Klimatsko napravo novih energetskih vozil sestavljajo predvsem prezračevalni sistem, hladilni sistem, ogrevalni sistem, sistem za čiščenje zraka in krmilni sistem.
I. Načelo delovanja hladilnega sistema klimatske naprave
Naloga hladilnega sistema je hlajenje zraka v notranjosti vozila ali svežega zraka, ki vstopa od zunaj, in tako znižuje temperaturo v vozilu.
1 - Ventilator 2 - Kondenzator 3 - Kompresor 4 - Ekspanzijski ventil 5 - Puhalo 6 - Uparjalnik 7 - Sprejemnik-sušilnik
1. Hladilna pot znotraj vozila
Hladilno sredstvo se polni v zaprtem hladilnem sistemu. Pod delovanjem kompresorja hladilno sredstvo kroži. V kondenzatorju kondenzira iz plinastega v tekoče stanje, pri čemer se sprošča toplota; in na uparjalniku izhlapi iz tekočega v plinasto stanje, absorbira toploto in tako zniža temperaturo v vozilu.
1 - Kondenzator 2 - Električni kompresor 3 - Sprejemnik-sušilnik 4 - Akumulatorska enota 5 - Električni ventilator 6 - Ekspanzijski ventil 7 - Toplota izmenjevalnik 8 - Puhalo 9 - Uparjalnik v notranjosti vozila 10 - Ekspanzijski ventil za hlajenje v notranjosti vozila
2. Hladilna pot paketa baterij
Zanka kroženja hladilnega sredstva klimatske naprave je sestavljena iz dveh vzporednih vej: ena za hlajenje v notranjosti vozila in ena za hlajenje akumulatorske enote za shranjevanje energije. Vsaka veja ima ekspanzijski ventil za neodvisno krmiljenje funkcije hlajenja.
Elektronska naprava za upravljanje shranjevanja energije lahko nadzoruje in odpre ekspanzijski ventil z uporabo napetosti, tako da lahko hladilno sredstvo teče v enoto baterije za shranjevanje energije in tako ohladi baterijo za shranjevanje energije. Po potrebi se izvaja tudi hlajenje v notranjosti vozila, ekspanzijski ventil pred uparjalnikom pa krmili električni in elektronski sistem.
1 - Kondenzator 2 - Električni kompresor 3 - Sprejemnik-sušilnik 4 - Akumulatorska enota 5 - Električni ventilator 6 - Ekspanzijski ventil 7 - Toplota izmenjevalnik 8 - Puhalo 9 - Uparjalnik v notranjosti vozila 10 - Ekspanzijski ventil za hlajenje v notranjosti vozila
II. Načelo delovanja klimatske naprave za ogrevanje
V zgodnjih dneh so grelniki električnih vozil običajno uporabljali električne grelnike. Dandanes vse več električnih grelnikov vozil za ogrevanje uporablja toplotne črpalke in klimatske naprave. Ko hladilno sredstvo klimatskega sistema teče v določeni smeri, je v načinu hlajenja. V tem času kondenzator in uparjalnik opravljata vsak svojo funkcijo, uparjalnik pa je odgovoren za hlajenje notranjosti vozila. Ko hladilno sredstvo teče v obratni smeri, preide v način ogrevanja. V tem času uparjalnik postane kondenzator in je odgovoren za ogrevanje notranjosti vozila. Učinkovitost ogrevanja klimatske naprave je 3- do 4-krat večja od učinkovitosti električnega grelnika in je energetsko učinkovitejša. Zato vse več električnih grelnikov vozil zamenja za ogrevanje klimatske naprave.
1. Načelo delovanja PTC grelnika vode
Povsem električna vozila lahko uporabljajo PTC grelnike za neposredno ogrevanje zraka ali uporabljajo PTC grelnike za ogrevanje hladilne tekočine za ogrevanje zraka. Pri uporabi PTC grelnikov za neposredno ogrevanje zraka je mogoče samo zamenjavo grelnega jedra tradicionalne klimatske naprave vozila z grelnikom PTC in dopolnitev s potrebno nadzorno opremo neposredno uporabiti za čisto električno vozilo.
2. Klimatska naprava s toplotno črpalko
V primerjavi s PTC grelniki lahko klimatska naprava s toplotno črpalko znatno zmanjša porabo energije in poveča domet vozil pozimi. Vendar pa je učinkovitost pri nizkotemperaturnem ogrevanju sistemov s toplotno črpalko nizka, stroški pa razmeroma visoki. Zato večina proizvajalcev vozil za ogrevanje še vedno uporablja PTC grelnike. V prihodnosti bo z nenehnim prebojem tehnologije nizkotemperaturnih toplotnih črpalk uporaba klimatskih naprav s toplotnimi črpalkami postala vse bolj razširjena.
Sestava klimatske naprave s toplotno črpalko: 1 - Ekspanzijski ventil na akumulatorju 2 - Električni kompresor 3 - Puhalo za notranji prostor vozila 4 - Električno gretje {{4 }} Ekspanzijski ventil za uparjalnik notranjega prostora vozila 6 - Zaporni ventil med kondenzatorjem in jeklenko sušilnika 7 - Zaporni ventil med električnim kompresorjem in izmenjevalnikom toplote toplotne črpalke {{9 }} Toplotni izmenjevalnik toplotne črpalke 9 - Sprejemnik-sušilec
Obstajajo trije načini delovanja za ogrevanje klimatske naprave električnega vozila: zračni način, način hladilne tekočine in način zrak + hladilna tekočina.
(1) Zračni način
Kompresor klimatske naprave stisne visokotemperaturni in visokotlačni hladilni plin v kondenzator. Hladilno sredstvo, ki teče iz kondenzatorja, teče v toplotni ekspanzijski ventil. Po izteku iz toplotnega raztezanja阀 se temperatura nekoliko zniža, nato pa teče v dva kondenzatorja, da se doseže dva procesa segrevanja in izboljša učinek segrevanja. Nato hladilno sredstvo teče v drugo toplotno ekspanzijo阀 in nato v uparjalnik. Ker je temperatura hladilnega sredstva v uparjalniku nižja od temperature okoliškega zraka, bo absorbiralo toploto okoliškega zraka in izhlapelo. Nizkotemperaturni in nizkotlačni hladilni plin končno teče nazaj v kompresor za naslednji cikel.
(2) Način hladilne tekočine
Če je zunanja temperatura zraka izjemno nizka, nižja od temperature hladiva v uparjalniku, bo hladivo steklo v izmenjevalnik toplote. V izmenjevalniku toplote medsebojno delujeta dve vodni cevi, povezani s hladilnim sredstvom, in dve vodni cevi, povezani s hladilno tekočino, hladilno sredstvo pa lahko absorbira toploto hladilne tekočine hladilnega sistema električnega vozila. Če je toplota hladilne tekočine v hladilnem sistemu nezadostna, bo električni grelnik ogreval hladilno tekočino.
(3) Način zraka + hladilne tekočine
Hladilno sredstvo teče tako do uparjalnika kot do detektorja ter absorbira toploto iz zraka in hladilne tekočine. Ko vozilo teče, bo krmilna enota izbrala različne načine delovanja glede na temperaturo okolja. Obstaja tudi inteligentni način. V načinu hlajenja se smer pretoka hladilnega sredstva spremeni, funkciji uparjalnika in kondenzatorja pa se zamenjata. Eden od kondenzatorjev bo ločen s pregrado in ne bo deloval. V hladilnem sistemu električnega vozila sta dva tripotna ventila, ki omogočata preklapljanje med velikim in malim ciklom hladilnega sistema.
III. Načelo delovanja ogrevalnega sistema
1. Načelo delovanja sistema za ogrevanje vode
1- Jedro grelnika 2- Cev grelnika 3- Ventil za toplo vodo 4- Cev radiatorja 5- Ekspanzijska posoda 6- Vodna črpalka 7- Ventilator { {7}} Hladilnik 9- Motor
2. Načelo delovanja ogrevalnega sistema klimatske naprave s toplotno črpalko
1- Uparjalnik 2- Električni ventilator 3- Električni kompresor 4- Sušilnik za shranjevanje tekočine 5- Napajalna baterijska enota 6- Ekspanzijski ventil za toplotno cev v napajalni baterijski enoti 7- Toplotna cev v napajalni baterijski enoti 8- Puhalo prostora v vozilu 9- Ekspanzijski ventil za uparjalnik v notranjosti vozila 10- Kondenzator 11- Toplotni izmenjevalnik toplega zraka {{ 12}} Električna grelna naprava 13- Toplotni izmenjevalnik toplotne črpalke 14- Ekspanzijski ventil za toplotni izmenjevalnik toplotne črpalke 15- Električna črpalka hladilne tekočine 16- Posoda za dopolnjevanje hladilne tekočine 17- Zaporni ventil med električnim kompresorjem in uparjalnikom (odprt, ko ventil ni pod napajanjem) 18- Zaporni ventil med uparjalnikom in sušilnikom za shranjevanje tekočine (zaprt, ko ventil ni pod napajanjem) 19- Enosmerni ventil za hladilno sredstvo {{21} } Zaporni ventil med električnim kompresorjem in toplotnim izmenjevalnikom toplotne črpalke (odprt, ko ventil ni pod napajanjem) 21- Zaporni ventil med ekspanzijskim ventilom na toplotnem izmenjevalniku toplotne črpalke in sušilnikom za shranjevanje tekočine (odprt, ko ventil ni pod napajanjem)
