Kako radi toplotna pumpa za električno vozilo
Asortiman električnih vozila na niskim temperaturama sve više privlači pažnju ljudi, a toplotne pumpe, kao zrelo rješenje u kućanstvu i industriji, postupno su dobrodošle od strane mejnstrim proizvođača električnih vozila. Toplotna pumpa je uređaj koji izvlači energiju iz zraka za grijanje ili hlađenje prostora. Princip rada toplotne pumpe je suprotan principu rada toplotnog motora. Toplotna pumpa radi tako što uvodi električnu energiju i crpi toplinu iz hladnog u toplo. Čini se da ovo krši drugi zakon termodinamike, ali ovaj prijenos topline nije spontan i zahtijeva ulaznu energiju za postizanje.
Toplotna pumpa je zapravo poput frižidera, ali je suprotno: njena funkcija je upravo suprotna od frižidera u kuhinji. Frižideri za domaćinstvo sadrže rashladni plin koji će se zagrijati nakon kompresije. Komprimirani plin se kroz neke cjevovode transportira do kondenzatora. Toplota iz kondenzatora se raspršuje za hlađenje rashladnog plina, koji se zatim transportira do cjevovoda isparivača. Zbog toga što je isparivač veći od kondenzatora, tlak opada i tekući rashladni fluid isparava u plinovito stanje, apsorbirajući toplinu iz okolnog okruženja. Temperatura se shodno tome smanjuje, čime se postiže efekat hlađenja.
Toplotna pumpa električnog vozila apsorbira toplinu iz vanjskog zraka kroz isparivač, komprimira rashladno sredstvo, a zatim koristi toplinu iz kondenzatora za povećanje temperature unutar baterije ili automobila. Reverzibilna toplotna pumpa također može grijati ili hladiti baterije. Ako se hladi, višak toplote nastao radom baterije može se povratiti, a dok se baterija hladi, može se koristiti i za zagrijavanje kočije, ubivši dvije muhe jednim udarcem.
Glavne komponente toplotne pumpe uključuju sljedeće:
Kompresor: Kompresor je srce toplotne pumpe. Koristi električnu energiju da komprimuje rashladno sredstvo, povećavajući pritisak i temperaturu rashladnog sredstva.
Kondenzator: Kondenzator se nalazi izvan toplotne pumpe. Kondenzator je mjesto gdje rashladno sredstvo oslobađa toplinu u okolni zrak.
Isparivač: Isparivač se nalazi unutar toplinske pumpe. To je mjesto gdje rashladno sredstvo apsorbira toplinu iz zraka u zatvorenom prostoru.
Ekspanzioni ventil: Ekspanzioni ventil je mali uređaj koji se koristi za smanjenje pritiska rashladnog sredstva, pretvarajući ga iz tečnosti u gas.
Toplotne pumpe mogu povećati domet električnih vozila zimi. Toplotne pumpe ne zahtijevaju električnu energiju za stvaranje topline, one samo pumpaju toplinu izvana u unutrašnjost. Kapacitet koji toplotna pumpa troši tokom ovog procesa je mnogo manji od kapaciteta PTC direktnog grijanja. Toplotna pumpa može promijeniti svoj način rada po potrebi, omogućavajući i grijanje i hlađenje.
Iako toplotne pumpe postaju sve popularnije i imaju mnoge prednosti, cijena sistema toplinskih pumpi je i dalje visoka. Tokom rada toplotnih pumpi, kompresor će nastaviti da radi, što može dovesti do problema sa bukom. U poređenju sa tradicionalnim električnim metodama grejanja, sistemi toplotnih pumpi su složeniji, imaju više komponenti i imaju relativno nižu pouzdanost.
