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什么是热？热是一种能量，温度低就是因为缺少热能。我们有能力将它从一个地方移到另一个地方。热总是从高温物体传到低温物体，传输效率或速度取决于两物体之间的温差。

制冷循环是通过制冷剂将热量从低温物体或环境移向高温物体或环境的循环过程，由热力学第二定律可知，这一循环不可能自动、无补偿的进行，必须提供机械能或热能等能量进行补偿，使循环得以实现。

热力学第一定律：热能可以传递，也可与其他能量相互转换，在传递与转换时能量守恒。

热力学第二定律：能量传递的方向性，自发过程。

热力学基本概念

焓：指热力学中表示物质系统能量的一个状态函数，常用符号H表示。数值上等于系统的内能U加上压强p和体积V的乘积，即H=U+pV，物质所带能量的多少。

焓差法：全称空气焓差法或空气焓值法，是一种测定空调机制冷、制热能力的试验方法。焓的变化（△H）等于系统所吸收或释放的热量。它对空调机的送风参数、回风参数以及循环风量进行测量，用测出的风量与送风、回风焓差的乘积确定空调机的能力。

大气压力：在物理学中，把纬度为45度海平面（即海拔高度为零）上的常年平均大气压力规定为1标准大气压（atm），此标准大气压为一定值，其值为1标准大气压=760毫米汞柱=1.033工程大气压=1.0133X105Pa=0.10133MPa。

表压：指压力表所指示的压力，大气压力为0。

绝对压力：指将完全真空状态的压力定位0时的压力。绝对压力=表压+大气压（0.1MPa）

饱和温度：指液体和蒸汽处于动态平衡状态，即饱和状态时所具有的温度ts。饱和状态时，液体和蒸汽的温度相等。

饱和温度一定时，饱和压力也一定；反之，饱和压力一定时，饱和温度也一定。压力升高，会在新的温度下形成新的动态平衡状态。物质的某一饱和温度必对应于某一饱和压力。

过热度：工质目前的实际温度比实际压力所对应的饱和温度高出几度。一般在蒸发器出口，和压缩机排气口，工质的实际温度要比实际压力所对应的饱和温度高，这时候就涉及到过热度（吸气过热度和排气过热度）.

过冷度：工质目前的实际温度比实际压力所对应的饱和温度低几度。一般在冷凝器出口，工质的实际温度要比实际压力所对应的饱和温度低，这就涉及到过冷度。

吸气过热度的作用：吸气如果完全无过热度，就有可能产生回气带液，甚至引起湿冲程液击损坏压缩机。为了避免此种现象，就需要一定的吸气过热度，以保证只有干蒸汽进入压缩机(因冷媒性质决定，过热度的存在表示液态冷媒的完全蒸发）。

但是，过热度太高也有缺点，过热度偏高会引起压缩机排气温度（排气过热度）升高，压缩机运行工况恶化寿命降低。

比热容：单位质量的工质在温度每变化1K时所吸进或放出的热量KJ/(kg.K)。

干球温度：是指从暴露于空气中而又不受太阳直接照射的干球温度表上所读取的数值。

湿球温度：指在绝热条件下，大量的水与有限的湿空气接触，水蒸发所需的潜热完全来自于湿空气温度降低所放出的显热，当系统中空气达饱和状态且系统达到热平衡时系统的温度。球包着湿纱布的温度计叫做湿球温度计，用它测得的温度叫做湿球温度。

传热基本概念

热量传递可以通过以下三种途径中的一种或多种。

1、热传导

热通过固体或液体等介质来传播，从物质中的一个分子传到另一个分子。

2、对流

对流是通过移动传热介质来进行传热的一个过程。传热介质是流动的，处于液态或气态。

3、热辐射

热能够通过辐射线传递，可以从一个地方传到另一个地方却不加热它所经路径的空气。热辐射受到辐射体和接收体双方颜色和结构的影响。

显热与潜热

显热可以感觉到，它可以通过温度计测量，如我们给水加热，水的温度会增加，这就是显热。如果再给100度的水加热，其中一些水会沸腾，但温度保持100度，潜热导致物质状态变化，但不改变温度。空调的原理就是利用潜热原理和物态转换。

什么是热管理？

利用加热或冷却手段对其温度或温差进行调节和控制的过程。

加热

生活中常见的加热方式分为以下两种：

1、电加热器

电加热器是将电能转化为热能的过程。常见应用包括空间加热、烹饪、水加热和工业过程。一个电加热器是一种电，一个电流转换为热的设备。每个电加热器内部的加热元件都是一个电阻器，其工作原理是焦耳加热，电流通过电阻器会将电能转化为热能。

2、热泵

热泵使用电动机来驱动制冷循环，该循环从诸如地面或外部空气等来源吸取热能，并将这些热量引导到要加热的空间中。有些系统可以颠倒过来，使内部空间冷却，并将暖空气排放到室外或地下。

制冷

制冷理论的基础—逆卡诺循环。

逆卡诺循环包括四个步骤，都为可逆过程：

绝热膨胀

等温膨胀

绝热压缩

等温压缩

逆卡诺循环是理想制冷循环，利用液体汽化法实现逆卡诺循环，必须具备的热工设备是压缩机、节流装置、蒸发器、热交换器和冷凝器五大主件。

1、压缩机

汽车空调压缩机是汽车空调制冷系统的心脏，起着压缩和输送制冷剂蒸汽的作用。

2、节流装置

基本原理：连续流体介质在管道中运动的过程中，流经管道内预置的节流装置时，其流速将会在节流装置处形成局部的缩径状态，从而使流体介质的流速增大，静水压力相对降低。这种状况就会在节流装置（孔板）上游和下游产生压力降（压差）。流动介质的流量相对越大，那么在节流装置上下游所产生的压差也会越大。

常见的节流装置有以下三种：电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管。

其中，毛细管价格便宜，结构简单，使用寿命长，但由于其流量不可调节，一般只适用于精度要求不高的制冷系统中。电子膨胀阀相较于热力膨胀阀，调节精度更高，调节范围也更大。

3、蒸发器

蒸发器是一种热交换器，低温的冷凝液体通过蒸发器，与外界的物质进行热交换，气化吸热，达到制冷的效果。

4、热交换器

常见的热交换器有以下两种：

（1）翅片式换热器

翅片式换热器是气体与液体热交换器中使用较为广泛的一种换热设备。它通过在普通的基管上加装翅片来达到强化传热的目的。基管可以用钢管、不锈钢管、铜管等。翅片也可以用钢带、不锈钢带、铜带、铝带等。

翅片式热交换器的设计，主要集中在片距、管内容积、表面积、热交大小、冷媒流道走向等方面。一款优秀的翅片式热交换器在满足性能相关参数要求的同时，应将成本降至最低。

由于蒸发器的温度常常低于空气露点温度，所以必不可免得会有冷凝水凝结在蒸发器上。为了保证冷凝水不会阻碍通风，减小换热面积，厂家在生产翅片式换热器时，会在翅片上涂上一层亲水性的涂层，以此来帮助冷凝水的流动，防止冷凝水聚集。

（2）板式换热器

板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。板式换热器是液—液、液—汽进行热交换的理想设备。

特点：

a.传热系数高

b.对数平均温差大，末端温差小

c.占地面积小

d.容易改变换热面积或流程组合

e.重量轻

f.价格低

g.制作方便

h.容易清洗

i.热损失小

j.容量较小

k.单位长度的压力损失大

l.不易结垢

m.应用广泛

n.使用寿命长

o.工作压力不宜过大，可能发生泄露

p.易堵塞

5、冷凝器

冷凝器与蒸发器相似，也是一种热交换器，但不同的是蒸发器吸收热量，冷凝器放出热量。同一个制冷系统中，在热平衡的条件下，蒸发器所吸收的热量与冷凝器放出的热量相等。

辅助图表

为了帮助对制冷系统微观变化的理解，常用的有以下两种图表：

1、焓湿图

焓湿图可以体现湿空气的状态，用以反映与换热器热换热后湿空气的变化。

图上画出了定含湿量d，定蒸汽分压力pV，定露点温度td、定焓H、定湿球温度tw，定干球温度t、定相对湿度各组线簇。

2、压焓图

压焓图体现的是换热器中冷媒的状态，每一种冷媒都对应一个压焓图曲线。在制冷系统中，冷媒的变化是主要的研究内容，从冷媒的状态即能看出一个热交换器设计的合理与否，亦或者存在故障或缺陷。

压焓图曲线的含义可以用一点（临界点）、二线（饱和液体线、饱和蒸汽线）、三区（液相区、两相区、气相区）、五态（过冷液状态、饱和液状态、过热蒸汽状态、饱和蒸汽状态、湿蒸汽状态）和八线（等压线、等焓线、饱和液线、饱和蒸汽线、等干度线、等熵线、等比体积线、等温线）来概括。

汽车热管理

汽车热管理是从整车角度统筹车辆发动机、空调、电池、电机等相关部件及子系统相关匹配、优化与控制，有效解决整车热相关问题，使各功能模块处于最佳温度工况区间，提高整车经济性和动力性，保证车辆安全行驶。

新能源汽车热管理包括空调系统（制冷/热泵/PTC）、电池热管理系统（风冷式/液冷式/直冷式）、电机电控冷却系统（液冷/独立换热）以及PHEV车型独有的发动机冷却和变速箱冷却系统。热泵空调将逐渐成为新能源乘用车的标配，已有越来越多的新能源汽车采用热泵空调系统。

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