今天我们开启全新的一章系列内容：「汽车空调」。本系列主要从「汽车空调」的基础知识入手，一直谈到「汽车空调」的使用秘诀。全系列篇幅长万余字，超过100张图，敬请关注。
汽车空调的历史
空调的发明是人类对舒适的追求，而汽车空调的诞生，是人类在追求舒适的这条路上，越走越远的开始……所以，首先就让我们来看看前辈们是怎么一步一步地走上这条『不归路』的！我们通过几张图来浅谈一下。
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关于汽车空调的历史，感兴趣的朋友可以上网追溯，其中又不少有意思的故事，由于篇幅的关系，这里就不展开详解，我们还是来看技术。
汽车空调的构成及原理
其实很多人认为汽车空调与家用空调差不多，无非是『将空调装进汽车』那么简单，这种想法不只是普通老百姓有，连部分企业家也有类似的想法……
部分小白对汽车空调的看法（源自网络）
这是……『买空调送汽车』？！（源自网络）
那事实是否真的是这样呢？在我眼里，汽车空调相比家用空调是有很大的差别，主要是因为：
1. 体积要小：大家见过家轿出厂时外装挂机的吗？好像没有吧；
2. 效率要高：所以要以更高的效率完成温度调节；
3.分区控制：这在家用消费级空调市场很难见到，但在家轿市场很常见。
我觉得列举这三点就足以证明两者在设计逻辑和技术路线的巨大区别。
传统汽车空调（左）与电动汽车空调（右）对比（电动压缩制冷式）
此外，随着新能源汽车将成为未来长期的发展趋势，汽车空调也迎来了『翻天覆地』的变化。所以，接下来就让我们好好地来看看汽车空调的构造和原理。
空调的基本原理
不少人会觉得觉得空调制冷和制热是用冷风/暖风来调整温度，这真的是只看到了『狭隘』的表象。实际无论是制冷还是制暖，控制两个不同区域温度的根本思路是：
将热量从一端传递到另一端！也就是『热交换』！
「地源热泵」原理：利用大地与空气 「比热容」的不同进行热交换，从而提供室内的供暖或热水（源自网络）
对汽车空调而言则是：夏天时，空调将车内的热量『送』到车外；冬天时，则是将车外的热量『运』入车内！
通过多根连接在一起的空芯金属管进行「热传递」，当然，这些管子为了吸收/释放更多热量，所以需要更大的接触面积，于是有两段就被绕成了很多回路。
当空调制冷时，我们希望金属管中的状态
一段在车厢外部（室外），一段在车厢内部（室内），也就是我们所说的「冷凝器」（室外）和「蒸发器」（室内），有时两者被统称为「换热器」。
汽车使用的「制冷剂」就是热交换的介质
但是光有金属管并不能产生「热交换」，我们必须在金属管中加入实现「热交换」的重要元素——「制冷剂」（又称「冷媒」或「雪种」）。「制冷剂」 在『蒸发吸热，液化放热』的热力学作用下工作：制冷时，将车内热量吸走，并在车外释放。制热的过程则是将车外的热量转移到车内（「热泵制热」原理）。
有了「制冷剂」，就有了热传递和交换的基础
『绕成回路的连接在一起的管子』与管子里流淌的「制冷剂」组成了「热交换」最基本的部件。
「压缩机」是空调中不可少的部件
不过要实现「热交换」，有「换热器」和「制冷剂」是不够的，「热交换」是一个动态的过程，所以，要让「制冷剂」在「换热器」中流动和变化，此时我们就需要一个产生动力的部件——「压缩机」！
被压缩并流动起来的「制冷剂」使得热交换开始运行
有了「压缩机」后，「制冷剂」便有了流动性，接下来我们就要让「制冷剂」发挥作用了，通过增减管内的压强，改变「制冷剂」的沸点，令其汽化或液化，使得「换热器」能在车内吸热/放热，改变区域温度。
汽车空调部件及工作原理的『雏形』
利用「膨胀阀」控制「制冷剂」进入「换热器」的流量和压力，最终实现高效的制冷/制热效果。最后，用「风扇」（鼓风机）将「换热器」上的高温/低温吹入车内，使得车内的乘客切身体会到空调系统正在做着「热交换」。
热泵热水器原理，即目前大红大火的「空气热水器」
至此，我们就已经了解了最基本的传统（汽车）空调构造和原理。遵循这个逻辑，汽车空调衍生出了许多类别，比如直冷式（间冷式、蓄冷式）、热泵等，后文中我们会详解。
「PTC陶瓷发热元件」成为纯电汽车辅助加热的主流
此外，在制暖方面，还存在着更多可能性，比如电动汽车使用较多的「电暖风芯制暖」就是利用半导体发热元器件通电发热的进行制暖。这部分内容我将在后文详解。
传统汽车空调系统
了解了最基础的原理，我们正式开始认识「汽车空调」：传统汽车空调系统由制冷系统、供暖系统、通风和空气净化装置及控制系统组成。大家先全览一下组成传统汽车空调的主要部件及其作用。
传统汽车空调系统主要部件
传统汽车空调系统原理（膨胀阀式制冷+设备余热式制暖）
传统汽车空调主要部件及其作用
希望想搞清楚汽车空调的读者，能将上面的图表记在心中，以便下文的理解。
制冷原理
传统汽车空调制冷系统构成
汽车空调「制冷系统」主要由「压缩机」、「冷凝器」、「（贮液）干燥器」、「膨胀阀」、「蒸发器」（位于「蒸发箱」中）和「鼓风机」等部件组成。各部件之间采用铜管（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。
传统汽车空调系统制冷基本原理
整个制冷过程，从「压缩机」吸收来自「蒸发箱」的气体「制冷剂」并进行加温加压开始，再送到「冷凝器」进行降温处理，但是压强还是很高，之后到达「储液干燥器」进行干燥处理，再到达「膨胀阀」，在这进行降温降压处理，最后是送回到「蒸发箱」，吸收热量。从而实现『压缩→冷凝（放热）→膨胀→蒸发（吸热）』的制冷循环。
制热原理
传统汽车空调的制热原理相比制冷而言其实简单了很多，特别是常见的「水暖式暖风空调」，属于「余热制暖」。其原理是利用发动机产生的高温热量，通过水暖系统，使得「加热器芯」升温，最后通过「鼓风机」将 「加热器芯」上的热量吹入车内。
水暖式暖风汽车空调（概述）
（冷）空气从「进风口」被「鼓风机」吸入，通过「空调管路」到达「加热器芯」被加热，然后从「出风口」吹出，就是那么简单的一个过程，当然加热的程度是依靠「控制系统」来调整。
「水暖式」暖风汽车空调加热器原理
「加热芯」得到热量的原理也很简单，发动机中的部分高温废气（另一部分直接通过散热器散发或循环）通过管路进入「热水阀」，将「冷却液」（为发动机降温）热量带到「加热器芯」中为其加热，此后就是「鼓风机」将吸入的「冷空气」吹到「加热器芯」上加热，形成暖风。而通过「加热器芯」后被降低温度的空气再次循环到动力系统中进行二次燃烧。所以冬季开车，不打开「A/C」按键也可以吹热风，而且对油耗无影响。
最高能达到700+℃发动机「涡轮增压器」（源自网络）
「水暖式暖风空调」可能是我见过汽车设计中最精妙的一种设计，因为：
1. 原理简单：将「热交换」用最简单和直接的方式表达了出来；
2. 结构精简：基本没有任何多余和附加的部件，这对『寸土寸金』的汽车车身而言难能可贵；
3. 能源利用：全力压榨发动机产生的任何能力，我们知道目前汽车燃油发动机最高的燃烧效率也不过40%左右（光发动机就浪费了汽油60%的能源），从这仅存40%的能量中工程师不惜一切地压榨出每一焦能量。
所以，你认为汽车空调还是这样的一个东西吗？
下一期开始，我们好好聊聊市面上各种空调养护的套路，大家敬请期待~~
