文献综述
建筑环境与设备工程
汽车空调的制冷原理与优化分析
前言
现如今车辆成为了交通运输不可获缺的工具，其中汽车空调的运用也是广泛性的。
如何掌握其运行原理和优化汽车空调的系统，是一项极具意义的事。
正文
实质上汽车空调制冷基本原理与其他制冷装置原理根本上是相同的[1]。
制冷剂工质是在液态时从蒸发器中吸热制冷，低温液体吸收汽化潜热变成能够用来制的冷气体被压缩机吸入并压缩，被压缩的气体压力和温度都增高，之后流进冷凝器，冷凝器对制冷剂气体进行冷凝，冷凝后的高温高压液体储存在冷凝器底部及储液器中，冷凝时放出的热量由风机带出并散到车外，当高温高压的液体流经膨胀阀后，以低温低压的液体状态再进入蒸发器吸收汽化潜热而制冷，这样反复的进行，以达到制冷循环的进行[2]。
但是车体的运动特性[3]，使得不应该以常规的眼光去看待车辆中的空调装置，必须要考虑到车辆的特殊性，所以必须对其进行合理的优化。
优化不仅仅只是对于单独的系统，就如今的环境效益以及节能效益来看，还必须要考虑到节能及环保。
在汽车空调和我们接触很多的家用空调中所用的制冷剂都差不多。
都是利用R134a和R12或是压缩释放的瞬间体积急剧膨胀就要吸收大量热能的原理制冷[4]。
但是R12这种制冷剂会释放对大气臭氧层的破坏，出于环保的要求大部分发达国家从1996年开始改用R134a做制冷剂的，汽车空调的构造和家用的分体空调类似，它的压缩机往往是安装在发动机上，并用皮带驱动，但也有直接驱动的，冷凝器安装在汽车散热器的前方[5]，而蒸发器在车里面，工作时从蒸发器出来的低压气态致冷剂流经压缩机变成高压高温气体，经过冷凝器散热管降温冷却变成高压低温的液体，再经过贮液干燥器除湿与缓冲，然后以较稳定的压力和流量流向膨胀阀，经节流和降压最后流向蒸发器[6]。
致冷剂一遇低压环境即蒸发，吸收大量热能。
车厢内的空气不断流经蒸发器，车厢内温度也就因此降低。
液态致冷
剂流经蒸发器后再次变成低压气体，又重新被吸入压缩机进行下一次的循环[7]。
在整个系统中，膨胀阀是控制致冷剂进入蒸发器的机关，致冷剂进入蒸发器太多就不易蒸发而太少冷气又会不够，因此膨胀阀是调节中枢。
而压缩机是系统的心脏，系统循环的动力源泉[8]。
虽然说汽车空调的空调系统的原理与其它空调系统是相同的，但汽车空调是移动式车载的空调装置，相对而言与固定式空调系统相比，动转条件更恶劣，随汽车行驶的颤振，空调系统的制冷剂比固定式更容易泄漏，空调系统的维修与保养也比固定式频繁[9]，空调装置中风路系统在吸入新风时常常会将尘土吸入，堵塞过滤网及蒸发器，在清洗过程中又往往会把制冷剂泄放到大气中去。
造成臭氧层消耗，破坏了环境[10]。
汽车空调是并非传统意义上的舒适性空调，其安装位置是在移动的车上，最终目的是为乘坐者提供舒适的内部环境。
因此，进行汽车空调系统的优化设计，不仅要考虑系统的运行特性，还要考虑空调车室内空气的动态特性，空调车室内人体的舒适性要求应在优化设计中得到体现[11]。
车室内空气的降温速度与降温幅度是衡量车室内人体适舒性的重要参数，并且与系统的动态特性有非常密切的联系。
不同的空调车室设计目标不同，一般情况下，空调系统的设计以系统性能最佳为设计目的，而对于车辆的车室，必须要综合考虑系统动态性能和车内人体热舒适性要求[12]。
为此，对该系统进行优化计算时，应根据不同的设计要求选择优化目标函数。
以前的制冷空调系统优化设计，大多是对部件进行稳态工况优化设计，仅有的制冷空调系统的优化设计也是以系统性能作为优化目标，没有体现出车室内人体的热舒适性要求[13]，没有综合考虑系统的动态性能与车室内人体热舒适性的关系[14]。
而车辆的基本目的是为了运载乘客，不仅如此，还应该让乘坐的乘客有舒适性的享受。
尤其在夏季，室外气温之高，加上汽车内部本身是一个封闭体，太阳辐射进入车体，封闭的车体不仅无法把多余的热量排出，车辆发动机的运行，更加会产生大量的余热，使得车体需要一个稳定有效的空气调节系统[15]。
总结
经过以上的论述，初步可以了解到汽车空调的运行原理。
虽然说其无外乎是制冷剂从压缩机到冷凝器到膨胀阀再到蒸发器这样一个循环以产生制冷效果，但
是仅仅把它当作普通的舒适性空调原理进行处理，似乎也太过于简易。
可见汽车空调原理在普通循环的基础之上还要加上一部分特殊的处理，从而使之有异于一般空调，以求适应车辆本身，并且从节能环保，车辆动态角度看优化空调系统也可以说是迫在眉睫。
参考文献：
[1] 陈芝久，阙雄才，丁国良.制冷系统热动力学[M].北京：机械工业出版社，1998.
[2] 郝军.汽车空调[M].北京：机械工业出版社，2001
[3] 刘维华.变环境参数汽车空调系统动态仿真[D].上海：上海交通大学动力与能源工程学院，1995.
[4] Hamilton J F, Miler J L. A simulation program for modeling an
air-conditioning system[J].ASHRAE Trans,1990,96(1):213-320.
[5] 吴业正.制冷原理[M].西安交通大学出版社，2002
[6] 孙学军.空调车室气流场数值模拟与汽车空调系统优化研究[D].上海：上海交通大学动力与能源工程学院，1997.
[7] 陈江平，阙雄才.汽车空调使用技术[M].机械工业出版社，2002.
[8] 王金墩，姜再柱，王海涛.浅析暖通空调系统中的节能问题[M].机械工业出版社，2005.8(5)
[9] 方贵银，李辉.汽车空调技术[M].北京：机械工业出版社，1999.
[10] 宋晓梅.中型汽车空调设计[J].长春汽车研究出版社，2003，75-80.
[11] 范明玉,张莹.最优化技术基础[M].北京：清化大学出版社，1982.
[12] 陈孟湘. 提高汽车空调经济性和舒适性的探讨[J].专用汽车，1995，2-5.
[13] 吴文江，袁仪方.实用数学规划[M].北京：机械工业出版社，1993.
[14] John Meyer, George Yang, Evangelos Papoulis. R134a Heat Pump for
Improved Passenger Comfort, SAE paper, No. 2004-01-1379.
[15] 孙学军，阙雄才，陈芝久.汽车空调系统蒸发器冷凝器优化计算[J].制冷学报，1996，(2)：23-29.。