对于空调,虽然也不觉得有啥神奇,但要把它的工作原理搞明白,没有一定热力学知识,还真是难以说清楚。
要明白空调的工作原理,首先要认识蒸发和冷凝这两种物理现象,因为空调就是利用工作物质(简称工质)的冷凝和蒸发来改变环境温度的。
水的蒸发和冷凝与焓
空调中的工质,也叫制冷剂、冷媒、雪种,常见的有R22、R32、及R410A等氟利昂制冷剂。这类制冷剂沸点比较低,在常温下是气体,通过压缩就可变成液体。
例如,氟利昂R22在标准大气压(0.1013MPa)时的沸点是-40.8℃。这个沸点与外界压强相关,当液体所受的压强增大时,它的沸点会升高;反之,压强减小时,沸点相应会降低。
制冷剂温度在临界温度和相应的临界压力之内都遵循这一规律。氟利昂R22的临界温度是96.15℃,相应的临界压力是4.99MPa。
R22压-焓图
这和在标准大气压下水的沸点是100℃,而在青藏高原大气压低,水烧到80~90℃就沸腾是一个道理。
空调必须有压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器四个基本单元,这四个基本单元构成压缩、冷凝、节流、蒸发四个制冷行程。
汽车空调结构原理
制冷剂与压缩行程
1匹的空调充装大约1kg氟利昂R22,具体充装多少,以压缩机没有运转时氟利昂的压力为0.96MPa为宜。
这样压缩机运转时,压缩机吸气口的压力就是0.48MPa(蒸发压力),出气口压力则为1.83MPa(冷凝压力)。