Sistema de bomba de calor automotivo
Diagrama esquemático do sistema de ar condicionado automotivo tradicional
Nos sistemas tradicionais de ar condicionado de automóveis, o refrigerante pode ser encontrado em quatro estados principais: gás de alta pressão, líquido de alta pressão, líquido de baixa pressão e gás de baixa pressão. Os quatro componentes principais que conectam esses quatro estados são compressor, condensador, válvula de expansão e evaporador. O compressor comprime o refrigerante na tubulação. O refrigerante condensa de gás para líquido no condensador na frente do compartimento do motor. Este processo libera calor. Depois de passar pela válvula de expansão, a pressão do refrigerante líquido diminui repentinamente. Eventualmente vaporiza no evaporador dentro da cabine e absorve muito calor. Conseguindo assim o efeito de resfriamento na cabine. O refrigerante na tubulação aqui mencionado, também chamado de refrigerante, possui características de fácil vaporização e liquefação para facilitar a transferência de calor. O primeiro refrigerante amplamente utilizado foi o Freon. Mais tarde, devido aos danos do Freon à camada de ozônio, ele foi gradualmente substituído pelo tetrafluoroetano com a marca R134A em aplicações de ar condicionado automotivo. Recentemente, devido à maior ênfase na proteção ambiental, os refrigerantes desenvolveram-se gradualmente em direção aos refrigerantes de dióxido de carbono.
Como funciona a gestão térmica da bomba de calor
A principal razão para a introdução de um sistema de bomba de calor é que os veículos puramente eléctricos ou os veículos híbridos plug-in que suportam a condução eléctrica pura já não podem utilizar o motor como fonte de calor estável para aquecimento. Portanto, antes da introdução do sistema de bomba de calor, a função de aquecimento do sistema de ar condicionado dos veículos elétricos era completada principalmente por aquecedores elétricos, também conhecidos como aquecedores de resistência PTC (Coeficiente de Temperatura Positivo). E você deve saber que o calor obtido pelo aquecimento elétrico direto reduzirá bastante a potência da bateria e a autonomia. Segundo as estatísticas, ao conduzir no inverno e ligar a função de aquecimento do ar condicionado baseado no aquecimento eléctrico, quase metade da electricidade é utilizada para aquecimento. Resta apenas metade da potência para dirigir. Usar um sistema de bomba de calor para aquecimento aumentará significativamente a quilometragem.
Modo de resfriamento do sistema de gerenciamento térmico da bomba de calor
De facto, no sistema de gestão térmica da bomba de calor, embora seja controlado por múltiplas bombas e válvulas, não existe nenhum componente denominado bomba de calor HeatPump. É chamada de bomba de calor porque o sistema de bomba de calor possui características semelhantes às de uma bomba d'água ao mover a água de um local baixo para um local alto. Todo o sistema da bomba de calor pode transportar calor de um local com temperatura baixa para um local com temperatura alta. Por exemplo, no verão, o sistema da bomba de calor não traz a baixa temperatura exterior ao carro. Pelo contrário, transfere o calor de dentro do carro para fora. Conseguindo assim o efeito de resfriamento.
Modo de aquecimento do sistema de gestão térmica da bomba de calor
Da mesma forma, durante o aquecimento no inverno, o sistema da bomba de calor envia calor do exterior do automóvel para o interior do automóvel. Então você pode perguntar novamente: o calor pode ser transportado mesmo que esteja dezenas de graus abaixo de zero fora do carro? Como mencionado anteriormente, ainda há calor mesmo em temperaturas de dezenas de graus abaixo de zero. Se houver calor, ele pode ser transportado.
Então, como pode o sistema de bomba de calor ser aplicado ao sistema de ar condicionado automóvel?
Primeiro, o calor é retirado do ambiente para o sistema da bomba de calor. Em segundo lugar, o calor é comprimido e aquecido. Em seguida, o calor é usado para aquecer o ar frio da cabine e aquecê-lo. O ar aquecido é enviado para a cabine e o calor após a descompressão é convertido em calor de baixa temperatura e descarregado para fora do veículo. O sistema de bomba de calor necessita de ter em conta as condições de aquecimento e de arrefecimento. Quando as válvulas de corte SV1 e SV4 são desligadas e SV5 é ligada, o sistema funciona no modo de aquecimento. O evaporador do carro no modo de refrigeração é usado como condensador no modo de aquecimento para fornecer calor para a cabine junto com o condensador quente. No modo de aquecimento, o sistema de gerenciamento térmico da bomba de calor também pode transferir o calor residual do motor, controle eletrônico e carregador na tubulação de refrigerante azul para a tubulação de ar condicionado de refrigerante vermelho através do trocador de calor para fornecer calor para a cabine. Quando as válvulas de corte SV1 e SV4 são ligadas e SV5 desligada, o sistema funciona no modo de resfriamento, e o condensador externo correspondente no modo de resfriamento é usado como evaporador no modo de aquecimento.
