Prehľad tepelného manažmentu kokpitu
Klimatizačný systém je kľúčom k tepelnému manažmentu automobilu. Vodiči aj pasažieri chcú dosiahnuť pohodlie auta. Dôležitou funkciou automobilovej klimatizácie je dosiahnutie komfortného jazdného prostredia úpravou teploty, vlhkosti a rýchlosti vetra v priestore pre cestujúcich. a jazdecké prostredie. Princípom bežnej automobilovej klimatizácie je ochladzovanie alebo ohrievanie teploty v kabíne prostredníctvom termofyzikálneho princípu vyparovania, absorpcie tepla a kondenzácie. Keď je vonkajšia teplota nízka, dokáže do kabíny privádzať ohriaty vzduch, aby vodičovi ani cestujúcim nebola zima; keď je vonkajšia teplota vysoká, môže do kabíny privádzať vzduch s nízkou teplotou, aby sa vodič a cestujúci cítili chladnejšie. Autoklimatizácia preto zohráva veľmi dôležitú úlohu pri klimatizácii v kabíne a pohodlí cestujúcich.
1.1 Tradičný palivový systém klimatizácie vozidla a princíp fungovania
Tradičné palivové klimatizácie vozidiel sa skladajú hlavne zo štyroch komponentov: výparník, kondenzátor, kompresor a expanzný ventil. Kompresor je výkonové zariadenie, ktoré dokáže stlačiť nízkoteplotné a nízkotlakové plynné chladivo na vysokoteplotné a vysokotlakové plynné chladivo. Kompresory sa vo všeobecnosti inštalujú na motor palivových vozidiel a kompresor je poháňaný motorom, aby pracoval.
Výparník je zariadenie na výmenu tepla inštalované v kabíne. Princíp činnosti výparníka spočíva vo využití odparovania na absorbovanie tepla a tým na zníženie teploty. Keď nízkoteplotné a nízkotlakové kvapalné chladivo prechádza cez výparník, kvapalné chladivo sa vyparuje a absorbuje teplo v kabíne, čím sa kabína rýchlo ochladí.
Kondenzátor je tiež zariadenie na výmenu tepla inštalované mimo kabíny. Princíp činnosti kondenzátora je absorbovať teplo kondenzáciou a tým zvýšiť teplotu. Pri prechode vysokoteplotného a vysokotlakového plynného chladiva cez kondenzátor je ventilátor nútený ochladiť sa a teplo odovzdáva vonkajšiemu vzduchu. , ktorá premieňa vysokoteplotné a vysokotlakové plynné chladivo na strednoteplotné a vysokotlakové kvapalné chladivo.
Expanzný ventil je zariadenie, ktoré expanduje strednoteplotnú a vysokotlakovú kvapalinu na nízkoteplotnú a nízkotlakovú kvapalinu. Expanzný ventil je spravidla inštalovaný na vstupe do odparovacej skrinky. Expanduje strednoteplotné a vysokotlakové kvapalné chladivo na nízkoteplotné a nízkotlakové kvapalné chladivo, čo umožňuje chladivu vstúpiť do odparovacieho boxu. absorbovať teplo v kabíne.
Autoklimatizácie pozostávajú z chladiaceho systému, vykurovacieho systému a ventilačného systému. Tieto tri systémy tvoria zostavu klimatizácie automobilu. Princípom tradičného chladenia vozidiel na palivo sú štyri kroky kompresie, kondenzácie, expanzie a vyparovania, ako je znázornené na obrázku 1. Opakovaním týchto štyroch krokov možno zaručiť prevádzku chladiaceho systému. Potom výparník pokračuje v chladení kabíny.
postava 1
Princíp vykurovania tradičného palivového vozidla spočíva vo využití odpadového tepla motora vozidla na vykurovanie kabíny vozidla. Po prvé, chladiaca voda s vyššou teplotou vychádzajúca z plášťa chladiacej vody motora vstupuje do jadra teplého vzduchu a studený vzduch je fúkaný cez teplý vzduch cez ventilátor. Jadro, ohriaty vzduch môže byť vháňaný do kabíny na vykurovanie kabíny alebo rozmrazovanie okien. Potom, čo chladiaca voda opustí ohrievač, vráti sa do motora, aby dokončila cyklus.
1.2 Nový systém klimatizácie energetických vozidiel a princíp fungovania
Pretože hnacie zariadenia nových energetických vozidiel a tradičných palivových vozidiel sú odlišné, kompresor klimatizácie palivových vozidiel je poháňaný motorom a kompresor klimatizácie nových energetických vozidiel je poháňaný motorom. Preto kompresor klimatizácie na novom energetickom vozidle nemôže byť poháňaný motorom a bude. Na stlačenie chladiva sa používa elektrický kompresor. Základný princíp nových energetických vozidiel je rovnaký ako pri tradičných palivových vozidlách. Využívajú uvoľňovanie kondenzačného tepla a absorpciu tepla z odparovania na chladenie priestoru pre cestujúcich. Kompresor sa však mení na elektrický kompresor. V súčasnosti sa kompresory so špirálovou štruktúrou používajú hlavne na stláčanie chladiva.
Režim vykurovania nových energetických vozidiel je veľmi odlišný od režimu tradičných palivových vozidiel. Pretože režim vykurovania tradičných palivových vozidiel spočíva v prenose odpadového tepla z motora do kabíny cez chladiacu kvapalinu na vykurovanie kabíny, nové energetické vozidlá neexistujú bez motora. Motor ohrieva kabínu. Preto nové energetické vozidlá využívajú na vykurovanie kabíny iné vykurovacie režimy. Nasleduje niekoľko spôsobov klimatizácie a kúrenia pre nové energetické vozidlá.
(1) Polovodičový vykurovací systém: Polovodičový ohrievač sa skladá z polovodičových komponentov a svoriek na vykonávanie chladiacich a vykurovacích funkcií. V tomto systéme je termočlánok základným komponentom pre chladenie a vykurovanie. Jeho štruktúra je znázornená na obrázku 2. Dve polovodičové zariadenia sú spojené tak, aby vytvorili termočlánok a po privedení jednosmerného prúdu sa na rozhraní vytvorí teplo a teplotný rozdiel, aby sa ohrieval interiér kabíny. Hlavnou výhodou polovodičového vykurovania je, že dokáže rýchlo vykurovať kabínu. Hlavnou nevýhodou je, že polovodičové vykurovanie spotrebuje veľa elektriny. Pre nové energetické vozidlá, ktoré potrebujú najazdené kilometre, sú jeho nedostatky fatálne. Preto nemôže spĺňať požiadavky nových energetických vozidiel na úsporu energie klimatizácie. Je tiež potrebné, aby ľudia viedli výskum metód polovodičového ohrevu a navrhli efektívny a energeticky úsporný spôsob ohrevu polovodičov.
Obrázok 2
1 - Elektrická izolačná vrstva; 2 – Predmet, ktorý sa má ochladzovať; 3 - Plech; 4 — Polovodič typu N;5 - Plech; 6 - Vyhrievaný predmet; 7 - Elektrická izolačná vrstva; 8 — Polovodič typu P
(2) Ohrev vzduchu s kladným teplotným koeficientom (PTC): Hlavnou súčasťou PTC je termistor, ktorý je vyhrievaný elektrickým vykurovacím drôtom a je zariadením, ktoré priamo premieňa elektrickú energiu na tepelnú energiu. Systém ohrevu vzduchu PTC premení teplovzdušné jadro tradičného palivového vozidla na ohrievač vzduchu PTC. Používa ventilátor na poháňanie vonkajšieho vzduchu, ktorý sa má zohriať cez ohrievač PTC, a posiela ohriaty vzduch do interiéru kabíny, aby vyhrieval kabínu. Priamo spotrebúva elektrickú energiu, takže po zapnutí kúrenia je spotreba energie nových energetických vozidiel tiež pomerne veľká.
(3) Ohrievač chladiacej kvapaliny PTC: Ohrievač chladiacej kvapaliny PTC a ohrievač vzduchu PTC generujú teplo prostredníctvom spotreby elektrickej energie, ale systém ohrevu vody najprv používa PTC na ohrev chladiacej kvapaliny. Po zahriatí chladiacej kvapaliny na určitú teplotu sa chladiaca kvapalina načerpá do. Jadro ohrievača si vymieňa teplo s okolitým vzduchom a ventilátor posiela ohriaty vzduch do kabíny na vykurovanie kabíny. Chladiaca voda sa potom ohrieva cez PTC a cirkuluje tam a späť. Tento vykurovací systém je spoľahlivejší a bezpečnejší ako chladenie vzduchom PTC.
(4) Klimatizačný systém s tepelným čerpadlom: Princíp klimatizačného systému tepelného čerpadla je rovnaký ako pri tradičnom automobilovom klimatizačnom systéme, ale klimatizačné zariadenie s tepelným čerpadlom môže realizovať konverziu vykurovania a chladenia kabíny. Používa štvorcestný reverzný ventil na zmenu smeru prúdenia chladiva v systéme, čím sa dosiahne chladenie. Proces výmeny tepla. Keďže klimatizácie s tepelným čerpadlom nespotrebúvajú priamo elektrickú energiu na výrobu tepla, klimatizácie s tepelným čerpadlom sú energeticky úspornejšie ako ohrievače PTC. V súčasnosti sa na niektorých vozidlách sériovo vyrábajú klimatizácie s tepelným čerpadlom.
