Princíp fungovania klimatizácie elektrického vozidla
Princíp fungovania klimatizácie elektrického vozidla: vykurovací systém
Zdroj ohriateho vzduchu klimatizačného systému palivových vozidiel je zásobovaný najmä chladiacou kvapalinou motora. Systém ohrevu vzduchu elektrických vozidiel sa líši od systému iných vozidiel. Bežné riešenia vykurovania pre klimatizačné systémy elektrických vozidiel sú nasledovné:
(1) Tepelné čerpadlo. Na obrázku je znázornený princíp fungovania klimatizačného systému elektrického vozidla s tepelným čerpadlom poháňaného hnacím remeňom s jednosmerným bezkomutátorovým motorom. Režim chladenia/kúrenia klimatizačného systému sa mení zo štvorcestného reverzného ventilu na štvorcestný reverzný ventil. Plné šípky označujú podmienky chladenia a prerušované šípky označujú podmienky zahrievania. V princípe sa tento systém nelíši od bežnej klimatizácie s tepelným čerpadlom, no využíva sa najmä v elektromobiloch. Špeciálne vyvinutý dvojdutinový posuvný kompresor, bezkefkový jednosmerný motor a invertorový riadiaci systém. Keď systém v prevádzkových podmienkach tepelného čerpadla prejde z režimu odmrazovania do režimu vykurovania, skondenzovaná voda na výmenníku tepla vo vzduchovom potrubí sa rýchlo odparí a vytvorí námrazu na skle okna, čo ovplyvní bezpečnosť jazdy.
(2) PTC elektrický ohrievač. Elektrický ohrievač PTC je ohrievač, ktorý ako zdroj tepla používa termistor PTC. PTC termistory sú zvyčajne vyrobené z polovodičových materiálov. Ich odolnosť sa značne líši v závislosti od vlhkosti. Keď sa vonkajšia teplota zníži, odpor PTC sa zníži a výhrevnosť sa primerane zvýši. Podľa materiálov ich možno rozdeliť na keramické PTC termistory a organické polymérové PTC termistory. Keramické termistory PTC sa používajú v prídavných elektrických ohrievačoch klimatizácie. Pretože jeho hodnota odporu stúpa alebo klesá so zmenami okolitej teploty, PTC termistor má charakteristiky úspory energie, konštantnej teploty, bezpečnosti a dlhej životnosti.
Princíp fungovania klimatizácie elektrického vozidla: chladiaci systém
Polovodičové chladenie je termoelektrické chladenie, čo je technológia chladenia v tuhom stave. Nevyžaduje žiadne chladivo. Termočlánok funguje ako kompresný chladiaci kompresor. Studený koniec a jeho výmenník tepla sú ekvivalentné kompresnému chladiacemu výparníku a horúci koniec a jeho výmenník tepla sú ekvivalentné kondenzátoru. Po nabudení sa voľné elektróny a diery pohybujú zo studeného konca termočlánku na horúci koniec pôsobením vonkajšieho elektrického poľa, čo je ekvivalentné procesu kompresie chladiva v kompresore. Na studenom konci elektrotermálneho reaktora výmenník tepla absorbuje teplo a súčasne vytvára páry elektrón-diera, čo je ekvivalentné absorpcii tepla a odparovaniu chladiva vo výparníku. Na horúcom konci elektrotermálneho reaktora sa páry elektrón-diera rekombinujú a teplo sa odvádza cez výmenník tepla, čo je ekvivalentné zohrievaniu a kondenzácii chladiva v kondenzátore.
Termoelektrické klimatizačné zariadenia majú nasledujúce charakteristiky: termoelektrické prvky vyžadujú jednosmerný prúd; zmena smeru prúdu môže spôsobiť opačný efekt chladenia a ohrevu; termoelektrické chladiace kusy majú malú tepelnú zotrvačnosť a krátky čas chladenia. Keď má horúci koniec dobrý odvod tepla a studený koniec nie je zaťažený, chladiaci čip môže dosiahnuť maximálny teplotný rozdiel do 1 minúty od zapnutia. Úpravou pracovného prúdu modulu je možné upraviť rýchlosť chladenia a teplotu, presnosť regulácie teploty môže dosiahnuť 0,001 stupňov Celzia a energiu možno plynulo upravovať. Pri správnom návrhu a podmienkach používania môže účinnosť chladenia dosiahnuť viac ako 90 %. Nemá žiadne rotujúce časti, a teda žiadnu odolnosť voči vibráciám, treniu, hluku a nárazu.
Princíp fungovania klimatizácie elektrického vozidla: princíp klimatizačného systému tepelného čerpadla
Prídavné elektrické ohrievače klimatizácie možno rozdeliť na keramické ohrievače PTC a kovové ohrievače PTC. Lepený keramický ohrievač PTC je ohrievač vyrobený zo živice odolnej voči vysokej teplote spojenej s mnohými keramickými PTC čipmi a hliníkovým vlnitým chladičom. Má dobrý výkon pri odvádzaní tepla a stabilný elektrický výkon. Lepené keramické ohrievače PTC možno rozdeliť do dvoch typov: nabitý povrch ohrievača a nenabitý povrch ohrievača.
Kovový ohrievač PTC používa ako vykurovací materiál dovážaný drôt zo zliatiny niklu a železa a tepelná trubica je vybavená hliníkovým radiátorom. Účinok odvádzania tepla je veľmi dobrý. Ohrievač je vybavený regulátorom teploty a tepelnou poistkou, vďaka čomu je výrobok bezpečnejší a spoľahlivejší. Tento ohrievač má dobré vlastnosti materiálu PTC. Niektoré klimatizácie používajú tento ohrievač ako prídavné kúrenie.
(3) Odpadové teplo pomáha PTC. Teplo generované vysokovýkonnými zariadeniami (premena výkonu, hnacie motory, regulátory motorov atď.) sa využíva na výmenu tepla s vnútorným prostredím vozidla. Keď je teplo nedostatočné, spustí sa pomocný ohrievač PTC.
