1. 首页 > 资讯

液体蒸发过程中吸热的物理原理是什么?以及家用空调

汽车空调以及家用空调是基于在液体蒸发过程中吸热的简单物理原理。我们每个人都注意到如果把酒精涂抹到皮肤上,酒精快速蒸发时,我们会感觉到冰冷。如果您将打火机的液态气体溅到手上,有可能会被冻伤。

当然,这种效果是短暂的,液体蒸发完以后就没什么效果了。为了使冷却效果持久,您可以通过两种方式进行。要么随身携带一罐液体,随时补充储备,要么收集蒸发的液体,让它循环流动。我们的空调就是这样工作的。这是一个封闭的系统,除了工作和热量几乎没有任何东西被浪费。

氟利昂在汽车空调中用作制冷剂。它是一种含氯氟烃,一种复杂的化合物,一种无色无味的气体。现在汽车中最常见的氟利昂 R134a 的沸点相当低——负 22.5 摄氏度。氟利昂的种类很多,后面我们会讲到它们的历史和类型。您会感到惊讶,普通丙烷气的沸点为负 42.1 度!可以制造出非常高效的丙烷空调,但这在防火方面是不安全的。

那么,空调由哪些部分组成?首先,它得有一个压缩机。它是由发动机驱动的密封泵,通常由皮带驱动。空调压缩机大约有小型发电机那么大。两根管子连接着压缩机,一根粗,直径约为 2 厘米,另一根稍细一些。压缩机从粗管吸入气态氟利昂,并对其进行强力压缩。氟利昂在压缩时会变热。如果吸气压力在2-3个大气压范围内波动,那么压缩机出口处的加热气体已经有20-25个大气压的压力。

典型的汽车空调压缩机

进一步沿着管子和软管空调氟利昂超压,压缩的加热气体进入空调散热器。在术语中,它被称为冷凝器。空调散热器在发动机冷却散热器的前面,如果你看汽车保险杠上的孔,那么你首先会看到的是冷凝器。到达这里,氟利昂被迎面而来的气流冷却。如果汽车在行驶,空气本身就会吹过散热器,如果您在交通拥堵中停下来,风扇就会打开。冷却,气态氟利昂冷凝,变成液态。同时,其压力降至 10-15 个大气压。

空调散热器,又名冷凝器。

氟利昂已经以液体形式离开冷凝器。沿着最细的管子,通常有 8-9 毫米,它流向汽车内部。我差点忘了,在散热器的出口处,液态氟利昂会通过干燥过滤器。这是一个内部装有硅胶的小型铝制或钢制圆柱体。可捕获微量水分和压缩机磨损产生的污垢、铁屑等杂物。

干燥过滤器,可直接内置于散热器(冷凝器)中

在汽车的内部,有一个蒸发器。这是一个小而大腹便便的铝制散热器。液体氟利昂正是在这里流过细管。

空调蒸发器。

然而,在进入蒸发器之前,还需要一个节流装置。根据系统的类型,这可以是膨胀阀(热力膨胀阀)或膨胀管(节流阀)。两者都是让液态氟利昂路径急剧缩小。在膨胀阀的情况下,这种缩窄本身可以自动改变大小,而在膨胀管节流阀的情况下,缩窄是恒定的。

膨胀阀

膨胀阀的作用在必要时将氟利昂“送入”蒸发器。并在必要时减少流量。

通过小于一毫米左右的狭窄处,进入蒸发器,液态氟利昂进入低压区。因为压缩机继续从另一侧吸入气体。压力从 10-15 大气压急剧下降到 2-3 个。氟利昂开始沸腾。沸腾后,温度降至-22.5,在风机的驱动下,把冷风吹进驾驶室。从驾驶室带走热量的制冷剂气体通过一根粗管返回压缩机。蒸发器温度非常低空调氟利昂超压,空气中的水分凝结在蒸发器上。这些水通过出口排水管滴落到汽车下方。

压缩机再次压缩进入散热器的气体,依此类推。除氟利昂外,系统中还存在冷冻机油。通常为 200-300 克。冷冻机油与氟利昂能够相溶,随其循环流动。油润滑压缩机内部和膨胀阀控制针。

系统的运行由各种组合的传感器监控。如果系统中的气体压力因泄漏而下降,低压传感器可防止压缩机启动。由于油是相溶与氟利昂的,氟利昂的流失也会造成缺油,因此干转会损坏压缩机。

如果压力传感器检测到压力超过 15-17 bar,它会打开散热器冷却风扇。如果压力攀升得更高,高压传感器将开启最大风扇速度。最后,如果压力接近 30 个大气压,用于保护的超压传感器会“关闭”压缩机,并且存在损坏系统的风险。在较旧的汽车上,传感器很简单,就像一个开关。更常见的是三合一的传感器。

组合传感器

注意贴纸,一切都写在上面。压缩机在 1.2 bar(泄漏)时关闭,风扇在 15.2 bar 时打开,在 29.5 bar 时紧急关闭。

在很多的汽车上,传感器是电阻式的,它们会将读数传输到汽车的微电脑上。使用简单的测试工具,将无法再检查它们。有数字传感器,里面有微电路。还有一个蒸发器传感器,一个热电偶。如果蒸发器开始结冰,此传感器就会关闭压缩机。如果没有热电偶,蒸发器上会结冰,冷空气将无法通过它进入汽车内部。

因此,一般来说,汽车空调的氟利昂并没有产生浪费、或者消耗,而是在循环使用。那么为什么在夏天经常可以看到很多汽车维修店在为空调加氟呢?思考一下。欢迎在评论区留言。

更多精彩内容请进入我的主页查看,如果本文对您有所帮助,请转发

本文采摘于网络,不代表本站立场,转载联系作者并注明出处:http://www.9iwh.cn/jdzx/29192.html