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英文文献翻译（1）
汽车空调系统的实验分析
摘要
本文对汽车空调系统进行了详细的研究和实验。改变环境、蒸发器、冷凝器温度和压缩机转速, 并对系统的性能进行了研究。分析了冷却负荷、压缩机功耗、制冷剂质量流量、COP 值、最小和最大系统压力波动情况, 并对结果进行了图解, 确定了最佳运行条件。
简介
空调已经成为大多数车辆的标准配置，提高了舒适性和安全性。现代化的系统集成了冷却、加热、除雾和除霜、空气过滤和湿度控制。这些系统通过允许窗户保持关闭来提高乘客安全性，通过可选择的温度来提高驾驶员的警觉性，并且在恶劣天气期间通过除雾和除雾来增加可见度。因为消费者期待较高的舒适性和安全性，节能空调被认为对消费者接受未来的电动、燃料电池和混合动力车辆至关重要。
汽车空调系统
大多数汽车空调系统使用蒸气压缩制冷系统（见图1）。压缩机连续循环以满足车厢的冷却要求。大多数压缩机是与发动机耦合的皮带驱动装置，其循环率直接与汽车车速有关。对于诸如大客车之类的大型汽车来说，则采用单独的内燃机来驱动蒸汽压缩式制冷系统的压缩机。
图1
蒸汽压缩制冷系统
从图1可以看出，汽车空调系统的主要部件是压缩机，蒸发器，冷凝器和膨胀阀。压缩机是空调系统的核心。压缩机安装在发动机上，由皮带驱动。在压缩机的前面有一个给压缩机提供能量的电磁离合器。冷凝器通常在散热器前面。膨胀阀控制进入蒸发器的制冷剂流量。膨胀阀有一个带有测温筒的毛细管，可以控制它的开启或关闭程度。测温筒和制冷剂内部压力相互平衡，以准确控制所需制冷剂的量。测温筒安装在蒸发器的输出端。如果没有足够的制冷剂冷却蒸发器，则该测温筒将感测到并让更多制冷剂通过，反之亦然。蒸发器是从车辆内部除去热量（冷气）的热交换器。它位于乘员舱内或附近，通常安装在防火墙上。当制冷剂（R134a）通过蒸发器时，来自空气的热量传递导致制冷剂蒸发。离开蒸发器的气态制冷剂被压缩机压缩到较高的压力和温度。接下来，制冷剂通过冷凝器，制冷剂在其中冷凝，并且从制冷剂到冷凝器的气流传热。最后，制冷剂进入膨胀阀并膨胀到蒸发器的压力。制冷剂作为两相液体 - 蒸汽混合物离开阀门并进入蒸发器以再次开始循环。通过蒸发器的气流既可能是乘员舱里面的再循环空气或者是外界吸入的空气，也有可能两者皆备。
当通过压缩机的质量流量等于蒸发器中产生的蒸汽量时，制冷剂系统达到稳定操作状态。汽车空调系统设计用于在宽广的热负荷条件下运行，因此在大多数运行条件下，固定容积压缩机的容量大于需要的容量。为了使系统能够在宽广的环境参数条件下工作，压缩机基于低制冷剂压力进行循环。当蒸发器中的压力低于所选的预设值时，压缩机将关闭，以确保冷凝液不会在蒸发器上结冰。即使在压缩机关闭之后，膨胀阀上仍会存在压力不平衡，这将迫使制冷剂从冷凝器流向蒸发器。当蒸发器充满制冷剂时，其压力将增加。一旦低压侧制冷剂压力达到预设水平，压缩机将重新启动。压缩机以这种方式连续打开和关闭。因为压缩机是连接到发动机的皮带驱动装置，所以当发动机速度变化时，压缩机速度也变化，这导致制冷剂质量流率的波动。压缩机的开启和关闭位置由电磁离合器提供。
为了加热乘客舱，热交换器位于蒸发器旁边。当发动机的冷却水通过换热器内部时，空气流过换热器。
有几种不同类型的汽车空调系统：接收器干燥器（过滤干燥器）-膨胀阀系统使用膨胀阀控制制冷剂流量并循环压缩机离合器以控制蒸发器温度。蓄能器-孔板管系统使用一个固定孔和一个蓄能器来控制制冷剂流量，使压缩机离合器循环以控制蒸发器温度。吸气节流阀系统使用膨胀阀来控制流入蒸发器的制冷剂，用吸气节流阀控制流出蒸发器的制冷剂。最后一个系统不会使压缩机离合器循环，而是将压缩机吸入循环到蒸发器。
实验装置
实验装置的示意图如图2所示。压缩机是一个与电动机连接的皮带驱动装置。通过改变频率来控制电动机速度。压缩机和电动机速度由光学转速计测量。
图2
实验装置
实验测量仪器
电动马达：用于驱动压缩机。
型号：Gamak，型号：GM 112 M2，电压：380V，Amp：8A，Cos cp：0,89，功率：4kW（5,5 HP），Rev：2880 rpm
变频器：用于控制电动机的速度。
类型：PWM正弦波，输出电压：3x380V，输入电压：380Vplusmn;10％50/60Hz
便携式多相功率表：位于变频器前方，用于测量系统功耗。
类型：横河电机，功率等级：0-12kW
压力表：测量蒸发器和冷凝器压力。
1）冷凝器入口，类型Pakken，测量标度：0-100 kg/cm2
2）蒸发器入口，类型Pakken，测量标度：0-6 kg/cm2
热电偶：测量表1中提到的11个点的温度。
表1
热电偶位置
计算
空气流量：
充气室（如图3所示）位于蒸发器出口处以测量空气流量。 空气速度由皮托管测量，流量通过增压室横截面积来计算。有四个孔（1,2,3,4）用于测量静压，三个孔（5,6,7）用于皮托管。为了确保在风道的45个点测量风速。
图3
位于蒸发器出口处的充气室
电动机功耗：
测量电动机的功率消耗，如图4所示。在这个系统中，力矩由公式 （1），功耗由式（2）。
图4
电动机连接
M=Fl (1)
其中，M是力矩（Nm），F是力（N），l是力矩臂（本实验中= 0.19m）（m）
Wem=M(2)
其中，Wem是电动机功率消耗（W），nem是电动机速度（rpm）
蒸发器冷却能力:
(3)
其中，Qevap为蒸发器冷却能力（kW），为通过蒸发器的空气流量（kg/s），和分别为入口和出口处的空气焓（kJ/kg），为冷凝水流量速率（kg/s），为冷凝水焓（kJ/kg）
确定系统性能的最常见方法是使用第一定律效率或性能系数（COP），其取决于压缩机功耗（Wcomp）
COP= （4）
实验结果
针对不同的环境温度，蒸发器和冷凝器温度以及不同的压缩机速度进行实验。冷凝器温度的影响如图5-10所示。在这些实验中，环境温度为16℃，压缩机转速为2500rpm。从图5-10可以看出，当冷凝器温度升高时，冷却能力增加到一定程度后趋于下降。压缩机功耗取决于冷凝器温度的增加而增加。这是因为，如果冷凝器温度升高，那么冷凝器压力升高，这导致压缩机功率消耗增加。由于压缩机功耗增加，系统功耗也增加。当冷凝器温度升高时，制冷剂流量略有增加。由于冷凝器压力以及压缩机功率消耗增加，所以系统的COP降低。
蒸发器温度的影响如图11-17所示。通过调节供应到蒸发器的空气来改变蒸发器的空气入口温度。在这些实验中，环境温度为16℃，压缩机转速为3000rpm。当进气温度升高时，蒸发器表面温度和空气温度之间的差值增加，蒸发器冷却能力也增加。这也会导致蒸发器和冷凝器温度和压力的增加。另外，压缩机功耗和系统功耗增加。如果蒸发器空气入口温度升高
则系统的COP也增加。因为蒸发器冷却能力的增加大于压缩机能耗的增加。
图18-24显示了环境温度的影响。在这些实验中，环境温度在14-20℃之间变化，压缩机转速为3000rpm。当环境温度升高时，蒸发器的制冷量增加。由于蒸发器表面温度与空气温度之间的差值增大，所以蒸发器冷却能力增加。环境温度的升高导致冷凝器温度和压力以及压缩机和系统功耗的增加。
图25-31显示了压缩机速度的影响。 环境温度为15℃，压缩机速度在实验期间在1750-3150rpm之间变化。当压缩机速度增加时，制冷剂流量也增加。因此，蒸发器制冷量和压缩机以及系统功耗增加。但是，由于压缩机功耗的增加大于蒸发器冷却能力的增加，所以系统的COP降低。
结论
在对汽车空调系统进行实验之后，得出结论：
- 冷却能力增加时，如果冷凝器温度和压缩机速度增加，但由于压缩机功率消耗的增加较大，系统的COP降低。
- 冷凝器的温度和压力，而不是蒸发器的温度和压力会受到影响。冷凝器温度在16-42℃之间变化，压力在5-11bar之间变化。另一方面，蒸发器温度在-16和-3.8℃之间变化，压力在2.25-2.55 bar之间变化。当冷凝器温度升高时发生最大效应。
- 当冷凝器，蒸发器和环境温度变化时，制冷剂流量略有变化。然而，当压缩机速度增加时，它会剧烈变化。当压缩机速度在1750rpm至3150rpm之间变化时，制冷剂流量从0.016kg/s增加至0.030kg/s。当分析冷凝器温度的影响时，其保持在约0.023kg/s。在蒸发器和环境温度测试时，它保持在0.028 kg/s左右。
- 如果蒸发器的空气入口温度升高，则蒸发器表面温度和空气温度之间的差值增加，蒸发器冷却能力（最高3.5kW）也会增加。当发生这种情况时，由于蒸发器冷却能力的增加大于压缩机功耗的增加，因此系统的COP增加。
参考文献
英文文献翻译（2）
汽车空调用平板翅片吸附床的热设计和几何参数优化
摘要：
吸附床设计和性能对系统的整体性能有极大的影响。在本研究中，开发了一种分析模型来确定扁平管翅式吸附床的最佳几何参数和热参数，以达到最大系统性能。这种类型的热交换器的重量、成本，体积和热传导性均大大降低，使其成为汽车应用中吸附床的理想选择。结果表明，随着扁管厚度和翅片间距的减小以及翅片厚度和水通道壁厚的增加，吸附床的整体热导率和最大实际比冷却能力增加。将通道间距从设计值减小到最小允许值（0.004 m）时，比热导率增加2.5％。根据已经研究的热参数，吸附剂热导率是吸附床中最敏感的导热参数。通过减少金属床和传热流体的质量以及工作对的解吸热量，系统性能也显著增强。
- 简介
通过减少能源服务消耗和通过高效的能源使用来减少能源消耗已成为当今重要的课题之一[1]。近年来，热驱动吸附系统的研究活动受到了很多关注。吸附系统可由废热和低品位热源（lt;100℃）驱动，并使用氨或水等环保制冷剂[2,3]。除了环境效益和节能外，这些系统还具有许多其他优点，例如缺少移动部件，运行成本低，无振动操作和简单控制[4,5]。这些特性使其适用于汽车空调系统，利用发动机运行的废热而不会损失机械能，这也可以减少碳足迹[6]。
然而，与常规系统相比，吸附系统的主要缺点是其能量效率低（COP和SCP），尺寸和质量大且投资成本高。这些缺点阻止了吸附系统的商业化和广泛利用，特别是在汽车应用中[7,8]。吸附床中的良好传热性能增加了总传热系数和吸附剂与传热流体之间的传热速率[9]。在类似的观点中，良好的传质性能将减少吸附剂在吸附剂中的扩散时间，缩短循环时间，进而提高整个系统的性能[10]。
因此，吸附系统对提高效率的需求鼓励科学家寻求在吸附-解吸循环过程中改善吸附剂床中传热和传质的可能性。大部分探究主要集中在吸附剂/被吸附物对的吸附性能，吸附/解吸循环以及吸附床的设计改进[11]。不同类型的换热器用于吸附床，如板翅管，毛细管束HE [12]，带翅片的平板型HE [13]，蛇形扁管HE和螺旋板HE [14]。许多研究人员提出了各种类型的吸附床设计，以提高吸附床中的传热速率[15-22]。
Verde等人。[23,24]在理论上和实验上研究了一种用于汽车空调系统的硅胶吸附系统的性能。使用扁平管翅式热交换器作为吸附床。提出了一种改进的非平衡集总参数模型来预测系统在不同实际行驶条件下的动态性能。为了探索系统性能的进一步改善，已经进行了不同的设计配置和操作策略。结果显示，在系统中使用两个散热器而不是一个散热器可使制冷量提高7.0％，并将座舱温度降低9.1％。
有关吸附床几何参数与翅片对系统性能影响的信息相对有限。Rezk [25]在理论上研究了各种吸附床传热增强技术对双床吸附式制冷机组性能的影响。结果表明，散热量和COP随散热片间距比的增加而增加，在散热片间隔比为2时，散热量和COP分别达到最大值的25％和10％。Hamid和Iman [26]建立了一种吸附HE的瞬态二维模型，由铝制成，与其他换热器相比，具有重量轻，热容量低（热损失小）的优点。文献调查相对局限于这种类型的吸附床。因此，需要对这些类型进一步研究。
- 系统描述
图1（a）显示了实验室车载吸附式制冷机的图片，并安装在汽车上（图1（b））。系统描述、部件和系统的工作原理、硅胶-水空调吸附系统，已在我们之前的工作[22,23]中详细描述。该系统是在TOPMACS项目[30]框架下设计和测试的，用于汽车空调。如图所示，该系统由四个热交换器组成，即蒸发器，冷凝器和两个吸附器/解吸器热交换器（床1和床2）。
每
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