نظام الإدارة الحرارية لمضخة حرارة السيارة الكهربائية
رسم تخطيطي لنظام تكييف الهواء التقليدي للسيارات
في أنظمة تكييف هواء السيارات التقليدية، يمكن العثور على المبرد في أربع حالات رئيسية: غاز الضغط العالي، سائل الضغط العالي، سائل الضغط المنخفض، وغاز الضغط المنخفض. المكونات الأربعة الرئيسية التي تربط هذه الحالات الأربع هي الضاغط والمكثف وصمام التمدد والمبخر. يقوم الضاغط بضغط مادة التبريد في خط الأنابيب. يتكثف سائل التبريد من الغاز إلى السائل في المكثف الموجود في الجزء الأمامي من حجرة المحرك. هذه العملية تطلق الحرارة. بعد المرور عبر صمام التمدد، ينخفض ضغط سائل التبريد فجأة. وفي النهاية يتبخر في المبخر داخل المقصورة ويمتص الكثير من الحرارة. وبالتالي تحقيق تأثير التبريد في المقصورة. المبرد الموجود في خط الأنابيب المذكور هنا، ويسمى أيضًا المبرد، يتميز بخصائص التبخير السهل والتسييل لتسهيل نقل الحرارة. أقدم سائل تبريد تم استخدامه على نطاق واسع كان الفريون. لاحقًا، وبسبب تلف الفريون لطبقة الأوزون، تم استبداله تدريجيًا برباعي فلورو إيثان بالاسم التجاري R134A في تطبيقات تكييف هواء السيارات. في الآونة الأخيرة، وبسبب التركيز المتزايد على حماية البيئة، تطورت المبردات تدريجيًا نحو مبردات ثاني أكسيد الكربون.
كيف تعمل الإدارة الحرارية للمضخة الحرارية
السبب الرئيسي لإدخال نظام المضخة الحرارية هو أن المركبات الكهربائية النقية أو المركبات الهجينة التي تدعم القيادة الكهربائية النقية لم تعد قادرة على استخدام المحرك كمصدر حرارة مستقر للتدفئة. لذلك، قبل إدخال نظام المضخة الحرارية، كانت وظيفة التسخين لنظام تكييف الهواء للسيارات الكهربائية تكتمل بشكل أساسي بواسطة السخانات الكهربائية، والمعروفة أيضًا باسم سخانات المقاومة PTC (معامل درجة الحرارة الإيجابية). ويجب أن تعلم أن الحرارة التي يتم الحصول عليها عن طريق التسخين الكهربائي المباشر سوف تقلل بشكل كبير من قوة البطارية ونطاق القيادة. وفقا للإحصاءات، عند القيادة في فصل الشتاء وتشغيل وظيفة التدفئة تكييف الهواء على أساس التدفئة الكهربائية، يتم استخدام ما يقرب من نصف الكهرباء للتدفئة. ولم يتبق سوى نصف القوة للقيادة. سيؤدي استخدام نظام المضخة الحرارية للتدفئة إلى زيادة المسافة المقطوعة بشكل كبير.
وضع التبريد لنظام الإدارة الحرارية للمضخة الحرارية
في الواقع، في نظام الإدارة الحرارية للمضخة الحرارية، على الرغم من أنه يتم التحكم فيه بواسطة مضخات وصمامات متعددة، إلا أنه لا يوجد مكون يسمى المضخة الحرارية HeatPump. وتسمى بالمضخة الحرارية لأن نظام المضخة الحرارية له خصائص مشابهة لخصائص مضخة الماء في نقل الماء من مكان منخفض إلى مكان مرتفع. يمكن لنظام المضخة الحرارية بأكمله نقل الحرارة من مكان ذي درجة حرارة منخفضة إلى مكان ذي درجة حرارة عالية. على سبيل المثال، في الصيف، لا يقوم نظام المضخة الحرارية بجلب درجة الحرارة المنخفضة خارج السيارة. بالعكس فهو ينقل الحرارة من داخل السيارة إلى خارجها. وبالتالي تحقيق تأثير التبريد.
وضع التسخين لنظام الإدارة الحرارية للمضخة الحرارية
بالمقابل، أثناء التدفئة في الشتاء، يقوم نظام المضخة الحرارية بإرسال الحرارة من خارج السيارة إلى داخل السيارة. ثم قد ترغب في السؤال مرة أخرى، هل يمكن نقل الحرارة إلى خارج السيارة حتى لو كانت درجة الحرارة تحت الصفر بعشرات الدرجات؟ كما ذكرنا من قبل، لا تزال هناك حرارة حتى عند درجات حرارة تصل إلى عشرات الدرجات تحت الصفر. يمكن نقل الحرارة
إذًا كيف يمكن تطبيق نظام المضخة الحرارية على نظام تكييف هواء السيارة؟
أولاً، يتم سحب الحرارة من البيئة إلى نظام المضخة الحرارية. ثانيا، يتم ضغط الحرارة وتسخينها. ثم يتم استخدام الحرارة لتسخين الهواء البارد في المقصورة وجعله دافئًا. يتم إرسال الهواء الساخن إلى المقصورة، ويتم تحويل الحرارة بعد تخفيف الضغط إلى حرارة منخفضة الحرارة ويتم تفريغها خارج السيارة. يجب أن يأخذ نظام المضخة الحرارية في الاعتبار ظروف التدفئة والتبريد. عند قطع الصمامات الحابسة SV1 وSV4 وتشغيل SV5، يعمل النظام في وضع التسخين. يتم استخدام المبخر الموجود في السيارة في وضع التبريد كمكثف في وضع التسخين لتوفير الحرارة للمقصورة مع المكثف الساخن. في وضع التسخين، يمكن لنظام الإدارة الحرارية للمضخة الحرارية أيضًا نقل الحرارة المهدرة من المحرك والتحكم الإلكتروني والشاحن في خط أنابيب التبريد الأزرق إلى خط أنابيب تكييف الهواء بغاز التبريد الأحمر من خلال المبادل الحراري لتوفير الحرارة للمقصورة. عند تشغيل الصمامات الحابسة SV1 وSV4 وإيقاف تشغيل SV5، يعمل النظام في وضع التبريد، ويتم استخدام المكثف الخارجي المقابل في وضع التبريد كمبخر في وضع التسخين.
