Yleiset tekniset ratkaisut lämpöpumppuilmastointilaitteisiin
uusille energiaajoneuvoille
Lämpöpumppu on ilmastointilaite, joka voi siirtää lämpöenergiaa väkisin matalatasoisesta lämmönlähteestä korkeatasoiseen lämmönlähteeseen, samanlainen kuin "vesipumppu", joka voi pumpata vettä matalasta paikasta korkealle. Nelitievaihtoventtiilin käyttö voi vaihtaa lämpöpumppuilmastointilaitteen höyrystimen ja lauhduttimen toiminnot ja muuttaa lämmönsiirron suuntaa, jolloin saavutetaan kesällä jäähdytyksen ja talvella lämmityksen vaikutus.
Lämpöpumppujen teoreettinen perusta tulee termodynaamisesta käänteisestä Carnot-syklistä. Lämpöpumppu-ilmastointijärjestelmien jäähdytyksessä ja lämmityksessä käytetään erityisiä sähkökompressoreita jäähdytys- tai lämmityssyklin ohjaamiseen. Talvella lämmitys ei ole enää sama asia kuin olemassa olevat sähköilmastointilaitteet. PTC-lämmitys käyttää sähköistä kompressorikäyttöä lämmityksen aikaansaamiseksi.
Tällä hetkellä sähköajoneuvojen lämpöpumppuilmastointitutkimus on jaettu pääasiassa kolmeen tyyppiin: 1) lämpöpumppujärjestelmät, jotka perustuvat olemassa olevaan kylmäaineeseen R134a; 2) lämpöpumpputekniikka, jossa käytetään kylmäainetta CO2; 3) aurinkolämpöpumppu-ilmastointijärjestelmät. Lämmönvaihtimien lukumäärän mukaan nämä järjestelmät voidaan jakaa kahteen tyyppiin: yksi lämmönvaihdin ja kaksoislämmönvaihdin; Eri kompressorien mukaan järjestelmä voidaan jakaa kahteen eri tyyppiin: liukuva siipikompressori ja rullakompressori.
Kylmäaineen mukaan lämpöpumppuilmastointijärjestelmiin kuuluu pääasiassa R134a- ja CO2-tyyppiä. Vaikka hiilidioksidilla on hyvät lämpöfysikaaliset ominaisuudet ja hiilidioksidin ilmaston lämpenemispotentiaali (GWP) on tuhannesosa R134a:sta, koska useissa autojen ilmastointijärjestelmissä käytetään tällä hetkellä pääasiassa kylmäainetta R134a, osien suunnittelu, tuotanto ja jälkimarkkinointi Huolto ja huolto on suunniteltu perustuen R134a-kylmäaineen fysikaalisista ominaisuuksista ja R134a-lämpöpumppu-ilmastointijärjestelmistä on tullut tällä hetkellä kehitteillä oleva valtavirtatekniikka.
Käytettäessä R134a:ta kylmäaineena sähköajoneuvojen lämpöpumppuilmastointijärjestelmien rakenteelle on yleensä kaksi vaihtoehtoa.
1. Vaihtoehto 1: Järjestelmä koostuu sähköisestä ilmastointikompressorista, kaasu-neste-erottimesta, LVI-kokoonpanosta (mukaan lukien auton lauhdutin, höyrystin, höyrystimen tuuletin ja lisälämmityksen PTC), ulkopuolisesta lämmönvaihtimesta ja useista Solenoidi venttiilit. Yleisesti ottaen se perustuu olemassa olevissa sähköajoneuvoissa yleisesti käytettyyn sähköiseen ilmastointilaitteeseen, jossa käytetään sähkökompressoria, ulkoinen lämmönvaihdin on pystysuora "V"-muotoinen ripasuuntainen lämmönvaihdin ja lisää ajoneuvon sisäistä kondensaatiota LVI-järjestelmän sisällä. kokoonpano ja apulämmitys PTC, lisää useita solenoidiventtiilejä ilmastointiputkeen ja ohjaa kylmäaineen virtaussuuntaa ohjaamalla useiden magneettiventtiilien avaamista ja sulkemista. Useiden solenoidiventtiilien yhdistelmä ei voi vain vaihtaa kylmäaineen virtaussuuntaa, vaan myös laajentaa kylmäainetta.
2. Vaihtoehto 2: Käytä sähkökompressoria vaihtaaksesi kylmäaineen virtaussuuntaa nelisuuntaisen vaihtoventtiilin kautta. Käytä elektronista paisuntaventtiiliä saavuttaaksesi kaksisuuntaisen kylmäaineen virtauksen. Ulkopuolisessa lämmönvaihtimessa käytetään pystysuuntaisia "V"-muotoisia ripoja rinnakkaiseen virtauksen vaihtoon. Lämmitin, lisää lisälämmitys.
Kaavion 2 lämpöpumpun ilmastointijärjestelmässä jäähdytys- ja lämmitysperiaatteet ovat samanlaiset kuin kaaviossa 1. Erona on, että nelitiesuuntaventtiili voi samanaikaisesti vaihtaa jäähdytysjärjestelmän TXV-venttiilin ja lämpöpumpun TXV-venttiilin kylmäainetta. 1. Elektroninen paisunta Venttiili toimii paisuntakylmäaineena sekä jäähdytys-TCV:ssä että lämpöpumpussa TXV. Järjestelmän toimintaa ohjaa oma lämpöpumppusäädin.
Yllä olevien kahden ratkaisun komponenteissa on eroja
Vaihtoehto 1:n komponentit ovat suhteellisen kypsiä ja luotettavia, ja jäähdytys- ja lämmitystoimintojen saavuttaminen on helpompaa. Järjestelmässä on kuitenkin monia komponentteja. Kylmäaineen kytkentä- ja paisuntatoimintojen toteuttamiseksi lisätään solenoidiventtiili, suunnanvaihtoventtiili ja sähkömagneettinen paisuntaventtiili. Lämmönvaihtotoiminnon toteuttamiseksi autossa höyrystimeen on lisätty auton sisäinen lauhdutin. Putkiston tilan järjestäminen on vaikeaa, ja ilmastointilaitteen pääyksikkö on suunniteltava uudelleen. Koska suunnitelmassa on paljon venttiilirunkoja, liian monta putkiliitosta, kylmäaineen virtausvastus on suuri ja tehokkuus ja energiansäästö hieman riittämättömät. Ohjaustarkkuuden kannalta sitä on vaikea ohjata tarkasti ja kokonaiskehityskustannukset ovat korkeat.
Vaihtoehdolla 2 on yksinkertainen järjestelmärakenne ja vähemmän osia. Ydin on nelisuuntainen suunnanvaihtoventtiili ja elektroninen paisuntaventtiili. Koska auton sisäinen lämmönvaihdin toimii sekä lauhduttimena että höyrystimenä autossa, ilmastointilaitteen pääyksikkö voidaan lainata suoraan ja putkiston monimutkaisuus on alhainen. Ohjaustarkkuuden kannalta on olemassa suhteellisen vähän kotimaisia kypsiä tuotteita elektronisiin paisuntaventtiileihin ja nelitiesuuntaventtiileihin, ja valtavirran venttiiliosien valmistajat työskentelevät parhaillaan tärkeimpien kehityshankkeiden parissa. Tarkkaan ohjauksen saavuttamiseksi tarvitaan erityisiä lämpöpumppuilmastointisäätimiä, minkä vuoksi useat isäntäyritykset etsivät Ilmastointikehityksen keskeisiä toteutustehtäviä. Tässä vaiheessa kehitys- ja kalibrointikustannukset ovat suhteellisen korkeat ja järjestelmäkustannukset vastaavat ratkaisun 1 kustannuksia. Kuitenkin tuotteen suosion kasvaessa ja volyymin kasvaessa hinta laskee merkittävästi. Tällä hetkellä kaikki isäntäyritykset kotimaassa ja ulkomailla ottavat tämän ratkaisun käyttöön.
Lämpöpumppujärjestelmien massateollistumisen toteuttamiseksi olemassa olevan teollisuuden taustalla on trendi kehittää suunnitelmassa 2 esitettyä lämpöpumppu-ilmastointijärjestelmää. Teollisuuden on viljeltävä ydinkomponentteja, kuten nopea ja korkea hyötysuhde. sähkökompressoreita, ulko- ja sisälämmönvaihtimia, nelisuuntaisia suunnanvaihtoventtiilejä ja elektronisia paisuntaventtiilejä ja edistää komponenttien kehittymistä mahdollisimman pian. Isäntäyritysten on parannettava lämpöpumppujärjestelmän integroinnin valvontaa. Kehitysvalmiudet.
