עקרון עבודה של מזגן לרכב חשמלי
עקרון העבודה של מזגן רכב חשמלי: מערכת חימום
מקור האוויר המחומם של מערכת מיזוג האוויר של רכבי דלק מסופק בעיקר על ידי נוזל קירור מנוע. מערכת האוויר המחומם של כלי רכב חשמליים שונה מזו של כלי רכב אחרים. פתרונות חימום נפוצים עבור מערכות מיזוג אוויר לרכב חשמלי הם כדלקמן:
(1) משאבת חום. האיור מציג את עקרון העבודה של מערכת מיזוג משאבת חום לרכב חשמלי המונעת על ידי רצועת הנעה עם מנוע DC ללא מברשות. מצב הקירור/חימום של מערכת מיזוג האוויר משתנה משסתום היפוך ארבע-כיווני לשסתום היפוך ארבע-כיווני. חיצים מלאים מציינים תנאי קירור, וחצים מקווקוים מציינים תנאי חימום. באופן עקרוני, מערכת זו אינה שונה ממערכת מיזוג אוויר רגילה של משאבת חום, אך היא משמשת בעיקר בכלי רכב חשמליים. מדחס סליידר כפול חלל שפותח במיוחד, מנוע DC ללא מברשות ומערכת בקרת אינוורטר. כאשר המערכת עוברת ממצב הפשרה למצב חימום בתנאי הפעלה של משאבת חום, המים המעובה על מחליף החום בתעלת האוויר יתנדפו במהירות ויצרו כפור על זכוכית החלון, מה שישפיע על בטיחות הנהיגה.
(2) דוד חשמלי PTC. מחמם חשמלי PTC הוא תנור חימום המשתמש בתרמיסטור PTC כמקור החום. תרמיסטורי PTC עשויים בדרך כלל מחומרים מוליכים למחצה. ההתנגדות שלהם משתנה מאוד עם הלחות. כאשר הטמפרטורה החיצונית יורדת, התנגדות ה-PTC יורדת והערך הקלורי גדל בהתאם. על פי חומרים, ניתן לחלק אותם לתרמיסטורי PTC קרמיים ותרמיסטורי PTC פולימריים אורגניים. תרמיסטורי PTC קרמיים משמשים בתנורי עזר חשמליים למזגן. מכיוון שערך ההתנגדות שלו עולה או יורד עם שינויים בטמפרטורת הסביבה, לתרמיסטור PTC יש את המאפיינים של חיסכון באנרגיה, טמפרטורה קבועה, בטיחות וחיי שירות ארוכים.
עקרון העבודה של מזגן רכב חשמלי: מערכת קירור
קירור מוליכים למחצה הוא קירור תרמו-אלקטרי, שהוא טכנולוגיית קירור במצב מוצק. זה לא דורש נוזל קירור. התרמופיל פועל כמדחס קירור דחיסה. הקצה הקר ומחליף החום שלו שווים למאייד קירור הדחיסה, והקצה החם ומחליף החום שלו שווים למעבה. לאחר האנרגיה, אלקטרונים וחורים חופשיים עוברים מהקצה הקר של התרמופיל לקצה החם בפעולת שדה חשמלי חיצוני, המקביל לתהליך הדחיסה של הקירור במדחס. בקצה הקר של הכור האלקטרו-תרמי, מחליף החום סופג חום ומייצר בו-זמנית צמדי אלקטרונים-חורים, דבר המקביל לספיגת החום ולאידוי של נוזל הקירור במאייד. בקצה החם של הכור האלקטרו-תרמי, זוגות אלקטרונים-חורים מתחברים מחדש, וחום מתפזר דרך מחליף החום, המקביל לחימום ועיבוי של נוזל הקירור במעבה.
למזגנים תרמיים יש את המאפיינים הבאים: אלמנטים תרמו-אלקטריים דורשים כוח DC; שינוי כיוון הזרם יכול לייצר את ההשפעה ההפוכה של קירור וחימום; לחתיכות קירור תרמו-אלקטריות יש אינרציה תרמית קטנה וזמן קירור קצר. כאשר לקצה החם יש פיזור חום טוב ולקצה הקר אין עומס, שבב הקירור יכול להגיע להפרש הטמפרטורה המקסימלי תוך דקה אחת מרגע ההפעלה. על ידי התאמת זרם העבודה של המודול, ניתן להתאים את מהירות הקירור והטמפרטורה, דיוק בקרת הטמפרטורה יכול להגיע ל-0.001 מעלות צלזיוס, וניתן לכוון את האנרגיה באופן רציף. בתנאי עיצוב ושימוש נכונים, יעילות הקירור יכולה להגיע ליותר מ-90%. אין לו חלקים מסתובבים ולכן אין לו רעידות, חיכוך, רעש ועמידות בפני פגיעות.
עיקרון העבודה של מיזוג אוויר ברכב חשמלי: עיקרון של מערכת מיזוג אוויר משאבת חום
ניתן לחלק מחממי עזר חשמליים למיזוג אוויר לתנורי PTC קרמיים מלוכדים ומחממי צינור PTC ממתכת. מחמם PTC קרמי מלוכד הוא תנור חימום העשוי משרף עמיד לטמפרטורה גבוהה המלוכד עם שבבי PTC קרמיים רבים וגוף קירור גלי אלומיניום. יש לו ביצועי פיזור חום טובים וביצועים חשמליים יציבים. ניתן לחלק את מחממי PTC קרמיים מלוכדים לשני סוגים: משטח מחמם טעון ומשטח מחמם לא טעון.
מחמם צינורות PTC מתכת משתמש בחוט סגסוגת ניקל-ברזל מיובא כחומר החימום, וצינור החום מצויד ברדיאטור מאלומיניום. אפקט פיזור החום טוב מאוד. המחמם מצויד בבקר טמפרטורה ובנתיך תרמי, מה שהופך את המוצר לבטוח ואמין יותר. למחמם זה תכונות חומר PTC טובות. חלק מהמזגנים משתמשים בתנור זה כחימום עזר.
(3) פסולת חום מסייעת ל-PTC. החום שנוצר מציוד בעל הספק גבוה (המרת הספק, מנועי הנעה, בקרי מנוע וכו') משמש להחלפת חום עם הסביבה הפנימית של הרכב. כאשר החום אינו מספיק, מחמם PTC העזר מופעל.
