1. Isı pompası klimasının soğutma ve ısıtma fonksiyonları
Isı pompası klima sistemi, hem soğutma hem de ısıtma yeteneğine sahip enerji tasarruflu bir cihazdır. Isıtma sırasında, ısıyı düşük sıcaklıklı bir ortamdan yüksek sıcaklıktaki bir ortamdan aktararak ters döngüde çalışır. Bu işlem, büyük miktarda ısı sağlarken az miktarda ters döngü gücü tüketir ve böylece enerji tasarrufu sağlar. Şekil 1'de gösterildiği gibi, ısı pompası klima sistemi esas olarak bir
elektrikli kompresör, üç ısı eşanjörü (dış mekan kondansatörü, iç mekan kondansatörü ve iç mekan buharlaştırıcı), iki solenoid valf (soğutma solenoid valfi ve ısıtma solenoid valf), iki elektronik genişleme valfı (soğutma ve ısıtma) yanı sıra soğutucu basınç ve sıcaklık sensörleri.
Şekil 1: Isı pompası klima soğutma prensibinin şematik diyagramı.
.
Klima kompresörü AC yüksek voltajlı elektrik tarafından yönlendirilirve tipik olarak sabit bir yer değiştirme, kaydırma tipi kompresördür. Motor hızını değiştirerek, kompresör klima sistemine gerekli soğutucu akış akışını sağlar. Solenoid valfler, enerjilendirildiğinde soğutucu akışkanın akışını sağlayan anahtar görevi görür. Elektronik genişleme valfi, soğutucu akışını ayarlamak için iğne valfini ekseni boyunca hareket ettiren bir step motoru döndüren komutlara göre çalışır. Bu, soğutucu akış hızını termal yüke uyacak şekilde düzenler.
1.1 Soğutma İlkesi
Soğutma sırasında, Şekil 1'de gösterildiği gibi soğutma solenoid valfi ve soğutma elektronik genleşme valfi çalışması. Kompresörden yüksek sıcaklıkta, yüksek basınçlı soğutucu akışkan soğutma solenoid valfinden geçer ve dış mekan kondansatörüne girer, burada dış hava ile ısıyı değiştirir ve yüksek basınçlı bir orta-sıvı sıvıya dönüşür. Soğutma elektronik genleşme valfi tarafından kısıldıktan sonra, soğutucu iç mekan buharlaştırıcısına girer. Burada, kabinden ısıyı emer ve sıvı soğutucu, kompresöre geri dönen ve soğutma döngüsünü tamamlayan düşük basınçlı, düşük sıcaklıklı bir gaza dönüşür.
1.2 Isıtma İlkesi
Isıtma sırasında, Şekil 2'de gösterildiği gibi, ısıtma elektronik genişleme valfi ve ısıtma solenoid valf çalışması. Kompresörden yüksek sıcaklıkta, yüksek basınçlı soğutucu akışkan iç mekan soğutucusuna girer, ısıyı serbest bırakır ve soğutulduktan sonra yüksek basınçlı, orta sıcaklık sıvısına dönüşür. Isıtma elektronik genleşme valfinden geçtikten sonra, soğutucu açık hava kondansatörüne girer, burada ısıyı dış ortamdan emer, soğutucu akışı düşük basınçlı, düşük sıcaklıklı bir gaza dönüştürür. Gaz daha sonra ısıtma solenoid valfinden kompresöre geri geçerek ısıtma döngüsünü tamamlar.
Şekil 2: Isı pompası klima ısıtma prensibinin şematik diyagramı.
2. Yunus Araç Isı Pompası Klima Sistemi
Eylül 2021'de BYD, okyanus serisinin ilk modelini, ısı pompası klima sistemine ilk sahip olan ve aracın termal yönetim verimliliğini büyük ölçüde artıran Dolphin Car'ı başlattı.
2.1 Yunus Araç Isı Pompası Klima Sistemi Kompozisyonu
Şekil 3'te gösterildiği gibi, yunus arabası ısı pompası klima sistemi öncelikle bir
elektrikli klima kompresörü(Maksimum güç 6kW), elektronik fan, motor soğutma radyatörü, dış kondenser, iç kondansatör ve buharlaştırıcı, güç pil, gaz-sıvı ayırıcı, termal yönetim entegre modül ve plaka ısı değiştirici (termal yönetim entegre modülün altında bulunur) için doğrudan soğuk ısı plakası. Kullanılan soğutucu akışkan R134A'dır (BYD’nin diğer elektrikli araç modelleri R410A kullanır).
Şekil 3: Yunus arabası ısı pompası klima sisteminin bileşimi.
Termal yönetim entegre modül altı solenoid valf, üç elektronik genleşme valfi (Şekil 4) ve dokuz soğutucu tüp bağlantısı (Şekil 5) içerir.
Şekil 4: Termal Yönetim Entegre Modül;
Şekil 5: Termal Yönetim Entegre Modül Tüp Bağlantıları.
2.2 Yunus Araç Isı Pompası Klima Sistemi Çalışma Prensibi
Yunus Araç Isı Pompası Klima Sistemi'nin çalışma prensibi Şekil 6'da gösterilmektedir. Şekil 6'da gösterilmektedir. Şekilde PT-1 ve PT-2 soğutucu basıncı ve sıcaklık sensörlerini temsil eder, P-1 soğutucu basınç sensörünü temsil eder ve T-1 ve T-2 soğutucu sıcaklık sensörlerini temsil eder.
Şekil 6: Yunus Araç Isı Pompası Klima Sisteminin Çalışma Prensibi.
Yunus otomobil ısı pompası sistemi, elektrikli araçlarda kullanılan geleneksel yüksek voltajlı PTC ısıtıcısını ortadan kaldırarak, son derece düşük sıcaklıklı ortamlarda yardımcı ısıtma sağlayan düşük voltajlı bir PTC ısıtıcı (1kW) ile değiştirilir. Kabin için soğutma ve ısıtma sağlamanın yanı sıra, yunus otomobil ısı pompası sistemi, elektrik pilini doğrudan soğutmak ve ısıtmak için soğutucu akışkanı kullanan ve diğer elektrikli tahrik üniteleri arasında tahrik motoru ve motor kontrolöründen ısıyı kullanmak, beş ana fonksiyon ve entegre akıllı termal yönetim.
Isı pompası klima sistemi ile, yunus otomobilinin kış sürüş menzili%10'un üzerinde iyileştirilir ve -30 ° C ila 40 ° C arasında geniş bir sıcaklık aralığını kapsar ve minimum enerji tüketimi 100 km başına 10.3 kWh'e ulaşır.
(1) Klima IsıtmaAraç sürüş sırasında veya düşük sıcaklıklarda dururken, klima sistemi ısıtma sağlar. .
Isı pompası sistemi elektrik kompresörünü etkinleştirirve ısıtma elektronik genişleme valfi çalışır. Su Kaynağı Isı Değişim Solenoid Valfi ve Klima Isıtma Solenoid Valfı Her ikisi de açıktır. Soğutucu akışkan, ısıyı serbest bırakmak için iç mekan kondenserinden geçer ve plaka ısı değiştirici, tahrik motoru ve motor kontrolör gibi elektrikli tahrik ünitelerinden ısıyı emer. Son derece düşük sıcaklıklarda, ısı pompası sisteminin sıcaklık aralığını uzatmak için yardımcı ısıtma için PTC ısıtıcı açılabilir.
Isıtma sırasında soğutucunun akış yolu aşağıdaki gibidir: Kompresör → İç Mekan Kondenser → Isıtma Elektronik Genişleme Valfi → Su Kaynağı Isı Değişim Solenoid Valfi → Plaka Isı Eşanjörü → Klima Isıtma Solenoid Valf → Gaz-sıvı ayırıcı → Sıkıştırma.
Şekil 7: Klima ısıtması.
(2) Güç pil ısıtmasıDüşük sıcaklık ortamlarında, ısı pompası klima sistemi, düşük sıcaklık sürüşü sırasında şarj süresini kısaltmak veya araç performansını artırmak için güç pilini ısıtır. Pil elektronik genleşme valfi, pil ısıtma solenoid valfi, su kaynaklı ısı değişim solenoid valfi ve klima ısıtma solenoid valfinin hepsi açıktır. Soğutucu akışkan, plaka ısı eşanjörü aracılığıyla elektrik tahrik ünitesinden atık ısıyı emer ve güç pilinin doğrudan soğuk ısı plakasını ısıtır.
Pil ısıtma sırasında soğutucu akış yolu aşağıdaki gibidir: kompresör → Pil Isıtma Solenoid Valf → Güç Pil Doğrudan Soğuk I-I-I-Plaka → Pil Elektronik Genişleme Valfi → Tek Yönlü Valf 1 → Su Kaynağı Isı Değişim Solenoid Valfı → Plaka Isı Eşanlatıcı → Klima Isıtma Solenoid Valfi → Gaz-sıvı Ayırıcı → Kompresör.
Şekil 8: Güç pil ısıtma.
(3) Kabin ve güç pilinin eşzamanlı ısıtılmasıAraç düşük sıcaklıklarda çalışırken veya soğuk ortamlarda şarj olurken, sistem aynı anda kabini ve güç pilini ısıtabilir. Isı pompası sistemi elektrik kompresörünü ve hem ısıtma elektronik genişletme valfi hem de pil elektronik genleşme valfi açıktır. Su kaynağı ısı değişimi solenoid valfi, pil ısıtma solenoid valfi ve klima ısıtma solenoid valfi, elektrik tahrik ünitelerinden ısıyı emmek için açıktır. İç mekan kondansatörü ve güç pil doğrudan soğuk ısı plakası salınım ısısı ve PTC ısıtıcı gerektiğinde kullanılabilir.
Soğutucu akış yolları Şekil 7 ve 8'dekine benzer.
(4) Klima SoğutmaAraç sürüş sırasında veya yüksek sıcaklıklarda dururken, klima sistemi soğutma sağlar. Isı pompası sistemi elektrik kompresörünü aktive eder ve soğutma elektronik genişleme valfi çalışır. Hem klima soğutma solenoid valfi hem de hava değiştirme ısısı solenoid valf açık. Soğutucu akışkan, ısıyı serbest bırakmak için dış mekan kondansatöründen geçer ve kapalı evaporatör kabinden ısıyı emer.
Soğutma sırasında soğutucu akış yolu aşağıdaki gibidir: Kompresör → İç Mekan Kondenser → Klima Soğutma Solenoid Valfi → Hava Değişim Solenoid Valf → Tek Yönlü Valf 5 → Soğutma Elektronik Genişleme Valfi → İç Mekan Evaporatör → Tek yönlü valf 4 → Gaz-sıvı ayırıcı → Bileşip.
Şekil 9: Klima soğutma.
(5) Güç pil soğutmaŞarj sırasında, özellikle yüksek güçlü şarjla, güç pilinin aşırı ısınmasını önlemek için,
ısı pompası sistemiPili soğutmak için çalışır. Pil sıcaklığı araç çalışması sırasında belirli bir değeri aştığında, sistem çalışmaya başlar. Pil elektronik genişleme valfi açılır ve klima soğutma solenoid valfi, hava değişim ısısı solenoid valfi ve pil soğutma solenoid valfinin hepsi açıktır. Soğutucu, ısıyı serbest bırakmak için dış mekan ısı eşanjöründen geçer ve ısıyı güç pilinin doğrudan soğuk ısı plakasından emer.
Pil soğutma sırasında soğutucu akış yolu aşağıdaki gibidir: kompresör → iç kondansatör → Klima soğutma solenoid valfi → Hava Değişim Isı solenoid valfi → Tek yönlü valf 5 → Tek yönlü valf 2 → Pil Elektronik Genişleme Vanası → Güç doğrudan soğuk-ısı plakası → Pil Soğutma Solen-Likat → Besimleme valfı → Besimleme valf.
Şekil 10: Güç pil soğutma.
(6) Kabin ve güç pilinin eşzamanlı olarak soğutulmasıAraç şarj veya sürüş yaparken, hem kabin hem de güç pili aynı anda soğumaya ihtiyaç duyuyorsa, ısı pompası sistemi hem pil elektronik genişletme valfini hem de soğutma elektronik genişleme valfini etkinleştirerek çalışır. Klima soğutma solenoid valfi, hava değişimi ısısı solenoid valfi ve pil soğutma solenoid valfinin hepsi açıktır. Soğutucu akışkan, Şekil 9 ve 10'da açıklanan yollara göre akar.
İlgili Okuma:
Xpeng P7'nin termal yönetim sisteminin ayrıntılı açıklaması
