Como funcionam os aparelhos de ar condicionado com bomba de calor
O sistema de ar condicionado dos veículos elétricos utiliza principalmente PTC (Coeficiente de Temperatura Positivo, coeficiente de temperatura positivo) para aquecimento no inverno. A principal desvantagem do aquecimento PTC é que não é eficiente, o que reduzirá a autonomia dos veículos eléctricos no inverno em cerca de 30%. A melhor solução para este problema A solução é utilizar ar condicionado com bomba de calor para aquecimento. Atualmente, a maior parte do fluido de trabalho em sistemas de ar condicionado com bomba de calor de veículos elétricos é o R134a. O maior problema é que o GWP (Potencial de Aquecimento Global) é muito alto, causando grande poluição ambiental e grave efeito estufa, enquanto o R290 O GWP do fluido de trabalho é baixo e é a melhor escolha para substituir o fluido de trabalho R134a.
Uma bomba de calor é um dispositivo de utilização de energia que transfere energia térmica de baixa temperatura para alta temperatura, consumindo parte da energia. O sistema de ar condicionado com bomba de calor consiste principalmente em um compressor, trocador de calor externo, trocador de calor interno, dispositivo de estrangulamento, secador de armazenamento de líquido e válvula de quatro vias. É composto por componentes como sensores de temperatura e pressão. Durante o ciclo de aquecimento do ar condicionado da bomba de calor, o compressor transforma o fluido de trabalho de baixa temperatura e baixa pressão em gás de alta temperatura e alta pressão através do trabalho. Parte do gás entra novamente no compressor através do ciclo e a outra parte passa pela válvula de quatro vias. Ele entra no trocador de calor interno, onde esfria e condensa para liberar calor, o que aumenta a temperatura dentro do veículo e transforma o fluido de trabalho gasoso de alta temperatura e alta pressão em um líquido super-resfriado de média temperatura e alta pressão. Em seguida, ele entra no dispositivo de estrangulamento para reduzir bastante a pressão e se transforma em um fluido de baixa temperatura e baixa pressão. O fluido de trabalho bifásico gás-líquido entra no trocador de calor externo para absorver o calor e transfere o calor do ambiente externo para o sistema da bomba de calor. O fluido de trabalho volta para um estado de gás superaquecido de baixa temperatura e baixa pressão e é novamente passado pelo compressor para completar o ciclo. Bomba de calor para veículos elétricos O princípio do sistema de ar condicionado é mostrado na Figura 1.
Como pode ser visto na Figura 1, o papel do fluido de trabalho em todo o ciclo de aquecimento pode ser simplificado em quatro processos básicos: compressão isentrópica, condensação isobárica, expansão adiabática, evaporação isobárica. Diagrama de pressão-entalpia do ciclo termodinâmico do sistema de ar condicionado com bomba de calor de veículo elétrico, conforme mostrado na figura 2.
Na Figura 2, 0 é a forma do fluido de trabalho saturado de baixa temperatura e baixa pressão, 1 é a forma do fluido de trabalho na entrada do compressor e na saída do trocador de calor externo, 2 é a forma do fluido de trabalho na saída do compressor e na entrada do trocador de calor interno, e 3 é a forma saturada do fluido de trabalho em alta temperatura e alta pressão, 4 é a forma do fluido de trabalho na saída do trocador de calor interno e na entrada do dispositivo de estrangulamento, 5 é a forma do fluido de trabalho na saída do dispositivo de estrangulamento e na entrada do trocador de calor externo, a é o valor de entalpia do dispositivo de estrangulamento, b é o valor de entalpia da saída do compressor. O processo 1 → 2 é o processo de trabalho do compressor, que é a compressão isentrópica em condições ideais; O processo 2 → 4 é a circulação do fluido de trabalho no trocador de calor interno, que é um processo de liberação de calor por condensação isobárica; processo O processo 4→5 é a expansão adiabática do fluido de trabalho no dispositivo de estrangulamento; o processo 5 → 1 é a evaporação de pressão igual do fluido de trabalho no trocador de calor externo, que é um processo endotérmico.
