Автомобилна термопомпена система
Схематична диаграма на традиционна автомобилна климатична система
В традиционните автомобилни климатични системи хладилният агент може да се намери в четири основни състояния: газ с високо налягане, течност с високо налягане, течност с ниско налягане и газ с ниско налягане. Четирите ключови компонента, свързващи тези четири състояния, са компресор, кондензатор, разширителен вентил и изпарител. Компресорът компресира хладилния агент в тръбопровода. Хладилният агент кондензира от газ в течност в кондензатора в предната част на двигателното отделение. Този процес отделя топлина. След преминаване през разширителния вентил, налягането на течния хладилен агент внезапно намалява. В крайна сметка се изпарява в изпарителя в купето и абсорбира много топлина. По този начин се постига охлаждащ ефект в купето. Хладилният агент в тръбопровода, споменат тук, наричан още хладилен агент, има характеристиките на лесно изпаряване и втечняване, за да се улесни преносът на топлина. Най-ранният широко използван хладилен агент е фреонът. По-късно, поради увреждането на фреона върху озоновия слой, той постепенно беше заменен от тетрафлуороетан с търговската марка R134A в приложенията за автомобилни климатици. Напоследък, поради допълнителното наблягане върху опазването на околната среда, хладилните агенти постепенно се развиха към хладилни агенти с въглероден диоксид.
Как работи термичното управление на термопомпата
Основната причина за въвеждането на термопомпена система е, че изцяло електрическите превозни средства или хибридните превозни средства с плъгин, които поддържат чисто електрическо шофиране, вече не могат да използват двигателя като стабилен източник на топлина за отопление. Ето защо, преди въвеждането на термопомпената система, отоплителната функция на климатичната система на електрически превозни средства се изпълняваше главно от електрически нагреватели, известни също като нагреватели с резистентност PTC (положителен температурен коефициент). И трябва да знаете, че топлината, получена от директното електрическо нагряване, значително ще намали мощността на батерията и обхвата на движение. Според статистиката при шофиране през зимата и включване на функцията за отопление на климатика, базирана на електрическо отопление, почти половината от електроенергията се използва за отопление. Само половината от мощността остава за движение. Използването на термопомпена система за отопление ще увеличи значително пробега.
Режим на охлаждане на системата за термично управление на термопомпата
Всъщност в системата за термично управление на термопомпата, въпреки че се управлява от множество помпи и клапани, няма компонент, наречен термопомпа HeatPump. Нарича се термопомпа, защото термопомпената система има характеристики, подобни на тези на водна помпа при преместване на вода от ниско място към високо място. Цялата термопомпена система може да пренася топлина от място с ниска температура към място с висока температура. Например през лятото термопомпената система не вкарва ниската температура извън колата. Напротив, той премества топлината вътре в колата навън. По този начин се постига охлаждащ ефект.
Режим на отопление на термопомпената система за управление на топлината
Съответно, по време на отопление през зимата, термопомпената система изпраща топлина отвън към вътрешността на автомобила. Тогава може да попитате отново, може ли топлината да се транспортира дори ако извън колата са десетки градуси под нулата? Както споменахме по-горе, все още има топлина дори при температури от десетки градуси под нулата. Ако има топлина, може да се транспортира.
И така, как може термопомпената система да се приложи към автомобилната климатична система?
Първо, топлината се изтегля от околната среда в термопомпената система. Второ, топлината се компресира и нагрява. След това топлината се използва за затопляне на студения въздух в кабината и загряването му. Нагрятият въздух се изпраща в кабината, а топлината след декомпресията се преобразува в нискотемпературна топлина и се изхвърля извън автомобила. Термопомпената система трябва да вземе предвид условията както за отопление, така и за охлаждане. Когато спирателните вентили SV1 и SV4 са затворени и SV5 е включен, системата работи в режим на отопление. Изпарителят в автомобила в режим на охлаждане се използва като кондензатор в режим на отопление за осигуряване на топлина за купето заедно с горещия кондензатор. В режим на отопление системата за термично управление на термопомпата може също така да прехвърли отпадъчната топлина от двигателя, електронното управление и зарядното устройство в синия тръбопровод на охлаждащата течност към червения тръбопровод на климатика с хладилен агент през топлообменника, за да осигури топлина за кабината. Когато спирателните вентили SV1 и SV4 са включени и SV5 е изключен, системата работи в режим на охлаждане, а съответният външен кондензатор в режим на охлаждане се използва като изпарител в режим на отопление.
