Как работает кондиционер и отопление в электромобиле?
Автомобильный аккумулятор, Технологии, Инновации 20 января 2023 г.
Двигатель электромобиля не выделяет тепло, поэтому в электромобилях должны использоваться специально разработанные системы обогрева и охлаждения. Поддержание нужной температуры в салоне зимой — это не только вопрос комфорта вождения, но прежде всего безопасность, так как окна не должны запотевать или обледенеть. Вы должны знать, как работает система кондиционирования воздуха, чтобы использовать ее оптимально.
Принцип работы кондиционера в автомобиле
Система кондиционирования работает совместно с системой отопления автомобиля и отвечает не только за охлаждение салона летом, но и за теплый воздух зимой. Общим элементом обеих систем является хладагент, который в зависимости от режима работы получает тепло от нагревателя или охлаждается в радиаторе. Циркуляция хладагента под таким высоким давлением, как 17 бар, обеспечивается компрессором, приводимым в движение поликлиновым ремнем, который, в свою очередь, передает привод от шкива на коленчатый вал двигателя.
В системе охлаждения хладагент поступает в конденсатор, охлаждаемый импульсом воздуха или вентилятора, и переходит из газообразного состояния в жидкое. Оттуда жидкость подается к осушителю, а затем к расширительному клапану, где она превращается в газ с температурой -4 °C. Затем он охлаждает испаритель, через который проходит нагнетаемый в салон воздух. С другой стороны, в режиме обогрева тот же хладагент забирает тепло у двигателя и передает его нагревателю, который нагревает проходящий через него воздух. Вентилятор с приводом от двигателя отвечает за подачу охлажденного или подогретого воздуха в салон. Зная, как работает кондиционер в автомобиле внутреннего сгорания, легче понять принцип работы этой системы в электромобилях.
Система кондиционирования воздуха в электромобиле – в чем отличие?
Электродвигатель не выделяет тепло, но это не значит, что в машине нет отопления. Механизм работы систем охлаждения и обогрева в электромобилях на самом деле мало чем отличается от тех, которые встречаются в автомобилях с ДВС.
Основное отличие заключается в источнике питания компрессора. В данном случае не коленвал, а аккумуляторы для электромобилей. Компрессоры в электромобилях имеют собственный встроенный электродвигатель, инвертор, который преобразует постоянный ток, потребляемый от аккумулятора, в переменный ток, и сепаратор, который отделяет компрессорное масло от хладагента. Среди преимуществ решения, где компрессор питается напрямую от аккумулятора, можно отметить возможность запуска кондиционера на стоянке, при выключенном двигателе. В новых электромобилях также можно встретить систему отопления на основе теплового насоса, чем-то напоминающую сплит-кондиционеры, используемые для обогрева зданий. Тепловой насос «воздух-воздух» может работать как в режиме нагрева, так и в режиме охлаждения. В режиме обогрева теплый воздух, который он производит, подается непосредственно в кабину, а в режиме охлаждения он поступает в конденсатор, за которым следуют осушитель, расширительный клапан и испаритель. Тепловой насос также питается от литий-ионной батареи с использованием инвертора.
Как обогреть салон электромобиля?
Включение обогрева автомобиля увеличивает энергопотребление компрессора, что в случае с электромобилями связано с более быстрым разрядом аккумулятора. Учитывая небольшое количество быстрых зарядных устройств и увеличенное время зарядки аккумулятора в холодную погоду, BEV кажутся хорошим вариантом только для городских поездок, и это при условии, что у вас дома есть собственная точка зарядки. Однако есть способы снизить потребление электроэнергии электромобилями и гибридными автомобилями зимой. Во-первых, прогрейте салон автомобиля еще до того, как отправитесь в путь. Лучше всего подключить его к зарядному устройству или, если это невозможно, установить в солнечном месте. Во-вторых, во время вождения неплохо включить экономичный режим, снижающий потребление энергии отдельными системами до минимума. Если автомобиль оснащен подогревом сидений и рулевого колеса, можно установить минимальную температуру в салоне или отказаться от обогрева в автомобиле.
Однако расход энергии на обогрев салона зависит не только от умелого управления энергопотреблением, скорости движения и рабочей температуры аккумуляторной батареи, но и от типа обогрева и надлежащей теплоизоляции салона автомобиля.
Использование тепловентиляторов
В электромобилях существует несколько различных типов обогрева, но наиболее распространенным является электрический обогреватель, подключенный к вентилятору. Хотя мощность таких нагревателей в основном невелика, всего от 2 до 4 кВт, при отрицательных температурах они значительно ускоряют процесс разрядки аккумулятора. На практике даже было проверено, сколько работает аккумулятор электромобиля зимой. Испытания, проведенные Американской автомобильной ассоциацией, показали, что в температурных условиях ниже -7°C средний запас хода электромобиля падает почти вдвое по сравнению с оптимальными условиями 24°C. Эта проблема возникает не в теплых климатических условиях, а в северной Европе или Америке, например, где бывают иногда очень суровые зимы, использование такого обогрева в автомобиле может сделать невозможным выезд на дальние расстояния за город.
Преимущества и недостатки теплового насоса в автомобиле
Тепловой насос становится все более распространенным видом отопления в электромобилях. При правильном сжатии и расширении теплоносителя свободная тепловая энергия, получаемая извне, может использоваться для обогрева салона автомобиля. Испытания в зимних условиях показали, что это требует меньше энергии, чем традиционная система с электронагревателем, но только в определенном диапазоне наружных температур. По оценкам, при температуре от 0 до 10°C тепловой насос потребляет около 1 Вт энергии, поэтому он экономит 1-2 Вт за каждый час работы. При более низких температурах ситуация меняется в ущерб тепловому насосу. Также часто подчеркивается, что тепловой насос является хорошим решением только в том случае, если автомобиль используется для езды по городу и имеет аккумулятор относительно небольшой емкости. Если автомобиль должен преодолевать большие расстояния, выгоднее инвестировать в модель с более емкой батареей и системой на основе традиционного резистивного нагревателя.
Высоковольтный обогреватель – что это такое и как он работает?
Высоковольтный нагреватель (HVH) представляет собой устройство небольшого размера и весом всего 2,7 кг, но очень эффективное. В отличие от тепловых насосов, эта технология основана на модели нагрева воды вместо нагрева воздуха. Его можно использовать как для поддержания комфортной температуры в кабине, так и для предварительного прогрева или охлаждения тягового двигателя. Нагреватель HVH рассчитан на работу в широком диапазоне питающих напряжений от 100 до 450 В, при этом его максимальная мощность нагрева достигает 7 кВт. Высокая эффективность этого решения делает его применимым для больших транспортных средств, таких как грузовики и автобусы. Наиболее частым применением данной технологии является стояночный электрообогрев кабины водителя, применяемый в грузовых автомобилях, но с успехом она применяется и в легковых автомобилях. Автомобильный дизайн все чаще сочетает все эти технологии в различных комбинациях или использует наиболее комплексные решения, чтобы обеспечить наибольшую выгоду.
Изоляционные материалы и ассортимент электромобиля
Очень важным аспектом с точки зрения поддержания комфортной температуры в салоне автомобиля является не только эффективное производство тепла или холода, но и сохранение его там, где это необходимо . В этом отношении отлично подходят автомобильные компоненты из вспененного полипропилена EPP, который отличается отличной теплоизоляцией, ударопрочностью и устойчивостью к деформациям, а также минимальным весом. Даже сегодня пенополипропилен стал ведущим материалом, широко используемым производителями автокресел. Среди прочего, он используется для изготовления наполнителей сидений, подголовников, подлокотников или дверных панелей автомобилей и даже компонентов кузова для обеспечения пассивной безопасности. Превосходная формуемость и электрические свойства этого материала также привели к его использованию в производстве аккумуляторов для электромобилей. Отлитые из него элементы аккумуляторов защищают чувствительные элементы от экстремальных температур, скачков напряжения и механических повреждений.
Таким образом, они позволяют во многом увеличить запас хода и безопасность электромобилей.
Свяжитесь с нами.
Как работает моя система кондиционирования воздуха?
Дэвид Бур Опубликовано
Прохладный ветерок в жаркий летний день… Вы его чувствуете? Разве это не освежает? Самое приятное то, что в вашем доме прохладно и комфортно, потому что у вас есть система кондиционирования воздуха. Но знаете ли вы, что он делает? Или как это делается? Это имеет значение? Да! Понимание того, как работает ваша система охлаждения, поможет вам двумя способами: 1) вы поймете, почему регулярное техническое обслуживание является необходимостью, а не просто роскошью; и 2) Вы будете знать, как получить максимальную отдачу от каждой копейки, потраченной на затраты на электроэнергию.
Основы
Сначала давайте рассмотрим некоторые основы. Каждая система кондиционирования воздуха (также называемая системой охлаждения или AC) должна иметь термостат.
Термостат — это то, как вы сообщаете своей системе, когда и как долго работать, устанавливая температуру, которую вы хотите в своем доме. Допустим, вы хотите, чтобы внутри было 72 градуса. Когда термостат чувствует, что температура воздуха поднимается выше 72, он включает кондиционер. Охлаждающий блок затем удаляет тепло из вашего дома. Затем, когда термостат чувствует, что воздух охлаждается до 72 градусов, он отключает кондиционер. Простые термостаты позволяют температуре повышаться или понижаться на несколько градусов по сравнению с заданной температурой, поэтому охлаждающее устройство не будет часто включаться и выключаться. Более продвинутые термостаты могут рассчитать, как часто ваш кондиционер должен работать, чтобы поддерживать постоянную температуру без скачков вверх и вниз.
Кондиционеры – как они работают?
Принцип работы кондиционера для многих остается загадкой, но в этом нет ничего сложного. Система охлаждения состоит из следующих двух частей: циркуляционный вентилятор/змеевик или «внутренний блок» и компрессор/конденсаторный блок или «наружный блок».
(В большинстве случаев блок циркуляционного вентилятора/змеевика находится внутри вашего дома. Однако, если у вас есть «комплектный блок», то обе части собраны вместе и находятся снаружи. Для простоты мы будем называть их «внутренний блок» и «наружный блок». ‘.)
«Наружный блок» — это сердце вашей системы охлаждения. Когда термостат дает команду включиться, компрессор, который похож на насос, выталкивает хладагент через крошечное сопло в виде тумана в змеевик во «внутреннем блоке». Этот туман очень холодный и охлаждает змеевик, который выглядит как автомобильный радиатор. Вентилятор в блоке вытягивает воздух из вашего дома через фильтр, а затем через змеевик. Горячий воздух из вашего дома нагревает змеевик, когда он проходит через него, но охлаждает воздух, который затем вдувается в ваш дом.
Хладагент, выходящий из змеевика «внутреннего блока», теперь теплее и выходит туда, где находится компрессор.
Затем он перекачивается в другой змеевик, окружающий компрессор. В этом змеевике сейчас очень горячая жидкость. Даже в жаркий летний день наружный воздух все еще может охлаждать этот змеевик с помощью вентилятора в середине «наружного блока». Теперь хладагент остыл, поэтому компрессор проталкивает его обратно внутрь через крошечное сопло во «внутреннем блоке». И цикл продолжается.
Осталось объяснить еще одну полезную деталь. Когда «внутренний блок» вытягивает воздух из вашего дома через змеевик, он не просто отводит тепло. Это также удаление влаги. Подумайте об этом: что происходит в жаркий день, когда вы наполняете стакан ледяной водой? Снаружи промокает, да? Это потому, что влага конденсируется на холодных поверхностях. То же самое происходит внутри вашего внутреннего блока. Влага из воздуха в вашем доме конденсируется на змеевике. Поэтому, если вы пришли домой в жаркий, душный день, а кондиционер был выключен, может пройти некоторое время после его включения, прежде чем вы увидите падение температуры на термостате.