پمپ حرارتی خودروی الکتریکی چگونه کار می کند

طیف وسیعی از وسایل نقلیه الکتریکی در دمای پایین به طور فزاینده ای توجه مردم را به خود جلب می کند و پمپ های حرارتی به عنوان یک راه حل بالغ در زمینه های خانگی و صنعتی به تدریج مورد استقبال سازندگان اصلی خودروهای الکتریکی قرار می گیرد. پمپ حرارتی دستگاهی است که انرژی را از هوا برای گرمایش یا سرمایش فضاها استخراج می کند. اصل کار پمپ حرارتی برخلاف موتور حرارتی است. پمپ حرارتی با وارد کردن انرژی الکتریکی کار می کند و گرما را از سرد به گرم می کشد. به نظر می رسد که این قانون دوم ترمودینامیک را نقض می کند، اما این انتقال حرارت خود به خود نیست و برای رسیدن به انرژی ورودی نیاز دارد.

یک پمپ حرارتی در واقع مانند یک یخچال است، اما برعکس آن صادق است: عملکرد آن دقیقا برعکس یخچال در آشپزخانه است. یخچال های خانگی حاوی گاز مبرد هستند که پس از فشرده شدن گرم می شوند. گاز فشرده از طریق برخی خطوط لوله به کندانسور منتقل می شود. گرمای کندانسور برای خنک کردن گاز مبرد پخش می شود و سپس به خط لوله اواپراتور منتقل می شود. به دلیل بزرگتر بودن اواپراتور از کندانسور، فشار کاهش می یابد و مبرد مایع به حالت گازی تبخیر می شود و گرما را از محیط اطراف جذب می کند. دما بر این اساس کاهش می یابد و به یک اثر خنک کننده دست می یابد.
پمپ حرارتی خودروی الکتریکی گرما را از هوای خارجی از طریق اواپراتور جذب می کند، مبرد را فشرده می کند و سپس از گرمای کندانسور برای افزایش دمای داخل باتری یا ماشین استفاده می کند. یک پمپ حرارتی برگشت پذیر همچنین می تواند باتری ها را گرم یا خنک کند. در صورت خنک شدن می توان گرمای اضافی حاصل از کار باطری را بازیابی کرد و در حین خنک کردن باتری از آن برای گرم کردن کالسکه نیز استفاده کرد و با یک سنگ دو پرنده را کشت.

اجزای اصلی پمپ حرارتی شامل موارد زیر است:
کمپرسور: کمپرسور قلب یک پمپ حرارتی است. از الکتریسیته برای فشرده سازی مبرد استفاده می کند و فشار و دمای مبرد را افزایش می دهد.
کندانسور: کندانسور در خارج از پمپ حرارتی قرار دارد. کندانسور مکانی است که مبرد گرما را به هوای اطراف آزاد می کند.
اواپراتور: اواپراتور در داخل پمپ حرارتی قرار دارد. مکانی است که مبرد گرمای هوای داخل خانه را جذب می کند.
شیر انبساط: شیر انبساط وسیله کوچکی است که برای کاهش فشار مبرد و تبدیل آن از مایع به گاز استفاده می شود.

پمپ های حرارتی می توانند برد خودروهای الکتریکی را در زمستان افزایش دهند. پمپ های حرارتی برای تولید گرما به برق نیاز ندارند، آنها فقط گرما را از بیرون به داخل خانه پمپاژ می کنند. ظرفیت مصرف شده توسط پمپ حرارتی در طول این فرآیند بسیار کمتر از ظرفیت گرمایش مستقیم PTC است. پمپ حرارتی می تواند در صورت نیاز حالت کار خود را تغییر دهد و امکان گرمایش و سرمایش را فراهم کند.
اگرچه پمپ های حرارتی به طور فزاینده ای محبوب می شوند و مزایای زیادی دارند، هزینه سیستم های پمپ حرارتی همچنان بالا است. در حین کار پمپ های حرارتی، کمپرسور به کار خود ادامه می دهد که ممکن است مشکلات نویز ایجاد کند. در مقایسه با روش‌های گرمایش الکتریکی سنتی، سیستم‌های پمپ حرارتی پیچیده‌تر هستند، اجزای بیشتری دارند و قابلیت اطمینان نسبتاً پایین‌تری دارند.