نظام تدفئة المركبات التي تعمل بالوقود
أولاً وقبل كل شيء، دعونا نراجع مصدر الحرارة لنظام التدفئة في مركبة الوقود.
تُعتبر الكفاءة الحرارية لمحرك السيارة منخفضة نسبيًا، إذ لا يُحوّل سوى ما بين 30% و40% من الطاقة الناتجة عن الاحتراق إلى طاقة ميكانيكية للسيارة، بينما يُمتصّ الباقي بواسطة سائل التبريد وغازات العادم. وتُمثّل الطاقة الحرارية التي يمتصّها سائل التبريد ما بين 25% و30% من حرارة الاحتراق.
يتمثل دور نظام التدفئة في المركبات التقليدية التي تعمل بالوقود في توجيه سائل التبريد من نظام تبريد المحرك إلى مبادل حراري هوائي/مائي داخل المقصورة. وعندما يمر الهواء عبر المبرد، ينقل الماء الساخن الحرارة بسهولة إلى الهواء، مما يؤدي إلى دخول هواء دافئ إلى المقصورة.
نظام تدفئة جديد للطاقة
عند التفكير في السيارات الكهربائية، قد يتبادر إلى الذهن أن نظام التدفئة الذي يستخدم سلك المقاومة مباشرةً لتسخين الهواء غير كافٍ. نظرياً، هذا ممكن تماماً، لكن أنظمة التدفئة التي تعتمد على سلك المقاومة في السيارات الكهربائية نادرة جداً. والسبب هو أن سلك المقاومة يستهلك كمية كبيرة من الكهرباء.
في الوقت الحالي، فئات الجديدأنظمة التدفئة بالطاقةتوجد فئتان رئيسيتان، الأولى هي التدفئة بتقنية PTC، والأخرى هي تقنية المضخات الحرارية، وتنقسم التدفئة بتقنية PTC إلىPTC للهواء وPTC لسائل التبريد.
مبدأ التسخين في نظام التسخين من نوع الثرمستور ذي معامل درجة الحرارة الموجب (PTC) بسيط وسهل الفهم. وهو مشابه لنظام التسخين باستخدام سلك المقاومة، الذي يعتمد على التيار لتوليد الحرارة عبر المقاومة. الفرق الوحيد هو مادة المقاومة؛ فسلك المقاومة عبارة عن سلك معدني عادي ذي مقاومة عالية، بينما الثرمستور المستخدم في المركبات الكهربائية بالكامل هو ثرمستور شبه موصل. يشير PTC إلى معامل درجة الحرارة الموجب. تزداد قيمة المقاومة مع زيادة درجة الحرارة، مما يضمن تسخين سخان PTC بسرعة عند انخفاض درجة الحرارة، وعند ارتفاعها، تزداد قيمة المقاومة ويقل التيار، وبالتالي يستهلك PTC طاقة أقل. يؤدي الحفاظ على درجة حرارة ثابتة نسبيًا إلى توفير الطاقة الكهربائية مقارنةً بالتسخين باستخدام سلك المقاومة فقط.
إن هذه المزايا لتقنية PTC هي التي تم اعتمادها على نطاق واسع من قبل المركبات الكهربائية بالكامل (وخاصة الطرازات منخفضة التكلفة).
ينقسم تسخين PTC إلىسخان سائل التبريد وسخان الهواء من نوع PTC.
سخان مياه PTCغالبًا ما يُستخدم هذا النظام مع ماء تبريد المحرك. فعندما تسير المركبات الكهربائية مع تشغيل المحرك، يسخن المحرك أيضًا. وبهذه الطريقة، يمكن لنظام التسخين استخدام جزء من حرارة المحرك لتسخينه مسبقًا أثناء القيادة، مما يُساهم في توفير الطاقة الكهربائية. الصورة أدناه توضح ذلك.سخان سائل التبريد عالي الجهد للمركبات الكهربائية.
بعدتسخين المياه PTCيقوم بتسخين سائل التبريد، وسيتدفق سائل التبريد عبر قلب التسخين في الكابينة، ثم يكون الأمر مشابهًا لنظام التدفئة في مركبة تعمل بالوقود، وسيتم تدوير الهواء في الكابينة وتسخينه بفعل المنفاخ.
التسخين الهواء PTCتتمثل الفكرة في تركيب سخان PTC مباشرةً على قلب سخان المقصورة، وتدوير الهواء داخل السيارة عبر المروحة، وتسخين الهواء داخل المقصورة مباشرةً بواسطة سخان PTC. يُعدّ هذا النظام بسيطًا نسبيًا، ولكنه أغلى ثمنًا من سخان PTC الذي يعمل بالماء.
تاريخ النشر: 3 أغسطس 2023
