汽车空调制冷系统的工作原理
（1）热交换的基本概念
热交换是指热量从物体内温度较高的部分传递到温度较低的部分，或者传递到与之接触且温度较低的另一物体的过程。
如图1所示，液化是指物质由气态转变为液态的过程，此过程会对外界放热；汽化是指物质由液态转变为气态的过程，此过程需要从外界吸热。液化的典型方式是凝结；汽化的两种方式为蒸发和沸腾。
图1 热交换的基本概念
（2）传统汽车制冷系统的工作原理
汽车空调和我们熟悉的家用空调制冷原理是一样的，都是利用制冷剂（汽车空调所用为R-134a）进入蒸发器的瞬间，体积急剧膨胀，制冷剂由液态转化为气态，汽化过程中吸收大量热能的原理来实现制冷的。汽车空调制冷系统就是不断地将制冷剂进行“液化—汽化—液化”的转换装置。
汽车空调制冷系统都是采用R-134a（四氟乙烷，又称HFC-134a）为制冷剂的蒸气压缩式循环系统，制冷系统工作时，制冷剂以不同的状态在这个密闭系统内循环流动，如图2所示。
图2 传统汽车空调制冷系统的工作原理
每一循环需进行4个基本过程：
① 压缩过程。压缩机将蒸发器低压侧（温度约为0℃、气压约为0.15MPa）的低温低压气态制冷剂压缩成高温（70~80℃）、高压（约1.5MPa）的气态制冷剂，送往冷凝器冷却降温。
② 冷凝过程。送往冷凝器的过热气态制冷剂，在温度高于外部温度很多时，对外散热进行热交换，制冷剂冷凝成中温、压力为1.0~1.2MPa 的液态制冷剂。
③ 膨胀过程。冷凝后的液态制冷剂经过膨胀阀使制冷剂流过空间体积增大，其压力和温度急剧下降，变成低温（约-5℃）、低压（约为0.15MPa）的湿蒸气，以便进入蒸发器中迅速吸热蒸发。在膨胀过程同时进行流量控制，以便供给蒸发器适量的制冷剂，从而达到控制蒸发器温度的目的。
④ 蒸发过程。液态制冷剂通过膨胀阀，流经蒸发器，不断吸热汽化转变成低温（约为0℃）、低压（约为0.15MPa）的气态制冷剂，吸收乘员舱内空气的热量。从蒸发器流出的气态制冷剂又被吸入压缩机，增压后泵入冷凝器冷凝，进行制冷循环。
制冷循环就是利用有限的制冷剂在封闭的制冷系统中，周而复始地将制冷剂压缩、冷凝、膨胀、蒸发，在蒸发器中吸热汽化，对乘员舱内空气进行制冷降温。
（3）新能源汽车制冷系统的工作原理
如图3所示，压缩机受高压电驱动，当压缩机工作时，压缩机吸入从蒸发器出来的低温低压的气态制冷剂，经压缩，制冷剂的温度和压力升高，并被送入冷凝器。
图3 吉利纯电动汽车制冷系统的工作原理
在冷凝器内，高温高压的气态制冷剂把热量传递给经过冷凝器的车外空气而液化，变成液体。液态制冷剂流经膨胀阀时，温度和压力降低，并进入蒸发器。
在蒸发器内，低温低压的液态制冷剂吸收经过蒸发器的车内空气的热量而蒸发，变成气体。气体又被压缩机吸入进行下一轮循环。
这样，通过制冷剂在系统内的循环，不断吸收车内空气的热量并排到车外空气中，使车内空气的温度逐渐下降。
汽车暖风系统的工作原理
（1）传统汽车暖风系统的工作原理
汽车空调的制热一般是利用发动机散热器提供的热量来实现的，不需要起动车载空调系统。在蒸发箱的旁边有一个铜质的小暖风水箱，又称为热交换器，直接通过水管连接发动机散热器，鼓风机吸进来的冷风通过热交换器的表面后，吸收了热量变成暖风进入乘员舱，如图4所示。
图4 传统汽车暖风系统的工作原理
（2）新能源汽车暖风系统的工作原理
如图5所示，当自动空调系统处于加热模式时，加热器在高压电的作用下对冷却液进行加热，高温冷却液被加热器水泵抽入加热芯体。同时，冷暖温度控制电机旋转至采暖位置，气流在鼓风机的作用下流过加热芯体，产生热量传递。外部空气在进入乘员舱前，与加热后的空气混合，变为舒适的暖风。
图5 新能源汽车暖风系统的工作原理
汽车通风系统的工作原理
通风控制系统上的各种位置可使模式阀门通过风道混合空气，或引入冷风、热风和外部空气通过空调系统，气流由风道系统和出风口将空气输送到乘员舱。
在“AUTO”（自动）模式中会自动选择相应的模式状态，使用“MODE”（模式）按钮可更改车辆的送风模式。如果当前显示一个送风模式，则按“MODE”（模式）按钮可选择下一个送风模式。
如图6所示，空气流向按下列模式进行改变：
1）吹面——通过仪表板出风口送风。
2）双向——通过仪表板出风口、吹脚出风口送风。
3）吹脚——通过吹脚出风口送风。
4）混合——通过吹脚、前风窗出风口送风。
5）除霜——通过前风窗出风口送风。
图6 汽车通风系统的工作原理
审核 ▎于永初
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