Galvenie tehniskie risinājumi siltumsūkņu gaisa kondicionieriem
jauniem enerģijas transportlīdzekļiem
Siltumsūknis ir gaisa kondicionēšanas iekārta, kas var piespiedu kārtā pārnest siltumenerģiju no zema līmeņa siltuma avota uz augsta līmeņa siltuma avotu, līdzīgi kā "ūdens sūknis", kas var sūknēt ūdeni no zemas vietas uz augstu. Četru virzienu reversa vārsta izmantošana var apmainīt siltumsūkņa gaisa kondicionētāja iztvaicētāja un kondensatora funkcijas un mainīt siltuma pārneses virzienu, tādējādi panākot dzesēšanas efektu vasarā un sildīšanu ziemā.
Siltumsūkņu teorētiskā bāze nāk no termodinamiskā apgrieztā Karno cikla. Siltumsūkņu gaisa kondicionēšanas sistēmu dzesēšanai un apkurei tiek izmantoti īpaši elektriskie kompresori, lai vadītu dzesēšanas vai apkures ciklu. Ziemā apkure vairs nav tas pats, kas esošajiem elektriskajiem gaisa kondicionieriem. PTC apkure izmanto elektrisko kompresora piedziņu, lai panāktu sildīšanu.
Šobrīd pētījumi par elektrisko transportlīdzekļu siltumsūkņu gaisa kondicionēšanu galvenokārt tiek iedalīti trīs veidos: 1) siltumsūkņu sistēmas, kuru pamatā ir esošais aukstumaģents R134a; 2) siltumsūkņu tehnoloģija, izmantojot aukstumnesēju CO2; 3) saules siltumsūkņu gaisa kondicionēšanas sistēmas. Pēc siltummaiņu skaita šīs sistēmas var iedalīt divos veidos: viens siltummainis un dubultais siltummainis; atkarībā no dažādiem kompresoriem sistēmu var iedalīt divos dažādos veidos: bīdāmās lāpstiņas kompresors un ritināšanas kompresors.
Saskaņā ar aukstumaģentu siltumsūkņu gaisa kondicionēšanas sistēmās galvenokārt ietilpst R134a un CO2 tips. Lai gan CO2 ir labas termofizikālās īpašības un CO2 globālās sasilšanas potenciāls (GWP) ir viena tūkstošdaļa nekā R134a, jo dažādās automobiļu gaisa kondicionēšanas sistēmās pašlaik galvenokārt tiek izmantots aukstumaģents R134a, detaļu projektēšana, ražošana un pēcpārdošanas serviss un apkope tiek veidota, pamatojoties uz R134a aukstumaģenta fizikālās īpašības un R134a siltumsūkņa gaisa kondicionēšanas sistēmas ir kļuvušas par galveno tehnoloģiju, kas pašlaik tiek izstrādāta.
Izmantojot R134a kā aukstumaģentu, parasti ir divas iespējas elektrisko transportlīdzekļu siltumsūkņu gaisa kondicionēšanas sistēmu struktūrai.
1. iespēja: sistēma sastāv no elektriskā gaisa kondicionēšanas kompresora, gāzes un šķidruma separatora, HVAC bloka (tostarp automašīnas kondensatora, iztvaicētāja, iztvaicētāja ventilatora un papildu apsildes PTC), ārējā siltummaiņa un vairāku solenoīda vārsti. Vispārīgi runājot, tas ir balstīts uz elektrisko gaisa kondicionētāju, ko parasti izmanto esošajos elektriskajos transportlīdzekļos, izmantojot elektrisko kompresoru, ārējais siltummainis ir vertikāls "V" formas spuras paralēlās plūsmas siltummainis un palielina kondensāciju transportlīdzekļa iekšpusē HVAC. montāžas un papildu apkures PTC, pievienojiet vairākus solenoīda vārstus gaisa kondicionēšanas cauruļvadam un kontrolējiet aukstumaģenta plūsmas virzienu, kontrolējot vairāku solenoīda vārstu atvēršanu un aizvēršanu. Vairāku solenoīda vārstu kombinācija var ne tikai pārslēgt aukstumaģenta plūsmas virzienu, bet arī paplašināt aukstumaģenta daudzumu.
2. 2. iespēja: izmantojiet elektrisko kompresoru, lai mainītu aukstumaģenta plūsmas virzienu caur četrvirzienu atpakaļgaitas vārstu. Izmantojiet elektronisku izplešanās vārstu, lai panāktu aukstumaģenta divvirzienu plūsmu. Ārējais siltummainis paralēlai plūsmas apmaiņai izmanto vertikālas "V" formas spuras. Sildītājs, pievieno papildu apkuri.
Shēmas 2 siltumsūkņa gaisa kondicionēšanas sistēmā dzesēšanas un sildīšanas principi ir līdzīgi shēmā 1. Atšķirība ir tāda, ka četrvirzienu reversa vārsts var vienlaikus pārslēgt shēmas dzesēšanas TXV vārsta un siltumsūkņa TXV vārsta aukstumnesēju. 1. Elektroniskā izplešanās Vārsts darbojas kā izplešanās aukstumnesējs gan saldēšanas TCV, gan siltumsūknim TXV. Sistēmas darbību kontrolē speciāls siltumsūkņa kontrolleris.
Iepriekš minētajos divos risinājumos iesaistītās sastāvdaļas atšķiras
Pirmajā variantā iekļautās sastāvdaļas ir salīdzinoši nobriedušas un uzticamas, un dzesēšanas un sildīšanas funkcijas ir mazāk grūti sasniegt. Tomēr sistēmai ir daudz komponentu. Lai realizētu aukstumaģenta pārslēgšanas un izplešanās funkcijas, tiek pievienots solenoīda vārsts, atpakaļgaitas vārsts un elektromagnētiskais izplešanās vārsts. Lai automašīnā realizētu siltuma apmaiņas funkciju, iztvaicētājam tiek pievienots automašīnas kondensators. Ir grūti sakārtot cauruļvada telpu, un gaisa kondicionēšanas galvenais bloks ir jāpārveido. Tā kā plānā ir iekļauti daudzi vārstu korpusi, pārāk daudz cauruļu savienojumu, aukstumaģenta plūsmas pretestība ir liela, un efektivitāte un enerģijas taupīšana ir nedaudz nepietiekama. Vadības precizitātes ziņā ir grūti precīzi kontrolēt, un kopējās izstrādes izmaksas ir augstas.
2. iespējai ir vienkārša sistēmas struktūra, un tajā ir mazāk daļu. Kodols ir četrvirzienu atpakaļgaitas vārsts un elektroniskais izplešanās vārsts. Tā kā automašīnā iebūvētais siltummainis darbojas gan kā kondensators, gan kā iztvaicētājs, gaisa kondicionēšanas galveno bloku var tieši aizņemties un cauruļvada sarežģītība ir zema. Runājot par vadības precizitāti, ir salīdzinoši maz vietēji nobriedušu produktu elektroniskajiem izplešanās vārstiem un četrvirzienu atpakaļgaitas vārstiem, un galvenie vārstu detaļu ražotāji pašlaik strādā pie svarīgākajām izstrādnēm. Lai panāktu precīzu vadību, nepieciešami speciāli siltumsūkņu gaisa kondicionēšanas kontrolieri, tāpēc dažādi uzņēmēji meklē galvenos ieviešanas uzdevumus gaisa kondicionēšanas izstrādē. Šajā posmā izstrādes un kalibrēšanas izmaksas ir salīdzinoši augstas, un sistēmas izmaksas ir līdzvērtīgas 1. risinājuma izmaksām. Tomēr, produktam kļūstot populārākam un pieaugot apjomam, cena ievērojami samazināsies. Pašlaik visi uzņēmēji mājās un ārvalstīs izmanto šo risinājumu.
Lai realizētu siltumsūkņu sistēmu masveida industrializāciju uz esošās nozares fona, ir tendence attīstīt siltumsūkņu gaisa kondicionēšanas sistēmu, kas parādīta 2. plānā. Nozarei ir jāattīsta tādi galvenie komponenti kā ātrgaitas un augstas efektivitātes. elektriskos kompresorus, ārējos un iekšējos siltummaiņus, četrvirzienu atpakaļgaitas vārstus un elektroniskos izplešanās vārstus, kā arī veicināt to, lai komponenti pēc iespējas ātrāk kļūtu nobrieduši un uzticami. Uzņēmējiem ir jāuzlabo siltumsūkņu sistēmas integrācijas kontrole. Attīstības iespējas.
