Princip rada klima uređaja za električna vozila
Princip rada klima uređaja za električna vozila: sustav grijanja
Izvor grijanog zraka u sustavu klimatizacije vozila na gorivo uglavnom se dovodi iz rashladne tekućine motora. Sustav grijanog zraka električnih vozila razlikuje se od sustava ostalih vozila. Uobičajena rješenja grijanja za klimatizacijske sustave električnih vozila su sljedeća:
(1) Dizalica topline. Na slici je prikazan princip rada klimatizacijskog sustava toplinske pumpe za električna vozila koju pokreće pogonski remen s istosmjernim motorom bez četkica. Način rada hlađenja/grijanja sustava klima uređaja mijenja se s četveroputnog prekretnog ventila na četveroputni preokretni ventil. Pune strelice označavaju uvjete hlađenja, a isprekidane strelice označavaju uvjete grijanja. U principu, ovaj sustav se ne razlikuje od običnog sustava klimatizacije toplinske pumpe, ali se uglavnom koristi u električnim vozilima. Posebno razvijen klizni kompresor s dvostrukom šupljinom, istosmjerni motor bez četkica i upravljački sustav invertera. Kada sustav prijeđe iz načina rada odleđivanja u način rada grijanja u uvjetima rada toplinske pumpe, kondenzirana voda na izmjenjivaču topline u zračnom kanalu brzo će ispariti i stvoriti inje na prozorskom staklu, utječući na sigurnost vožnje.
(2) PTC električni grijač. PTC električni grijač je grijač koji kao izvor topline koristi PTC termistor. PTC termistori obično su izrađeni od poluvodičkih materijala. Njihov otpor uvelike varira s vlagom. Kada se vanjska temperatura smanji, PTC otpor se smanjuje i kalorična vrijednost se u skladu s tim povećava. Prema materijalu, mogu se podijeliti na keramičke PTC termistore i organske polimerne PTC termistore. Keramički PTC termistori koriste se u pomoćnim električnim grijačima klima uređaja. Budući da mu se vrijednost otpora povećava ili smanjuje s promjenama temperature okoline, PTC termistor ima karakteristike uštede energije, konstantne temperature, sigurnosti i dugog vijeka trajanja.
Princip rada klima uređaja za električna vozila: rashladni sustav
Poluvodičko hlađenje je termoelektrično hlađenje, što je rashladna tehnologija u čvrstom stanju. Ne zahtijeva rashladno sredstvo. Termoelektrana djeluje kao kompresijski rashladni kompresor. Hladni kraj i njegov izmjenjivač topline ekvivalentni su kompresijskom rashladnom isparivaču, a vrući kraj i njegov izmjenjivač topline ekvivalentni su kondenzatoru. Nakon punjenja, slobodni elektroni i šupljine kreću se od hladnog kraja termoelementa prema vrućem kraju pod djelovanjem vanjskog električnog polja, što je ekvivalentno procesu kompresije rashladnog sredstva u kompresoru. Na hladnom kraju elektrotermalnog reaktora, izmjenjivač topline apsorbira toplinu i stvara parove elektron-rupa u isto vrijeme, što je ekvivalentno apsorpciji topline i isparavanju rashladnog sredstva u isparivaču. Na vrućem kraju elektrotermalnog reaktora, parovi elektron-rupa se rekombiniraju, a toplina se raspršuje kroz izmjenjivač topline, što je ekvivalentno zagrijavanju i kondenzaciji rashladnog sredstva u kondenzatoru.
Termoelektrični klima uređaji imaju sljedeće karakteristike: termoelektrični elementi zahtijevaju istosmjerno napajanje; promjena smjera struje može proizvesti obrnuti učinak hlađenja i grijanja; termoelektrični rashladni uređaji imaju malu toplinsku inerciju i kratko vrijeme hlađenja. Kada vrući kraj ima dobru disipaciju topline, a hladni kraj nema opterećenja, rashladni čip može postići maksimalnu temperaturnu razliku unutar 1 minute od uključivanja. Podešavanjem radne struje modula, brzina hlađenja i temperatura mogu se prilagoditi, točnost kontrole temperature može doseći 0.001 stupnjeva Celzijusa, a energija se može kontinuirano podešavati. U ispravnom dizajnu i uvjetima uporabe, učinkovitost hlađenja može doseći više od 90%. Nema rotirajućih dijelova i stoga nema otpornost na vibracije, trenje, buku i udarce.
Princip rada klima uređaja za električna vozila: princip rada klima uređaja toplinske pumpe
Pomoćni električni grijači klima uređaja mogu se podijeliti na spojene keramičke PTC grijače i metalne PTC cijevne grijače. Vezani keramički PTC grijač je grijač izrađen od smole otporne na visoke temperature spojene s mnogim keramičkim PTC čipovima i aluminijskim valovitim hladnjakom. Ima dobre performanse disipacije topline i stabilne električne performanse. Vezani keramički PTC grijači mogu se podijeliti u dvije vrste: nabijena površina grijača i nenabijena površina grijača.
Metalni PTC cijevni grijač koristi uvezenu žicu od legure nikla i željeza kao grijaći materijal, a toplinska cijev je opremljena aluminijskim radijatorom. Učinak rasipanja topline je vrlo dobar. Grijač je opremljen regulatorom temperature i toplinskim osiguračem, što proizvod čini sigurnijim i pouzdanijim. Ovaj grijač ima dobra svojstva PTC materijala. Neki klima uređaji koriste ovaj grijač kao pomoćno grijanje.
(3) Otpadna toplina pomaže PTC-u. Toplina koju stvara oprema velike snage (pretvorba energije, pogonski motori, kontroleri motora itd.) koristi se za izmjenu topline s unutarnjim okolišem vozila. Kada topline nema dovoljno, uključuje se pomoćni PTC grijač.
