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课题八、汽车空调系统 --冷凝装置 一、换热器的基本原理 基本热交换过程 蒸发器、冷凝器和加热器都是热交换器，它们的作用都是实现两种不同温度的流体之间的热交换。 冷凝器是管内的高温高压气态制冷剂通过管壁和翅片放出热量给周围空气，从而冷凝成液体，是放热过程。而通过冷凝器的空气则被加热升温，是吸热过程。 二、换热器的主要材料 原来以铜为主，后来发展成铜管铝片。 现在除大客车及部分中型客车空调的换热器还采用铜管铝片，绝大部分汽车空调的蒸发器和冷凝器都全铝化了，主要原因是追求质量轻，另外价格也比较便宜。 换热器的重量占整个汽车空调装置重量的50％～70％。 1. 冷凝器的作用和要求 冷凝器是用来排除制冷剂蒸气热量的换热设备。 为了达到较好的冷凝效果，冷凝器应满足如下基本要求： ①要有高的换热效率，冷凝器的热交换能力应该是蒸发器吸热量与压缩机做功之和，实际上汽车空调中应达到Q k = (1.35～1.55 ) Q 0 冷凝器的作用和要求 ②重量轻，安装空间小 ③制冷剂侧及空气侧的阻力要小 ④抗震性良好 ⑤耐腐蚀性能好 ⑥不会引起眩目 2 . 冷凝器的结构形式 冷凝器主要有管和散热片两部分组成， 根据管和片的具体结构、形状的不同， 主要由： 管片式 管带式 鳍片式 平流式 管片式冷凝器 管片式冷凝器制造工艺简单，其散热效率较低。 管片式的连接方法主要有钎焊和机械连接（胀管法）两大类。 所谓钎焊就是金属母体本身不熔化而靠填充金属（即钎料）熔化成液态，从而将两种金属母材连接。 管翅式冷凝器 管带式冷凝器 管带式冷凝器的传热效率比管片式可提高15％～20％。 鳍片式冷凝器是在特殊形状型材的散热管表面直接铣削出鳍片状散热片。由于片、管是一体，抗振性特别好，散热性能可提高5％，省材25％，管片之间无须焊接。 鳍片式冷凝器 平流式冷凝器 平流式冷凝器也是一种管带式结构，它由圆筒集管、铝制内肋扁管、波形散热翅片及连接管组成。它是适应新工质R134a而研制的新结构冷凝器。 平流式与普通管带式冷凝器的最大区别是，管带式只有一条扁管自始至终地呈蛇形弯曲，制冷剂只是在这一条通道中流动进行交换。 又由于进入冷凝器时制冷剂是气态，比容大，需要的通径大；出冷凝器时已完全变成液态，比容小，只需要较小的通径。 而普通管带式结构的管径从头至尾是相同的，这对充分进行热交换是不利的，管道内空间未被充分利用，而且增加了排气压力及压缩机功耗。 平流式冷凝器则是在两条集流管间用多条扁管相连，将几条扁管隔成一组，形成进入处管道多，逐渐减少每组管道数，实现了冷凝器内制冷剂温度及流量分配均匀，提高了换热效率，降低了制冷剂在冷凝中的压力损耗，这样就可减少压缩机功耗。 由于管道内换热面积得到充分利用，对于同样的迎风面积，平行流冷凝器的换热量得到了提高。这种新结构与管带式相比较，其放热性能提高30％～40％，通路阻力降低25％～33％，内容积减少20％，大幅度地提高了其放热性能。 3 . 冷凝器的工作过程 制冷剂蒸气在冷凝器中放热变成液体时的变化过程可分为三个阶段： ①降低过热 ②冷却凝结 ③过冷阶段 冷凝效果 汽车空调的冷凝器属于风冷式的，需要冷却风扇将冷凝器管片表面的热量带走 所以冷凝效果的好坏就与冷凝器本身的散热能力及通风效果有关， 冷凝效果 前者由冷凝器本身的结构，尺寸，材料和工艺所决定， 后者则与风扇的通风能力，冷凝器的安装位置及周边导流措施有关。 冷凝效果 在汽车上，冷凝器的布置较为困难，冷却条件差，以及各个部件之间连接管长，阻力损失大，造成系统工况不够理想。所以，要求有更大的散热面积和结构有更高的传热效率。 因此，实际的空调中的Q k一般都取得较大，达到Q k = (1.35～1.55 ) Q 0 。 冷凝器强制散热机构 冷凝器除利用发动机的水箱风扇冷却外，往往还需要单独使用风机冷却。 对于小型车辆，这两者是分开安装的，对于大中型机组，两者组成一体，成为冷凝器机组。 风机一般采用轴流式，在框架上一般都装有储液干燥器。有些冷凝器机组还带有过冷器。原则上冷凝器的制冷剂应上进下出 4. 冷凝器的布置 在汽车上，冷凝器的布置较为困难， 要布置在最容易散热的地方。