Abstracto
1. Introducción ◆ ¿Cómo ampliar la autonomía del crucero?
2. ¿Qué es el sistema de bomba de calor por inyección de vapor? ◆ Ciclo de refrigeración por compresión de dos etapas --¿Cómo lograr una compresión en dos etapas?
--Análisis paso a paso
◆ Tecnología de inyección de vapor en tanque flash--Diseño novedoso
--¿De dónde viene el "vapor"?
--Cómo funciona
--Beneficios
◆ Bomba de calor con fuente de aire para calefacción de vehículos eléctricos en el frío invierno
Introducción
Los vehículos de nueva energía, especialmente los vehículos eléctricos puros, se están desarrollando rápidamente en el mundo, y China está intensificando sus esfuerzos para apoyar el desarrollo de vehículos de nueva energía. En los últimos cinco años, la producción y las ventas de vehículos eléctricos en China casi siempre han aumentado a un ritmo múltiple. En los próximos diez años, los vehículos eléctricos se convertirán en la corriente principal de la industria automotriz.
Sin embargo, la autonomía de los vehículos eléctricos aún no es paralela a la de los vehículos tradicionales. Es más, la autonomía en climas fríos de los vehículos eléctricos sufre una disminución significativa debido a las cargas térmicas del sistema de aire acondicionado.
¿Cómo ampliar la autonomía del crucero?
Por un lado, para los vehículos eléctricos, la autonomía de crucero es el mayor cuello de botella que restringe su amplia aplicación, especialmente en climas fríos. El funcionamiento del sistema de aire acondicionado reducirá en gran medida la autonomía de crucero de los vehículos eléctricos.
Por otro lado,
compresor de aire acondicionado eléctrico, como núcleo del sistema de aire acondicionado de vehículos eléctricos, incorpora el motor eléctrico, el controlador y la unidad de compresor en un todo. Tiene un excelente rendimiento de control automático (control termostático del sistema de aire acondicionado del vehículo) y realiza intercambio de información con el sistema de control del vehículo.
Cuanto mayor sea el valor COP del compresor de aire acondicionado eléctrico, mayor será la reducción de las cargas de control del clima; por lo tanto, el sistema EV AC se mejoraría enormemente para ampliar la autonomía.
Por lo tanto, para los fabricantes de automóviles/OEM de automóviles, el uso
compresores eléctricos eficacesDefinitivamente le hará un gran favor
◆ reducir las cargas térmicas en el sistema de aire acondicionado de los vehículos eléctricos;
◆ ampliar la autonomía de crucero;
◆ aumentar la penetración en el mercado de los vehículos eléctricos.
◆ muy útil para la viabilidad de los vehículos eléctricos.
¡Es por eso que se desarrolló el novedoso sistema de bomba de calor con inyección de vapor con fuente de aire!
Tesla Model Y con bomba de calor
Los sistemas de bomba de calor por inyección de vapor se pueden utilizar en particular para responder a la demanda de control climático de cargas de aire acondicionado de vehículos eléctricos en regiones frías. La calefacción con bomba de calor es una forma prometedora de satisfacer la demanda de energía de los vehículos eléctricos en los días de invierno.
Tomando como ejemplo un vehículo eléctrico típico con una autonomía de 300 km y 35 kw de electricidad, utilizando un aire acondicionado con bomba de calor para reducir la potencia de calefacción a 1 kw, la autonomía de crucero se reduce a 233 km, que es mucho mayor que los 192 km de PTC Heating. . Se puede observar que el aire acondicionado con bomba de calor es una de las pocas tecnologías eficaces para garantizar una calefacción de bajo consumo energético cuando no hay avances en la energía de las baterías.
Lectura de extensión:
Beneficios del aire acondicionado con bomba de calor en la duración de la batería del vehículo eléctrico
¿Qué es el sistema de bomba de calor por inyección de vapor?
El sistema del que hablaremos en detalle a continuación se puede describir completamente como “un sistema de bomba de calor con fuente de aire comprimido tipo scroll de dos etapas junto con una inyección indirecta de vapor con tanque flash”.
◆ Ciclo de refrigeración por compresión de dos etapas
En pocas palabras, agregue un tanque de flash entre el condensador y el compresor para formar un circuito cerrado. Este circuito ingresa directamente al compresor eléctrico sin pasar por el evaporador. Garantiza el volumen de aire de retorno y estabiliza la eficiencia de calefacción del sistema HVAC del automóvil en los fríos días de invierno.
Cómo lograr una compresión en dos etapas: Abriendo un orificio de inyección en la posición apropiada en la espiral y agregando un circuito de succión a
1)aumentar el caudal másico de refrigerante;
2)aumentar la diferencia de entalpía del aire del refrigerante.
El novedoso diseño permite actualizar el
compresor scroll eléctricodesde la compresión de una sola etapa hasta la compresión de dos etapas. Mejora la eficiencia de la compresión y amplía la aplicación y el rango operativo del sistema de bomba de calor de fuente de aire.
La compresión de dos etapas se realiza en un solo compresor mediante el diseño de tecnología de inyección de vapor.
Para explicarlo más claramente, podemos analizar este proceso paso a paso.:El primer paso: el compresor recibe la energía A absorbida por el evaporador del aire y comienza a comprimirla.
El segundo paso: enciende el circuito auxiliar de inyección de vapor y los vapores pasan a través del compresor.
El tercer paso: la parte de Energía A que el compresor comprime se mezcla con el vapor entrante. Este proceso continuará hasta que la cámara de trabajo del compresor se separe del puerto de entrada. En este momento, el vapor y la Energía A se mezclan completamente y se convierten en una nueva Energía B.
El cuarto paso: después de que la cámara de compresión se separa del puerto de inyección de vapor, la Energía B pasa a una compresión de dos etapas y, finalmente, la Energía B ingresa al condensador para intercambiar calor con agua.
◆ Tecnología de inyección de vapor en tanque flash
La técnica de inyección de vapor se refiere al compresor scroll eléctrico con inyección de vapor para un sistema de bomba de calor con fuente de aire. La tecnología hace posible que
compresor scroll de bomba de calorpara operar a temperatura fría.
Diseño novedoso: el compresor scroll de inyección de vapor está diseñado con dos puertos de tubería de retorno, que es la mayor diferencia en apariencia con respecto a los compresores eléctricos sin bomba de calor.
Compresor de bomba de calor con inyección de vapor Guchen EAC : Los vapores son generados por el evaporador instantáneo en el sistema de bomba de calor de fuente de aire. El tanque de flash tiene una tubería conectada al compresor scroll. Así es como el vapor fluye a lo largo de la tubería desde el evaporador flash hasta el compresor. Todo el proceso de inyección de vapor está controlado por una válvula electromagnética ubicada en el circuito del evaporador flash y el compresor.
como funciona: en el circuito auxiliar de inyección de vapor del tanque de flash, el refrigerante que sale del condensador se estrangula primero. El refrigerante de dos fases ingresa al tanque de flasheo. A continuación, se separan el gas (gas saturado = vapor) y el líquido. El vapor se inyecta en el compresor scroll.
Beneficios: Cuando el evaporador instantáneo suministra vapor al compresor, en realidad aumenta el grado de subenfriamiento del refrigerante líquido antes de estrangularlo, de modo que el líquido en el evaporador pueda absorber mejor el calor del aire.
◆ Incrementa indirectamente la energía A proporcionada por el evaporador al compresor.
◆ A medida que se inyecta vapor al compresor scroll, la cantidad descargada al condensador es mayor, con una capacidad de intercambio de calor mejorada. Cuanto mayor sea la eficiencia del intercambio de calor, mayor será la diferencia de entalpía del aire.
Son estos dos factores los que permiten que el sistema de bomba de calor de aire de dos etapas proporcione suficiente capacidad de calefacción incluso a bajas temperaturas ambiente.
◆ Bomba de calor con fuente de aire para calefacción de vehículos eléctricos en el frío invierno
El sistema de aire acondicionado con bomba de calor para vehículos eléctricos utiliza tecnología de bomba de calor con fuente de aire para calentar en invierno, especialmente en temperaturas ambiente bajas.
Su ratio de eficiencia energética de calefacción puede alcanzar 2 a 3, mucho más alto que el de la calefacción PTC. Tiene un buen rendimiento de calefacción, lo que puede mejorar significativamente la duración de la batería de los vehículos eléctricos en invierno.
La bomba de calor de fuente de aire con técnica de inyección de vapor es la mejor alternativa a los sistemas de calefacción auxiliar eléctricos, lo que está en línea con la tendencia de desarrollo de vehículos de nueva energía, necesarios para la viabilidad e industrialización de los vehículos eléctricos.
La bomba de calor de fuente de aire con inyección de refrigerante tiene una buena capacidad de regulación de temperatura. En invierno, cuando la temperatura ambiente es de -10 ℃, el sistema de aire acondicionado con bomba de calor EV puede controlar la temperatura de la cabina a 25 ℃, lo que garantiza la comodidad de los pasajeros. También puede proporcionar un ambiente de conducción cómodo para vehículos eléctricos con alta eficiencia a una temperatura ambiente de -10 ℃ a 40 ℃.
En el futuro, con 1) la optimización del diseño de tuberías del sistema de bomba de calor con fuente de aire, 2) el uso gradual de refrigerantes con mejor rendimiento de calefacción y 3) la reducción de costos, habrá cada vez más aplicaciones de energía del aire. Sistemas de calefacción con bomba de calor en vehículos totalmente eléctricos.
