Регистрация Войти
Вопрос

Тепловой насос против кондиционера — особенно в электромобилях

Насколько я понимаю, тепловой насос (как источник тепла) — это, по сути, «кондиционер, работающий в обратном направлении». Учитывая это, а также то, что кондиционер является (почти) универсальной функцией современных автомобилей, я задаюсь вопросом, почему в некоторых электромобилях (например, Chevy Bolt и VW ID.4 в США) нет тепловых насосов.


Что нужно добавить или изменить в системе кондиционирования, чтобы ее можно было использовать для обогрева?


Какие компромиссы приводят к появлению таких автомобилей, как Bolt, с резистивным подогревом и кондиционером?
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/90692/heat-pump-vs-air-conditioning-especially-in-evs
1
+ Читать

0 Комментариев

  1. Теоретически тепловой насос, способный нагревать, отличается от охлаждающего только наличием четырёхходового клапана, который меняет направление движения хладагента. Таким образом, вы практически бесплатно получаете в 3 раза более эффективный нагрев.


    С другой стороны, есть некоторые оговорки:



    1. Комфорт. Тепловой насос начинает нагревать помещение медленнее, чем резистивный нагреватель.



    2. Цикл размораживания. Вас устраивает, что система отопления время от времени отключается, чтобы удалить наледь с внешнего радиатора? Что ж, всегда можно добавить резистивный нагреватель, чтобы можно было переключиться на него.



    3. По мере похолодания эффективность и максимальная мощность нагрева снижаются, в отличие от теплопотерь. По сути, вам нужно постоянно носить с собой более мощный тепловой насос только на случай крайней необходимости (он дороже и тяжелее).

  1. Во всех тепловых насосах используется один и тот же принцип охлаждения: хладагент находится под давлением, выделяя при этом тепло (которое выводится через змеевик конденсатора перед радиатором), а затем жидкий хладагент под высоким давлением попадает в вакуум (змеевик испарителя внутри блока кондиционирования воздуха), где охлаждается. В системах кондиционирования воздуха, используемых в качестве тепловых насосов, поток хладагента перенаправляется с помощью клапана, который является сердцем теплового насоса и обеспечивает давление хладагента в блоке кондиционирования воздуха для распределения тепла в автомобиле. Для электрического резистивного нагрева требуется большое количество энергии от аккумулятора, что влияет на запас хода. Тепловые насосы извлекают тепло из атмосферы, из змеевика конденсатора, поглощающего атмосферное тепло (даже при отрицательных температурах), и теряют эффективность при низких температурах. Компания Tesla использует тепловые насосы в своих системах кондиционирования для охлаждения и обогрева. При проектировании систем тепловых насосов приходится идти на компромиссы. Они становятся всё более популярными и обязательными в некоторых штатах для централизованного охлаждения и обогрева всего дома.
  1. Я ни в коем случае не являюсь специалистом в области холодильного оборудования или инженером-механиком. Я разбираюсь в холодильном оборудовании и знаю, что такое тепловой насос, который позволяет системам кондиционирования работать в обратном режиме, чтобы зимой в салоне автомобиля или в доме с центральным отоплением было тепло. Каждый инженер, занимающийся системами отопления, вентиляции и кондиционирования в транспортных средствах, должен принимать оптимальные решения, основанные на современных технологиях, и адаптировать их к конструкции транспортных средств; в данном случае — к 100 % электромобилям. Не существует правильных или неправильных решений, есть только компромиссы, например, резистивный нагрев. Это то, что представлено на выбор: цвет, дизайн колёс, мощность двигателя, автоматическая или механическая коробка передач.
  1. Учитывая это, почему разработчик электромобиля решил использовать нагревательный элемент сопротивления, а не добавлять компоненты в систему переменного тока, чтобы обеспечить нагрев?
Вы уже ответили на этот вопрос