2.2 制冷原理

2.2.1 制冷的基本思路

人们在游泳过后，会有冷的感觉，人发烧时用酒精涂抹就有凉爽的感觉，这是因为液体蒸发吸热带走了人体的热量，如图2.4所示。

图2.4 蒸发带走热量

这就给我们一个启发，利用液体蒸发可以吸收周围环境的热量。为此，我们制作一个如图2.5 所示的装置，将一个带有开关的容器装在一个绝热良好的盒子内，容器中装有常温下易挥发的液体，将开关打开时容器内的易挥发的液体便开始蒸发，同时吸收绝热盒子内的热量，蒸发的气体从开关排出。盒内的的温度低于盒外的温度。如果容器内的液体能得到不断的补充，冷却的效果便会持续下去。从这个制冷装置上看，制冷过程中的热量转移是靠液体的状态变化实现的。

图2.5 制冷装置

机械制冷方法有很多，目前，汽车空调设备大多采用压缩式制冷原理来制冷。

2.2.2 压缩式制冷原理

图2.6 是压缩式制冷原理图。该系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等组成。空调系统工作时，压缩机从蒸发器内吸入气态制冷剂，并将其压缩成高温、高压气体后，泵进冷凝器。在这里制冷剂通过与流动的空气进行热交换，把制冷剂的热量散发出去，使制冷剂从气态变成液态。液态制冷剂又在高压下经过节流装置（膨胀阀、孔管）的限流、降压作用，进入蒸发器后体积变大、压力下降。在蒸发器内制冷剂吸收周围空气中的大量热量，又由液态变成气态。这些气态制冷剂又被吸进压缩机，开始下一个循环的工作。

图2.6 压缩式制冷原理图

在这个密闭的系统中，压缩机运转时，制冷剂以不同的状态在这个系统内循环流动，每个循环都有4个基本过程。

（1）压缩过程：压缩机吸入蒸发器蒸发吸热后的低温低压制冷剂气体，把它压缩成高温高压气体排出，进入冷凝器。

（2）放热过程：高温高压的制冷剂气体进入冷凝器后与外面的空气进行热交换，放出大量的热后冷凝为中温高压液体流入干燥过滤器，并过滤流出。

（3）节流过程：中温高压液体经过膨胀阀的节流作用后体积变大，压力和温度急剧下降，以雾状（细小液滴）进入蒸发器。

（4）吸热过程：雾状制冷剂进入蒸发器，此时制冷剂的沸点远低于蒸发器的温度，故制冷剂沸腾汽化，吸取车厢内空气的热量使车厢降温，然后又进入压缩机，进行下个循环。如此循环往复达到制冷的目的。