با تکامل فناوری خودرو ، سیستم های گرمایشی در وسایل نقلیه به یک نقطه مهم بحث تبدیل شده اند - به ویژه با افزایش وسایل نقلیه برقی (EV). در حالی که هر دو اتومبیل برقی و سنتی موتور محور قصد دارند سرنشینان را گرم نگه دارند ، مکانیسم های گرمایشی آنها اساساً در کارآیی ، منبع انرژی و تأثیرات زیست محیطی متفاوت است.
1. منبع انرژی و اصل کار
دارای محور موتور بخاری اتومبیل (وسایل نقلیه موتور احتراق داخلی):
در وسایل نقلیه بنزین یا دیزل ، گرمایش کابین به گرمای زباله تولید شده توسط موتور متکی است. هنگامی که موتور کار می کند ، انرژی حرارتی قابل توجهی تولید می کند ، که توسط مایع خنک کننده در حال گردش از طریق بلوک موتور جذب می شود. بخشی از این مایع خنک کننده گرم به هسته بخاری خودرو ، یک جزء کوچک مانند رادیاتور منحرف می شود. سپس یک فن هوا را بر روی هسته بخاری گرم می وزد و گرما را به داخل کابین منتقل می کند.
این سیستم پس از رسیدن موتور به دمای عملیاتی بسیار کارآمد است زیرا انرژی را که در غیر این صورت هدر می رود ، بازگرداند. با این حال ، در آب و هوای سرد ، رانندگان ممکن است در مرحله گرم شدن موتور (به طور معمول 5-5 دقیقه) گرمایشی را تجربه کنند.
بخاری های برقی (EVS و هیبریدها):
وسایل نقلیه برقی فاقد موتور احتراق داخلی هستند ، بنابراین نمی توانند به گرمای زباله اعتماد کنند. در عوض ، آنها از یکی از دو روش اصلی گرمایش استفاده می کنند:
بخاری ضریب دمای مثبت (PTC): این بخاری های مقاومت انرژی الکتریکی را مستقیماً به گرما تبدیل می کنند. آنها گرمای تقریباً فوری را فراهم می کنند اما از باتری قابل توجهی استفاده می کنند و دامنه رانندگی تا 30 ٪ در سرماخوردگی را کاهش می دهد.
پمپ های حرارتی: EV های پیشرفته مانند Tesla Model Y و Hyundai Ioniq 5 از پمپ های حرارتی استفاده می کنند که با انتقال گرمای محیط از خارج از وسیله نقلیه به داخل کابین کار می کنند. پمپ های حرارتی 2-3 برابر انرژی بیشتری نسبت به بخاری PTC دارند اما به سیستم های مبرد پیچیده ای نیاز دارند.
ترتیب کارآیی و تأثیر دامنه
سیستم های موتور محور:
برای وسایل نقلیه سنتی ، گرمایش از آنجا که از گرمای زباله استفاده می کند ، تأثیر کمتری در مصرف سوخت دارد. با این حال ، بیکار بودن برای حفظ گرمای کابین در هوای سرد باعث افزایش مصرف سوخت و انتشار گازهای گلخانه ای می شود.
سیستم های برقی:
بخاری های برقی ، به ویژه واحدهای PTC ، تقاضای زیادی را روی باتری قرار می دهند. در دمای 10 درجه سانتیگراد (14 درجه فارنهایت) ، با استفاده از بخاری PTC می تواند دامنه EV را 100 کیلومتر یا بیشتر کاهش دهد. پمپ های حرارتی این مسئله را با کاهش مصرف انرژی 50-70 ٪ کاهش می دهند ، اما اثربخشی آنها در دماهای بسیار کم کاهش می یابد (زیر 15 درجه سانتیگراد/5 درجه فارنهایت).
3. ملاحظات زیست محیطی
بخاری های موتور محور: در حالی که در گرم کردن گرما کارآمد است ، این سیستم ها به سوخت های فسیلی بستگی دارند و به انتشار گازهای گلخانه ای کمک می کنند.
بخاری های برقی: EVS با انرژی تجدید پذیر یک راه حل تمیزتر ارائه می دهد. با این حال ، در مناطقی که شبکه های برق به زغال سنگ یا گاز متکی هستند ، مزایای زیست محیطی کاهش می یابد. پمپ های حرارتی با کاهش مصرف کلی انرژی ، پایداری را بیشتر می کنند.
4. تجربه کاربر
سرعت گرمایش: بخاری های PTC برقی کابین را سریعتر از سیستم های موتور محور گرم می کنند ، که به زمان گرم شدن موتور نیاز دارند.
قوام: سیستم های موتور محور تا زمانی که موتور کار کند ، تولید حرارت پایدار را حفظ می کند ، در حالی که EV ممکن است شدت گرمایش را برای حفظ عمر باتری کاهش دهد.
سر و صدا: بخاری های موتور محور پس از گرم شدن موتور ، سکوت کار می کنند ، در حالی که پمپ های حرارتی در EVS ممکن است یک هوم ضعیف ایجاد کنند.
5. هزینه و نگهداری
سیستم های محور موتور: هزینه پیش رو کم اما به نگهداری موتور (به عنوان مثال ، نشت خنک کننده ، خرابی ترموستات) گره خورده است.
سیستم های برقی: بخاری های PTC ساده و قابل اعتماد اما گرسنه هستند. پمپ های حرارتی هزینه های پیش رو بالاتری دارند اما هزینه های طولانی مدت انرژی را پایین می آورند.
آینده گرمایش ماشین
از آنجا که خودروسازان کارآیی را در اولویت قرار می دهند ، پمپ های حرارتی در EVS استاندارد می شوند. در همین حال ، نوآوری هایی مانند بازیابی گرمای زباله از باتری ها و کنترل آب و هوا منطقه ای به حداقل رساندن از دست دادن انرژی است. برای موتورهای احتراق داخلی ، مقررات مربوط به انتشار گازهای گل