发布于 03-02 12:04:54
一、制冷的基本思路
制冷是指空调系统获得冷气而制造和维持必要的冷源的过程。冷源是指温度低于环境温度的物体或场所。人们在游完泳时，会有冷的感觉，在手臂上涂抹酒精也有凉爽的感觉，这都是因为液体的蒸发带走了热量，如图1-49所示。
这给我们一个启发，利用液体的蒸发可以吸收周围环境的热量。为此制作一个如图1-50所示的装置，将一个带有开关的容器装在一个绝热良好的盒子内，容器中装有常温下容易挥发的液体，将开关打开时，容器内的易挥发液体便开始蒸发，同时吸收绝热盒子内的热量，吸收了热量的液体转化为气体，从开关排出。盒内的温度便会低于盒外的温度。如果容器内的易挥发液体能得到不断的补充，冷却的效果便会持续下去。
图1-49 蒸发带走热量
从制冷装置的运作情况看，制冷过程中热量的转移是靠液体的状态变化实现的，将这种液体称为制冷剂。
图1-50 制冷装置
二、制冷循环
为了使前述制冷装置的制冷过程持续下去，就必须不断地向容器中补充制冷剂，从开关放出的制冷剂也应回收加以反复利用。为此，有必要制作一套装置使制冷剂能够在装置中循环，不断地将热量带走。
根据前述物质的沸点与压强的关系，降低压强可以使物质的沸点降低，使其更加容易蒸发而吸收热量；提高压强可以使物质的沸点升高，使其更加容易转化为液体而放出热量。为此，将前述装置从开关放出的气体制冷剂回收回来，使其进入一台压缩机，提高压强，再通过一个称为冷凝器的装置，经强制冷却放出热量变为液体，并将这种液体制冷剂暂时存放在一个储液罐中以备再次使用，如图1-51所示。
高压的液体通过一个小孔，可以使其迅速膨胀而压强降低，在这种情况下，液体由于压强的降低而非常容易汽化而吸热。因此，将储液罐中的制冷剂通过一个小孔（膨胀阀）放出，让其进入一个称为蒸发器的容器。由于制冷剂的压强下降，所以很快便会蒸发，吸收蒸发器周围的热量，使蒸发器周围得到冷却，如图1-52所示。
将上述两个过程组合起来，就可以形成一个制冷循环，储液罐中高压的液态制冷剂从膨胀阀喷出，压强下降，体积迅速膨胀，转化为气体，吸收周围的热量，使周围的温度下降，气态的制冷剂再经压缩机加压形成高压气态的制冷剂，高压气态制冷剂进入冷凝器冷却，从气态转变为液态，同时放出热量，液态制冷剂再进入储液罐，以备再次使用，这就是一个完整的制冷循环。从制冷循环可以看出，所谓制冷就是通过制冷剂的状态变化将一个地方（蒸发器周围）的热量带到另一个地方（冷凝器周围）。制冷循环中的各种装置都是围绕这种热量的转移而设置的。
图1-51 通过压缩使制冷剂转化为液体并放出热量
图1-52 通过膨胀阀液体制冷剂转化为气体吸收热量
三、汽车空调制冷系统的功能与组成
制冷系统的主要组成部件有压缩机、冷凝器、储液干燥器（集液器）、膨胀阀（膨胀管）、蒸发器、导管与软管、压力开关等，如图1-53所示。其主要部件的名称、功用和实物图片对照见表1-5。
图1-53 汽车空调制冷系统的组成
表1-5 汽车空调制冷系统主要部件的名称、功用和实物图片对照
（续）
四、汽车空调制冷循环过程
汽车空调制冷系统各部件之间采用铜管（或铝管）和高压橡胶管连接成一个密闭系统制冷系统工作时，制冷剂以不同的状态在这个密闭系统内循环流动，每一循环有四个基本过程。其工作原理如图1-54所示。汽车空调制冷系统反复地将制冷剂压缩、冷凝、膨胀、蒸发，不断在蒸发器中吸热汽化，使蒸发器始终保持很低的温度而用于车内空气的降温除湿在制冷循环系统中，压缩机是动力源。汽车空调系统制冷剂循环流程如图1-55所示。
图1-54 汽车空调制冷系统的工作原理
在汽车空调制冷系统中，压缩机由发动机曲轴上的驱动带驱动旋转，并将蒸发器中因吸收车内热量而汽化的低温低压气态制冷剂R134a经低压软管和低压阀吸入压缩机。低温低压气态制冷剂经压缩机压缩后，变成高温（约65℃）、高压（约1300kPa）的气态制冷剂，经高压阀和高压软管送入发动机散热器前面的冷凝器。制冷剂在冷凝器中由车外空气冷却成为高温（约55℃）、高压（约1300kPa）的液态制冷剂，并从冷凝器底部流向储液干燥器。经储液干燥器过滤、脱水后，由高压软管送入热力膨胀阀。经热力膨胀阀节流降压后，变成低温（约-5℃）、低压（约150kPa）的液态制冷剂进入蒸发器，并在蒸发器内大量吸收蒸发器管壁及周围空气的热量而蒸发汽化，使蒸发器表面及其周围的车内热空气温度降低（由此产生冷源）。当鼓风机将车内热空气或车外热空气强制吹过蒸发器表面时，热空气便被蒸发器冷却而变成冷气送回车内空间，从而达到降低车内温度的目的。液态制冷剂在蒸发器内吸热汽化为低温（约为0℃）、低压（约150kPa）的气态制冷剂，并经低压软管由压缩机再次吸入，从而完成制冷循环。
由此可见，制冷循环是由压缩、冷凝、膨胀和蒸发四个过程组成的。
图1-55 汽车空调系统制冷剂循环流程
1.压缩过程
压缩机从蒸发器吸入低温低压气态制冷剂，并将其压缩成高温（约65℃）、高压（约1300kPa）的气态制冷剂送往冷凝器冷却降温。
2.冷凝过程
高温高压气态制冷剂由发动机散热器前面的冷凝器散热，将其冷凝成高温（约55℃）高压（约1300kPa）的液态制冷剂。
3.膨胀过程
冷凝后的高温高压液态制冷剂经热力膨胀阀节流降压后，将其转变成低温（约零下5℃）、低压（约150kPa）的液态制冷剂送入蒸发器。
4.蒸发过程
低温低压液态制冷剂流经蒸发器时，不断吸收车内空气的热量而汽化成低温（约为0℃）、低压（约150kPa）的气态制冷剂。从蒸发器流出的气态制冷剂又被压缩机吸入而进入下一次制冷循环。
当制冷系统工作正常时，低压管路呈低温状态，高压管路呈高温状态。从膨胀阀出口经蒸发器至压缩机入口为低压区；从压缩机出口经冷凝器、储液干燥器至膨胀阀为高压区。检查低压区时，由膨胀阀出口经蒸发器至压缩机入口应当是由凉变冷，但无霜冻。检查高压区时，由压缩机出口经冷凝器、储液干燥器至膨胀阀入口应当是由暖变热（检查时，注意手与被检查部位之间应保持一定的距离，避免烫伤）。如压缩机入口与出口之间无明显的温差，说明制冷剂泄漏或无制冷剂。如储液干燥器特别凉或其入口与出口之间温差明显，说明储液干燥器堵塞。
