Integrovaný systém tepelného manažmentu typu tepelného čerpadla
1. Princíp integrovaného tepelného manažmentu typu tepelného čerpadla
Na základe integrovaných systémov tepelného manažmentu, aby sa lepšie splnila vysoká teplotná citlivosť batérií, zložitosť a zdokonalenie tepelného manažmentu čisto elektrických úžitkových vozidiel sa neustále zvyšuje a pridávajú sa niektoré inovatívne aplikácie, ako napríklad technológia tepelných čerpadiel je jedným z nich. Samotné tepelné čerpadlo nevyrába teplo, ale je len prenášačom tepla. Na princípe reverzného Carnotovho cyklu využíva malé množstvo elektrickej energie na pohon jednotky, cirkuluje pracovné médium v maskovanej fáze a pred použitím absorbuje, stláča a ohrieva nízkokvalitnú tepelnú energiu. Medzi hlavné komponenty tepelného čerpadla patrí chladivo, kompresor, kondenzátor, expanzný ventil a výparník. Ide o uzavretú slučku, v ktorej sa médium, chladivo/chladivo, nepretržite stláča a expanduje v slučke. Pri každom stlačení a roztiahnutí (teda pri každom cykle prevádzky) chladivo „vytiahne“ teplo z prostredia s nízkou teplotou a odovzdá ho do prostredia s vysokou teplotou. Vzduch sa nepoužíva ako chladivo, aj keď nespôsobuje znečistenie a je bezplatný, pretože jeho tepelná účinnosť na cyklus je dosť nízka. Skutočne použité chladivo je kvapalina, ktorá sa pri absorbovaní tepla vyparuje a pri odvádzaní tepla kondenzuje. Proces zmeny kvapalnej formy môže výrazne zlepšiť tepelnú účinnosť v každom pracovnom cykle. Systém tepelného čerpadla má dva pracovné režimy: chladenie a kúrenie. Integráciou technológie tepelného čerpadla s integrovanými systémami tepelného manažmentu možno vyvinúť nové integrované systémy tepelného manažmentu typu tepelného čerpadla. Klimatizačný systém tepelného čerpadla využívajúci túto technológiu využíva elektrický kompresor klimatizácie a využíva reverzibilné charakteristiky chladiaceho cyklu na integráciu chladenia a vykurovania. Má výhody dobrej všestrannosti, kompaktnej konštrukcie, vysokej účinnosti, úspory energie a ochrany životného prostredia a stal sa novým typom klimatizácie vozidla. trend. V podmienkach vykurovania v zime môže COP (Coefficient of Performance) dosiahnuť 2 až 4. Energetická účinnosť je mnohonásobne vyššia ako u vykurovacieho systému PTC bežne používaného v oblasti čistých elektrických vozidiel, ktorý dokáže efektívne predĺžiť dojazd o viac ako 20 %. K súčasným typom systémov tepelných čerpadiel patria najmä priame klimatizačné systémy s tepelným čerpadlom, nepriame klimatizačné systémy s tepelným čerpadlom a klimatizačné systémy s priamym tepelným čerpadlom, ktoré dopĺňajú vzduch a zvyšujú entalpiu, ktoré je možné použiť na vykurovanie a chladenie. Laicky povedané, použitím štvorcestného reverzného ventilu v systéme tepelného čerpadla je možné zameniť funkcie výparníka a kondenzátora klimatizácie tepelného čerpadla a zmeniť smer prenosu tepla, čím sa dosiahne efekt chladenia v lete resp. vykurovanie v zime.
2. Experimentálne overenie integrovaného tepelného manažmentu tepelného čerpadla
V súčasnosti sa systémy integrovaného tepelného manažmentu typu tepelného čerpadla zriedka používajú v čisto elektrických úžitkových vozidlách a existujú určité aplikácie v osobných vozidlách. Systém tepelného čerpadla premieňa teplo vo vzduchu na vlastnú vnútornú energiu premenou chladiva plyn-kvapalina. Hodnota COP je 2 až 3-krát vyššia ako u vykurovacieho systému PTC, ktorý dokáže efektívne predĺžiť dojazd o viac ako 20 % aj pri extrémne nízkych teplotách. teplote, COP môže byť stále zaručené, že bude väčšie alebo rovné 1, zatiaľ čo koeficient energetickej účinnosti PTC je vo všeobecnosti menší ako 1. V procese vykurovania sa tepelná energia vonkajšieho vzduchu násilne prenáša do klimatizačného systému priestoru pre cestujúcich spoliehaním sa na reverznú cirkuláciu systému. Preto je koeficient energetickej účinnosti klimatizácie s tepelným čerpadlom 2 až 3-krát vyšší ako pri PTC vykurovaní.
