Hogyan működik az elektromos jármű hőszivattyúja

Az alacsony hőmérsékletű elektromos járművek kínálata egyre jobban felkelti az emberek figyelmét, és a hőszivattyúkat, mint kiforrott megoldást a háztartásban és az iparban, fokozatosan üdvözlik a vezető elektromos járműgyártók. A hőszivattyú olyan berendezés, amely a levegőből nyeri ki az energiát a helyiségek fűtésére vagy hűtésére. A hőszivattyú működési elve ellentétes a hőmotoréval. A hőszivattyú úgy működik, hogy elektromos energiát ad be, és hőt von el a hidegből a melegbe. Úgy tűnik, hogy ez megsérti a termodinamika második főtételét, de ez a hőátadás nem spontán, és bemeneti energiát igényel.

A hőszivattyú tulajdonképpen olyan, mint egy hűtőszekrény, de ennek az ellenkezője igaz: funkciója pont az ellenkezője a konyhában lévő hűtőnek. A háztartási hűtőszekrények hűtőgázt tartalmaznak, amely összenyomás után felmelegszik. A sűrített gázt néhány csővezetéken keresztül a kondenzátorba szállítják. A kondenzátorból származó hőt elvezetik, hogy lehűtsék a hűtőgázt, amely azután az elpárologtató csővezetékébe kerül. Mivel az elpárologtató nagyobb, mint a kondenzátor, a nyomás csökken, és a folyékony hűtőközeg gáz halmazállapotúvá párolog el, hőt vesz fel a környező környezetből. A hőmérséklet ennek megfelelően csökken, hűsítő hatást érve el.
Az elektromos jármű hőszivattyúja felveszi a hőt a külső levegőből az elpárologtatón keresztül, összenyomja a hűtőközeget, majd a kondenzátorból származó hőt felhasználva növeli az akkumulátor vagy az autó belső hőmérsékletét. A reverzibilis hőszivattyú az akkumulátorokat is képes fűteni vagy hűteni. Ha hűt, akkor az akkumulátor működése során keletkező többlethő visszanyerhető, az akkumulátor hűtése közben pedig a kocsi felfűtésére is használható, két legyet megölve egy csapásra.

A hőszivattyú fő elemei a következők:
Kompresszor: A kompresszor a hőszivattyú szíve. Elektromos energiát használ a hűtőközeg összenyomására, növelve a hűtőközeg nyomását és hőmérsékletét.
Kondenzátor: A kondenzátor a hőszivattyún kívül található. A kondenzátor egy olyan hely, ahol a hűtőközeg hőt bocsát ki a környező levegőbe.
Párologtató: Az elpárologtató a hőszivattyú belsejében található. Ez az a hely, ahol a hűtőközeg hőt vesz fel a beltéri levegőből.
Expanziós szelep: Az expanziós szelep egy kis eszköz, amelyet a hűtőközeg nyomásának csökkentésére használnak, és folyadékból gázzá alakítják.

A hőszivattyúk télen növelhetik az elektromos járművek hatótávolságát. A hőszivattyúknak nincs szükségük elektromos áramra a hőtermeléshez, csak kívülről pumpálják a hőt a beltérbe. A hőszivattyú által a folyamat során felhasznált teljesítmény sokkal kisebb, mint a PTC közvetlen fűtésé. A hőszivattyú szükség szerint módosíthatja az üzemmódját, lehetővé téve a fűtést és a hűtést egyaránt.
Bár a hőszivattyúk egyre népszerűbbek és számos előnnyel rendelkeznek, a hőszivattyús rendszerek költsége még mindig magas. A hőszivattyúk működése közben a kompresszor tovább működik, ami zajproblémákat okozhat. A hagyományos elektromos fűtési módokhoz képest a hőszivattyús rendszerek bonyolultabbak, több alkatrészből állnak, és viszonylag kisebb megbízhatóságúak.