Peavoolu tehnilised lahendused soojuspumbaga kliimaseadmetele
uute energiasõidukite jaoks
Soojuspump on kliimaseade, mis suudab jõuliselt üle kanda soojusenergiat madala tasemega soojusallikast kõrge tasemega soojusallikasse, sarnaselt "veepumbale", mis suudab pumbata vett madalast kohast kõrgesse. Neljakäigulise tagurdusventiili kasutamine võib vahetada soojuspumbaga konditsioneeri aurusti ja kondensaatori funktsioone ning muuta soojusülekande suunda, saavutades nii suvel jahutamise ja talvel kütmise efekti.
Soojuspumpade teoreetiline alus pärineb termodünaamilisest vastupidisest Carnot' tsüklist. Soojuspumbaga kliimaseadmete jahutamisel ja kütmisel kasutatakse jahutus- või küttetsükli juhtimiseks spetsiaalseid elektrikompressoreid. Talvel ei ole küte enam sama, mis olemasolevad elektrilised kliimaseadmed. PTC-küte kasutab kütte saavutamiseks elektrilist kompressori ajamit.
Praegu jagunevad elektrisõidukite soojuspumbaga kliimaseadmete uuringud peamiselt kolme liiki: 1) olemasoleval külmutusagensil R134a põhinevad soojuspumbasüsteemid; 2) külmutusagensi CO2 kasutav soojuspumba tehnoloogia; 3) päikesesoojuspumbaga kliimaseadmed. Vastavalt soojusvahetite arvule võib need süsteemid jagada kahte tüüpi: ühekordne soojusvaheti ja kahekordne soojusvaheti; Vastavalt erinevatele kompressoritele saab süsteemi jagada kahte erinevat tüüpi: libiseva labaga kompressor ja rullkompressor.
Vastavalt külmaainele sisaldavad soojuspumbaga kliimaseadmed peamiselt R134a tüüpi ja CO2 tüüpi. Kuigi CO2-l on head termofüüsikalised omadused ja CO2 globaalse soojenemise potentsiaal (GWP) on üks tuhandik R134a omast, kuna praegu kasutatakse erinevates autode kliimaseadmetes peamiselt külmutusagensit R134a, on osade projekteerimine, tootmine ja müügijärgne teenindus ja hooldus kavandatud R134a külmutusagensi füüsikalised omadused ja R134a soojuspumbaga kliimaseadmed on muutunud praegu väljatöötatavaks peamiseks tehnoloogiaks.
Kasutades külmutusagensina R134a, on elektrisõidukite soojuspumbaga kliimaseadmete konstruktsiooni jaoks tavaliselt kaks võimalust.
1. Valik 1: süsteem koosneb elektrilisest kliimaseadme kompressorist, gaasi-vedeliku eraldajast, HVAC-sõlmest (sealhulgas autosisene kondensaator, aurusti, aurusti ventilaator ja lisakütte PTC), välissoojusvahetist ja mitmest solenoidventiilid. Üldiselt põhineb see olemasolevates elektrisõidukites tavaliselt kasutataval elektrilisel kliimaseadmel, kasutades elektrikompressorit, väline soojusvaheti on vertikaalne "V"-kujuline ribi paralleelvooluga soojusvaheti ja suurendab sõidukisisest kondenseerumist HVAC-i sees. koost ja lisakütte PTC, lisage kliimaseadme torustikule mitu solenoidventiili ja kontrollige külmutusagensi voolu suunda, kontrollides mitme solenoidventiili avamist ja sulgemist. Mitme solenoidventiili kombinatsioon ei saa mitte ainult vahetada külmutusagensi voolu suunda, vaid ka laiendada külmaainet.
2. Valik 2: kasutage elektrikompressorit, et muuta külmutusagensi voolu suunda läbi neljasuunalise tagasilöögiklapi. Külmutusagensi kahesuunalise voolu saavutamiseks kasutage elektroonilist paisuventiili. Välissoojusvaheti kasutab paralleelseks vooluvahetuseks vertikaalseid V-kujulisi ribisid. Küttekeha, lisa lisaküte.
Skeemi 2 soojuspumba kliimaseadme süsteemis on jahutus- ja küttepõhimõtted sarnased skeemi 1 omaga. Erinevus seisneb selles, et neljakäigulise tagasikäiguventiiliga saab üheaegselt lülitada skeemi TXV-ventiili ja soojuspumba TXV-ventiili külmutusagensi. 1. Elektrooniline paisuventiil toimib paisuva jahutusainena nii külmutusseadme TCV kui ka soojuspumba TXV jaoks. Süsteemi tööd juhib spetsiaalne soojuspumba kontroller.
Kahe ülaltoodud lahenduse komponentides on erinevusi
Esimese variandi komponendid on suhteliselt küpsed ja töökindlad ning jahutus- ja küttefunktsioone on lihtsam saavutada. Süsteemil on aga palju komponente. Külmutusagensi lülitus- ja paisufunktsioonide realiseerimiseks lisatakse solenoidklapp, pöördklapp ja elektromagnetiline paisuventiil. Soojusvahetuse funktsiooni realiseerimiseks autos lisatakse aurustile autosisene kondensaator. Torujuhtme ruumi on keeruline korraldada ja kliimaseadme põhiseade vajab ümberkujundamist. Kuna kava hõlmab palju klapikorpusi, liiga palju toruühendusi, on külmutusagensi voolutakistus suur ning tõhusus ja energiasääst veidi ebapiisavad. Juhtimistäpsuse osas on seda raske täpselt juhtida ja üldine arenduskulu on kõrge.
Variant 2 on lihtsa süsteemistruktuuriga ja sisaldab vähem osi. Südamik on neljasuunaline tagurdusklapp ja elektrooniline paisuventiil. Kuna autosisene soojusvaheti toimib autos nii kondensaatori kui ka aurustajana, saab kliimaseadme põhiseadet otse laenata ja torustiku keerukus on madal. Juhtimistäpsuse osas on elektrooniliste paisuventiilide ja neljasuunaliste tagasilöögiklappide jaoks suhteliselt vähe kodumaiseid küpseid tooteid ning peamised klapiosade tootjad töötavad praegu peamiste arenduste kallal. Täpse juhtimise saavutamiseks on vaja spetsiaalseid soojuspumbaga kliimaseadme kontrollereid, mistõttu otsivad erinevad hostettevõtted kliimaseadmete arenduses võtmetähtsusega juurutusülesandeid. Selles etapis on arendus- ja kalibreerimiskulud suhteliselt kõrged ning süsteemi maksumus on samaväärne lahenduse 1 omaga. Kuna aga toode muutub populaarsemaks ja maht kasvab, langeb hind oluliselt. Praegu kasutavad seda lahendust kõik vastuvõtvad ettevõtted nii kodu- kui ka välismaal.
Soojuspumbasüsteemide massilise industrialiseerimise realiseerimiseks olemasoleva tööstuse taustal on suundumus arendada välja plaanis 2 näidatud soojuspumbaga kliimaseade. Tööstus peab arendama selliseid põhikomponente nagu kiire ja kõrge efektiivsusega. elektrilised kompressorid, välis- ja sisesoojusvahetid, neljasuunalised tagurdusventiilid ja elektroonilised paisuventiilid ning soodustavad komponentide võimalikult kiiret valmimist ja töökindlust. Vastuvõtvad ettevõtted peavad parandama kontrolli soojuspumbasüsteemide integreerimise üle. Arendusvõimalused.
