汽车空调系统中有两个核心的换热器,它们通常被称为“两器”:
冷凝器 (Condenser) - 安装在车头,属于散热器
蒸发器 (Evaporator) - 安装在车内,属于吸热器
它们虽然名字不同,但核心结构和工作原理都是基于热交换。
一、冷凝器 (Condenser)
1. 作用
它是空调系统的“散热装置”。其作用是将压缩机出来的高温、高压气态制冷剂的热量散发到车外的空气中,使其冷凝成中温、高压的液态制冷剂。
简单比喻:就像冰箱背后那根会发烫的管子。
2. 安装位置
通常安装在发动机散热器(水箱)的前方,这样可以更好地利用行驶中撞入的冷空气和冷却风扇进行散热。
3. 结构与类型
现代汽车常用的类型是平行流式冷凝器。
结构:由扁平的多孔扁管、波浪状的散热鳍片以及集流管组成。
工作原理:制冷剂在扁管中流动,车外的空气垂直于扁管方向流过(被风扇或自然风吹),通过鳍片地增加热交换面积,从而高效地将制冷剂的热量带走。
其他类型:还有管带式等,但平行流式因其效率高、重量轻已成为主流。
二、蒸发器 (Evaporator)
1. 作用
它是空调系统的“吸热装置”。其作用是让经节流装置(如膨胀阀)后的低温、低压液态制冷剂蒸发,吸收流经蒸发器翅片空气的大量热量,从而对车厢内的空气进行冷却和除湿。
简单比喻:就像你往手上擦酒精,酒精蒸发时会让你感到凉爽。
2. 安装位置
安装在驾驶舱内,通常位于仪表台内部,和空调鼓风机紧密相连。
3. 结构与类型
同样,平行流式结构也是蒸发器的主流选择。
结构:与冷凝器类似,由扁管、鳍片和集流管组成。但由于其功能是吸热,且处于低压环境,设计上会有些许差异。
工作原理:鼓风机将车内热空气吹过冰冷的蒸发器翅片,空气热量被翅片内的制冷剂吸收,冷却后的干燥空气再被吹回车厢内。同时,空气中的水分遇冷凝结在蒸发器表面,起到除湿效果。
三、共同特点与关键技术
材料:绝大多数为铝合金制造,因为铝的导热性能好、重量轻、耐腐蚀且成本相对较低。
鳍片:为了热交换面积,鳍片通常做成复杂的波浪形或百叶窗式,这样可以破坏空气边界层,增强湍流,提高换热效率。
维护与常见问题:
堵塞:冷凝器和水箱一样,容易被飞虫、柳絮、灰尘堵塞,导致散热不良,空调制冷效果下降。需要定期清理。
泄漏:由于颠簸、腐蚀或碰撞,换热器的管道或焊缝可能发生泄漏,导致制冷剂流失,空调完全不制冷。
蒸发器异味:蒸发器工作时表面会产生冷凝水,停车后潮湿的环境容易滋生霉菌和细菌,再次开空调时会产生难闻的异味。这就需要定期清洗空调风道和蒸发器。