Princip fungování klimatizace pro elektromobily
Princip fungování klimatizace elektrického vozidla: topný systém
Zdrojem ohřátého vzduchu klimatizačního systému palivových vozidel je především chladicí kapalina motoru. Systém vyhřívání vzduchu elektrických vozidel se liší od systému jiných vozidel. Běžná řešení vytápění pro klimatizační systémy elektrických vozidel jsou následující:
(1) Tepelné čerpadlo. Obrázek ukazuje princip fungování klimatizačního systému elektrického vozidla s tepelným čerpadlem poháněným hnacím řemenem se stejnosměrným bezkomutátorovým motorem. Režim chlazení/topení klimatizačního systému se změní ze čtyřcestného přepínacího ventilu na čtyřcestný přepínací ventil. Plné šipky označují podmínky chlazení a přerušované šipky označují podmínky ohřevu. V principu se tento systém neliší od běžného klimatizačního systému s tepelným čerpadlem, ale používá se především u elektromobilů. Speciálně vyvinutý dvoudutinový posuvný kompresor, bezkomutátorový stejnosměrný motor a invertorový řídicí systém. Když systém přejde z režimu odmrazování do režimu vytápění za provozních podmínek tepelného čerpadla, kondenzovaná voda na výměníku tepla ve vzduchovém potrubí se rychle odpaří a vytvoří námrazu na skle okna, což má vliv na bezpečnost jízdy.
(2) PTC elektrický ohřívač. Elektrický ohřívač PTC je ohřívač, který jako zdroj tepla používá termistor PTC. PTC termistory jsou obvykle vyrobeny z polovodičových materiálů. Jejich odolnost se velmi mění s vlhkostí. Při poklesu venkovní teploty se snižuje odpor PTC a odpovídajícím způsobem se zvyšuje výhřevnost. Podle materiálů je lze rozdělit na keramické PTC termistory a organické polymerové PTC termistory. Keramické termistory PTC se používají v pomocných elektrických ohřívačích klimatizace. Protože jeho hodnota odporu roste nebo klesá se změnami okolní teploty, PTC termistor má vlastnosti úspory energie, konstantní teploty, bezpečnosti a dlouhé životnosti.
Princip fungování klimatizace elektrického vozidla: chladicí systém
Polovodičové chlazení je termoelektrické chlazení, což je technologie chlazení v pevné fázi. Nevyžaduje žádné chladivo. Termoelektrický článek funguje jako kompresní chladicí kompresor. Studený konec a jeho výměník tepla jsou ekvivalentní kompresnímu chladicímu výparníku a horký konec a jeho výměník tepla jsou ekvivalentní kondenzátoru. Po nabuzení se volné elektrony a díry pohybují ze studeného konce termočlánku k horkému konci působením vnějšího elektrického pole, což je ekvivalentní procesu stlačování chladiva v kompresoru. Na studeném konci elektrotermálního reaktoru tepelný výměník absorbuje teplo a zároveň generuje páry elektron-díra, což je ekvivalentní absorpci tepla a odpařování chladiva ve výparníku. Na horkém konci elektrotermálního reaktoru se páry elektron-díra rekombinují a teplo je odváděno přes výměník tepla, což je ekvivalentní zahřívání a kondenzaci chladiva v kondenzátoru.
Termoelektrické klimatizace mají následující vlastnosti: termoelektrické prvky vyžadují stejnosměrné napájení; změna směru proudu může způsobit opačný efekt chlazení a ohřevu; termoelektrické chladicí kusy mají malou tepelnou setrvačnost a krátkou dobu chlazení. Když má horký konec dobrý odvod tepla a studený konec nemá žádné zatížení, chladicí čip může dosáhnout maximálního teplotního rozdílu do 1 minuty po zapnutí. Úpravou pracovního proudu modulu lze upravit rychlost chlazení a teplotu, přesnost regulace teploty může dosáhnout 0,001 stupňů Celsia a energii lze plynule upravovat. Při správné konstrukci a podmínkách použití může účinnost chlazení dosáhnout více než 90 %. Nemá žádné rotující části, a tudíž žádnou odolnost proti vibracím, tření, hluku a nárazu.
Princip fungování klimatizace elektrických vozidel: princip klimatizačního systému tepelného čerpadla
Pomocné elektrické ohřívače klimatizace lze rozdělit na lepené keramické PTC ohřívače a kovové PTC trubkové ohřívače. Lepený keramický PTC ohřívač je ohřívač vyrobený z vysokoteplotně odolné pryskyřice spojené s mnoha keramickými PTC čipy a hliníkovým vlnitým chladičem. Má dobrý odvod tepla a stabilní elektrický výkon. Lepené keramické ohřívače PTC lze rozdělit do dvou typů: nabitý povrch ohřívače a nenabitý povrch ohřívače.
Kovový trubkový ohřívač PTC používá jako topný materiál dovážený drát ze slitiny niklu a železa a tepelná trubice je vybavena hliníkovým radiátorem. Účinek odvodu tepla je velmi dobrý. Ohřívač je vybaven regulátorem teploty a tepelnou pojistkou, díky čemuž je výrobek bezpečnější a spolehlivější. Tento ohřívač má dobré vlastnosti materiálu PTC. Některé klimatizace používají toto topení jako pomocné topení.
(3) Odpadní teplo pomáhá PTC. Teplo generované vysokovýkonnými zařízeními (přeměna výkonu, hnací motory, regulátory motorů atd.) se využívá k výměně tepla s vnitřním prostředím vozidla. Když je teplo nedostatečné, spustí se pomocný PTC ohřívač.
