Hur värmepump luftkonditionering fungerar
Elfordons luftkonditioneringssystem använder huvudsakligen PTC (Positive Temperature Coefficient, positiv temperaturkoefficient) för uppvärmning på vintern. Den största nackdelen med PTC-värme är att den inte är effektiv, vilket kommer att minska räckvidden för elfordon på vintern med cirka 30 %. Den bästa lösningen för detta problem Lösningen är att använda värmepumpsluftkonditionering för uppvärmning. För närvarande är det mesta av arbetsvätskan i luftkonditioneringssystem för elektriska fordonsvärmepumpar R134a. Det största problemet är att GWP (Global Warming Potential) är för hög, vilket orsakar stora miljöföroreningar och allvarliga växthuseffekter, medan R290 GWP för arbetsvätskan är låg och det är ett bättre val att ersätta R134a arbetsvätska.
En värmepump är en energianvändningsanordning som överför värmeenergi från låg temperatur till hög temperatur genom att förbruka en del av energin. Värmepumpens luftkonditioneringssystem består huvudsakligen av en kompressor, utomhusvärmeväxlare, inomhusvärmeväxlare, strypanordning, vätskelagringstork och fyrvägsventil. Den är sammansatt av komponenter som temperatur- och trycksensorer. Under uppvärmningscykeln för värmepumpens luftkonditioneringsapparat ändrar kompressorn lågtemperatur- och lågtrycksarbetsvätskan till högtemperatur- och högtrycksgas genom arbete. En del av gasen kommer in i kompressorn igen genom cykeln, och den andra delen av gasen passerar genom fyrvägsventilen. Den kommer in i inomhusvärmeväxlaren, där den kyls ned och kondenserar för att frigöra värme, vilket ökar temperaturen inuti fordonet och ändrar högtemperatur- och högtrycksgasformig arbetsvätska till en medeltemperatur- och högtrycksunderkyld vätska. Sedan går den in i strypanordningen för att kraftigt minska trycket och ändras ytterligare till en lågtemperatur- och lågtrycksvätska. Den gas-flytande tvåfasiga arbetsvätskan kommer in i utomhusvärmeväxlaren för att absorbera värme och överför värmen från den yttre miljön till värmepumpsystemet. Arbetsvätskan växlar tillbaka till ett lågtemperatur- och lågtrycksöverhettat gastillstånd och leds återigen genom kompressorn för att slutföra cykeln. Elfordonsvärmepump Principen för luftkonditioneringssystemet visas i figur 1.
Som framgår av figur 1 kan arbetsvätskans roll i hela uppvärmningscykeln förenklas till fyra grundläggande processer: isentropisk kompression, isobarisk kondensation, adiabatisk expansion, isobarisk förångning. Termodynamisk cykeltryck-entalpidiagram för elfordons värmepumps luftkonditioneringssystem som visas i bild 2.
I figur 2 är 0 formen av den mättade lågtemperatur- och lågtrycksarbetsvätskan, 1 är formen av arbetsvätskan vid kompressorns inlopp och utomhusvärmeväxlarens utlopp, 2 är formen av arbetsvätska vid kompressorns utlopp och inomhusvärmeväxlarens inlopp, och 3 är den mättade formen av arbetsvätskan vid hög temperatur och högt tryck, 4 är formen av arbetsvätskan vid utloppet av inomhusvärmeväxlaren och inloppet av strypanordningen, 5 är formen av arbetsvätskan vid utloppet av strypanordningen och inloppet av utomhusvärmeväxlaren, a är entalpivärdet för strypanordningen, b är entalpivärdet för kompressorns utlopp. Process 1→2 är kompressorns arbetsprocess, som är isentropisk kompression under idealiska förhållanden; Process 2→4 är cirkulationen av arbetsvätskan i inomhusvärmeväxlaren, som är en isobarisk kondensationsvärmefrigöringsprocess; process Process 4→5 är den adiabatiska expansionen av arbetsvätskan i strypanordningen; process 5→1 är förångningen av arbetsvätskan med samma tryck i utomhusvärmeväxlaren, vilket är en endoterm process.
