一、空调系统运行原理
制冷循环原理
液体气化的吸热作用可用来制冷,如氨液气化、氟利昂气化都有良好的吸热制冷能力。但是,如果液体气化后排放到大气中,则既浪费又污染环境,且制冷效应只能维持到液体全部气化为止。为了解决上还问题,必需设法将气化后的蒸汽恢复到液体状态重复利用。这就需要通过压缩机和冷凝器等来完成以下我们以冷媒为例来说明汽车空调系统制冷循环原理。
理论上,最简单的压缩式制冷循环系统由:蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四大部件组成。
从蒸发器出来的低温低压冷媒被吸入压缩机内,压缩成高压高温的过热蒸气,然后进入冷凝器。由于高压高温过热气体的温度高于其环境介质的温度,且其压力使冷媒能在低温下冷凝成液体状态,因而排至冷凝器时,经冷却、冷凝成高压常温的液体。高压常温的液体通过膨胀阀时,因节流而降压,在压力降低的同时,液体因沸腾蒸发吸热使其本身的温度也相应下降,从而变成了低压低温的氨液。把这种低压低温的液体引入蒸发器吸热蒸发,即可使其周围空气及物料的温度下降而达到制冷的目的。从蒸发器出来的低压低温气体重新进入压缩机,从而完成个制冷循环。然后重复上述过程。下图以R134A展示了汽车空调系统的一个循环过程,R134a(1,1,1,2-四氟乙烷),也是一种使用最广泛的中低温环保制冷剂。
汽车空调制冷循环图如下图汽车空调主要构成比简单系统要复杂一些,根据定排量、变排量,节流管和膨胀阀组合使用,分为了四套热力系统,定排量截流管CCOT系统,定排量膨胀阀CCTXV系统,变排量截流管VDOT系统,变排量膨胀阀VDTXV系统。
空调系统主要构成部件定排量膨胀阀系统定排量节流管系统定排量、变排量与压缩机相关,所以现仅以定排量说明。膨胀阀和节流管由于自身因素,空调系统结构存在不同。膨胀阀:过热度温度反馈的可以控制流量的节流阀;是可以改变流量的节流装置;对系统的制冷量反应较快速,不容易引起压缩机液击;孔管阀(截流管):由实验室精确标定的戴有过滤网的固定流量节流管;是固定流量的节流装置;对制冷量反应较慢,压缩机吸气端必须带气液分离装置,否则容易引起压缩机液击。
二、空调系统主要部件与功能
汽车空调系统构成部分如下图,舱内部分为HVAC(Heating,VentilationandAirConditioning)单元和面板,舱外部分有压缩机、储液器、冷凝器、冷凝器风扇和管路。
空调系统部件(1)HVAC单元
HVAC单元主要包含膨胀阀(节流管)和蒸发器,内部有鼓风机,风门部分。这里主要介绍蒸发器、膨胀阀、截流管。
HVAC单元①膨胀阀
膨胀阀位于储液器和蒸发器之间,并与蒸发器相连。功能为截流、降压,控制制冷剂冷却,通过控制制冷器流量,控制过热度。膨胀阀的选择标准主要为车辆的最大制冷量、蒸发器结霜情况、过热度和系统稳定性。膨胀阀的选型也是空调系统设计的关键点。
膨胀阀示意图②截流管
截流管始终安装在蒸发器入口处,主要功能是截流,降压,但不能控制过热度和制冷剂流量。截流管的选择标准:派出空气温度、过冷度、蒸发器出口过热度、压缩机排气温度和压力。
截流管示意图③蒸发器
蒸发器位于膨胀阀与压缩机之间在汽车中位于HVAC单元内,仪表盘下方。
蒸发器作用为车厢提供必需的制冷量,当然也有部分除霜除雾等功能,必需的制冷量由制冷系统的其它元件匹配得到,并由车厢内热力平衡和客户的要求决定。
流通原理蒸发器外形蒸发器选择的主要因素有制冷能力(比如制冷量4500W,风量450m3/h),HVAC单元(比如需采用超薄换热)HVAC重量要求,降低通风风阻(目标即耗电量,比如180W)。
(2)冷凝器
冷凝器功能冷凝散热。为提高散热还包含不同功率大小的一组或两组风扇。
基本要求:高换热效果,体积小重量轻,对制冷剂和空气流阻小,耐腐蚀好。
冷凝器外形(3)储液干燥器
储液干燥器位于冷凝器与TXV之间,发动机舱内。
功能:向膨胀阀提供液态制冷剂,储存液态制冷剂;同时除去系统中的湿气,过滤杂质。
储液干燥器(4)气液分离器
气液分离器位于蒸发器和压缩机之间。主要功能是向压缩机提供完全气化的制冷剂;将压缩机制冷剂与润滑油的混合物除湿并过滤杂质;保证压缩机润滑油回到压缩机。
气液分离器示意图(5)管路
管路连接了空调元件形成制冷回路,功能也比较简单,输送制冷剂、限制泄漏;隔绝制冷剂与周围环境;降低噪音和振动传播;保证制冷回路压力和绝热性;方便安装于汽车内,包含传感器和快速接头。
空调管路三、空调系统的设定
空调系统的设定主要是温控开关、高压保护开关、低压保护开关的安装位置。下图标注了空调设定的位置。其主要目的是保证空调系统正常运行,开关调节车厢内制冷量、风量大小,系统故障时的反馈等。
空调系统设定冷凝器风扇,空调系统工作时,散热风扇必须运转或增加冷凝器冷却风扇;在停车开启空调系统时,冷却风扇也一定要运行。
更多内容可以关注我的知乎主页或加入制冷问题群。
汽车空调系统结构与原理
汽车中的空调的工作原理是什么?
原发布者:幸福快乐
空调工作原理是什么
家用空调器一般都是采用机械压缩式的制冷装置,其基本的元件共有四件:压缩机、蒸发器、冷凝器和节流装置,四者是相通的,其中充灌着制冷剂(又称制冷工质)。
压缩机象一颗奔腾的心脏使得制冷剂如血液一样在空调器中连续不断的流动,实现对房间温度进行调节。制冷剂通常以几种形态存在:液态、气态和气液混合物。
在这几种状态互相转化中,会造成热量的吸收和散发,从而引起外界环境温度的变化。
在从气态向液态转化的过程,称为液化,会放出热量;反之,从液态向气态转化的过程,叫做汽化(包括蒸发和沸腾)要从外界吸收热量。首先,低压的气态制冷剂被吸入压缩机,被压缩成高温高压的气体;而后,气态制冷剂流到室外的冷凝器,在向室外散热过程中,逐渐冷凝成高压液体;接着,通过节流装置降压(同时也降温)又变成低温低压的气液混合物。此时,气液混合的制冷剂就可以发挥空调制冷的“威力”了:它进入室内的蒸发器,通过吸收室内空气中的热量而不断汽化,这样,房间的温度降低了,它也又变成了低压气体,重新进入了压缩机。如此循环往复,空调就可以连续不断的运转工作了。制冷剂真是神奇!它是怎么在高温下冷凝向外界散发热量又在低温下蒸发从外界吸收热量呢?这与制冷剂本身的性质有关,大家知道,在山顶上煮鸡蛋很难煮熟,而用高压锅做饭时,鱼和肉等食品很快就能做熟,这是因为随着压力的升高,水的饱和温度(通常叫做沸点)也升高。所以,在大气压
汽车空调工作原理过程是怎么样的?
汽车空调工作原理过程是吸热过程。雾状制冷剂液体进入蒸发器,因此时制冷剂沸点远低于蒸发器内温度,故制冷剂液体蒸发成气体。
制冷原理,启动汽车空调系统后,压缩机工作,驱使制冷剂在密封的空调系统中循环,压缩机将气态制冷剂,压缩成高温高压的制冷剂气体后排出压缩机,并经管路流入冷凝器后,在冷凝器内散热、降温,冷凝成高温高压的液态制冷剂流出。
空调类型
1、按驱动方式分为:独立式(专用一台发动机驱动压缩机,制冷量大,工作稳定,但成本高,体积及重量大,多用于汪纤闭大、中型客车)和非独立式(空调压缩机由汽车发动机驱动,制冷性能受发动机工作影响较大,稳定性差,多用于小型客车和轿车)。
2、按空调性能分为:单一功能型(将制冷、供暖、通风系统各自安装,单独操作,互不干涉,多用于大型客车和载货汽车上)
和冷暖一体式(制冷、供暖、通风共用鼓风机和风道,在同一控制板上进行控制,工作时可分为冷暖风分别工作的组合式和冷困裂暖风可同时工作的混合调温式。轿车多用混合调温式)。
3、按控制方式分为:手动式(拨动控制板上的功能键对温度、风速、风向进行控制)和电控气动调节(利用真空控制机构,当选好空调功能键时,就能在预定温度内自动控制温度和风竖拦量)。
4、按调节方式分为:全自动调节(利用计算比较电路,通过传感器信号及预调信号控制调节机构工作,自动调节温度和风量)和微机控制的全自动调节(以微机为控制中心,实现对车内空气环境进行全方位、多功能的最佳控制和调节)。