第2章汽車空調(diào)的制冷原理

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1、第2章汽車空調(diào)的制冷原理學(xué)習(xí)目標(biāo):●了解熱力學(xué)在汽車空調(diào)上應(yīng)用的基本知識●知道制冷技術(shù)基礎(chǔ)及基本術(shù)語●掌握制冷劑和冷凍機(jī)油的特性和使用方法●掌握汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)的工作原理2.1汽車空調(diào)制冷技術(shù)基礎(chǔ)空調(diào)系統(tǒng)能在封閉的空間內(nèi)自動控制空氣的溫度、濕度及空氣的清潔度和流通。在汽車應(yīng)用中，空調(diào)是對車輛內(nèi)駕駛室和車廂內(nèi)的空氣進(jìn)行冷卻、去濕和調(diào)節(jié)的系統(tǒng)。為了深入理解其制冷原理，有必要了解一些制冷技術(shù)基本術(shù)語。2.1.1制冷技術(shù)基本術(shù)語1.溫度溫度是物體冷暖程度的標(biāo)志。溫度越高，物體就越熱。我們常用的溫度表示單位是攝氏

2、度，用符號“°C”表示。例如：水在開口的容器中沸騰時(shí)，它的溫度是100攝氏度，表不為100°C；水開始結(jié)冰時(shí)的溫度是0攝氏度，表示為0°C。溫度還可以用華氏度表示，它的符號是°F。0°C用華氏溫度表示是32°F；100℃用華氏溫度表示是212°F。攝氏溫度已知時(shí)換算成華氏溫度的公式是：將攝氏度數(shù)值乘以9/5再加32，就是華氏度。這樣100℃換算成華氏溫度為：100×（9/5）+32=212°F當(dāng)華氏溫度已知時(shí)，換算成攝氏溫度的公式是：將華氏溫度減去32后乘以5/9就是攝氏度。這樣50°F換算成攝氏溫度為

3、：(50—32)×（5/9）=10°C三種溫標(biāo)的比較和換算方法如表2-1。表2—1三種溫標(biāo)的比較和換算方法溫度標(biāo)定名稱代號單位換算方法攝氏溫度t℃t=5/9(F-32)華氏溫度F°FF=9/5+32熱力學(xué)溫度TKT(K)=t+2732.濕度濕度用來表示空氣的干濕程度。1m3濕空氣中所含水蒸汽的重量，叫空氣的絕對濕度。由于濕空氣是空氣和水蒸汽的均勻混合物，因此絕對濕度在數(shù)值上等于水蒸汽的含量，用rw表示。絕對濕度只能說明濕空氣在某一溫度下實(shí)際所含水蒸汽的重量，但不能說明濕空氣的吸濕能力。因此，采用濕空氣的

4、相對濕度來說明空氣的潮濕程度，或說明空氣接近飽和的程度。相對濕度就是濕空氣中實(shí)際所含的水蒸汽量與同溫度下飽和濕空氣所含的水蒸汽量的比值。用公式表示，即(2—1)式中：h——空氣的絕對濕度；rs——飽和濕空氣的密度；P?！諝庵兴羝姆謮毫?；ps——飽和濕空氣中的水蒸汽分壓力(簡稱飽和水蒸汽壓力)?！橹翟叫?，表示濕空氣離飽和狀態(tài)越遠(yuǎn)，空氣越干燥，還能再吸收水分；反之，若￠值越大，則表示空氣越潮濕，吸收水分的能力越差。當(dāng)￠=0時(shí)，則為干空氣；當(dāng)￠=100％時(shí)，則為飽和空氣，再也不能吸收水分了。濕空氣在狀

5、態(tài)變化過程中，由于水分蒸發(fā)，水蒸汽凝結(jié)，其體積重量會發(fā)生變化。即使?jié)窨諝庵械乃羝坎蛔?，由于溫度變化，其體積也跟著變化，因此絕對濕度也將發(fā)生變化。3.壓力與真空度壓力就是固體、液體或氣體垂直作用于物體表面上的力。在實(shí)際應(yīng)用中是以作用于物體單位面積上的力來表示的，常用P表示，其單位為帕斯卡，簡稱帕(Pa)。地球表面包圍著一層很厚的空氣層，我們稱它為大氣層，大氣的重量對地球表面物體單位面積上所產(chǎn)生的壓力稱為大氣壓力(簡稱大氣壓)。我們把在地球緯度45°，溫度為O℃時(shí)，大氣對海平面的壓力稱為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，它

6、相當(dāng)于101.325kPa。表示壓力常用的方式有絕對壓力、表壓力和真空度。(1)絕對壓力：它表示實(shí)際的壓力值，是把完全真空狀態(tài)作為零值。(2)表壓力：通過壓力表指示讀出的壓力值，稱為表壓力值。它是將標(biāo)準(zhǔn)大氣壓作為零值，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行壓力計(jì)量的結(jié)果。(3)真空度：低于大氣壓力的數(shù)值稱為真空度。上述三種壓力在制冷技術(shù)領(lǐng)域中經(jīng)常應(yīng)用，絕對壓力在設(shè)計(jì)及查閱制冷劑、特性表時(shí)使用；表壓力在觀察系統(tǒng)運(yùn)行狀況時(shí)使用；真空度則在維修系統(tǒng)抽真空時(shí)使用。它們之間的關(guān)系如圖2-1所示，用公式表示如下：表壓力P表=絕對壓力P絕一

7、大氣壓力B真空度P真=大氣壓力B一絕對壓力P絕圖2-1壓力與真空度的關(guān)系4.汽化與冷凝（1）汽化物質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程稱為汽化。1kg液體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w需要的熱量(單位為J或kJ)，叫做該物質(zhì)的汽化熱。汽化過程有兩種形式，即蒸發(fā)和沸騰。蒸發(fā)是指在任何溫度下液體表面上所發(fā)生的汽化過程，蒸發(fā)過程一般為吸熱過程。沸騰是一種在液體表面和內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行的汽化現(xiàn)象。任何一種液體只有在一定的溫度下才能沸騰，沸騰時(shí)的溫度稱為沸點(diǎn)。在一定壓力下，蒸發(fā)可以在任何溫度下進(jìn)行，而沸騰只能在一定溫度下發(fā)生。制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)吸收了熱量

8、后，由液態(tài)汽化為蒸汽，這個(gè)過程就是沸騰。在制冷技術(shù)中，對蒸發(fā)一詞通常理解為液體的沸騰過程。在空調(diào)制冷系統(tǒng)中，主要是利用制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)的低壓下，不斷吸收周圍空氣的熱量進(jìn)行汽化的過程來制冷的。這種過程通常是在蒸發(fā)器中以沸騰的方式進(jìn)行，但習(xí)慣上稱它為蒸發(fā)過程，并把沸騰時(shí)的溫度稱為蒸發(fā)溫度，沸騰時(shí)所保持的壓力稱為蒸發(fā)壓力。（2）冷凝冷凝是指氣態(tài)物質(zhì)經(jīng)過冷卻(通過空氣或水等熱交換方式)使其轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w的過程。冷凝過程一般為放熱過程。在汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)