Kaip veikia šilumos siurblio oro kondicionieriai
Elektromobilių oro kondicionavimo sistemoje šildymui žiemą daugiausia naudojamas PTC (teigiamas temperatūros koeficientas, teigiamas temperatūros koeficientas). Pagrindinis PTC šildymo trūkumas yra tai, kad jis nėra efektyvus, o tai sumažins elektromobilių važiavimo atstumą žiemą apie 30%. Geriausias šios problemos sprendimas Išeitis – šildymui naudoti šilumos siurblio oro kondicionierių. Šiuo metu elektromobilių šilumos siurblių oro kondicionavimo sistemose didžioji dalis darbinio skysčio yra R134a. Didžiausia problema yra ta, kad GWP (Global Warming Potential) yra per didelis, sukeliantis didelę aplinkos taršą ir rimtą šiltnamio efektą, o R290 Darbinio skysčio GWP yra žemas ir tai yra geresnis pasirinkimas pakeisti R134a darbinį skystį.
Šilumos siurblys yra energijos panaudojimo įrenginys, kuris, sunaudodamas dalį energijos, perduoda šilumos energiją iš žemos temperatūros į aukštą. Šilumos siurblio oro kondicionavimo sistema daugiausia susideda iš kompresoriaus, lauko šilumokaičio, patalpų šilumokaičio, droselio įtaiso, skysčių laikymo džiovintuvo ir keturių krypčių vožtuvo. Ją sudaro komponentai, tokie kaip temperatūros ir slėgio jutikliai. Šilumos siurblio oro kondicionieriaus šildymo ciklo metu kompresorius darbo metu pakeičia žemos temperatūros ir žemo slėgio darbinį skystį į aukštos temperatūros ir aukšto slėgio dujas. Dalis dujų per ciklą vėl patenka į kompresorių, o kita dalis – per keturių krypčių vožtuvą. Jis patenka į patalpų šilumokaitį, kur atvėsta ir kondensuodamasis išskiria šilumą, kuri padidina temperatūrą transporto priemonės viduje ir pakeičia aukštos temperatūros ir aukšto slėgio dujinį darbinį skystį į vidutinės temperatūros ir aukšto slėgio peraušintą skystį. Tada jis patenka į droselio įtaisą, kad smarkiai sumažintų slėgį ir toliau virstų žemos temperatūros ir žemo slėgio skysčiu. Dujų-skystas dvifazis darbinis skystis patenka į lauko šilumokaitį, kad sugertų šilumą, o šilumą iš išorinės aplinkos perduoda šilumos siurblio sistemai. Darbinis skystis vėl pasikeičia į žemos temperatūros ir žemo slėgio perkaitintų dujų būseną ir vėl praleidžiamas per kompresorių, kad būtų užbaigtas ciklas. Elektrinės transporto priemonės šilumos siurblys Oro kondicionavimo sistemos veikimo principas parodytas 1 pav.
Kaip matyti iš 1 paveikslo, darbinio skysčio vaidmenį visame šildymo cikle galima supaprastinti į keturis pagrindinius procesus: izentropinį suspaudimą, izobarinį kondensavimą, adiabatinį plėtimąsi, izobarinį garavimą. Elektrinės transporto priemonės šilumos siurblio oro kondicionavimo sistemos termodinaminio ciklo slėgio ir entalpijos diagrama, kaip parodyta 2 paveiksle.
2 paveiksle 0 yra prisotinto žemos temperatūros ir žemo slėgio darbinio skysčio forma, 1 yra darbinio skysčio forma kompresoriaus įleidimo angoje ir lauko šilumokaičio išleidimo angoje, 2 yra darbinio skysčio forma. darbinis skystis prie kompresoriaus išėjimo ir patalpų šilumokaičio įėjimo, o 3 yra prisotintas Darbinio skysčio forma esant aukštai temperatūrai ir aukštam slėgiui, 4 yra darbinio skysčio forma prie patalpų šilumokaičio išėjimo ir įleidimo angos. 5 yra darbinio skysčio forma droselio įtaiso išleidimo angoje ir lauko šilumokaičio įleidimo angoje, a yra droselio įtaiso entalpijos vertė, b yra kompresoriaus išėjimo angos entalpijos vertė. Procesas 1→2 – tai kompresoriaus darbo procesas, kuris idealiomis sąlygomis yra izentropinis suspaudimas; Procesas 2→4 – tai darbinio skysčio cirkuliacija patalpų šilumokaityje, tai yra izobarinis kondensacijos šilumos išsiskyrimo procesas; procesas Procesas 4→5 – tai adiabatinis darbinio skysčio plėtimasis droselio įrenginyje; procesas 5→1 – vienodo slėgio darbinio skysčio išgarinimas lauko šilumokaityje, kuris yra endoterminis procesas.
