Обзор системы терморегулирования салона автомобиля (автомобильного кондиционирования воздуха)

Система кондиционирования воздуха играет решающую роль в управлении температурным режимом автомобиля. И водители, и пассажиры стремятся к комфорту в своих автомобилях. Ключевая функция автомобильного кондиционирования воздуха заключается в регулировании температуры, влажности и воздушного потока в салоне для создания комфортных условий вождения и поездки. Основной принцип работы автомобильного кондиционирования основан на термофизическом принципе испарения, поглощающего тепло, и конденсации, выделяющей тепло, тем самым охлаждая или нагревая салон. При низкой температуре наружного воздуха в салон подается нагретый воздух, благодаря чему водитель и пассажиры чувствуют себя менее холодно; при высокой температуре наружного воздуха в салон подается более холодный воздух, благодаря чему водитель и пассажиры чувствуют себя еще прохладнее. Таким образом, автомобильный кондиционер играет жизненно важную роль в обеспечении комфорта в салоне и комфорта пассажиров. 

1.1 Традиционная система кондиционирования воздуха в автомобилях с бензиновым двигателем и принцип её работы. Традиционные системы кондиционирования воздуха в автомобилях с бензиновым двигателем в основном состоят из четырёх компонентов: испарителя, конденсатора, компрессора и расширительного клапана. Автомобильная система кондиционирования воздуха включает в себя систему охлаждения, систему отопления и систему вентиляции; эти три системы составляют общую автомобильную систему кондиционирования воздуха. Принцип охлаждения в традиционных автомобилях с бензиновым двигателем включает четыре этапа: сжатие, конденсация, расширение и испарение. Принцип отопления в традиционных автомобилях с бензиновым двигателем использует отработанное тепло двигателя для обогрева салона. Сначала относительно горячая охлаждающая жидкость из водяной рубашки системы охлаждения двигателя поступает в радиатор отопителя. Вентилятор обдувает радиатор отопителя холодным воздухом, а нагретый воздух затем подается в салон для обогрева или размораживания окон. Затем охлаждающая жидкость возвращается в двигатель после выхода из отопителя, завершая один цикл.

1.2 Система кондиционирования воздуха в электромобилях и принцип её работы

Режим обогрева в автомобилях на новых источниках энергии значительно отличается от режима обогрева в традиционных автомобилях с бензиновыми двигателями. В традиционных автомобилях с бензиновыми двигателями тепло, выделяемое двигателем и передаваемое в салон через охлаждающую жидкость, используется для повышения температуры. Однако в автомобилях на новых источниках энергии отсутствует двигатель, поэтому отсутствует процесс обогрева, приводимый в действие двигателем. Следовательно, в автомобилях на новых источниках энергии используются альтернативные методы обогрева. Ниже описаны несколько методов обогрева с помощью кондиционера в автомобилях на новых источниках энергии. 

1) Термисторный нагрев с положительным температурным коэффициентом (PTC): Основным компонентом PTC является термистор, который нагревается нагревательной проволокой, напрямую преобразуя электрическую энергию в тепловую. В системах отопления с воздушным охлаждением и PTC (Potentially Transmitted Central) традиционный радиатор отопителя в автомобилях с бензиновыми двигателями заменяется PTC-нагревателем. Вентилятор забирает наружный воздух через PTC-нагреватель, нагревает его, а затем подает нагретый воздух в салон. Поскольку он напрямую потребляет электроэнергию, энергопотребление автомобилей на новых источниках энергии относительно высокое, когда включен отопитель.

 

2) Водонагреватель PTCотопление: КакПТК-воздухонагревательСистемы с водяным охлаждением и терморезисторами (PTC) генерируют тепло за счет потребления электроэнергии. Однако в системе водяного охлаждения сначала нагревается охлаждающая жидкость с помощью терморезистора.PTC-нагревательПосле нагрева охлаждающей жидкости до определенной температуры она подается в радиатор отопителя, где происходит теплообмен с окружающим воздухом. Затем вентилятор подает нагретый воздух в салон автомобиля для нагрева сидений. После этого охлаждающая жидкость снова нагревается PTC-нагревателем, и цикл повторяется. Эта система отопления более надежна и безопасна, чем системы с воздушным охлаждением и PTC-нагревателем.

 

3) Система кондиционирования воздуха с тепловым насосом: Принцип работы системы кондиционирования воздуха с тепловым насосом аналогичен принципу работы традиционной автомобильной системы кондиционирования. Однако система кондиционирования воздуха с тепловым насосом может переключаться между обогревом и охлаждением салона. Поскольку система кондиционирования воздуха с тепловым насосом не потребляет напрямую электроэнергию для обогрева, её энергоэффективность выше, чем у PTC-нагревателей. В настоящее время системы кондиционирования воздуха с тепловым насосом уже серийно устанавливаются в некоторых автомобилях.