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(yǔ)一、制冷技術(shù)基本術(shù)語(yǔ) 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(duì)濕度 r：1m3濕空氣中所含的水蒸氣的質(zhì)量。 相對(duì)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(duì)海面的壓力。1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=101.325kPa 絕對(duì)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(guò)程，需要吸收熱量，叫汽化熱。汽化過(guò)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(guò)冷卻變成液態(tài)的過(guò)程，是放熱量過(guò)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(guò)物體內(nèi)部從高溫點(diǎn)向低溫點(diǎn)移點(diǎn)。 對(duì)流：氣體或液體依它本身的流動(dòng)使熱量轉(zhuǎn)移。 輻射：通過(guò)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(wú)溫度變化的，但會(huì)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(gè)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(duì)它做功的和。（如果一個(gè)系統(tǒng)與環(huán)境孤立，那么它的內(nèi)能將不會(huì)發(fā)生變化。） 表達(dá)式：U=W+Q 外界對(duì)系統(tǒng)做功，W0，即W為正值。 系統(tǒng)對(duì)外界做功，也就是外界對(duì)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(gè)孤立體系中的熵總是不會(huì)減少。第三定律：第三定律：通常表述為絕對(duì)零度時(shí)，所有純物質(zhì)的完美晶體的熵值為零。 或者絕對(duì)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(guò)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(dòng)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(duì)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(duì)臭氧層無(wú)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(wú)色、無(wú)味、不燃燒、不爆炸、基本無(wú)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(huì)導(dǎo)致地球的溫室效應(yīng)，因而被認(rèn)為還不是一種長(zhǎng)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(dòng)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(wú)色、無(wú)味、無(wú)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(duì)金屬腐蝕性小，但對(duì)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(duì)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(duì)冷凍油的溶解度無(wú)限制。7：對(duì)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(duì)系統(tǒng)有腐蝕作用。8：對(duì)大氣層的臭氧層有很大的破壞作用。R134a系統(tǒng)的改動(dòng)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(rùn)滑油，不能溶于礦物油。合成油有聚醚潤(rùn)滑油（PAG）、多元醇潤(rùn)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(dòng)項(xiàng)目之二R134a系統(tǒng)的改動(dòng)項(xiàng)目之三排出與吸入軟管的改動(dòng)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(dòng)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(dòng)：（1）改進(jìn)磁性離合器性能A增加磁性離合器的傳動(dòng)力矩。B更換軸承密封材料，增加抗油性能。R134a系統(tǒng)的改動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)接頭兩端帶槽。 R134a系統(tǒng)的改動(dòng)項(xiàng)目之六（2）對(duì)維修閥的改動(dòng)改動(dòng)接頭的大小；維修閥的接頭改用一個(gè)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(qǐng)不要再次使用。R134a系統(tǒng)的改動(dòng)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(rùn)滑、密封、冷卻、降低噪聲。 二、對(duì)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(hào)為PAG及ESTER的冷凍機(jī)油。（一）PAG（聚烴乙二醇）存在問(wèn)題：圖1.17 R134a與PAG的相溶性具有高吸濕力。使用后潤(rùn)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(rùn)滑性比礦物油稍差。3)對(duì)現(xiàn)用的橡膠密封件及軟管有參透作用。（二）（二）ESTERESTER（聚酯類潤(rùn)滑油）（聚酯類潤(rùn)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(huì)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(huì)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