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汽车洋葱圈:汽车内外气混合的制冷原理是什么?

“蒸发吸热,冷凝放热” 无论是传统燃油汽车,还是新能源汽车,他的制冷原理都是制冷剂压力与温度的转变。风道系统如图所示:

模式选择风门控制冷/热风从哪几个出风口吹出,吹脚、吹脸、除霜、吹脚除霜、吹脚吹脸。温度风门将冷风与热风进行混合,从而达到不同的出风温度。内外气转换风门控制车内空气与车外空气气的混合比例,对温度控制、空气质量、除雾除霜均有影响。

Q1:汽车空调如何制冷?(燃油车)

内外气混合后 经过鼓风机鼓入空调箱,蒸发器为空调的冷源,经过蒸发器后,空气变冷,同时由于蒸发器温度低,空气会得到干燥(车内不易起雾);冷空气经过温度风门分配,一部分经过暖风水箱变热,在空调舱内的混合区与未经过暖风水箱的冷空气混合,再经过模式风门分配,从出风口吹出车载空调蒸发器好热,到车厢内。由于混合风门比例可控,出风温度可调节。

注意:空气会全部经过蒸发器,再分为两部分混合。

Q2: 汽车空调如何制热(燃油车)

制热情况下,蒸发器不工作(特殊除霜模式除外)。空气经过蒸发器温度不受影响,经过混合风门分配后,一部分经过暖风水箱变热,与另一部分空气在混合区混合,经过模式风门分配吹入车厢内。同样温度是可控的。

Q3 冷源热源从哪里来呢?(燃油车)

燃油车的热源就是刚才说的暖风水箱,暖风水箱里装的是发动机冷却液,发动机冷却液(水)不停带走发动机工作产生的热量,水温升高,流经暖风水箱,这时暖风水箱就变成热源了。所以对于空调系统来说,暖风水箱的热源是“免费”的。

图示为制冷回路。蒸发器是空调系统的冷源。压缩机将低温低压气态制冷剂进行压缩,输出高温高压气体,再冷凝器处冷凝,散热,成为中温高压的液体。制冷剂随后经过膨胀阀,膨胀阀把中温高压的液体膨胀,成为雾状小液滴,目的是使其在蒸发器处蒸发更加完全。蒸发过程中制冷剂吸热,带走蒸发器处空气的热量,实现制冷。蒸发过后成为低温低压气体,再次进入压缩机,完成一个循环。

我们可以理解为制冷剂在蒸发器处吸热,带走车内热量,在冷凝器处放热,将热量排出到车外空气中。而搬运热量的动力就来自于压缩机,其他地方不做功,只是压力与温度的转化,能量无变化。

燃油车的压缩机与发动机经过皮带机构链接,由其带动。

Q4 说了这么久燃油车,新能源车呢?

新能源车的空调舱与燃油车大致相同,工作原理也大致相同,需要注意的是:新能源车的热源来自于PTC,说白了就是个烧电的热得快。所以新能源车的热源不是"免费”的。开发新能源车,绕不开的一个话题就是电池续航。所以这就是为什么冬季新能源车开空调会那么费电。在制冷过程中,由于舍不得打开这个费电的热源车载空调蒸发器好热,所以制冷过程温度是没有混合的。电动车由于没有发动机,所以他的压缩机是电子压缩机,也是用电的。好在电子压缩机能够通过调节转速,使蒸发器达到不同的目标温度,从而达到制冷出风温度也可调节。

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