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摘 要：随着汽车工业的迅猛发展和人民生活水平的日益提高，汽车开始走进千家万户。2014年，全国汽车产销分别为2372万辆和2349万辆，同比增长7.3%和6.9%。其中，乘用車产销分别为1992万辆和1970万辆，同比增长10.2%和9.9%；商用车产销分别为380万辆和379万辆，同比下降分别为5.7%和6.5%。汽车在人们生活中越来越重要，对汽车舒适性要求也越来越高，汽车空调系统是满足舒适性的基本设备之一。面对油价上涨能源紧缺的问题，如何在不降低乘坐舒适性的前提下来提高空调的节能与环保性能就显的尤为重要。空调系统占燃油动力消耗的8-12%[2]，因此汽车空调的节能设计也越来越重要。
关键词：汽车空调；节能；环保；设计
1.背景介绍
全世界许多国家和地区的经验证明，机动车燃油经济性标准是控制交通领域石油需求和温室气体排放最有效的工具之一。尽管在过去的20年美国在轻型车燃油经济性指标方面停滞不前，但世界上其他国家和地区，尤其是欧盟、日本，以及最近中国和加州，在不断向前发展，制定新的或加严的温室气体排放标准。我国今年开始全面执行百公里6.9升的油耗限值标准。根据工信部发布发布了新修订的《乘用车燃料消耗限值》及《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》这两项强制标准将于2016年1月起执行，每年将设置油耗达标值，直至2020乘用车平均油耗将降至5.0L/100km。降低油耗减少排放是汽车行业发展的大势所趋，空调系统占燃油动力消耗的8-12%[2]。因此空调的节能对汽车降耗有着重要的作用。
2.节能措施
汽车空调和我们熟悉的家用空调制冷原理是一样的。都是利用R12或是R134a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。压缩式制冷机的节能是一个牵涉面很广的问题，可以从许多方面予以考虑，包括制冷循环、制冷剂的选择，压缩机和换热器的设计，装置的选配设计和布置，空调的使用等予以说明。
2.1制冷剂的选择
当蒸发温度及冷凝温度给定时，采用不同制冷剂其制冷系数仅随制冷剂的标准沸点而改变，根据计算标准沸点越高，则其制冷系数越高，因之因选用标准沸点高的制冷剂。但这不是选择制冷剂时考虑的唯一因素，应连同其他因素综合考虑，以选定合适的制冷剂。考虑环保、经济性等其他因素，现行的汽车空调多使用R134a。
2.2改进汽车压缩机结构
2.2.1涡旋式压缩机由于它体积小，重量轻、噪音小、无气阀、零件数目少，寿命长，尤其是它的容积效率特别高，等值排量情况下节料性、节能性极高。在相比条件下，它比往复活塞式容积效率高20-30%，绝热效率高10%，功率下降10%，体积减少40%，重量下降15%，涡旋式压缩机相对往复活塞式压缩机更节能[2]。
2.2.2变排量压缩机。由于汽车空调压缩机转速随着汽车速度的增加而增加，汽车高速行驶时，压缩机制冷量和耗功将增大[3]，这对车室内的舒适性和汽车的动力性都不利，为了解决这个问题就需要采用变排量压缩机，就像汽车的档位变速箱一样，可根据实际需要改变制冷量。
2.2.3在压缩机内部增加油气分离结构。在制冷装置中，润滑油保证压缩机的正常运转，对压缩机各个运动部件起着润滑与冷却作用，在保证压缩机运行可靠性及使用寿命中起着极其重要的作用。但若润滑油大量的随制冷剂进入空调系统中，润滑油则会附着在换热器上，影响换热器的传热效率，从而降低了空调的制冷能力。在压缩机内部增加油气分离结构可减少润滑油进入空调系统中，有利于换热器换热，减少了空调系统的耗功。
2.3使用控制能力更快更强的节流阀
传统的汽车空调是采用热力膨胀阀节流， 其缺点是响应慢、滞后时间长、误差大。而采用电子膨胀阀，信号传递快、响应迅速，由于它直接检测蒸发器出口过热度，减小了蒸发器过热面积，提高了蒸发器的利用率，系统节能可达10%以上， 还能与汽车空调系统的智能控制相匹配。汽车在不同路况下空调负荷也不相同，特别是对于载客型的公交车，由于乘客的数量变化以及车门的经常开关使负荷也跳跃性的变化。因此在制冷量的控制方面节流的有效快速调节只起了一部分的作用。对整个空调系统的控制近些年都采用智能化模糊控制。能够全面的对压缩机排气量，膨胀阀流量和送风量的有效控制调节。
2.4提高换热器效率
2.4.1翅片的改进：在多方面的理论研究下，可改变翅片的形状来达到强化传热的效果。
2.4.2翅片表面进行亲水膜处理：汽车空调蒸发器存在凝露现象，凝露水不但加大了 风压损失，而 且使风量减小、制冷量减小。因此提出了在肋片表面进行亲水膜处理，即利用化学方法使翅片表面生成一层厚1-2拌m 的亲 水膜层，使原来 的珠状凝结变成膜状冷凝，凝冷水呈膜状沿翅 片流下，使换热器风 阻减小、风量增加、功耗下降。
3. 汽车空调未来的节能发展方向
汽车空调已成为汽车生产制造中不可或缺的部分，因为人们生活水平的提高，对车内环境舒适度也越来越高，所以在汽车生产中制造商也对汽车空调系统变得非常重视。当然随着世界能源的紧缺，以及我国所呼吁的节能环保。因此汽车空调在研制时就要考虑在不降低舒适性的同时尽量使它更加节能，降低能耗[5]。除了现在普遍运用的节能措施外，对未来的汽车空调系统节能还有更优秀的方法。在汽车空调系统本身可以做出跨越性的步伐。可使用其他的制冷方式来制冷。如氢化物汽车空调系统[6]，这样的系统压缩机都可以不用了，类似与热管换热一样。还有就是使用吸附式汽车空调系统，这也省去了压缩机，节省了压缩机的耗能。在未来上述两类系统可能还不能那么快投入实际应用，但改变系统制冷剂还是很可能实现的。利用二氧化碳跨临界制冷，能制取更大的冷量，而且不会出现破坏臭氧层等情况。总之未来的汽车空调系统会越来越节能，而且自动化程度会变得很高。我们只需在实际的运用中做到最合理地使用。
参考文献
[1]崔选盟.汽车空调节能降耗途径探讨 陕西交通职业技术学院， 陕西 西安 710021
[2]吴宝志 汽车空调 宇航出版社，1996
[3]甘伟新.客车空调的节能途径探讨[J] .铁道车辆，2000.
[4] 孔德玲，赵兰萍，杨志刚. 汽车空调的研究现状及发展前景[J]. 节能， 2008.
[5]陈江平.国外汽车空调系统技术发展趋势[J]. 制冷学报，2002
[6] （美）B·H·德威金斯.汽车供暖与空调系统[M] .北京：机械工业出版社，2000.
作者简介：
唐敬轩 职务：设计师 安徽东升机电有限责任公司 专门从事涡旋式汽车空调压缩机的设计开发、生产制造、销售服务。
关键词：汽车空调；节能；环保；设计
1.背景介绍
全世界许多国家和地区的经验证明，机动车燃油经济性标准是控制交通领域石油需求和温室气体排放最有效的工具之一。尽管在过去的20年美国在轻型车燃油经济性指标方面停滞不前，但世界上其他国家和地区，尤其是欧盟、日本，以及最近中国和加州，在不断向前发展，制定新的或加严的温室气体排放标准。我国今年开始全面执行百公里6.9升的油耗限值标准。根据工信部发布发布了新修订的《乘用车燃料消耗限值》及《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》这两项强制标准将于2016年1月起执行，每年将设置油耗达标值，直至2020乘用车平均油耗将降至5.0L/100km。降低油耗减少排放是汽车行业发展的大势所趋，空调系统占燃油动力消耗的8-12%[2]。因此空调的节能对汽车降耗有着重要的作用。
2.节能措施
汽车空调和我们熟悉的家用空调制冷原理是一样的。都是利用R12或是R134a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。压缩式制冷机的节能是一个牵涉面很广的问题，可以从许多方面予以考虑，包括制冷循环、制冷剂的选择，压缩机和换热器的设计，装置的选配设计和布置，空调的使用等予以说明。
2.1制冷剂的选择
当蒸发温度及冷凝温度给定时，采用不同制冷剂其制冷系数仅随制冷剂的标准沸点而改变，根据计算标准沸点越高，则其制冷系数越高，因之因选用标准沸点高的制冷剂。但这不是选择制冷剂时考虑的唯一因素，应连同其他因素综合考虑，以选定合适的制冷剂。考虑环保、经济性等其他因素，现行的汽车空调多使用R134a。
2.2改进汽车压缩机结构
2.2.1涡旋式压缩机由于它体积小，重量轻、噪音小、无气阀、零件数目少，寿命长，尤其是它的容积效率特别高，等值排量情况下节料性、节能性极高。在相比条件下，它比往复活塞式容积效率高20-30%，绝热效率高10%，功率下降10%，体积减少40%，重量下降15%，涡旋式压缩机相对往复活塞式压缩机更节能[2]。
2.2.2变排量压缩机。由于汽车空调压缩机转速随着汽车速度的增加而增加，汽车高速行驶时，压缩机制冷量和耗功将增大[3]，这对车室内的舒适性和汽车的动力性都不利，为了解决这个问题就需要采用变排量压缩机，就像汽车的档位变速箱一样，可根据实际需要改变制冷量。
2.2.3在压缩机内部增加油气分离结构。在制冷装置中，润滑油保证压缩机的正常运转，对压缩机各个运动部件起着润滑与冷却作用，在保证压缩机运行可靠性及使用寿命中起着极其重要的作用。但若润滑油大量的随制冷剂进入空调系统中，润滑油则会附着在换热器上，影响换热器的传热效率，从而降低了空调的制冷能力。在压缩机内部增加油气分离结构可减少润滑油进入空调系统中，有利于换热器换热，减少了空调系统的耗功。
2.3使用控制能力更快更强的节流阀
传统的汽车空调是采用热力膨胀阀节流， 其缺点是响应慢、滞后时间长、误差大。而采用电子膨胀阀，信号传递快、响应迅速，由于它直接检测蒸发器出口过热度，减小了蒸发器过热面积，提高了蒸发器的利用率，系统节能可达10%以上， 还能与汽车空调系统的智能控制相匹配。汽车在不同路况下空调负荷也不相同，特别是对于载客型的公交车，由于乘客的数量变化以及车门的经常开关使负荷也跳跃性的变化。因此在制冷量的控制方面节流的有效快速调节只起了一部分的作用。对整个空调系统的控制近些年都采用智能化模糊控制。能够全面的对压缩机排气量，膨胀阀流量和送风量的有效控制调节。
2.4提高换热器效率
2.4.1翅片的改进：在多方面的理论研究下，可改变翅片的形状来达到强化传热的效果。
2.4.2翅片表面进行亲水膜处理：汽车空调蒸发器存在凝露现象，凝露水不但加大了 风压损失，而 且使风量减小、制冷量减小。因此提出了在肋片表面进行亲水膜处理，即利用化学方法使翅片表面生成一层厚1-2拌m 的亲 水膜层，使原来 的珠状凝结变成膜状冷凝，凝冷水呈膜状沿翅 片流下，使换热器风 阻减小、风量增加、功耗下降。
3. 汽车空调未来的节能发展方向
汽车空调已成为汽车生产制造中不可或缺的部分，因为人们生活水平的提高，对车内环境舒适度也越来越高，所以在汽车生产中制造商也对汽车空调系统变得非常重视。当然随着世界能源的紧缺，以及我国所呼吁的节能环保。因此汽车空调在研制时就要考虑在不降低舒适性的同时尽量使它更加节能，降低能耗[5]。除了现在普遍运用的节能措施外，对未来的汽车空调系统节能还有更优秀的方法。在汽车空调系统本身可以做出跨越性的步伐。可使用其他的制冷方式来制冷。如氢化物汽车空调系统[6]，这样的系统压缩机都可以不用了，类似与热管换热一样。还有就是使用吸附式汽车空调系统，这也省去了压缩机，节省了压缩机的耗能。在未来上述两类系统可能还不能那么快投入实际应用，但改变系统制冷剂还是很可能实现的。利用二氧化碳跨临界制冷，能制取更大的冷量，而且不会出现破坏臭氧层等情况。总之未来的汽车空调系统会越来越节能，而且自动化程度会变得很高。我们只需在实际的运用中做到最合理地使用。
参考文献
[1]崔选盟.汽车空调节能降耗途径探讨 陕西交通职业技术学院， 陕西 西安 710021
[2]吴宝志 汽车空调 宇航出版社，1996
[3]甘伟新.客车空调的节能途径探讨[J] .铁道车辆，2000.
[4] 孔德玲，赵兰萍，杨志刚. 汽车空调的研究现状及发展前景[J]. 节能， 2008.
[5]陈江平.国外汽车空调系统技术发展趋势[J]. 制冷学报，2002
[6] （美）B·H·德威金斯.汽车供暖与空调系统[M] .北京：机械工业出版社，2000.
作者简介：
唐敬轩 职务：设计师 安徽东升机电有限责任公司 专门从事涡旋式汽车空调压缩机的设计开发、生产制造、销售服务。