Pregled upravljanja toplote v pilotski kabini
Klimatska naprava je ključ do toplotnega upravljanja avtomobila. Tako voznik kot potniki želijo slediti udobju avtomobila. Pomembna funkcija avtomobilske klimatske naprave je doseganje udobnega voznega okolja s prilagajanjem temperature, vlažnosti in hitrosti vetra v potniški kabini. in okolje za vožnjo. Načelo običajne avtomobilske klimatske naprave je hlajenje ali ogrevanje temperature v kabini s toplotno fizikalnim principom izhlapevanja, absorpcije toplote in kondenzacije. Ko je zunanja temperatura nizka, lahko dovaja ogret zrak v kabino, tako da voznika in potnike ne zebe; ko je zunanja temperatura visoka, lahko v kabino dovaja zrak z nizko temperaturo, da se voznik in potniki počutijo hladnejše. Zato ima avtoklima zelo pomembno vlogo pri klimatizaciji potniške kabine in udobju potnikov.
1.1 Tradicionalna klimatska naprava za vozila s pogonom na gorivo in princip delovanja
Klimatske naprave za vozila s tradicionalnim gorivom so v glavnem sestavljene iz štirih komponent: uparjalnika, kondenzatorja, kompresorja in ekspanzijskega ventila. Kompresor je napajalna naprava, ki lahko stisne nizkotemperaturno in nizkotlačno plinasto hladilno sredstvo v visokotemperaturno in visokotlačno plinasto hladilno sredstvo. Kompresorji so običajno nameščeni na motorju vozil na gorivo, kompresor pa poganja motor, da deluje.
Uparjalnik je naprava za izmenjavo toplote, nameščena v kabini. Načelo delovanja uparjalnika je, da z izhlapevanjem absorbira toploto in s tem zniža temperaturo. Ko nizkotlačno in nizkotlačno tekoče hladilno sredstvo prehaja skozi uparjalnik, tekoče hladilno sredstvo upari in absorbira toploto v kabini ter tako hitro ohladi kabino.
Kondenzator je tudi naprava za izmenjavo toplote, nameščena zunaj kabine. Načelo delovanja kondenzatorja je absorbiranje toplote s kondenzacijo in s tem povečanje temperature. Ko visokotemperaturno in visokotlačno plinasto hladilno sredstvo prehaja skozi kondenzator, ga ventilator ohladi in sprosti toploto zunanjemu zraku. , ki pretvarja visokotemperaturno in visokotlačno plinasto hladilno sredstvo v srednjetemperaturno in visokotlačno tekoče hladilno sredstvo.
Ekspanzijski ventil je naprava, ki ekspandira srednjetemperaturno in visokotlačno tekočino v nizkotemperaturno in nizkotlačno tekočino. Ekspanzijski ventil je običajno nameščen na vhodu izparilne škatle. Razširi srednjetemperaturno in visokotlačno tekoče hladilno sredstvo v nizkotemperaturno in nizkotlačno tekoče hladilno sredstvo, kar omogoča, da hladilno sredstvo vstopi v izparilno škatlo. za absorbiranje toplote v kabini.
Avtomobilske klimatske naprave so sestavljene iz hladilnega sistema, ogrevalnega sistema in prezračevalnega sistema. Ti trije sistemi sestavljajo sklop avtomobilske klimatske naprave. Načelo hlajenja vozil s tradicionalnim gorivom so štirje koraki stiskanja, kondenzacije, ekspanzije in izhlapevanja, kot je prikazano na sliki 1. S ponavljanjem teh štirih korakov je mogoče zagotoviti delovanje hladilnega sistema. Nato uparjalna škatla nadaljuje s hlajenjem kabine.
Slika 1
Načelo ogrevanja vozila na tradicionalna goriva je uporaba odpadne toplote motorja vozila za ogrevanje kabine vozila. Najprej hladilna voda z višjo temperaturo, ki izhaja iz vodnega plašča za hlajenje motorja, vstopi v jedro s toplim zrakom, hladen zrak pa se vpihuje skozi topel zrak skozi ventilator. Jedro, segret zrak se lahko vpihuje v kabino za ogrevanje kabine ali odmrzovanje oken. Ko hladilna voda zapusti grelnik, se vrne v motor, da zaključi cikel.
1.2 Nova energetska klimatska naprava za vozila in princip delovanja
Ker so pogonske naprave vozil na novo energijo in vozil na tradicionalno gorivo drugačne, kompresor klimatske naprave vozil na gorivo poganja motor, kompresor klimatske naprave vozil na novo energijo pa motor. Zato kompresorja klimatske naprave v novem energijskem vozilu ne more poganjati motor, temveč ga bo. Električni kompresor se uporablja za stiskanje hladilnega sredstva. Osnovno načelo novih energetskih vozil je enako kot pri vozilih na tradicionalno gorivo. Za hlajenje potniškega prostora uporabljajo kondenzacijsko sproščanje toplote in absorpcijo toplote izhlapevanja. Vendar se kompresor spremeni v električni kompresor. Trenutno se kompresorji spiralne strukture uporabljajo predvsem za stiskanje hladilnega sredstva.
Način ogrevanja novih vozil na energijo se zelo razlikuje od načina ogrevanja vozil na tradicionalna goriva. Ker je način ogrevanja vozil na tradicionalno gorivo prenos odpadne toplote motorja v kabino prek hladilne tekočine za ogrevanje kabine, nova energetska vozila ne obstajajo brez motorja. Motor ogreva kabino. Zato nova energetska vozila za ogrevanje kabine uporabljajo druge načine ogrevanja. Sledi več načinov klimatizacije in ogrevanja za vozila z novo energijo.
(1) Polprevodniški ogrevalni sistem: polprevodniški grelec je sestavljen iz polprevodniških komponent in priključkov za opravljanje funkcij hlajenja in ogrevanja. V tem sistemu je termočlen osnovna komponenta za hlajenje in ogrevanje. Njegova struktura je prikazana na sliki 2. Dve polprevodniški napravi sta povezani, da tvorita termočlen, in po uporabi enosmernega toka se na vmesniku ustvarita toplota in temperaturna razlika za ogrevanje notranjosti kabine. Glavna prednost polprevodniškega ogrevanja je, da lahko hitro ogreje kabino. Glavna pomanjkljivost je, da polprevodniško ogrevanje porabi veliko električne energije. Za nova energetska vozila, ki morajo loviti kilometrino, so njegove pomanjkljivosti usodne. Zato ne more izpolniti zahtev novih energetskih vozil za varčevanje z energijo klimatskih naprav. Prav tako je bolj potrebno, da ljudje izvajajo raziskave o metodah ogrevanja polprevodnikov in načrtujejo učinkovito in energetsko varčno metodo ogrevanja polprevodnikov.
Slika 2
1—Električna izolacijska plast; 2—Predmet, ki ga je treba ohladiti; 3—kovinski list; 4—polprevodnik tipa N;5—kovinski list; 6—ogrevan predmet; 7—Električna izolacijska plast; 8—polprevodnik tipa P
(2) Ogrevanje zraka s pozitivnim temperaturnim koeficientom (PTC): Glavna komponenta PTC je termistor, ki ga segreva električna grelna žica in je naprava, ki neposredno pretvarja električno energijo v toplotno. Sistem za ogrevanje zraka PTC spremeni jedro toplega zraka vozila s tradicionalnim gorivom v grelnik zraka PTC. Uporablja ventilator za pogon zunanjega zraka, ki se segreje skozi grelec PTC, in pošilja ogret zrak v notranjost kabine za ogrevanje kabine. Neposredno porablja elektriko, zato je ob vklopljenem grelniku tudi poraba energije novih energetskih vozil relativno velika.
(3) PTC grelnik hladilne tekočine: PTC grelnik hladilne tekočine in PTC grelnik zraka proizvajata toploto s porabo električne energije, vendar sistem za ogrevanje vode najprej uporablja PTC za ogrevanje hladilne tekočine. Ko se hladilna tekočina segreje na določeno temperaturo, se hladilna tekočina črpa v Jedro grelnika izmenjuje toploto z okoliškim zrakom, ventilator pa pošlje segret zrak v kabino, da ogreje kabino. Hladilna voda se nato segreje skozi PTC in kroži naprej in nazaj. Ta ogrevalni sistem je zanesljivejši in varnejši od PTC zračnega hlajenja.
(4) Klimatska naprava s toplotno črpalko: Načelo klimatske naprave s toplotno črpalko je enako kot pri tradicionalni avtomobilski klimatski napravi, vendar lahko klimatska naprava s toplotno črpalko izvede pretvorbo ogrevanja in hlajenja kabine. Uporablja štiripotni povratni ventil za spreminjanje smeri pretoka hladilnega sredstva v sistemu, s čimer doseže hlajenje. Proces izmenjave toplote. Ker klimatske naprave s toplotno črpalko ne porabljajo neposredno električne energije za ustvarjanje toplote, so klimatske naprave s toplotno črpalko energijsko varčnejše od grelnikov PTC. Trenutno so klimatske naprave s toplotno črpalko serijsko izdelane na nekaterih vozilih.
