Как работает тепловой насос электромобиля
Ассортимент электромобилей, работающих при низких температурах, все больше привлекает внимание людей, а тепловые насосы как зрелое решение в бытовой и промышленной сферах постепенно приветствуются основными производителями электромобилей. Тепловой насос — это устройство, которое извлекает энергию из воздуха для обогрева или охлаждения помещений. Принцип работы теплового насоса противоположен принципу работы теплового двигателя. Тепловой насос работает, подавая электрическую энергию и передавая тепло от холода к теплу. Кажется, это нарушает второй закон термодинамики, но эта теплопередача не является самопроизвольной и требует затрат энергии.
Тепловой насос на самом деле похож на холодильник, но на самом деле все наоборот: его функция прямо противоположна функции холодильника на кухне. Бытовые холодильники содержат газообразный хладагент, который нагревается после сжатия. Сжатый газ подается в конденсатор по нескольким трубопроводам. Тепло от конденсатора рассеивается для охлаждения газообразного хладагента, который затем транспортируется в трубопровод испарителя. Поскольку испаритель больше конденсатора, давление падает, и жидкий хладагент испаряется в газообразное состояние, поглощая тепло из окружающей среды. Соответственно снижается температура, достигая охлаждающего эффекта.
Тепловой насос электромобиля поглощает тепло из наружного воздуха через испаритель, сжимает хладагент, а затем использует тепло конденсатора для повышения температуры внутри аккумулятора или автомобиля. Реверсивный тепловой насос также может нагревать или охлаждать батареи. Если он охлаждающий, то избыточное тепло, выделяемое при работе аккумулятора, можно утилизировать, а при охлаждении аккумулятора его также можно использовать для обогрева вагона, убивая двух зайцев одним выстрелом.
К основным компонентам теплового насоса относятся следующие:
Компрессор: Компрессор — это сердце теплового насоса. Он использует электричество для сжатия хладагента, повышая давление и температуру хладагента.
Конденсатор: Конденсатор расположен снаружи теплового насоса. Конденсатор – это место, где хладагент отдает тепло окружающему воздуху.
Испаритель: Испаритель расположен внутри теплового насоса. Это место, где хладагент поглощает тепло из воздуха в помещении.
Расширительный клапан: Расширительный клапан — это небольшое устройство, используемое для снижения давления хладагента, превращающего его из жидкости в газ.
Тепловые насосы могут увеличить запас хода электромобилей зимой. Тепловые насосы не требуют электроэнергии для выработки тепла, они только перекачивают тепло снаружи внутрь помещения. Мощность, потребляемая тепловым насосом во время этого процесса, намного меньше, чем у прямого нагрева PTC. Тепловой насос может менять свой рабочий режим по мере необходимости, обеспечивая как нагрев, так и охлаждение.
Хотя тепловые насосы становятся все более популярными и имеют множество преимуществ, стоимость систем тепловых насосов по-прежнему высока. Во время работы тепловых насосов компрессор будет продолжать работать, что может вызвать проблемы с шумом. По сравнению с традиционными методами электрического отопления системы тепловых насосов более сложны, содержат больше компонентов и имеют относительно меньшую надежность.
