Kako rade klima uređaji sa toplotnom pumpom
Sistem klimatizacije električnih vozila uglavnom koristi PTC (pozitivni temperaturni koeficijent, pozitivni temperaturni koeficijent) za grijanje zimi. Glavni nedostatak PTC grijanja je neefikasno, što će smanjiti domet vožnje električnih vozila zimi za oko 30%. Najbolje rješenje za ovaj problem Rješenje je korištenje klima uređaja toplinske pumpe za grijanje. Trenutno je većina radnog fluida u sistemima klimatizacije sa toplotnom pumpom električnih vozila R134a. Najveći problem je što je GWP (potencijal globalnog zagrijavanja) previsok, što uzrokuje veliko zagađenje okoliša i ozbiljan efekat staklene bašte, dok je R290 GWP radnog fluida nizak i bolji je izbor za zamjenu radnog fluida R134a.
Toplotna pumpa je uređaj za iskorištavanje energije koji prenosi toplinsku energiju s niske temperature na visoku, trošeći dio energije. Sistem klimatizacije toplotne pumpe se uglavnom sastoji od kompresora, spoljašnjeg izmenjivača toplote, unutrašnjeg izmenjivača toplote, uređaja za prigušivanje, sušača za skladištenje tečnosti i četvorosmernog ventila. Sastoji se od komponenti kao što su senzori temperature i pritiska. Tokom ciklusa grijanja klima uređaja s toplinskom pumpom, kompresor kroz rad mijenja radni fluid niske temperature i niskog pritiska u visokotemperaturni i visokotlačni plin. Dio plina ponovo ulazi u kompresor kroz ciklus, a drugi dio plina prolazi kroz četverosmjerni ventil. Ulazi u unutrašnji izmjenjivač topline, gdje se hladi i kondenzira da bi oslobodio toplinu, što povećava temperaturu unutar vozila i mijenja visokotemperaturni i visokotlačni plinoviti radni fluid u prehlađenu tekućinu srednje temperature i visokog tlaka. Zatim ulazi u uređaj za prigušivanje kako bi uvelike smanjio pritisak i dalje se pretvara u fluid niske temperature i niskog pritiska. Dvofazni radni fluid gas-tečnost ulazi u spoljašnji izmenjivač toplote da apsorbuje toplotu i prenosi toplotu iz spoljašnjeg okruženja u sistem toplotne pumpe. Radni fluid se vraća u stanje pregrijanog plina niske temperature i niskog tlaka i ponovo prolazi kroz kompresor kako bi se završio ciklus. Toplotna pumpa za električno vozilo Princip rada sistema klimatizacije prikazan je na slici 1.
Kao što se može vidjeti sa slike 1, uloga radnog fluida u cjelokupnom ciklusu grijanja može se pojednostaviti u četiri osnovna procesa: izentropska kompresija, izobarična kondenzacija, adijabatska ekspanzija, izobarično isparavanje. Dijagram pritiska i entalpije termodinamičkog ciklusa sistema klimatizacije toplotne pumpe električnog vozila kao što je prikazano na slici 2.
Na slici 2, 0 je oblik zasićenog niskotemperaturnog i niskotlačnog radnog fluida, 1 je oblik radnog fluida na ulazu kompresora i izlazu vanjskog izmjenjivača topline, 2 je oblik radni fluid na izlazu kompresora i ulazu u unutrašnji izmenjivač toplote, a 3 je zasićeni oblik radnog fluida na visokoj temperaturi i visokom pritisku, 4 je oblik radnog fluida na izlazu unutrašnjeg izmenjivača toplote i ulazu uređaja za prigušivanje, 5 je oblik radnog fluida na izlazu uređaja za prigušivanje i ulazu u vanjski izmjenjivač topline, a je vrijednost entalpije uređaja za prigušivanje, b je vrijednost entalpije izlaza kompresora. Proces 1→2 je radni proces kompresora, koji je izentropska kompresija u idealnim uslovima; Proces 2→4 je cirkulacija radnog fluida u unutrašnjem izmenjivaču toplote, što je proces oslobađanja toplote izobarične kondenzacije; proces Proces 4→5 je adijabatsko širenje radnog fluida u uređaju za prigušivanje; proces 5→1 je isparavanje pod jednakim pritiskom radnog fluida u vanjskom izmjenjivaču topline, što je endotermni proces.
