Sistema di gestione termica della pompa di calore per veicoli elettrici
Schema schematico del tradizionale sistema di climatizzazione dell'automobile
Nei tradizionali sistemi di climatizzazione delle automobili, il refrigerante può essere trovato in quattro stati principali: gas ad alta pressione, liquido ad alta pressione, liquido a bassa pressione e gas a bassa pressione. I quattro componenti chiave che collegano questi quattro stati sono compressore, condensatore, valvola di espansione ed evaporatore. Il compressore comprime il refrigerante nella tubazione. Il refrigerante si condensa da gas a liquido nel condensatore nella parte anteriore del vano motore. Questo processo rilascia calore. Dopo aver attraversato la valvola di espansione, la pressione del refrigerante liquido diminuisce improvvisamente. Alla fine vaporizza nell'evaporatore all'interno dell'abitacolo e assorbe molto calore. Ottenendo così l'effetto di raffreddamento in cabina. Il refrigerante nella tubazione qui menzionata, chiamato anche refrigerante, ha le caratteristiche di facile vaporizzazione e liquefazione per facilitare il trasferimento di calore. Il primo refrigerante ampiamente utilizzato è stato il Freon. Successivamente, a causa dei danni provocati dal freon allo strato di ozono, è stato gradualmente sostituito dal tetrafluoroetano con il marchio R134A nelle applicazioni di climatizzazione automobilistica. Recentemente, a causa della maggiore enfasi sulla protezione ambientale, i refrigeranti si sono gradualmente evoluti verso i refrigeranti a base di anidride carbonica.
Come funziona la gestione termica della pompa di calore
Il motivo principale per l’introduzione di un sistema a pompa di calore è che i veicoli puramente elettrici o i veicoli ibridi plug-in che supportano la guida puramente elettrica non possono più utilizzare il motore come fonte di calore stabile per il riscaldamento. Pertanto, prima dell'introduzione del sistema a pompa di calore, la funzione di riscaldamento dell'impianto di climatizzazione dei veicoli elettrici veniva completata principalmente da riscaldatori elettrici, noti anche come riscaldatori a resistenza PTC (Positive Temperature Coefficient). E dovresti sapere che il calore ottenuto dal riscaldamento elettrico diretto ridurrà notevolmente la potenza della batteria e l'autonomia. Secondo le statistiche, quando si guida in inverno e si accende la funzione di riscaldamento dell'aria condizionata basata sul riscaldamento elettrico, quasi la metà dell'elettricità viene utilizzata per il riscaldamento. Solo la metà della potenza è disponibile per la guida. L'utilizzo di un sistema a pompa di calore per il riscaldamento aumenterà significativamente il chilometraggio.
Modalità di raffreddamento del sistema di gestione termica della pompa di calore
Infatti nel sistema di gestione termica della pompa di calore, sebbene sia controllato da più pompe e valvole, non esiste alcun componente chiamato Pompa di calore HeatPump. Si chiama pompa di calore perché il sistema a pompa di calore ha caratteristiche simili a quelle di una pompa dell'acqua nello spostamento dell'acqua da un luogo basso a uno alto. L'intero sistema a pompa di calore può spostare il calore da un luogo a bassa temperatura a un luogo ad alta temperatura. In estate, ad esempio, il sistema a pompa di calore non fa entrare la bassa temperatura all'esterno dell'auto. Al contrario, sposta il calore dall’interno dell’abitacolo verso l’esterno. Ottenendo così l'effetto di raffreddamento.
Modalità riscaldamento del sistema di gestione termica della pompa di calore
Di conseguenza, durante il riscaldamento invernale, il sistema della pompa di calore invia il calore dall'esterno all'interno dell'auto. Allora potresti chiederti di nuovo: è possibile trasportare il calore anche se fuori dall'auto ci sono decine di gradi sotto zero? Come accennato prima, c'è ancora caldo anche a temperature di decine di gradi sotto zero. Il calore può essere trasportato
Allora come si può applicare il sistema a pompa di calore al sistema di climatizzazione dell'automobile?
Innanzitutto, il calore viene assorbito dall'ambiente nel sistema a pompa di calore. In secondo luogo, il calore viene compresso e riscaldato. Quindi il calore viene utilizzato per riscaldare l'aria fredda nella cabina e renderla calda. L'aria riscaldata viene inviata nell'abitacolo e il calore dopo la decompressione viene convertito in calore a bassa temperatura e scaricato all'esterno del veicolo. Il sistema a pompa di calore deve tenere conto sia delle condizioni di riscaldamento che di raffreddamento. Quando le valvole di arresto SV1 e SV4 sono chiuse e SV5 è accesa, il sistema funziona in modalità riscaldamento. L'evaporatore dell'auto in modalità raffreddamento viene utilizzato come condensatore in modalità riscaldamento per fornire calore all'abitacolo insieme al condensatore caldo. In modalità riscaldamento, il sistema di gestione termica della pompa di calore può anche trasferire il calore di scarto dal motore, dal controllo elettronico e dal caricabatterie nella tubazione blu del refrigerante alla tubazione rossa del refrigerante dell'aria condizionata attraverso lo scambiatore di calore per fornire calore alla cabina. Quando le valvole di arresto SV1 e SV4 sono accese e SV5 è spenta, il sistema funziona in modalità di raffreddamento e il corrispondente condensatore esterno in modalità di raffreddamento viene utilizzato come evaporatore in modalità di riscaldamento.
