制冷剂的气液转化学习手册

汽车空调技术学习手册 项目三 制冷剂的气液转化项目三 制冷剂的汽液转化本项目主要学习制冷剂的汽液转化，分为2个任务对该项目的简介，应包括任务名称、知识和能力要求，在该课程中的地位：任务1 汽化与冷凝；任务2 制冷剂的汽液转化。通过2个任务学习，掌握制冷剂在空调制冷系统管路中的运行状态，为汽车空调制冷系统的检修学习和工作奠定基础。任务一 汽车空调制冷原理提出任务你作为一名汽车空调专项维修技师，制冷剂在空调制冷系统中的不同状态是如何实现的，你知道么？情境导入的作用是通过一个实际的维修案例导入本次课程内容。案例尽量选择比亚迪，案例涉及的内容要正确，必要时在实车上进行验证实验。任务要求任务要求的内容要和本单元高度吻合，尽量具体化。四级标题段前段后0行，首行缩进2字符，行距固定值22磅知识要求的描述应该是了解、理解、掌握能力要求的描述应该是能做什么事情，35个一 知识要求1理解气化与冷凝。2. 理解显热与潜热3.掌握制冷剂的气液转化各个过程。相关知识理论知识部分是最核心内容之一，内容选取要求如下：1. 内容要根据技能的需要选取。2. 内容要新颖。3. 内容技术要正确。内容前后逻辑性要强，由简单到复杂，一脉相承。1.物态变化物质的存在状态称为物态。大部分物质存在三种状态，即固态、液态和气态。如图3.1.1所示，在压力一定的条件下，物质由液态转变为气态时，物质要吸收热量；物质由气态转变为液态时，物质要散发热量。图3.1.1 物态变化2.汽化汽化：物质由液态变为气态的过程称为汽化（vaporization）。蒸发（evaporation）是指在任何温度下液体表面上所发生的汽化过程，蒸发过程一般为吸热过程。沸腾是一种在液体表面和内部同时进行的汽化现象。任何一种液体只有在一定的温度下才能沸腾，沸腾时的温度称为沸点。在一定压力下，蒸发可以在任何温度下进行，而沸腾只能在一定温度下发生。制冷剂在蒸发器内吸收了热量后，由液态汽化为蒸气，这个过程就是沸腾（boiling）。在制冷技术中，对蒸发一词通常是理解为液体的沸腾过程。3.冷凝冷凝：气态物质经过冷却（通过空气或水等热交换方式）使其转变为液态的过程。冷凝过程一般为放热过程。在制冷技术中，指制冷剂在冷凝器中由气态凝结为液态的过程，同时放出热量，放出的热量由冷却空气带走。在汽车空调制冷系统中，制冷剂在冷凝器中由气态变成液态的变化过程就是一个冷凝过程。4.显热与潜热物质受热，其温度就会上升，当温度上升到一定程度时，物质的存在状态就会发生变化。图3.1.2所示。a)冰（固态） b)吸热后变成水（液态） c)吸热后变成水蒸气（气态） 图3.1.2 水的物态变化5.显热与潜热a.显热：对固态、液态或气态的物质加热，只要它的形态不变，则热量加进去后，物质的温度就升高，加进热量的多少在温度上能显示出来，即不改变物质的形态而引起其温度变化的热量称为显热。b.潜热：潜热是物质发生相变过程吸收或放出的热量。比如对液态的水加热，水的温度升高，当达到沸点时，虽然热量不断的加入，但水的温度不升高，一直停留在沸点，加进的热量仅使水变成水蒸气，即由液态变为气态。这种不改变物质的温度而引起物态变化(又称相变)的热量称为潜热。1Kg液体完全变为同温度下的饱和蒸气所吸收的热量，称为该温度下的汽化潜热，用符号r表示，单位kJ/kg。两个概念：显热是物质不发生相变（固、液、气转变）吸收或放出热量潜热是物质发生相变过程吸收或放出的热量。如图3.1.3所示如1mol水（100）蒸发成1mol水蒸汽（100）需要吸收40.62kj的热量，这部分热量就是潜热；而1mol60水升温至100（无水蒸汽生成）需要吸收的热量（约3.014kj）就是显热。简单的说显热是物质不发生相变时吸收或放出的热量,它有一个明显的现象是:热量转移过程中伴有温度的变化.而潜热是物质发生(相变)过程中吸收或放出的热量,在这个过程中虽然有热量的变化,但温度一般保持恒定不变,即相变前后的温度是相同的. 图3.1.3 物态变化与显热与潜热的关系物质的三种形态：气态、液态、和固态会相互转化，称为相变。汽车空调所采用的蒸汽压缩式制冷就是利用液体制冷剂汽化，发生相变吸热来产生冷效应。如图3.1.3所示图3.1.3制冷剂的气液转化6.制冷剂的气液转化制冷剂在系统里不断循环流动，每一循环包括四个过程：压缩过程、冷凝过程、节流过程、蒸发过程。如图3.1.4所示。图3.1.4制冷剂循环四个过程1）压缩过程当压缩机工作时，吸入从蒸发器出来的低压低温气态制冷剂，经过压缩后变成高压高温的气态制冷剂，并排入冷凝器。2）冷凝过程在冷凝器，制冷剂与车外空气进行热交换。由于制冷剂的温度比车外空气高，所以高压高温的气态制冷剂放出热量，并把热量通过冷凝器传递给流经冷凝器的车外空气，而自身冷凝变成高压高温的液态制冷剂，并流到节流装置。3）节流过程在节流装置，高压高温的液态制冷剂变成低压低温的液态制冷剂，并进入蒸发器。4）蒸发过程在蒸发器，制冷剂与车内空气进行热交换。由于制冷剂的温度比车内空气低，低压低温的液态制冷剂吸收流经蒸发器的车内空气热量，而自身蒸发变成低压低温的气态制冷剂。7.不同空调系统的物理状态 汽车空调制冷系统安装的节流装置不同分为：膨胀阀式制冷系统和节流阀式制冷系统1）膨胀阀式制冷系统如图3.1.5所示图3.1.5膨胀阀式制冷系统膨胀阀式制冷系统中制冷剂的温度和压力（以大众车为例）制冷循环管路中的压力和温度总是取决于瞬时的工作状态。所给出的数据只能作为参考值。这些值是在这种情况下获得的：在20的环境温度中放置了20分钟后且发动机转速为1500-2000转/分时。压缩-压力约到1.4MPa（14bar），温度约65冷凝-压力约1.4MPa（14bar），温度降低20膨胀-压力降到约0.12 MPa（14bar），温度降低至1汽化（蒸发）-压力约为0.12 MPa（14bar），温度降低至12）节流阀式制冷系统如图3.1.6所示图3.1.6节流阀式制冷系统液态制冷剂时通过节流阀喷入到蒸发器内的，这与带有膨胀阀的制冷剂循环情况是不同的。循环管路中的压力和温度压缩-最大压力2MPa（20bar），最高温度70冷凝-最大压力2 MPa（20bar），温度降低约20膨胀-从2 MPa（20bar）降至0.15MPa（1.5bar），温度降低至约1汽化-最大压力0.15MPa（1.5bar），温度降低至