高效供暖的制冷制热一体化汽车空调

赵二庆

摘要：在汽车行业不断发展的过程中，人们对汽车内部的空调和设备有了更多的要求，研究高效供暖的制冷制热一体化汽车空调成为了必然趋势。不同于早期不封闭的汽车，现阶段的汽车分为车内和车外，如何让车内更加舒适与提高汽车的基本性能一样，逐渐成为当前汽车行业发展的主要方向。故此，本篇文章就汽车空调的分类和特点展开研究，对其发展历程展开具体探讨，就高效功能的制冷制热一体化汽车空调的原理展开以下分析。

关键词：高效供暖;制冷制热;汽车空调

0  引言

空调在汽车上是必备的装置之一，它的存在可以制冷、制暖和净化空气。在汽车的内部，其空间较为密闭，长期的密闭环境会导致驾驶人员出现不适感和疲劳感，进而可能引发安全风险和安全隐患。为了解决这一问题，采用高效供暖制冷制热一体化汽车空调就显得尤为重要。但是当前的汽车空调系统存在一定的差异性，大多数的汽车并未应用到一体化汽车空调，其制冷制热的过程相对简单，并且功能单一，进而使得车内空气的净化也显得不切实际。

1  汽车空调的简单概述

首先，从汽车空调的分类层面来说。在汽车空调领域，从动力来源区分的话可以将空调分成独立式和一体式。具体来说，独立式空调指的是具有专门的动力来源，比如说：第二发动机。在动力来源的支持下，驱动整个车内空调系统的运行，通常在货车和大巴车中较为常见。这种空调需要两台发动机，油耗能耗偏高，成本较大，并且后期的维修和处理工作相对困难。与之相对的是，一体式空调可以直接利用汽车的行驶动力来运行，在发动机的驱动下，一体式空调带动压缩机，并通过电磁离合器来进行温控。当电源接通后，离合器停止，内部的压缩机也会随之断开停机，进而调节和改善空调的情况，以此来实现内部温控的目的。这种一体式的空调，具有简单的结构和方便的安装流程，整体设备的零件少，产生的噪音小。但是要注意的是，一体式的空调会在运行的过程中占用发动机大量的动力，进而导致汽车的性能会大幅度缩减，爬坡和前进的能力会受到影响。与此同时，在制冷的过程中，由于汽车其受汽车速度的影响较大，进而导致一旦停止车辆行驶，就会直接导致空调系统的停止。由此可见，如何在汽车中配置能够高效供暖的制冷制热空调是当前亟待解决的问题。

其次，从汽车空调的特点层面来说。汽车的空调系统能够直接影响汽车整体的舒适程度和内部环境，不仅能够为汽车提供制冷、制热的功能，还具有除霜、换气和空气净化等功能。具体来讲，取暖过程主要是依靠发动机进行的，以发动机排出的热水为工作的主要物品介质。这些热水经过风机的作用，仅有多個风口吹向车内，以此来达到车内取暖、通风等功能。但是要注意的是，在进风的过程中，取暖方式主要有两种不同的形态，一种是车内部的空气循环，另一种则是外部空气进入车体促进通风循环。而制冷的过程则是通过压缩机来实现的。在蒸发器中，其蒸发的低压气态只能经由压缩机变成高温的气体，再经过冷凝器进行降温，变成一种具有高压但是温度低的液体。将这种液体放置于干燥器中进行除湿降压，最终以较为稳定并且低压低温的状态流向膨胀阀门，在控制好流量和压力后流向蒸发器，致使蒸发器中的制冷剂在经受低压状态下开始蒸发，通过蒸发带走大量的热能和热量。通过这种循环不断流的形式，降低车内的整体温度。

最后，从汽车空调的意义层面来讲。制热系统的存在，使得汽车驾驶员和乘坐人员不必面临着寒冷的驾驶乘坐环境，汽车的持有人也不必为车窗生雾和起霜而烦忧，进而为出行提供了更加安全和稳定的内部环境。制冷系统的存在降低了车内的湿气，使得驾驶人员能够始终在清爽的环境中集中注意力和精神，即使在炎热的夏天也不必开窗，进而使得驾驶的过程更为安全。除此之外，空调系统还能减少车内粉尘和车内异味。

2  汽车空调转为一体化汽车空调的发展历程

第一阶段，单一取暖式空调。

在最早的汽车中所配备的空调，不具备制冷的能力，其存在的目的也是为加热。在1925年，美国首次出现了供暖式的汽车空调，并与1927年逐渐发展成为了具有加热装置、风机、过滤口等设备的空调供热系统，此种系统在二十世纪中叶被广泛地使用，是整个汽车空调发展过程中的第一阶段。

第二阶段，单一制冷式空调。

这种空调模式在单一制热空调出现后不久出现，在1938年，美国一名名为帕尔德的人根据冰箱的原理，发明了单一制冷式的汽车空调。时间推到两年后，美国汽车公司通用在轿车上安装了单一制冷式空调，这也为后来一体式汽车空调的出现指明了道路。但是要注意的是，单一制冷空调的规模较大，需要占用大量的车内空间，进而导致在应用后的一年，该空调就不再配备到汽车之上了。视角再拉回到二战结束，凯迪拉克推出了新型了汽车空调，但是却将空调的控制系统安装在了后面，驾驶人无法直接操控空调设备，最终该计划也破产了。直至1950年，由于美国的石油开采地区天气过于炎热，单一制冷的空调汽车开始迅速发展，截止到目前，依旧有单一制冷的汽车在亚热带地区和热代地区使用。

第三阶段，一体化阶段。

在经历过单一制冷和单一制热之后，人们发现单一的制冷制热都具有较大的局限性。于是，在1954年，通用汽车装置了一体化的冷暖空调设备，并将控制系统和控制面板装置在了前排。自这时期，一体化汽车空调登上了历史的舞台，并通过不断发展，成为了当前汽车主要的空调系统。在一体化汽车空调的发展过程中，从最初的人工操作，到新型的自动控制，再到现阶段的微机控制，经历了漫长的发展时间。在最初，一体式汽车空调的调节需要人工操作，虽然操作系统在汽车前端位置，但是这种人工操作的形式依旧是为驾驶人员增加和添设了工作量和工作内容。并且，采用人工操作的方式操作效果存在问题。因此，汽车行业和相关公司企业开始着手研制能够自动控制的汽车空调，并与1964年成功研发，紧接着通用、福特、克莱斯勒等汽车公司相继安装了自动控制的一体化汽车空调。这种空调只需要提前设置好温度，空调就可以通过自动控制的方式将问题控制在规定的范围内。它通过传感器监测的方式，实时掌握一手的车内环境温度和车外温度信息，通过协调空调部件的方法，控制车内的具体温度。但是一体化汽车空调的发展不止于此，为了更好地满足人们需求，高效供暖的制冷制热一体化汽车空调应运而生。而这种空调，离不开微型计算机操作系统。通过微机的控制，使得汽车的室内温度可以通过数字表示，并且该模式具有自我诊断和自我修复的功能，进而极大地提高了供暖的效率，同时还节省了大量的燃料，节约了汽车的油耗和能耗。

3  高效供暖的制冷制热一体化汽车空调系统研究

在研究该汽车空调系统之前，要先了解汽车空调的主要构成。首先是雪种瓶，通俗地说，这种构建是用于储存雪种的装置，并利用雪种来吸收冷冻剂中的水分和杂质。从功能上讲，它犹如汽车的存油箱，能够起到补充冷冻剂的作用。从效果上说，它又像是过滤装置，能够过滤出冷冻剂中的杂质。并且，该构件中通常会装有硅胶等物质，并依照这些物质去吸收冷冻剂中的水分。其次是前文已经提到过的冷凝器、蒸发器和压缩机。此外还有电子扇，这一构件的主要功能是帮助冷凝器散热。

为了更好地研究高效供暖的制冷制热一体化系统，以下便通过实例来研究其系统运用的原理。这里通过压缩机、冷凝器、蒸发器、风机和膨胀阀为主要构件，构建一个一体化空调系统。如图1所示。

通过图1不难发现，这种制冷制暖一体化的汽车空调，主要包含的器件与传统汽车空调相同，各个不同的部件通过相互连接的方式形成一个相对密闭的环境和系统。在这种空调系统下，制冷剂可以通过相互连接的管道在空间内流动。这样的话，整个制冷的过程就可以分成压缩、散热、节流和吸热。具体来说，压缩是通过压缩机将处于蒸发器出口的制冷剂气体进行压缩，并形成一种高温高压的气体。而散热则是将这种高温高压的气体投入到冷凝器中，减少其压力和问题，最终冷凝成液體，在冷凝的过程中排热。节流传则是需要膨胀阀来进行控制，控制其压力和问题，将液体以雾状排除。吸热则是雾状装置进入蒸发器中，这是由于制冷剂的温度低于蒸发器的温度，进而使得制冷剂成为气体，在蒸发过程中吸收热量。

这种模式和空调系统的好处是，四个循环过程产生了五个内部系统，即：制冷、制热、精华、控制和通风。重点介绍以下制热、净化和通风系统，制热系统主要作用在取暖上，通过上述的循环对车内环境或是外部进入车内的空气进行加热的方式，实验取暖的目的。净化系统主要作用是净化车内的空气，它能过通过循环，对空气中的杂质或是烟、有毒气体等等进行净化，进而确保车内的空气能够保持清新。而通风系统则是通过循环的方式，将外部的新鲜空气吸入，以此来实现换风和通风的作用。

4  总结

对于汽车的一体化空调系统而言，高效供暖的制热制冷一体化空调系统的作用是非常明显的，并且其应用是极具价值和效益的。纵观汽车空调的特点分类和发展历程不难发现，高效供暖的制冷制热一体化汽车空调是汽车空调未来发展的方向。故此，在实际的研究过程中，开发人员和相关人员应提前了解汽车空调系统的定义和概念，对其存在的意义、基本的特点和分类进行重点研究，并结合汽车空调的发展历程和发展道路，探析一体化空调和高效供暖的制冷制热一体化空调系统的实际意义，并通过分析原理的方式，研究其存在的现实作用。通过这种方式，为我国汽车行业的现代化发展和持续有序化建设奠定基础。

参考文献：

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