Nykyään monet sähköajoneuvot ovat alkaneet käyttää lämpöpumppulämmitystä. Periaate ja ilmastointilämmitys ovat samat: sähköenergian ei tarvitse tuottaa lämpöä, vaan siirtää lämpöä. Yksi osa kulutetusta sähköstä voi siirtää useamman osan lämpöenergiasta, joten se säästää sähköä verrattuna PTC-lämmittimiin.
Vaikka lämpöpumpputekniikka ja ilmastointilaitteiden jäähdytys siirtyvät lämpönä, sähköajoneuvojen lämmitysilman kulutus on silti suurempi kuin ilmastoinnin. Miksi? Ongelmalla on itse asiassa kaksi perimmäistä syytä:
1, lämpötilaeroa on säädettävä
Oletetaan, että ihmiskehon miellyttävä lämpötila on 25 celsiusastetta, auton ulkopuolella kesällä 40 celsiusastetta ja talvella 0 celsiusastetta.
On selvää, että jos auton lämpötila halutaan laskea kesällä 25 celsiusasteeseen, ilmastointilaitteen on säädettävä vain 15 celsiusasteen lämpötilaero. Talvella ilmastointilaitteen on lämmitettävä auto 25 celsiusasteeseen, ja lämpötilaeroa on säädettävä jopa 25 celsiusasteeseen, jolloin työmäärä on huomattavasti suurempi ja virrankulutus luonnollisesti kasvaa.
2, lämmönsiirtotehokkuus on erilainen
Lämmönsiirtotehokkuus on korkea, kun ilmastointilaite on päällä
Kesällä auton ilmastointilaite siirtää auton sisältä tulevaa lämpöä ulkopuolelle, jolloin auto viilenee.
Kun ilmastointilaite toimii,kompressori puristaa kylmäaineen korkeapainekaasuksinoin 70 °C:een ja sitten se tulee edessä sijaitsevaan lauhduttimeen. Tässä ilmastointilaitteen tuuletin ohjaa ilmaa virtaamaan lauhduttimen läpi, jolloin kylmäaineen lämpö poistuu. Kylmäaineen lämpötila laskee noin 40 °C:een, ja siitä tulee korkeapaineista nestettä. Nestemäinen kylmäaine suihkutetaan sitten pienen reiän kautta keskikonsolin alla sijaitsevaan höyrystimeen, jossa se alkaa haihtua ja imee paljon lämpöä, ja lopulta siitä tulee kaasua kompressoriin seuraavaa sykliä varten.
Kun kylmäainetta vapautetaan auton ulkopuolelle, ympäristön lämpötila on 40 celsiusastetta, kylmäaineen lämpötila on 70 celsiusastetta ja lämpötilaero on jopa 30 celsiusastetta. Kun kylmäaine imee lämpöä autossa, lämpötila on alle 0 celsiusastetta ja lämpötilaero auton ilman kanssa on myös erittäin suuri. Voidaan nähdä, että kylmäaineen lämmönabsorption tehokkuus autossa ja lämpötilaero ympäristön ja auton ulkopuolella olevan lämmönluovutuksen välillä on erittäin suuri, joten kunkin lämmönabsorption tai lämmönluovutuksen tehokkuus on korkeampi, jolloin energiaa säästyy enemmän.
Lämmönsiirtotehokkuus on alhainen, kun lämmin ilma on päällä
Kun lämmin ilma kytketään päälle, tilanne on täysin päinvastainen kuin jäähdytyksessä, ja korkeaan lämpötilaan ja paineeseen puristettu kaasumainen kylmäaine siirtyy ensin auton lämmönvaihtimeen, jossa lämpö vapautuu. Lämmön vapautumisen jälkeen kylmäaineesta tulee nestettä ja se virtaa etummaiseen lämmönvaihtimeen haihtumaan ja absorboimaan lämpöä ympäristöstä.
Talven lämpötila on itsessään hyvin alhainen, ja kylmäaine voi alentaa höyrystymislämpötilaa vain, jos se haluaa parantaa lämmönvaihdon tehokkuutta. Esimerkiksi jos lämpötila on 0 celsiusastetta, kylmäaineen on haihdutettava alle nollan celsiusasteen, jos se haluaa absorboida riittävästi lämpöä ympäristöstä. Tämä aiheuttaa ilmassa olevan vesihöyryn jäätymisen kylmässä ja tarttumisen lämmönvaihtimen pintaan, mikä ei ainoastaan vähennä lämmönvaihdon tehokkuutta, vaan myös tukkii lämmönvaihtimen kokonaan, jos pakkanen on vakava, jolloin kylmäaine ei pysty absorboimaan lämpöä ympäristöstä. Tällä hetkellä,ilmastointijärjestelmävoi siirtyä vain sulatustilaan, ja puristettu korkean lämpötilan ja paineen kylmäaine kuljetetaan takaisin auton ulkopuolelle, ja lämpöä käytetään huurteen sulattamiseen uudelleen. Tällä tavoin lämmönvaihdon tehokkuus heikkenee huomattavasti ja virrankulutus on luonnollisesti korkeampi.
Siksi mitä alhaisempi lämpötila talvella on, sitä enemmän sähköautot käynnistävät lämpimän ilman. Yhdessä alhaisen talvilämpötilan kanssa akun toimintakyky heikkenee ja sen toimintamatkan heikkeneminen on entistä selvempää.
Julkaisun aika: 09.03.2024