چگونه پمپ های حرارتی EV انقلابی در کنترل آب و هوای خودرو ایجاد می کنند

اواپراتور لمینیت Ac

وسایل نقلیه الکتریکی به عنوان یک روش حمل و نقل پایدارتر و سازگار با محیط زیست به طور فزاینده ای محبوب می شوند. با این حال، مانند هر فناوری جدید، هنوز چالش هایی وجود دارد که باید بر آن غلبه کرد. یکی از این چالش ها این است که چگونه می توان کابین یک وسیله نقلیه الکتریکی را بدون تخلیه باتری گرم کرد.

پمپ حرارتی خودروی الکتریکی را وارد کنید. پمپ‌های حرارتی دهه‌ها در ساختمان‌ها برای گرم کردن و خنک‌کردن فضاها به‌طور مؤثر مورد استفاده قرار می‌گرفتند و اکنون برای استفاده در وسایل نقلیه الکتریکی سازگار شده‌اند. اساساً، یک پمپ حرارتی با انتقال گرما از یک مکان به مکان دیگر کار می کند و از یک مبرد برای جذب و آزادسازی گرما در هنگام گردش در سیستم استفاده می کند. در یک وسیله نقلیه الکتریکی، پمپ حرارتی می تواند از گرمای اتلاف موتور الکتریکی و سایر اجزاء برای گرم کردن کابین استفاده کند، نه اینکه صرفاً به انرژی باتری متکی باشد.

پمپ حرارتی EV چیست؟

پمپ حرارتی EV دستگاهی است که برای تنظیم دمای داخل خودروی الکتریکی استفاده می شود. این کار با انتقال گرما از یک مکان به مکان دیگر، با استفاده از یک مبرد برای جذب و آزادسازی گرما در حین حرکت در پمپ کار می‌کند.

برخلاف سیستم‌های گرمایش سنتی که برای تولید گرما به سوخت سوخت متکی هستند، یک پمپ حرارتی EV از برق برای انتقال گرما به اطراف استفاده می‌کند. این امر آن را به گزینه ای کارآمدتر و سازگار با محیط زیست برای گرمایش و سرمایش خودروهای برقی تبدیل می کند.

یکی از مزایای اصلی پمپ حرارتی EV این است که می تواند به افزایش برد یک وسیله نقلیه الکتریکی کمک کند. این به این دلیل است که سیستم های گرمایش سنتی می توانند بسیار انرژی بر باشند که می تواند باتری را تخلیه کند و برد خودرو را کاهش دهد. با این حال، با پمپ حرارتی EV، انرژی مورد نیاز برای گرم کردن یا خنک کردن خودرو به میزان قابل توجهی کاهش می یابد، که می تواند به حفظ شارژ باتری و افزایش برد خودرو کمک کند.

مزیت دیگر پمپ حرارتی EV این است که می تواند به بهبود راندمان کلی خودرو کمک کند. با استفاده از الکتریسیته برای انتقال گرما به اطراف، یک پمپ حرارتی EV می تواند به کاهش مقدار انرژی که در طول فرآیند گرمایش و سرمایش تلف می شود کمک کند. این می تواند به پایدارتر و مقرون به صرفه تر کردن وسایل نقلیه الکتریکی در دراز مدت کمک کند.

پمپ حرارتی EV چگونه کار می کند؟

وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) از سیستم پمپ حرارتی برای گرم کردن و خنک کردن کابین خودرو استفاده می کنند. سیستم پمپ حرارتی با انتقال گرما از یک مکان به مکان دیگر کار می کند. در یک EV، سیستم پمپ حرارتی از اختلاف دمای هوای بیرون و مبرد برای ایجاد اثر گرمایی استفاده می‌کند.

سیستم پمپ حرارتی از اجزای مختلفی از جمله کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور تشکیل شده است. کمپرسور مبرد را فشرده می کند و سپس از کندانسور عبور می کند. کندانسور گرمای تولید شده توسط فرآیند فشرده سازی را به هوای بیرون آزاد می کند. مبرد سپس از طریق شیر انبساط جریان می یابد که باعث کاهش فشار و دمای آن می شود. در نهایت، مبرد از طریق اواپراتور جریان می یابد، جایی که گرما را از کابین جذب می کند و هوای خنک را به داخل کابین باز می کند.

یکی از مزایای استفاده از سیستم پمپ حرارتی در خودروهای برقی این است که انرژی کمتری نسبت به بخاری های معمولی خودرو مصرف می کند. این به این دلیل است که سیستم پمپ حرارتی به جای تولید گرما از ابتدا از گرمای موجود در هوای خارج از خودرو استفاده می کند. علاوه بر این، از سیستم پمپ حرارتی می توان برای خنک کردن کابین در هوای گرم با معکوس کردن جریان مبرد استفاده کرد.

مزایای استفاده از پمپ حرارتی EV

بهره وری انرژی

یکی از مزایای اولیه استفاده از پمپ حرارتی EV، بهره وری انرژی آن است. پمپ های حرارتی می توانند گرما را از هوا یا منابع دیگر جذب کرده و به کابین خودرو یا بسته باتری منتقل کنند. این فرآیند به انرژی کمتری نسبت به سیستم‌های گرمایش سنتی نیاز دارد که بر سوختن سوخت یا تولید گرما از طریق مقاومت الکتریکی متکی هستند. در نتیجه، خودروهای برقی با پمپ های حرارتی می توانند به برد رانندگی طولانی تری دست یابند و انرژی کمتری برای گرم کردن یا خنک کردن کابین مصرف کنند.

بر اساس گزارش آژانس بین‌المللی انرژی، «تخمین می‌شود که خودروهای برقی مجهز به پمپ‌های حرارتی 30 تا 501 TP3T انرژی کمتری برای گرمایش کابین نسبت به آن‌هایی که مجهز به بخاری‌های مقاوم الکتریکی هستند، مصرف می‌کنند».

مزایای زیست محیطی

یکی دیگر از مزایای استفاده از پمپ حرارتی EV مزایای زیست محیطی آن است. از آنجایی که پمپ های حرارتی به انرژی کمتری برای گرم کردن یا خنک کردن کابین نیاز دارند، می توانند ردپای کربن خودروهای الکتریکی را کاهش دهند. علاوه بر این، برخی از پمپ های حرارتی می توانند از منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی یا زمین گرمایی برای تامین انرژی سیستم های گرمایش و سرمایش استفاده کنند. این می تواند اثرات زیست محیطی خودروهای برقی را بیشتر کاهش دهد.

صرفه جویی در هزینه

استفاده از پمپ حرارتی EV همچنین می تواند منجر به صرفه جویی در هزینه برای رانندگان شود. از آنجایی که پمپ های حرارتی برای کارکردن به انرژی کمتری نیاز دارند، می توانند میزان برق مورد نیاز برای تامین انرژی خودرو را کاهش دهند. این می تواند منجر به کاهش قبض برق و کاهش هزینه های عملیاتی کلی برای دارندگان خودروهای برقی شود.

علاوه بر این، برخی از دولت‌ها و شرکت‌های خدماتی برای دارندگان خودروهای برقی که از پمپ‌های حرارتی استفاده می‌کنند، مشوق‌ها یا تخفیف‌هایی ارائه می‌کنند. به عنوان مثال، پروژه تخفیف خودروی تمیز کالیفرنیا برای خودروهای برقی با پمپ حرارتی نسبت به خودروهای فاقد پمپ حرارتی تخفیف بیشتری ارائه می‌دهد.

معایب استفاده از پمپ حرارتی EV

هزینه اولیه

یکی از معایب اصلی استفاده از پمپ حرارتی EV هزینه اولیه است. مطابق با خودروهای برقی شارژ شده، پمپ های حرارتی می توانند تا 50% بیشتر از سیستم های گرمایش و سرمایش سنتی هزینه داشته باشند. این هزینه می تواند مانعی برای برخی از مصرف کنندگان باشد که به دنبال خرید یک EV با سیستم پمپ حرارتی هستند.

کارکرد محدود

یکی دیگر از معایب استفاده از پمپ حرارتی EV، عملکرد محدود است. مانند InsideEVs یادداشت ها، پمپ های حرارتی در گرمایش در دماهای بسیار سرد، معمولاً کمتر از 0 درجه سانتی گراد، کارایی کمتری دارند. این بدان معنی است که در آب و هوای بسیار سرد، صاحبان وسایل نقلیه الکتریکی ممکن است برای گرم نگه داشتن نیاز به سیستم های گرمایش اضافی مانند گرمایش مقاومتی داشته باشند. علاوه بر این، پمپ های حرارتی در سرمایش در دماهای بسیار گرم، معمولاً بالای 40 درجه سانتی گراد، مؤثر نیستند. در این شرایط، صاحبان خودروهای برقی ممکن است نیاز داشته باشند که برای راحت ماندن به سیستم های خنک کننده اضافی مانند تهویه مطبوع تکیه کنند.

هزینه های نگهداری و تعمیرات

در نهایت، یکی دیگر از معایب استفاده از پمپ حرارتی EV هزینه های نگهداری و تعمیر است. مانند وب بعدی یادداشت ها، پمپ های حرارتی سیستم های پیچیده ای هستند که برای نگهداری و تعمیر به دانش و ابزار تخصصی نیاز دارند. این می تواند هزینه های نگهداری و تعمیرات را نسبت به سیستم های گرمایش و سرمایش سنتی بیشتر کند. علاوه بر این، اگر سیستم پمپ حرارتی از کار بیفتد، ممکن است نیاز به تعویض کامل داشته باشد، که می تواند هزینه زیادی برای تعمیر داشته باشد.

انواع پمپ های حرارتی EV

انواع مختلفی از پمپ های حرارتی در خودروهای الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرند. رایج ترین انواع پمپ های حرارتی منبع هوا، منبع زمینی و هیبریدی هستند.

پمپ حرارتی منبع هوا

پمپ حرارتی منبع هوا (ASHP) رایج ترین نوع پمپ حرارتی مورد استفاده در وسایل نقلیه الکتریکی است. با جذب گرما از هوای بیرون و انتقال آن به داخل وسیله نقلیه برای گرم کردن آن عمل می کند. در حالت خنک کننده به صورت معکوس عمل می کند و گرما را از داخل خودرو جذب کرده و به هوای بیرون منتقل می کند.

ASHP ها کارآمد و مقرون به صرفه هستند، اما عملکرد آنها می تواند تحت تأثیر دماهای شدید قرار گیرد. در هوای بسیار سرد، ممکن است نتوانند گرمای کافی برای گرم نگه داشتن کابین و در هوای بسیار گرم، نتوانند خنک کننده کافی برای خنک نگه داشتن کابین را تامین کنند.

پمپ حرارتی زمینی

پمپ حرارتی منبع زمینی (GSHP) با جذب گرما از زمین و انتقال آن به داخل خودرو برای گرم کردن آن کار می کند. در حالت خنک کننده به صورت معکوس عمل می کند و گرما را از داخل خودرو جذب کرده و به زمین منتقل می کند.

GSHP ها کارآمدتر از ASHP ها هستند، اما نصب آنها نیز گران تر است. آنها همچنین کمتر تحت تأثیر دماهای شدید قرار می گیرند و آنها را به انتخاب خوبی برای وسایل نقلیه ای تبدیل می کند که در آب و هوای بسیار سرد یا بسیار گرم استفاده می شوند.

پمپ حرارتی هیبریدی

یک پمپ حرارتی هیبریدی یک ASHP و یک GSHP را برای ارائه مزایای هر دو ترکیب می کند. از ASHP برای تامین گرما و سرمایش در دماهای متوسط استفاده می کند و در دماهای شدید به GSHP سوئیچ می کند تا گرمایش و سرمایش کارآمدتری ارائه دهد.

پمپ های حرارتی هیبریدی گران تر از ASHP ها هستند، اما ارزان تر از GSHP ها هستند. آنها انتخاب خوبی برای وسایل نقلیه ای هستند که در آب و هوای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.

عواملی که هنگام انتخاب پمپ حرارتی EV باید در نظر گرفت

اندازه و ظرفیت

یکی از مهم ترین عواملی که در انتخاب پمپ حرارتی EV باید در نظر گرفت اندازه و ظرفیت واحد است. اندازه پمپ حرارتی مورد نیاز شما به اندازه وسیله نقلیه شما و آب و هوای محل زندگی شما بستگی دارد. اگر در آب و هوای سردتر زندگی می کنید، برای گرم نگه داشتن وسیله نقلیه خود به یک پمپ حرارتی بزرگتر نیاز دارید. از سوی دیگر، اگر در آب و هوای گرم تری زندگی می کنید، ممکن است به پمپ حرارتی کوچکتری برای خنک نگه داشتن وسیله نقلیه خود نیاز داشته باشید.

انتخاب پمپ حرارتی مناسب برای وسیله نقلیه شما بسیار مهم است. اگر پمپ حرارتی خیلی کوچک باشد، نمی تواند وسیله نقلیه شما را در دمای راحت نگه دارد. اگر پمپ حرارتی بیش از حد بزرگ باشد، کارایی کمتری خواهد داشت و ممکن است هزینه بیشتری برای کار کردن داشته باشد.

آب و هوا و شرایط آب و هوایی

آب و هوا و شرایط آب و هوایی که در آن زندگی می کنید نیز در انتخاب پمپ حرارتی مناسب EV نقش دارد. اگر در آب و هوای سردتر زندگی می کنید، به یک پمپ حرارتی نیاز دارید که بتواند دماهای شدید را تحمل کند. اگر در آب و هوای گرم تری زندگی می کنید، به پمپ حرارتی نیاز دارید که بتواند وسیله نقلیه شما را در هوای گرم خنک نگه دارد.

مهم است که پمپ حرارتی را انتخاب کنید که برای آب و هوا و شرایط آب و هوایی که در آن زندگی می کنید طراحی شده باشد. این اطمینان حاصل می کند که پمپ حرارتی قادر به کارکرد موثر و موثر است.

هزینه های نصب و نگهداری

فاکتور مهم دیگری که در انتخاب پمپ حرارتی EV باید در نظر گرفته شود، هزینه های نصب و نگهداری است. هزینه نصب پمپ حرارتی بسته به نوع و مدل دستگاه و همچنین پیچیدگی نصب می تواند متفاوت باشد.

هزینه های تعمیر و نگهداری نیز بسته به نوع و مدل پمپ حرارتی متفاوت خواهد بود. مهم است که پمپ حرارتی را انتخاب کنید که نگهداری آن آسان باشد و سابقه خوبی از قابلیت اطمینان داشته باشد.

رتبه بندی بهره وری انرژی

هنگام انتخاب پمپ حرارتی EV، مهم است که رتبه بازده انرژی واحد را در نظر بگیرید. هرچه رتبه بازده انرژی بالاتر باشد، پمپ حرارتی در گرمایش یا خنک کردن وسیله نقلیه شما کارآمدتر خواهد بود.

انتخاب یک پمپ حرارتی با راندمان انرژی بالا نه تنها باعث صرفه جویی در هزینه های شما در قبض انرژی می شود، بلکه به کاهش ردپای کربن شما نیز کمک می کند.

نتیجه

با محبوبیت بیشتر وسایل نقلیه الکتریکی، اهمیت سیستم های گرمایش و سرمایش کارآمد به طور فزاینده ای آشکار شده است. پمپ های حرارتی به عنوان کارآمدترین راه حل برای سیستم های تهویه مطبوع وسایل نقلیه الکتریکی ظاهر شده اند که هم قابلیت گرمایش و هم سرمایش را با حداقل تاثیر بر برد ارائه می کنند.

پمپ های حرارتی با انتقال گرما از یک مکان به مکان دیگر کار می کنند و آنها را نسبت به سیستم های گرمایش سنتی که گرما تولید می کنند کارآمدتر می کنند. این امر به ویژه برای وسایل نقلیه الکتریکی مهم است، زیرا گرم کردن کابین می تواند تأثیر قابل توجهی بر برد داشته باشد. با استفاده از پمپ حرارتی، وسایل نقلیه الکتریکی می توانند دمای کابین راحت را بدون کاهش برد حفظ کنند.

هیوندای و کیا در خط مقدم فناوری پمپ حرارتی قرار گرفته‌اند و سیستم‌های با راندمان بالا توسط کارشناسان و حتی ایلان ماسک، مدیرعامل تسلا مورد تحسین قرار گرفته‌اند. اکنون دیگر تولیدکنندگان از مزایای پمپ های حرارتی برای وسایل نقلیه الکتریکی پیروی می کنند.

به طور کلی، پمپ های حرارتی یک تغییر دهنده بازی برای سیستم های HVAC وسایل نقلیه الکتریکی هستند و قابلیت گرمایش و سرمایش کارآمد را ارائه می دهند و در عین حال تأثیر آن بر برد را به حداقل می رساند. همانطور که وسایل نقلیه الکتریکی رایج تر می شوند، این احتمال وجود دارد که پمپ های حرارتی به استاندارد سیستم های EV HVAC تبدیل شوند.

اکنون درخواست خود را ارسال کنید

اشتراک گذاری:

فیس بوک
توییتر
لینکدین
علامت

علامت

متخصص دستگاه های لحیم کاری اتوماتیک و لوازم تبرید

پست های مرتبط

اکنون درخواست خود را ارسال کنید