سیستم تهویه مطبوع وسایل نقلیه انرژی جدید عمدتاً از یک سیستم تهویه، یک سیستم خنک کننده، یک سیستم گرمایشی، یک سیستم تصفیه هوا و یک سیستم کنترل تشکیل شده است.
I. اصل کار سیستم خنک کننده تهویه مطبوع
عملکرد سیستم خنک کننده خنک کردن هوای داخل خودرو یا هوای تازه وارد شده از بیرون است و در نتیجه دمای داخل خودرو را کاهش می دهد.
1 - فن 2 - کندانسور 3 - کمپرسور 4 - شیر انبساط 5 - دمنده 6 - اواپراتور 7 - گیرنده خشک کن
1. مسیر خنک کننده در داخل خودرو
مبرد در یک سیستم خنک کننده بسته شارژ می شود. تحت عمل کمپرسور، مبرد به گردش در می آید. در کندانسور از حالت گازی به مایع متراکم می شود و گرما را آزاد می کند. و در اواپراتور از مایع به گاز تبخیر می شود و گرما را جذب می کند و در نتیجه دمای داخل خودرو را کاهش می دهد.
1 - کندانسور 2 - کمپرسور الکتریکی 3 - گیرنده خشک کن 4 - واحد باتری ذخیره انرژی 5 - فن برقی 6 - شیر انبساط 7 - گرما مبدل 8 - دمنده 9 - اواپراتور داخل خودرو 10 - دریچه انبساط برای خنک کردن داخل خودرو
2. مسیر خنک کننده بسته باتری
حلقه گردش مبرد سیستم تهویه مطبوع از دو شاخه موازی تشکیل شده است: یکی برای خنک کردن داخل خودرو و دیگری برای خنک کردن واحد باتری ذخیره انرژی. هر شاخه دارای یک شیر انبساط برای کنترل مستقل عملکرد خنک کننده است.
دستگاه الکترونیکی مدیریت ذخیره انرژی می تواند شیر انبساط را با اعمال ولتاژ کنترل و باز کند تا مبرد بتواند به واحد باتری ذخیره انرژی جریان یابد و در نتیجه باتری ذخیره انرژی خنک شود. خنک سازی داخل خودرو نیز در صورت نیاز انجام می شود و شیر انبساط جلوی اواپراتور توسط سیستم الکتریکی و الکترونیکی کنترل می شود.
1 - کندانسور 2 - کمپرسور الکتریکی 3 - گیرنده خشک کن 4 - واحد باتری ذخیره انرژی 5 - فن برقی 6 - شیر انبساط 7 - گرما مبدل 8 - دمنده 9 - اواپراتور داخل خودرو 10 - دریچه انبساط برای خنک کردن داخل خودرو
II. اصل کار گرمایش تهویه مطبوع
در روزهای اولیه، بخاری های وسایل نقلیه الکتریکی معمولاً از بخاری های برقی استفاده می کردند. امروزه بخاری های وسایل نقلیه الکتریکی بیشتر و بیشتر از پمپ های حرارتی و تهویه مطبوع برای گرمایش استفاده می کنند. هنگامی که مبرد سیستم تهویه مطبوع در یک جهت خاص جریان می یابد، در حالت خنک کننده قرار می گیرد. در این زمان کندانسور و اواپراتور وظایف مربوط به خود را انجام می دهند و اواپراتور وظیفه خنک سازی داخل خودرو را بر عهده دارد. هنگامی که مبرد در جهت معکوس جریان می یابد، وارد حالت گرمایش می شود. در این زمان اواپراتور تبدیل به کندانسور می شود و وظیفه گرم کردن داخل خودرو را بر عهده دارد. راندمان گرمایش تهویه مطبوع 3 تا 4 برابر بخاری برقی است و از نظر انرژی کارآمدتر است. بنابراین، بیشتر و بیشتر بخاری های وسایل نقلیه الکتریکی به گرمایش تهویه مطبوع تغییر می کنند.
1. اصل کار بخاری آب گرمایش PTC
وسایل نقلیه الکتریکی خالص می توانند از بخاری های PTC برای گرم کردن مستقیم هوا استفاده کنند یا از بخاری های PTC برای گرم کردن مایع خنک کننده برای گرم کردن هوا استفاده کنند. هنگامی که از بخاری های PTC برای گرم کردن مستقیم هوا استفاده می کنید، فقط می توان هسته بخاری یک تهویه مطبوع خودروی سنتی را با بخاری PTC و تکمیل تجهیزات کنترلی لازم را مستقیماً روی یک وسیله نقلیه الکتریکی خالص اعمال کرد.
2. تهویه مطبوع پمپ حرارتی
در مقایسه با بخاری های PTC، تهویه مطبوع پمپ حرارتی می تواند مصرف انرژی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و برد رانندگی زمستانی وسایل نقلیه را افزایش دهد. با این حال، راندمان گرمایش در دمای پایین سیستم های پمپ حرارتی کم و هزینه آن نسبتاً بالا است. بنابراین، اکثر سازندگان وسایل نقلیه هنوز از بخاری های PTC برای گرمایش استفاده می کنند. در آینده، با پیشرفت مداوم فناوری پمپ حرارتی با دمای پایین، استفاده از تهویه مطبوع پمپ حرارتی گسترده تر خواهد شد.
ترکیب سیستم تهویه مطبوع پمپ حرارتی: 1 - شیر انبساط در واحد باتری ذخیره انرژی 2 - کمپرسور برقی 3 - دمنده فضای داخلی خودرو 4 - دستگاه گرمایش الکتریکی {{4 }} شیر انبساط برای اواپراتور فضای داخلی خودرو 6 - شیر خاموش کننده بین کندانسور و بطری خشک کن 7 - شیر خاموش کننده بین کمپرسور الکتریکی و مبدل حرارتی پمپ حرارتی {{9 }} مبدل حرارتی پمپ حرارتی 9 - Receiver-drier
سه حالت کار برای گرمایش تهویه مطبوع خودروهای الکتریکی وجود دارد: حالت هوا، حالت خنک کننده و حالت هوا + خنک کننده.
(1) حالت هوا
کمپرسور تهویه مطبوع گاز مبرد با دمای بالا و فشار بالا را به کندانسور فشار می دهد. مبردی که از کندانسور خارج می شود سپس به شیر انبساط حرارتی می ریزد. پس از خروج از انبساط حرارتی، دما کمی کاهش مییابد و سپس به دو کندانسور جریان مییابد تا به دو فرآیند گرمایشی دست یابد و اثر گرمایش را بهبود بخشد. سپس مبرد به یک انبساط حرارتی دیگر و سپس به اواپراتور جریان می یابد. از آنجایی که دمای مبرد در اواپراتور کمتر از دمای هوای اطراف است، گرمای هوای اطراف را جذب کرده و تبخیر میشود. گاز مبرد با دمای پایین و فشار کم در نهایت برای چرخه بعدی به کمپرسور باز می گردد.
(2) حالت خنک کننده
اگر دمای هوای بیرون بسیار پایین باشد، کمتر از دمای مبرد در اواپراتور، مبرد وارد مبدل حرارتی می شود. در مبدل حرارتی، دو لوله آب متصل به مبرد و دو لوله آب متصل به خنک کننده با هم تعامل دارند و مبرد می تواند گرمای خنک کننده سیستم خنک کننده خودروی الکتریکی را جذب کند. اگر گرمای خنک کننده سیستم خنک کننده کافی نباشد، بخاری برقی برای گرم کردن مایع خنک کننده کار می کند.
(3) حالت هوا + خنک کننده
مبرد هم به سمت اواپراتور و هم به طرف شوینده جریان می یابد و گرما را از هوا و خنک کننده جذب می کند. هنگامی که وسیله نقلیه در حال کار است، واحد کنترل با توجه به دمای محیط، حالت های مختلف کاری را انتخاب می کند. یک حالت هوشمند نیز وجود دارد. در حالت خنک کننده، جهت جریان مبرد تغییر می کند و عملکرد اواپراتور و کندانسور با هم عوض می شوند. یکی از کندانسورها با پارتیشن جدا می شود و کار نمی کند. دو سوپاپ سه طرفه در سیستم خنک کننده خودروی الکتریکی وجود دارد که می تواند چرخه های بزرگ و کوچک سیستم خنک کننده را تغییر دهد.
III. اصل کار سیستم گرمایش
1. اصل کار سیستم گرمایش آب
1- هسته بخاری 2- شیلنگ بخاری 3- شیر آب گرم 4- شیلنگ رادیاتور 5- مخزن انبساط 6- پمپ آب 7- فن { {7}} رادیاتور 9- موتور
2. اصل کار سیستم گرمایش تهویه مطبوع پمپ حرارتی
1- اواپراتور 2- فن برقی 3- کمپرسور برقی 4- خشک کن ذخیره مایع 5- واحد باتری برق 6- شیر انبساط برای لوله حرارتی در واحد باتری قدرت 7- لوله حرارتی در واحد باتری نیرو 8- دمنده فضای داخل خودرو 9- شیر انبساط اواپراتور در داخل خودرو 10- کندانسور 11- مبدل حرارتی هوای گرم {{ 12}} دستگاه گرمایش الکتریکی 13- مبدل حرارتی پمپ حرارتی 14- شیر انبساط مبدل حرارتی پمپ حرارتی 15- پمپ خنککننده الکتریکی 16- مخزن پر کردن مایع خنککننده 17- شیر توقف بین کمپرسور برقی و اواپراتور (باز است وقتی شیر تغذیه نمی شود) 18- شیر توقف بین اواپراتور و خشک کن ذخیره مایع (بسته زمانی که شیر تغذیه نمی شود) 19- شیر یک طرفه مبرد {{21} } شیر توقف بین کمپرسور برقی و مبدل حرارتی پمپ حرارتی (باز در زمانی که شیر تغذیه نمی شود) 21- شیر توقف بین دریچه انبساط مبدل حرارتی پمپ حرارتی و خشک کن ذخیره مایع (باز در زمانی که شیر تغذیه نمی شود)
