В настоящее время многие электромобили используют тепловой насос для отопления. Принцип работы аналогичен принципу работы кондиционера: электроэнергия не генерирует тепло, а передает его. Одна часть потребляемой электроэнергии может передавать больше одной части тепловой энергии, что позволяет экономить электроэнергию по сравнению с PTC-нагревателями.
Хотя тепловые насосы и системы кондиционирования воздуха передают тепло, потребление воздуха при отоплении электромобиля по-прежнему выше, чем при кондиционировании. Почему? На самом деле, есть две основные причины этой проблемы:
1, необходимо отрегулировать разницу температур
Предположим, что комфортная для человеческого тела температура составляет 25 градусов Цельсия, температура снаружи автомобиля летом составляет 40 градусов Цельсия, а температура снаружи автомобиля зимой составляет 0 градусов Цельсия.
Очевидно, что если летом требуется снизить температуру в автомобиле до 25 градусов Цельсия, разница температур, которую должен скорректировать кондиционер, составит всего 15 градусов Цельсия. Зимой, когда кондиционер хочет нагреть автомобиль до 25 градусов Цельсия, разница температур должна быть увеличена до 25 градусов Цельсия. Нагрузка значительно возрастает, и, естественно, увеличивается расход электроэнергии.
2. Эффективность теплопередачи разная
Эффективность теплопередачи высокая при включенном кондиционере.
Летом автомобильный кондиционер отвечает за передачу тепла из салона автомобиля наружу, благодаря чему в машине становится прохладнее.
Когда кондиционер работает,компрессор сжимает хладагент в газ высокого давленияТемпература хладагента достигает около 70 °C, а затем поступает в конденсатор, расположенный спереди. Здесь вентилятор кондиционера прогоняет воздух через конденсатор, отводя тепло от хладагента. Температура хладагента снижается примерно до 40 °C, и он превращается в жидкость под высоким давлением. Жидкий хладагент затем распыляется через небольшое отверстие в испарителе, расположенном под центральной консолью, где он начинает испаряться, поглощая большое количество тепла, и в конечном итоге превращается в газ, который поступает в компрессор для следующего цикла.
При выпуске хладагента снаружи автомобиля температура окружающей среды составляет 40 градусов Цельсия, температура хладагента — 70 градусов Цельсия, а разница температур достигает 30 градусов Цельсия. При поглощении хладагентом тепла в автомобиле температура ниже 0 градусов Цельсия, и разница температур с воздухом в автомобиле также очень велика. Видно, что эффективность поглощения тепла хладагентом в автомобиле и разница температур между окружающей средой и выделением тепла снаружи автомобиля очень велики, поэтому эффективность поглощения или выделения тепла будет выше, что позволит сэкономить больше энергии.
Эффективность теплопередачи низкая при включении теплого воздуха.
При включении подачи тёплого воздуха ситуация полностью противоположна той, что происходит в холодильной установке: газообразный хладагент, сжатый до высокой температуры и давления, сначала попадает в теплообменник автомобиля, где выделяется тепло. После выделения тепла хладагент переходит в жидкое состояние и поступает в передний теплообменник, где испаряется и поглощает тепло из окружающей среды.
Зимняя температура сама по себе очень низкая, и хладагент может снизить температуру испарения только для повышения эффективности теплообмена. Например, при температуре 0°C хладагент должен испаряться при температуре ниже нуля°C, чтобы поглотить достаточное количество тепла из окружающей среды. Это приведёт к тому, что водяной пар в воздухе на холоде превратится в иней и прилипнет к поверхности теплообменника, что не только снизит эффективность теплообмена, но и полностью заблокирует теплообменник при сильном обледенении, так что хладагент не сможет поглощать тепло из окружающей среды. В это времясистема кондиционирования воздухаОстаётся только перейти в режим оттаивания, и сжатый хладагент под высоким давлением и температурой снова поступает наружу автомобиля, где его тепло используется для таяния инея. В результате эффективность теплообмена значительно снижается, а энергопотребление, естественно, возрастает.
Следовательно, чем ниже температура зимой, тем больше электромобили используют тёплый воздух. В сочетании с низкой температурой зимой активность аккумулятора снижается, и уменьшение его запаса хода становится ещё более очевидным.
Время публикации: 09 марта 2024 г.