汽车空调系统蒸发器的特性分析外文翻译

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1、出处： Shen C C, Lu J H. Analysis of the performance of the evaporator of automotive air conditioning systemJ. International Journal of Automotive Technology, 2014, 15(1): 19-38. 中文 8564 字 毕业设计 （ 论文 ）译文 题目名称：汽车空调系统蒸发器的特性分析 学院名称：能源与环境学院 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师 ： 2014 年 03 月 25 日 1 汽车空调系统蒸发器的特性分析 摘要 本研究的目的是

2、建立汽车空调系统蒸发器的理论模型并进行模拟来评估操作参数，环境条件，以及设计参数对蒸发器的性能的影响。汽车空调系统主要由四个组件构成：压缩机，冷凝器，制冷剂控制器，和蒸发器。蒸发器中的制冷剂流可以被划分为两个区域：蒸发区和过热区。在第一个区域中的制冷剂是一个二相流，在第二个的区域中的制冷剂处于过热蒸汽状态。 蒸发器的内部流过的空气也可以分为两个区：非饱和区和饱和区。水蒸汽凝 结在饱和区，而在非饱和区无凝结水。因为制冷剂流量和空气流是彼此垂直的，制冷剂在蒸发区和所述过热区的分布不与空气中的非饱和区和饱和区的分布重合。本研究探讨不同的设计参数，环境条件和冷却能力与过热的运行参数对空调系统的影响 .

3、 设计参数包括制冷剂通道的长度，空气通道的长度和散热片的厚度。环境条件，包括进气口温度和绝对湿度。操作条件包括制冷剂入口焓，进气流量，以及制冷剂质量流量。模拟的结果表明，相同外形尺寸下， 50 微米米宽度的鳍片具有最大的冷却能力，比这厚或薄的鳍片只能降低冷却能力。不同的外部尺寸下，更长的制冷剂管 和空气通道产生一个更大的冷却能力，然而，如果制冷剂的流量是固定的，增加的冷却能力会变得越来越少，因为气态制冷剂的传热能力是有限的。在这项研究中，制冷剂通道的长度增加，制冷量即可同比增长 19，并且空气通道的长度增加可提高 22的冷却能力。此外，我们发现在本研究中，降低制冷剂入口焓 ,进气流量，空气入口

4、温度，以及入口绝对湿度，或增加制冷剂质量流量，将延伸过热区和减小制冷剂的过热度。我们也发现，空调机的冷却能力在制冷剂质量流量和入口焓改变时易受影响，在研究中变化超过工作范围的 50被发现。然而，改变进气的温度，绝 对湿度，及入口空气流速仅导致在有条件的检测范围内介于10和 20的变化。最后，本研究包含这些变量及模拟的冷却能力之间的相关性，从而使相关的研究人员能够更容易地根据不同的环境条件和操作参数评估空调的性能。 关键词 ： 汽车空调，制冷，制冷量，露点温度，过热 1.引言 为了在炎热的夏天给汽车客舱提供一个舒适的环境和在雨天通过除雾车窗 2 确保安全的驾驶环境，汽车空调（ AAC）的系统被广

5、泛应用于现代汽车。大多数汽车空调系统是用 HFC-134a 作为制冷剂的蒸汽压缩式。传统上空调系统是由发动机通过皮带驱动，并且在压缩机和发动 机之间的速度比是固定值。因此，空气的温度开关空调只是控制电磁线圈开关与否，控制压缩机旋转与否，是能够适应加载打造一个高效的制冷输出的变化。一个高效的汽车空调应使用与采用国内航空空调相似的变频空调。压缩机，冷凝器风扇和蒸发器风扇，以及所述膨胀阀的开度的速度，应在响应所有被调整的负载变化，从而最大化操作效率。换言之，汽车的内部热负荷应该对应于一组压缩机的转速，冷凝器风扇转速，蒸发器的风扇速度，以及膨胀阀的开度。根据这有效地平衡系统，如果由于干扰，压缩机速度的

6、增加，只要该膨胀阀的开度是恒定的，低压力将减少 ,高压力 将上升，增加了整体流量。然而，制冷剂的密度也将减少，减少质量流率的变化。另外，因为冷凝器风扇和蒸发器风扇的速度将保持不变，改变系统的冷却能力将是有限的。 随着全球能源短缺，对大型车辆的高能耗亟待破解。具体来说，使用空调器消耗的能源占一辆汽车能源消耗总量的 12至 17，以什么方式节约能源成为空调系统设计的一个重要问题（兰伯特和 Jones， 2006；哈米德等人， 2011）。倡导节能减碳，电动汽车摩托车应成为未来汽车发展中的一个重点。然而，由于在当前的电池的能量储存的局限性，长距离行驶电动汽车需要车辆各部分更高 的效率。因此空调系统的

7、效率，是有待改进的课题之一。空调效率被定义为性能（ COP）的系数，并且由压缩机的功率消耗的冷却能力得到。 Jabardo 等，（ 2002）研究了不同的操作条件的汽车空调的性能系数，并发现它的值在 2 和 3 之间的范围内变化。蒸汽压缩式空调机由于其显著的效率，小体积和重量最小被广泛应用于汽车摩托车。蒸气压缩式空调机包含一个压缩机，两个热交换器和一个制冷剂流量控制装置。一个热交换器是采用的低温蒸发，在压缩机的吸入创建一个低压环境，使得制冷剂可以很容易地蒸发，从周围空气中吸收热量，产生制冷作用。另一个热交换器是高温冷凝器 ,高压和由压缩机输送的高温制冷剂蒸汽被冷凝液化，使得热量可以被移动到体系外而且制冷剂可以不断地重复使用。最近，由于改善了材料和技术，热交换器的体积已经减少了很多 ； 近来，由于改进的材料和技术，热交换器的体积已经减少了很多，但是，为了提高车辆的内部装饰的空间，热交换器的体积，必须进一步降低。本文建立了蒸发器的数学模型来模拟其运作，并