Visió general de la gestió tèrmica de la cabina
El sistema d'aire condicionat és la clau per a la gestió tèrmica de l'automòbil. Tant els conductors com els passatgers volen buscar la comoditat del cotxe. La funció important de l'aire condicionat de l'automòbil és aconseguir un entorn de conducció còmode ajustant la temperatura, la humitat i la velocitat del vent a l'habitacle. i ambient de conducció. El principi de l'aire condicionat de l'automòbil principal és refredar o escalfar la temperatura de la cabina mitjançant el principi de la física tèrmica d'evaporació, absorció de calor i condensació. Quan la temperatura exterior és baixa, pot subministrar aire calent a la cabina perquè el conductor i els passatgers no sentin fred; quan la temperatura exterior és alta, pot subministrar aire a baixa temperatura a la cabina perquè el conductor i els passatgers se sentin més frescos. Per tant, l'aire condicionat dels cotxes té un paper molt important en la climatització de l'habitacle i la comoditat dels passatgers.
1.1 Sistema d'aire condicionat de vehicles de combustible tradicional i principi de funcionament
Els aparells d'aire condicionat tradicionals per a vehicles de combustible estan formats principalment per quatre components: evaporador, condensador, compressor i vàlvula d'expansió. El compressor és un dispositiu de potència que pot comprimir refrigerant gasós de baixa temperatura i baixa pressió en refrigerant gasós d'alta temperatura i alta pressió. Els compressors s'instal·len generalment al motor dels vehicles de combustible i el compressor és impulsat pel motor per funcionar.
L'evaporador és un dispositiu d'intercanvi de calor instal·lat a la cabina. El principi de funcionament de l'evaporador és utilitzar l'evaporació per absorbir la calor i reduir així la temperatura. Quan el refrigerant líquid de baixa temperatura i baixa pressió travessa l'evaporador, el refrigerant líquid es vaporitza i absorbeix la calor a la cabina, refredant així ràpidament la cabina.
El condensador també és un dispositiu d'intercanvi de calor instal·lat fora de la cabina. El principi de funcionament del condensador és absorbir la calor mitjançant la condensació i augmentar així la temperatura. Quan el refrigerant gasós d'alta temperatura i alta pressió travessa el condensador, un ventilador l'obliga a refredar i allibera la calor a l'aire exterior. , convertint refrigerant gasós d'alta temperatura i alta pressió en refrigerant líquid de mitjana i alta pressió.
La vàlvula d'expansió és un dispositiu que expandeix líquids a mitja temperatura i alta pressió en líquids a baixa temperatura i baixa pressió. La vàlvula d'expansió s'instal·la generalment a l'entrada de la caixa d'evaporació. Amplia el refrigerant líquid de mitja temperatura i alta pressió en refrigerant líquid de baixa temperatura i baixa pressió, permetent que el refrigerant entri a la caixa d'evaporació. per absorbir la calor de la cabina.
Els aparells d'aire condicionat dels cotxes consten d'un sistema de refrigeració, un sistema de calefacció i un sistema de ventilació. Aquests tres sistemes conformen el conjunt de l'aire condicionat del cotxe. El principi de la refrigeració tradicional dels vehicles de combustible són els quatre passos de compressió, condensació, expansió i evaporació, tal com es mostra a la figura 1. Repetint aquests quatre passos, es pot garantir el funcionament del sistema de refrigeració. A continuació, la caixa de l'evaporador continua refredant la cabina.
figura 1
El principi d'escalfament d'un vehicle de combustible tradicional és utilitzar la calor residual del motor del vehicle per escalfar la cabina del vehicle. En primer lloc, l'aigua de refrigeració a més alta temperatura que surt de la camisa d'aigua de refrigeració del motor entra al nucli d'aire calent i l'aire fred es bufa a través de l'aire calent a través del ventilador. Nucli, l'aire escalfat es pot bufar a la cabina per a la calefacció de la cabina o la descongelació de les finestres. Després que l'aigua de refrigeració surti de l'escalfador, torna al motor per completar un cicle.
1.2 Sistema d'aire condicionat de vehicles d'energia nova i principi de funcionament
Atès que els dispositius de conducció dels vehicles de nova energia i els vehicles de combustible tradicionals són diferents, el compressor d'aire condicionat dels vehicles de combustible és accionat pel motor i el compressor d'aire condicionat dels vehicles de nova energia és impulsat pel motor. Per tant, el compressor d'aire condicionat del vehicle d'energia nova no pot ser accionat pel motor, i s'utilitza un compressor elèctric per comprimir el refrigerant. El principi bàsic dels vehicles de nova energia és el mateix que el dels vehicles de combustible tradicionals. Utilitzen l'alliberament de calor de condensació i l'absorció de calor per evaporació per refredar l'habitacle. Tanmateix, el compressor es canvia per un compressor elèctric. Actualment, els compressors d'estructura de desplaçament s'utilitzen principalment per comprimir el refrigerant.
El mode de calefacció dels vehicles de nova energia és molt diferent del dels vehicles de combustible tradicionals. Perquè el mode de calefacció dels vehicles de combustible tradicionals és transferir la calor residual del motor a la cabina a través del refrigerant per escalfar la cabina, però els vehicles d'energia nova no existeixen sense motor. El motor escalfa la cabina. Per tant, els vehicles d'energia nova utilitzen altres modes de calefacció per escalfar la cabina. A continuació es mostren diverses maneres d'aire condicionat i calefacció per a vehicles d'energia nova.
(1) Sistema d'escalfament de semiconductors: l'escalfador de semiconductors es compon de components i terminals de semiconductors per realitzar funcions de refrigeració i calefacció. En aquest sistema, el termoparell és el component bàsic per a la refrigeració i la calefacció. La seva estructura es mostra a la figura 2. Dos dispositius semiconductors estan connectats per formar un termoparell, i després d'aplicar corrent de corrent continu, es generarà calor i diferència de temperatura a la interfície per escalfar l'interior de la cabina. El principal avantatge de la calefacció per semiconductors és que pot escalfar ràpidament la cabina. El principal desavantatge és que la calefacció per semiconductors consumeix molta electricitat. Per als vehicles d'energia nova que necessiten perseguir el quilometratge, les seves deficiències són fatals. Per tant, no pot complir els requisits dels vehicles d'energia nova per a l'estalvi energètic de l'aire condicionat. També és més necessari que la gent realitzi investigacions sobre mètodes d'escalfament de semiconductors i dissenyi un mètode d'escalfament de semiconductors eficient i que estalviï energia.
Figura 2
1-Capa d'aïllament elèctric; 2—Objecte a refredar; 3—Làmina metàl·lica; 4—Semiconductor tipus N;5—Làmina metàl·lica; 6—Objecte escalfat; 7-Capa d'aïllament elèctric; 8—Semiconductor tipus P
(2) Escalfament d'aire amb coeficient de temperatura positiu (PTC): el component principal del PTC és el termistor, que s'escalfa amb un cable de calefacció elèctric i és un dispositiu que converteix directament l'energia elèctrica en energia tèrmica. El sistema de calefacció d'aire PTC converteix el nucli d'aire calent d'un vehicle de combustible tradicional en un escalfador d'aire PTC. Utilitza un ventilador per conduir l'aire exterior que s'escalfa a través de l'escalfador PTC i envia l'aire escalfat a l'interior de la cabina per escalfar la cabina. Consumeix directament electricitat, de manera que quan l'escalfador està encès, el consum d'energia dels vehicles d'energia nova també és relativament gran.
(3) Escalfador de refrigerant PTC: l'escalfador de refrigerant PTC i l'escalfador d'aire PTC generen calor mitjançant el consum d'electricitat, però el sistema de calefacció d'aigua utilitza primer PTC per escalfar el refrigerant. Després que el refrigerant s'escalfa a una temperatura determinada, el refrigerant es bombeja a l'interior. El nucli de l'escalfador intercanvia calor amb l'aire circumdant i el ventilador envia l'aire escalfat a la cabina per escalfar la cabina. L'aigua de refrigeració s'escalfa després a través del PTC i circula d'anada i tornada. Aquest sistema de calefacció és més fiable i més segur que la refrigeració per aire PTC.
(4) Sistema d'aire condicionat de la bomba de calor: el principi del sistema d'aire condicionat de la bomba de calor és el mateix que el del sistema tradicional d'aire condicionat de l'automòbil, però l'aire condicionat de la bomba de calor pot realitzar la conversió de la calefacció i la refrigeració de la cabina. Utilitza una vàlvula inversora de quatre vies per canviar la direcció del flux del refrigerant al sistema, aconseguint així la refrigeració. El procés d'intercanvi de calor. Com que els aparells d'aire condicionat amb bomba de calor no consumeixen directament electricitat per generar calor, els aparells d'aire condicionat amb bomba de calor estalvien més energia que els calefactors PTC. Actualment, els aparells d'aire condicionat amb bomba de calor s'han produït en sèrie en alguns vehicles.
