סקירה כללית של ניהול תרמי של תא הנוסעים (מיזוג אוויר לרכב)

מערכת מיזוג האוויר חיונית לניהול תרמי של רכב. נהגים ונוסעים כאחד רוצים נוחות ברכבם. תפקיד מרכזי של מיזוג אוויר לרכב הוא לווסת את הטמפרטורה, הלחות וזרימת האוויר בתא הנוסעים כדי ליצור סביבת נהיגה ורכובה נוחה. העיקרון המרכזי של מיזוג אוויר לרכב מבוסס על העיקרון התרמופיזי של אידוי הגורם לספיגת חום ועיבוי המשחרר חום, ובכך מקרר או מחמם את תא הנוסעים. כאשר הטמפרטורה החיצונית נמוכה, הוא מספק אוויר מחומם לתא הנוסעים, מה שגורם לנהג ולנוסעים להרגיש פחות קור; כאשר הטמפרטורה החיצונית גבוהה, הוא מספק אוויר קריר יותר לתא הנוסעים, מה שגורם לנהג ולנוסעים להרגיש קרירים עוד יותר. לכן, מיזוג אוויר לרכב ממלא תפקיד חיוני במיזוג תא הנוסעים ובנוחות הנוסעים. 

1.1 מערכת מיזוג אוויר מסורתית לרכב המונעת בדלק ועקרון פעולה מערכות מיזוג אוויר מסורתיות לרכב המונעות בדלק מורכבות בעיקר מארבעה רכיבים: מאייד, מעבה, מדחס ושסתום התפשטות. מיזוג אוויר לרכב כולל מערכת קירור, מערכת חימום ומערכת אוורור; שלוש מערכות אלו מרכיבות את מערכת מיזוג האוויר הכוללת לרכב. עקרון הקירור בכלי רכב מסורתיים המונעים בדלק כולל ארבעה שלבים: דחיסה, עיבוי, התפשטות ואידוי. עקרון החימום של כלי רכב מסורתיים המונעים בבנזין מנצל את חום הבזבוז מהמנוע לחימום תא הנוסעים. ראשית, נוזל הקירור החם יחסית ממעיל מי הקירור של המנוע נכנס לליבת החימום. מאוורר נושף אוויר קר על פני ליבת החימום, והאוויר המחומם נשאב לאחר מכן לתא הנוסעים לחימום או הפשרה של החלונות. נוזל הקירור חוזר לאחר מכן למנוע לאחר שעזב את החימום, ומשלים מחזור אחד.

1.2 מערכת מיזוג אוויר לרכבים אנרגטית חדשה ועקרון פעולה

אופן החימום של כלי רכב בעלי אנרגיה חדשה שונה באופן משמעותי מזה של כלי רכב מסורתיים המונעים בבנזין. כלי רכב מסורתיים המונעים בבנזין משתמשים בחום פסולת המנוע המועבר לתא הנוסעים דרך נוזל קירור כדי להעלות את הטמפרטורה שלו. עם זאת, לרכבי אנרגיה חדשה אין מנוע, ולכן אין תהליך חימום המונע על ידי מנוע. לכן, כלי רכב בעלי אנרגיה חדשה משתמשים בשיטות חימום חלופיות. להלן מספר שיטות חימום של מיזוג אוויר לרכבי אנרגיה חדשה. 

1) חימום תרמיסטור באמצעות מקדם טמפרטורה חיובי (PTC): הרכיב העיקרי של PTC הוא תרמיסטור, המחומם על ידי חוט חימום, וממיר ישירות אנרגיה חשמלית לאנרגיית חום. מערכות חימום מקוררות אוויר מסוג PTC (Potentially Transmitted Central) מחליפות את ליבת החימום המסורתית בכלי רכב המונעים בבנזין בתנור PTC. מאוורר שואב אוויר חיצוני דרך תנור ה-PTC, מחמם אותו ולאחר מכן מספק את האוויר המחומם לתא הנוסעים. מכיוון שהוא צורך חשמל ישירות, צריכת האנרגיה של כלי רכב המונעים באנרגיה חדשה גבוהה יחסית כאשר התנור פועל.

 

2) דוד מים PTCחימום: כמומחמם אוויר PTCמערכות, מערכות מקוררות מים PTC מייצרות חום על ידי צריכת חשמל. עם זאת, מערכת מקוררת המים מחממת תחילה את נוזל הקירור באמצעותתנור PTCלאחר שנוזל הקירור מחומם לטמפרטורה מסוימת, הוא נשאב לתוך ליבת החימום, שם הוא מחליף חום עם האוויר שמסביב. לאחר מכן, המאוורר מעביר את האוויר המחומם לתא הנוסעים כדי לחמם את המושבים. לאחר מכן, נוזל הקירור מחומם שוב על ידי מחמם ה-PTC, והמחזור חוזר על עצמו. מערכת חימום זו אמינה ובטוחה יותר ממערכות קירור אוויר PTC.

 

3) מערכת מיזוג אוויר באמצעות משאבת חום: העיקרון של מערכת מיזוג אוויר באמצעות משאבת חום זהה לזה של מערכת מיזוג אוויר מסורתית לרכב. עם זאת, מערכת מיזוג אוויר באמצעות משאבת חום יכולה לעבור בין חימום וקירור תא הנוסעים. מכיוון שמיזוג אוויר באמצעות משאבת חום אינו צורך אנרגיה חשמלית ישירות לחימום, יעילות האנרגיה שלו גבוהה יותר מזו של תנורי PTC. נכון לעכשיו, מערכות מיזוג אוויר באמצעות משאבת חום כבר נמצאות בייצור המוני בכמה כלי רכב.