的溶解很小，與水能產(chǎn)生化學(xué)發(fā)應(yīng)，生成鹽酸一氫

9、氟酸，對系統(tǒng)有腐蝕作用。8：對大氣層的臭氧層有很大的破壞作用。R134a系統(tǒng)的改動項(xiàng)目之一 新型冷凍機(jī)油的使用 R134a系統(tǒng) 必須使用合成潤滑油，不能溶于礦物油。合成油有聚醚潤滑油（PAG）、多元醇潤滑油（POE）和碳酸脂（PC）三種。新型密封材料的使用R134a專用密封材料：RBR使用密封材料的地方：管道的O形密封圈和壓縮機(jī)邊緣部分的墊圈。R134a系統(tǒng)的改動項(xiàng)目之二R134a系統(tǒng)的改動項(xiàng)目之三排出與吸入軟管的改動采用較高的防滲制冷劑性能和防滲水性能的軟管材料。 新型干燥劑的使用 不吸收R134a的沸石。宜用XH7和XH9型分子篩。不宜用4AXH5型分子篩。R134a系統(tǒng)的改動項(xiàng)目之四系統(tǒng)

10、匹配由于在同冷凝溫度下，R134a系統(tǒng)的壓力比R12系統(tǒng)的壓力高，作如下改動：（1）改進(jìn)磁性離合器性能A增加磁性離合器的傳動力矩。B更換軸承密封材料，增加抗油性能。R134a系統(tǒng)的改動項(xiàng)目之五（2）改進(jìn)冷凝器熱輻射性能采用平行流冷凝器。平流式冷凝器是由管帶式冷凝器演變而成，也是由扁管和波浪形散熱片組成，散熱片（帶）上同樣開有百葉窗式條縫。扁管厚度減小。多元平流式冷凝器（示意）1.集流管；2.集流管；3.進(jìn)口4.隔片；5.出口與管帶式相比，其放熱性能提高30%40%，通路阻力降低25%33%。（3）改變壓力開關(guān)壓力值的控制高壓壓力開關(guān)的動作值由原R12系統(tǒng)的2.65MPa，改為現(xiàn)在R134a系統(tǒng)

11、的3.14MPa。 （4）改變膨脹閥流量特征變動開閥特性和墊圈材料等。（5）改變蒸發(fā)器壓力調(diào)節(jié)器（EPR）橡膠波形管金屬波形管等。避免不正確的灌注和接（1）管道接關(guān)形狀的改動接頭兩端帶槽。 R134a系統(tǒng)的改動項(xiàng)目之六（2）對維修閥的改動改動接頭的大?。痪S修閥的接頭改用一個彈簧隅合型的快速接頭。防止制冷劑向大氣中釋放用壓力安全閥取代熔化螺栓。安全閥激發(fā)后請不要再次使用。R134a系統(tǒng)的改動項(xiàng)目之六第五節(jié)第五節(jié) 冷凍機(jī)油冷凍機(jī)油一、冷凍機(jī)油的作用潤滑、密封、冷卻、降低噪聲。 二、對冷凍機(jī)油的要求 1.粘度；2.化學(xué)穩(wěn)定性；3.最低溫度時(shí)不結(jié)晶；4.含水量極少；5.高溫時(shí)不積炭、氧化。三、冷凍機(jī)油

12、性能特點(diǎn)三、冷凍機(jī)油性能特點(diǎn)目前，R134a空調(diào)系統(tǒng)中使用的是代號為PAG及ESTER的冷凍機(jī)油。（一）PAG（聚烴乙二醇）存在問題：圖1.17 R134a與PAG的相溶性具有高吸濕力。使用后潤滑油的容器應(yīng)及時(shí)密閉，以免空氣中水分進(jìn)入。1)高溫下，與R134a的互溶性降低。2)潤滑性比礦物油稍差。3)對現(xiàn)用的橡膠密封件及軟管有參透作用。（二）（二）ESTERESTER（聚酯類潤滑油）（聚酯類潤滑油）主要成分：季戊四醇、三甲基丙酮和各種直鏈或支鏈型酯酸及添加劑。特點(diǎn)：1. 與R134a互溶性好，不會出現(xiàn)低溫分層現(xiàn)象。2. 吸水性強(qiáng)，但水分與油牢固結(jié)合，不會結(jié)冰。3. 耐磨性能良好（有添加劑）。4. 與丁腈橡膠、氧丁橡膠、絕緣材料的相容性較好