ระบบจัดการความร้อนปั๊มความร้อนรถยนต์ไฟฟ้า
แผนผังของระบบปรับอากาศรถยนต์แบบดั้งเดิม
ในระบบปรับอากาศรถยนต์แบบดั้งเดิม สารทำความเย็นสามารถพบได้ในสี่สถานะหลัก: ก๊าซแรงดันสูง ของเหลวแรงดันสูง ของเหลวแรงดันต่ำ และก๊าซแรงดันต่ำ ส่วนประกอบหลักสี่องค์ประกอบที่เชื่อมโยงสี่สถานะนี้ ได้แก่ คอมเพรสเซอร์ คอนเดนเซอร์ วาล์วขยาย และเครื่องระเหย คอมเพรสเซอร์จะบีบอัดสารทำความเย็นในท่อ สารทำความเย็นควบแน่นจากก๊าซเป็นของเหลวในคอนเดนเซอร์ที่ด้านหน้าห้องเครื่อง กระบวนการนี้จะปล่อยความร้อนออกมา หลังจากผ่านวาล์วขยายตัว ความดันของสารทำความเย็นเหลวจะลดลงกะทันหัน ในที่สุดมันจะระเหยไปในเครื่องระเหยภายในห้องโดยสารและดูดซับความร้อนได้มาก จึงบรรลุผลการทำความเย็นในห้องโดยสาร สารทำความเย็นในท่อที่กล่าวถึงในที่นี้หรือที่เรียกว่าสารทำความเย็น มีลักษณะของการกลายเป็นไอและการทำให้เป็นของเหลวได้ง่ายเพื่อช่วยให้การถ่ายเทความร้อนสะดวก สารทำความเย็นที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเร็วที่สุดคือฟรีออน ต่อมา เนื่องจากฟรีออนสร้างความเสียหายให้กับชั้นโอโซน จึงค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วยเตตราฟลูออโรอีเทนด้วยชื่อแบรนด์ R134A ในการใช้งานระบบปรับอากาศในรถยนต์ เมื่อเร็วๆ นี้ เนื่องจากการให้ความสำคัญกับการปกป้องสิ่งแวดล้อมมากขึ้น สารทำความเย็นจึงค่อยๆ พัฒนาไปสู่สารทำความเย็นคาร์บอนไดออกไซด์
การจัดการความร้อนของปั๊มความร้อนทำงานอย่างไร
เหตุผลหลักในการแนะนำระบบปั๊มความร้อนก็คือ รถยนต์ไฟฟ้าบริสุทธิ์หรือรถยนต์ปลั๊กอินไฮบริดที่รองรับการขับขี่ด้วยไฟฟ้าบริสุทธิ์ ไม่สามารถใช้เครื่องยนต์เป็นแหล่งความร้อนที่เสถียรในการให้ความร้อนได้อีกต่อไป ดังนั้น ก่อนที่จะมีการเปิดตัวระบบปั๊มความร้อน ฟังก์ชั่นการทำความร้อนของระบบปรับอากาศของยานพาหนะไฟฟ้าส่วนใหญ่จึงเสร็จสมบูรณ์โดยเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าหรือที่เรียกว่าเครื่องทำความร้อน PTC (ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงบวก) แบบต้านทาน และคุณควรรู้ว่าความร้อนที่ได้รับจากการทำความร้อนด้วยไฟฟ้าโดยตรงจะลดกำลังของแบตเตอรี่และระยะการขับขี่ลงอย่างมาก ตามสถิติเมื่อขับรถในฤดูหนาวและเปิดฟังก์ชั่นการทำความร้อนของเครื่องปรับอากาศโดยใช้การทำความร้อนด้วยไฟฟ้า เกือบครึ่งหนึ่งของไฟฟ้าจะถูกนำมาใช้เพื่อให้ความร้อน เหลือกำลังเพียงครึ่งหนึ่งในการขับขี่ การใช้ระบบปั๊มความร้อนเพื่อให้ความร้อนจะช่วยเพิ่มระยะทางได้อย่างมาก
โหมดระบายความร้อนของระบบการจัดการความร้อนของปั๊มความร้อน
ในความเป็นจริง ในระบบการจัดการความร้อนของปั๊มความร้อน แม้ว่าจะถูกควบคุมโดยปั๊มและวาล์วหลายตัว แต่ไม่มีส่วนประกอบที่เรียกว่า HeatPump ของปั๊มความร้อน เรียกว่าปั๊มความร้อนเนื่องจากระบบปั๊มความร้อนมีลักษณะคล้ายกับปั๊มน้ำในการเคลื่อนย้ายน้ำจากที่ต่ำไปยังที่สูง ระบบปั๊มความร้อนทั้งหมดสามารถถ่ายเทความร้อนจากสถานที่ที่มีอุณหภูมิต่ำไปยังสถานที่ที่มีอุณหภูมิสูงได้ เช่น ในฤดูร้อน ระบบปั๊มความร้อนจะไม่นำอุณหภูมิต่ำภายนอกรถเข้ามา ในทางกลับกันความร้อนภายในรถจะถ่ายเทความร้อนออกสู่ภายนอก จึงบรรลุผลการทำความเย็น
โหมดการทำความร้อนระบบการจัดการความร้อนของปั๊มความร้อน
ในทางกลับกัน ในระหว่างการทำความร้อนในฤดูหนาว ระบบปั๊มความร้อนจะส่งความร้อนจากภายนอกรถไปยังด้านในของรถ คุณอาจต้องการถามอีกครั้งว่าความร้อนสามารถขนส่งเข้าไปได้แม้จะอยู่นอกรถหลายสิบองศาต่ำกว่าศูนย์หรือไม่? ดังที่ได้กล่าวไปแล้วว่ายังคงมีความร้อนอยู่แม้ที่อุณหภูมิหลายสิบองศาต่ำกว่าศูนย์ก็ตาม สามารถขนส่งความร้อนได้
แล้วระบบปั๊มความร้อนจะสามารถนำไปใช้กับระบบปรับอากาศรถยนต์ได้อย่างไร?
ขั้นแรก ความร้อนจะถูกดึงจากสิ่งแวดล้อมเข้าสู่ระบบปั๊มความร้อน ประการที่สอง ความร้อนถูกบีบอัดและทำให้ร้อนขึ้น จากนั้นความร้อนจะถูกใช้ทำความร้อนให้กับอากาศเย็นในห้องโดยสารและทำให้อากาศอบอุ่น อากาศร้อนจะถูกส่งไปยังห้องโดยสาร และความร้อนหลังการบีบอัดจะถูกแปลงเป็นความร้อนอุณหภูมิต่ำและระบายออกนอกรถ ระบบปั๊มความร้อนต้องคำนึงถึงทั้งสภาวะความร้อนและความเย็น เมื่อหยุดวาล์ว SV1 และ SV4 ถูกตัดและเปิด SV5 ระบบจะทำงานในโหมดทำความร้อน เครื่องระเหยในรถยนต์ในโหมดทำความเย็นจะถูกใช้เป็นคอนเดนเซอร์ในโหมดทำความร้อนเพื่อให้ความร้อนแก่ห้องโดยสารร่วมกับคอนเดนเซอร์ร้อน ในโหมดทำความร้อน ระบบการจัดการความร้อนของปั๊มความร้อนยังสามารถถ่ายเทความร้อนทิ้งจากมอเตอร์ ระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ และเครื่องชาร์จในท่อส่งน้ำหล่อเย็นสีน้ำเงินไปยังท่อส่งสารทำความเย็นสีแดงผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อให้ความร้อนแก่ห้องโดยสาร เมื่อเปิดวาล์วหยุด SV1 และ SV4 และปิด SV5 ระบบจะทำงานในโหมดทำความเย็นและคอนเดนเซอร์ภายนอกที่สอดคล้องกันในโหมดทำความเย็นจะถูกใช้เป็นเครื่องระเหยในโหมดทำความร้อน
