汽车空调系统的节能设计与优化
公开课汽车空调制冷系统课件
可以分为单冷型和冷暖型两种。单冷型汽车空调制冷系统只能提供冷气，而冷 暖型汽车空调制冷系统则可以同时提供冷气和暖气。
02
汽车空调制冷系统的工 作原理
制冷剂的工作原理
制冷剂
在汽车空调制冷系统中，制冷剂是一种循环流动的物质，通过吸收和释放热量来实现制冷 效果。
制冷剂循环
在制冷过程中，制冷剂在蒸发器中吸收热量，使周围空气温度降低。然后，制冷剂被压缩 机压缩成高温高压气体，经过冷凝器散热后，再通过膨胀阀减压降温，最后再次进入蒸发 器完成循环。
功能
汽车空调制冷系统的主要功能是 降低车内温度、去除车窗雾气、 去除车内的异味等，为乘客提供 舒适的车内环境。
汽车空调制冷系统的组成
制冷剂
制冷剂是汽车空调制冷系统中传递冷量的物质，通过在蒸 发器和冷凝器之间的循环流动，实现车内温度的降低。
冷凝器
冷凝器是汽车空调制冷系统中的散热部件，将高温高压的 制冷剂气体冷却成液态，释放出热量。
公开课汽车空调制冷系统课件
目录
• 汽车空调制冷系统概述 • 汽车空调制冷系统的工作原理 • 汽车空调制冷系统的维护与保养 • 汽车空调制冷系统的设计与优化 • 汽车空调制冷系统的教学案例
01
汽车空调制冷系统概述
汽车空调制冷系统的定义与功能
定义
汽车空调制冷系统是用于调节汽 车内部温度和湿度的系统，主要 由制冷剂、制冷压缩机、冷凝器 、蒸发器等组成。
异响或不正常的噪音
检查压缩机、冷凝器和其他部件是否有松动或损坏，需要更换或紧 固。
漏水或结冰
检查排水管道是否堵塞或泄漏，确保排水正常；同时检查蒸发器的温 度传感器是否正常工作。
04
汽车空调制冷系统的设 计与优化
汽车制冷系统设计及选型
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表 １ 涡 旋 式 汽 车 空 调 压缩 机 的具 体 参 数 １汽车空调制冷 系统设计的意义 汽车空调系统在汽车中的重要性 日益突出。 国际汽车市场竞争 日趋激烈 ， 为获得市场 ， 生产 出价廉 、 全 、 安 舒适 和低 排放的汽车是 各大汽车生产商的努力 目标 ， 汽车制造商不断地根据用户 的要求更 新汽车设计 ， 并期望通过利用新技术来 提供 更好的性能 ， 而是否需 要增加成本则 主要取决于获得 的利益（ 如环保） 是否足以补偿 。 汽车空调 系统作为影响汽 车舒适性 的主要组成之一 ， 汽车提 为 供制冷 、 取暖 、 除霜 、 除雾 、 空气过滤和湿度控制功能 ， 车空调 系统 汽 已成为汽车市场竞争的主要手段之一 。其 中， 采暖系统 可使乘员避 免过量着装、 为车窗提供除雾和除霜功能 ， 提供舒适性和安全服务 ； 面 积 ‘ 度 ’ 冷气系统则通过制冷 、 除湿来提供舒 适性 ， 通过使 司机保持警醒 、 允 ｃ ２ 口 】 ｃ 一 台 许关窗等措施提供 了安全服务 ；采 暖和冷气 系统还可提供除尘 、 除 臭 的功能。这些功能已成为车辆必不可少 的要求 。 虽然 目前轿车的 燃油余热足够提供轿车 内的采暖和除霜 的需要 ， 近期研制 的高效 但 汽油 、 柴油发动机 的余热会进 一步减少 ， 电动车和混合动力车则 不 得不牺牲驱动． 陛能来提供采暖和制冷 ， 因此必须通过提高汽车空调 系统 的效率来 减轻汽车 的动力负担 。 因此 ， 根据环境设计汽车空调 系统 ， 使其达 到节 能 、 环保 、 全 安 的特性 ， 对于我 国汽车行业 的发展至关重要。汽车空调制冷系统 由 压缩机 、 冷凝器 、 贮液干燥器 、 膨胀阀 、 蒸发器 和鼓风机等组成 ， 部 车非独立式空调系统设计 的关键之一是确定压缩机 的额定转速 ， 各 使 件之 间采用铜 管（ 或铝管 ） 和高压橡胶管连接成一个密 闭系统 。 制冷 在该 转速下压缩机所产 生的制冷剂循环量 与所需 的空调系统额 定 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。每 制冷量相适应 。压缩机的制冷能力 ， 取决 于压 缩机 单位 时间 内强制 个循环 由压缩 、 放热 、 节流和吸热四个 过程周 而复始 的进行下去 ， 循环 的制冷专用的和单位制冷剂循环时的制冷能力 。 便 汽车空调制冷 可达到降低蒸发器周 围空气温度的 目的。 系统使用 的制冷剂是 Ｒ ３ ａ若规定 了制冷剂循环 的冷凝温 度和蒸 １４ ， ２ 压 缩 机 的设 计 和 型式 选 择 发温度 ， 则压缩机 的制冷能力主要由压缩机每小时排出的制冷剂量 制冷压缩机是制冷系统的核心部件 ，在 汽车空调 中也不例外 。 决定 。 它的作用是将蒸发器 出口的低温低压 蒸气 压缩成高温高压 的气 体 压缩机每小时排出的制冷剂量 Ｍ为： 排人 冷凝 器 ， 以便 于其冷凝成液体 ， 系统中制冷剂工质流 动的动 是 Ｍ ＝６ ｌ ｘＯ ， ｋ／ Ｖ ｇ ｇ （） １ 力源 。汽车空调压缩机 目前 主要采用容积式制冷压缩机。容积式制 式 中 ： 压 缩 机 每 转 理 论 排 量 ， 。 压 缩 机 转 速 ， ｖ ｉ； ｎｎ 冷压缩机可分为 ： ｒ ｉ；叩 ——压缩 机容 积效率 ， ＝ ． ０８ ／ｎ ｖ ｍ 仇 Ｏ６ ．，一般 取 中间值 ０７ ～ ．；
纯电动汽车空调系统的能效技术要求及试验方法
目录一、概述二、纯电动汽车空调系统的能效技术要求2.1 空调系统的能效技术要求2.2 能效技术要求的影响因素三、纯电动汽车空调系统的试验方法3.1 试验方法的基本原则3.2 试验方法的具体步骤四、结论五、参考文献一、概述伴随着全球环境保护意识的提高和能源消耗问题的突出，电动汽车作为清洁能源车辆受到了越来越多的关注。
而电动汽车的空调系统，作为保障驾驶舒适性的重要装备，其能效技术要求和试验方法也成为了研究的焦点之一。
本文将探讨纯电动汽车空调系统的能效技术要求及试验方法。
二、纯电动汽车空调系统的能效技术要求2.1 空调系统的能效技术要求纯电动汽车的空调系统，一方面需要满足驾驶者的舒适需求，另一方面需要保证系统能效的高效和节能。
具体来讲，纯电动汽车空调系统的能效技术要求包括以下几个方面：（1）制冷效能：空调系统需要在车内快速制冷，并能够保持恒定的室内温度，因此制冷效能是空调系统能效的重要指标之一。
（2）制热效能：在寒冷的气候条件下，空调系统需要快速制热，并能够在车内保持舒适的温度。
（3）能源消耗：纯电动汽车空调系统需要在尽量少的能源消耗情况下实现舒适的驾驶环境，因此能源消耗也是一个重要的能效指标。
2.2 能效技术要求的影响因素纯电动汽车空调系统的能效技术要求受到多种因素的影响，主要包括以下几点：（1）电动汽车的功率：纯电动汽车通常装备有高功率的电池和电动机，因此空调系统的制冷和制热能力需要相应提升，以满足车辆的功率需求。
（2）空调系统的设计：空调系统的设计对其能效有着至关重要的影响，包括制冷循环、换热器和风道系统等设计的优化。
（3）环境温度和湿度：不同地区的环境温度和湿度条件会影响空调系统的能效表现，因此需要根据实际使用情况进行相应的技术调整。
三、纯电动汽车空调系统的试验方法3.1 试验方法的基本原则针对纯电动汽车空调系统的能效技术要求，需要建立一套科学合理的试验方法来评估其能效性能。
试验方法的基本原则包括：（1）真实性与全面性：试验方法需要尽可能地模拟实际使用条件，对空调系统的各项性能进行综合评估，保证评价结果的真实和全面。
燃料电池汽车与空调系统设计方案研究
能源 危 机 和 环 境 污 染 严 重 已经 成 为 全 球 发 展 所 面 临 的 共 组 成 不 同功 率 的 电池 组 （ 电堆 ） 。
同难 题 ， 目前 全 球 都 在 倡 导 和 实 行节 能减 排 计 划 ， 车 的排 放 汽
关 键 词 ：燃 料 电 池 汽 车 中 图 分 类 号 ：Ｕ ６ ４９ 工作 原 理 空 调 系 统 文 献标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ —９ ３（ ０ ０ ０ —２ ．２ ０ ７３ ７ ２ １ ） ８０ ７０
１ 引言
空气 或纯氧为氧化 剂。多个 电池 单体根据 需要 串联或 并联 ，
我 但 原理 的理论 知识 ， 各个零 散的知识 点进行 归纳和 总结， 对 形 学 习 仿 真 软 件 的 过 程 中 ， 们 也 遇 到 了 很 多 困难 ， 是 我 们 许 成 了 体 系 。 整 理 与 回 顾 机 械 原 理 知 识 的 过 程 中 ， 们 不 仅 通 过 查 询 辅 导 书 籍 和 询 问 相 关 同 学 ， 多 问 题 得 到 了 解 决 。 在 我 弄 懂 了 以 前 没 搞 懂 的 知 识 点 ， 且 还 重 新 认 识 到 一 些 知 识 点 而
应。
燃料 电池是一种将氢和氧 的化 学能通过 电极反应直接 转 极 。 力源 ，实际能源利用 效率是普通 内燃机 的 ２３倍 。燃 料 电池 生 成 水 。 －
１２ ２ ／ Ｏ ＋２Ｈ ｅ— Ｈ２ ＋２ Ｏ
（） 的化 学 反应 为 ： ｚ１ ０ ＝ ＨＯ ５总 Ｈ＋ ／ ２
同时我们也 基本 掌握 了一些 软件 的用 法 ，熟悉 了其 基本 功
浅析纯电动汽车热泵空调系统
受世界能源危机和环境污染的影响以及电动汽车污染小、噪声 低的特点，电动汽车逐渐成为人们代步工具的主要选择对象。据统计 2016年我国新能源汽车产销量均突破50万辆，2017年产量达到79万 辆。本文主要研究了热泵空调系统在电动汽车上的应用及发展。
1 纯电动汽车空调系统发展现状
传统燃油汽车的空调系统主要由两部分组成，制冷系统采用的是 由发动机提供动力的蒸汽压缩式制冷，制热系统主要是通过将冷却液 的热量引入到车内。纯电动汽车夏季制冷时，空调压缩机是由电动机 来驱动的，然而冬季没有发动机余热，所以需要其他的方法来解决供 暖问题。由于纯电动汽车与传统燃油汽车能量来源不同，纯电动汽车 空调系统主要存在以下几种方案。 1.1 蒸汽压缩式制冷+PTC电加热供暖系统
纯电动汽车在工作过程中，利用变频器、电机、电池等元件产 生的热量对车内进行加热。研究表明此种模式下产生的温度在50℃左 右，普通制热情况下能够基本满足乘车需要，但在较低的温度下很难 为车内提供做够的热量。因此这种方案只能作为辅助制热。 1.3 半导体式制冷/制热空调系统
半导体式制冷/制热空调系统利用特种半导体材料构成的P-N结， 形成热电偶对，产生珀尔帖效应[2]。
浅析纯电动汽车热泵空调系统
朱永存、：汽车空调系统能够为乘客或室内作业人员提供舒适的乘坐环境，是汽车上的重要组成部分。但是对于纯电动汽车来说，空调系统无论制冷还是制热都需要 消耗大部分电量，严重影响汽车的行驶里程。本文简单介绍了目前纯电动汽车上的空调系统，重点分析了热泵空调系统的优势，以及分析了热泵空调系统未来的 发展趋势。 关键词：热泵空调系统；优势；发展趋势 中图分类号：F407.471 文献标示码： A
环可逆转的特点，集制冷与制热为一体，具有结构紧凑、高效、环保 等优点，成为了国内外专家在电动汽车空调系统方面研究的热点。该 系统制冷效果良好，制暖效果会随着外界温度的变化而变化，制暖效 果有待提高。
《汽车空调》电子教案
《汽车空调》电子教案第一章：汽车空调概述1.1 汽车空调的发展历程1.2 汽车空调系统的组成及工作原理1.3 汽车空调的作用及重要性第二章：汽车空调系统的主要部件2.1 压缩机2.2 冷凝器2.3 蒸发器2.4 节流装置2.5 干燥瓶2.6 传感器第三章：汽车空调的维护与保养3.1 汽车空调的日常检查与维护3.2 汽车空调的定期保养3.3 汽车空调的故障诊断与排除第四章：汽车空调系统的维修与调试4.1 汽车空调系统的维修工具与设备4.2 汽车空调系统的拆装与检修4.3 汽车空调系统的调试与检测第五章：汽车空调系统的节能与环保5.1 汽车空调的节能技术5.2 汽车空调的环保技术5.3 汽车空调的节能与环保发展趋势第六章：汽车空调系统的制冷原理与制冷剂6.1 制冷原理简介6.2 制冷剂的性质与选择6.3 制冷剂的充注与回收第七章：汽车空调系统的制热原理与供暖系统7.1 制热原理简介7.2 供暖系统的组成与工作原理7.3 汽车空调的采暖与除湿第八章：汽车空调控制系统及其故障诊断8.1 汽车空调控制系统的组成与功能8.2 空调控制模块的故障诊断8.3 常见汽车空调控制系统的维修与调试第九章：汽车空调系统的安全与舒适性9.1 汽车空调系统的安全性分析9.2 汽车空调系统的舒适性调节9.3 汽车空调系统的人机交互界面第十章：新能源汽车空调系统10.1 新能源汽车空调系统的特点与挑战10.2 新能源汽车空调系统的关键技术10.3 新能源汽车空调系统的发展趋势第十一章：汽车空调系统的电气系统11.1 汽车空调电气系统的组成11.2 汽车空调控制电路的分析11.3 汽车空调电气系统的故障诊断与维修第十二章：汽车空调系统的节能与环保技术12.1 汽车空调节能技术的应用12.2 汽车空调环保技术的发展12.3 汽车空调节能环保的未来趋势第十三章：汽车空调系统的案例分析13.1 汽车空调系统故障案例分析13.2 汽车空调系统维修案例分享13.3 汽车空调系统设计改进案例探讨第十四章：汽车空调系统的法规与标准14.1 汽车空调系统的相关法规14.2 汽车空调系统的国家标准与行业标准14.3 汽车空调系统的认证与检测第十五章：汽车空调技术的未来发展15.1 汽车空调技术的创新与发展15.2 新技术在汽车空调领域的应用15.3 汽车空调技术的前景展望重点和难点解析1. 汽车空调系统的组成及工作原理：理解并掌握汽车空调各主要部件的功能和相互之间的关系，以及系统的工作流程。
《汽车空调培训》课件
膨胀阀是控制制冷剂流量的关键部件，如果膨胀阀出现堵 塞或损坏，会导致制冷剂流量不足或泄漏，进而影响制冷 效果。
汽车空调维护案例分析
1 2 3
定期检查
定期检查是预防性维护的关键，包括检查制冷剂 压力、制冷剂数量、冷凝器表面清洁度、膨胀阀 和压缩机的工作状态等。
清洁和更换空气过滤器
空气过滤器是防止灰尘和杂质进入空调系统的关 键部件，需要定期清洁或更换，以保持空气质量 并延长空调使用寿命。
冷凝过程
高温高压气体经过冷凝器，释 放热量并冷却成高压液体。
膨胀过程
高压液体经过膨胀阀，压力降 低，蒸发器中的制冷剂由高压
液体变成低压气体。
蒸发过程
低压气体在蒸发器中吸收热量 ，使经过蒸发器的空气降温，
达到调节温度的目的。
02
汽车空调系统的部件
制冷系统部件
压缩机
是空调制冷系统的心脏 ，主要功能是压缩和输
面是否清洁，确保散热良好；检查空调系统的各个管路连接处是否有泄
漏现象。
02
空调制冷效果差
检查制冷剂是否充足，如不足应及时补充；检查空调滤清器是否清洁，
如需更换应及时更换；检查空调系统的各个管路连接处是否有泄漏现象
。
03
空调异味
定期更换空调滤清器；定期清洁空调风道；检查空调蒸发器表面是否清
洁，如需清洁应及时清洁。
更换磨损部件
随着汽车空调的使用，一些部件会逐渐磨损，如 皮带、轴承和密封件等，需要定期检查并更换， 以保持系统的正常运行。
汽车空调系统改进案例分析
Байду номын сангаас
节能改进
01
通过改进制冷剂的循环效率、优化风扇转速和调整温度设定等
刘占峰版汽车空调2
冷凝器通常放置在发动机水箱前部，靠水箱的风扇强迫冷 凝器对流换热，当汽车行驶时还可借助迎面风强化换热。 但是，这样安装冷凝器对发动机散热效果有不良影响， 会使发动机冷却系统的散热器风量减少，其减少量不应超 过25％。为此，冷凝器与水箱之间的距离必须慎重确定。 有的汽车在冷凝器前增设风扇，这样可以增大风量，而且 冷凝器的冷却还不受汽车行驶速度的影响，风扇的驱动电 源由蓄电池供电，只要安装位置方便，也可将冷凝器装在 其它部位。
第2章 汽车空调系统的布置
2.1 轿车空调布置
轿车要求结 构紧凑、质量小、 舒适和节能，因 此轿车空调系统 设计原则是在可 靠运行的前提下 尽可能简单紧凑， 图为LS400车系 空调布置图。
图4-4 LS400车系空调布置图
第2章 汽车空调系统的布置
2.1 轿车空调布置 轿车常常采用非独立式制冷装置，由主空调器式
隐蔽式加车顶中置式布置图
第2章 汽车空调系统的布置
2.2.1双空调器式
隐蔽式加车顶中置式送风方式
第2章 汽车空调系统的布置
2.2.1双空调器式 ⑵隐蔽式加立箱式 隐蔽式加立箱式适用于 7~9座的客车。两个蒸发器， 一个隐蔽在仪表板下，一个放 在副驾驶员座靠背后，是特制 的直立式结构。两个蒸发器的 送风都属于直吹式，这种送风 方式不均匀，舒适性较差，但 占用空间较少，适用于车身高 度较矮，而乘客位置略为靠后 的车辆采用。
第2章 汽车空调系统的布置
2.2 轻型客车空调布置
中央顶置式轻型客车空调系统布置图
第2章 汽车空调系统的布置
2.2 轻型客车空调布置 2.2.4 独立式轻型客车空调机组 为解决车用发动机（主机）后备功率不足等问 题，有的轻型客车也会采用独立式空调机组。独立 式系统的压缩机由一台单独的副发动机驱动，副发 动机、压缩机、冷凝器、蒸发器及其他一些部件组 装在机架上，布置在汽车的后部或中部（车架需要 适当下沉以降低后排座位的高度），再用竖风管与 车厢顶部两侧的风道相连向车内送冷风，控制板装 在驾驶室，由驾驶员控制，如图所示。
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汽车空调系统的节能设计与优化第一章：引言
汽车空调已经成为现代城市生活中必不可少的一部分，无论是
在炎热的夏天还是寒冷的冬天，车主们都需要空调来保持车内温
度舒适。
同时，汽车空调的高耗能问题也引起了人们的重视，如
何设计和优化汽车空调系统以减少能源消耗成为了热门话题。
本
文将就汽车空调系统的节能设计与优化进行探讨。
第二章：设计原理
汽车空调系统的设计原理是基于制冷循环系统。
冷媒在低压下
蒸发吸收室内的热量，然后在高压下冷凝并释放热量。
冷凝器、
蒸发器、压缩机、膨胀阀是构成制冷循环系统的四大部件。
节能设计的关键在于如何通过控制这四个部件的运行来减少系
统能耗。
第三章：优化措施
3.1. 采用高效压缩机
高效压缩机可以更好地控制制冷循环系统的压力变化和制冷量，从而减少制冷时间和能耗。
同时，高效压缩机还可以提高冷凝器
的温度，进一步降低能耗。
3.2. 采用高效蒸发器
高效蒸发器可以更好地将室内空气传递给冷媒，同时减少水汽和空气氧化物的污染，从而提高空调系统的效率和寿命。
3.3. 采用适当的冷媒
不同的冷媒有着不同的温度、压力和物性，适当选择冷媒可以更好地满足空调系统的需要，从而减少系统的能耗。
常用的冷媒包括R134a、R1234yf等。
3.4. 采用温控系统
温控系统可以自动感应车内温度，减少能源的浪费。
当车内温度达到目标温度时，系统就能自动停止制冷，当温度低于目标温度时又能自动启动制冷。
3.5. 合理布局系统
合理布局汽车空调系统可以减少空气阻力，进一步降低能耗。
例如，通过设置进风口和出风口的位置和方向，可以使冷气更好地吹入车内，并达到较好的循环效果。
第四章：实例分析
以两款不同车型的空调系统为例进行分析，A车型采用常规空调系统，B车型采用优化空调系统。
测试结果表明，B车型的空调系统比A车型的空调系统节能20%以上，同时B车型的制冷效果更好，能够更快速将车内温度调至目标温度。
第五章：结论
汽车空调系统的节能设计与优化至关重要，并且对于汽车厂商来说也是一项重要的发展方向。
未来，随着新能源汽车的普及，汽车空调系统的开发将更加注重能源的节约和环保性，同时也需要在保证舒适性的基础上继续提高系统效率。