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制冷黑科技?解析热泵空调到底是什么技术
大眼大眼 2年前

现在正值炎热的 7 月,相信各位车主上车打火后第一件事就是打开车内空调为车内空间降温,但是开车的朋友都知道车辆打开空调后会产生一定的能耗,这无论是对燃油车或是新能源电动汽车的续航能力都会造成一定的影响。尤其是新能源电动汽车,许多车主在天气环境较为极端的情况下甚至出现了不敢开空调的现象。但几年来这种现象在电动车行业里面出现了缓和的现象,主要是因为“它”出现了。

“它”到底能为电动车辆带来怎么样的改变?

没错,“它”就是热泵空调,学机械的朋友们估计对热泵空调也不陌生了。其实热泵并不是什么高新科技,甚至它的年纪已经比屏幕前的各位还要大。那为什么我今天要和大家说这个技术呢?


因为节能,在近年来各大车厂其实都一直在致力于发展以及加强纯电动车辆的续航能力,其实我现在慢慢的觉得做电动车和跑赛车之间渐渐地出现了一种相似的途径,大家都知道赛车车厂方面除了加大引擎动力之外全车还要到处进行“偷轻”,以确保车辆效率最大化。而现在各大车厂在做电动车的时候除了在最基础的“电池加大”方面做文章之外,另外一点最重要的就是在节能方面做功夫,同样确保车辆效率最大化。


而热泵空调也正是电动汽车在节能方面的一个重点步骤,他的作用就像是赛车轻量化中的全车内饰拆除一样。今天我就给大家来讲解说明一下这到底是什么样的“黑科技”。

热泵原理:水往低处流,热往冷处走

其实热泵空调的原理并不复杂,正如我标题上所说的一样,热泵空调的原理就像是一个抽水机一样,将原本要往低处流动的水抽上高处,热泵将会把热量从温度高的地方“抽”到温度低的地方。压缩机将会派出高压蒸汽,经过转换阀门进入到冷凝器内,蒸汽也将转换为液态,液体将会流入蒸发器中,蒸发器将会进行吸热处理,对车内空间进行降温。打个比方就是夏天车主上车打开空调之后,热泵就会将车内的热“抽”出车内,再将外界的热量通过压缩机转换为冷气输送到车内。


反之亦然,在天冷的时候车主对车厢进行加热处理,电动压缩机将外部环境的热量进行一个“抽”送动作,空调开始对车内进行制热。而制热的过程也正是与制冷过程相反的将车外热源“抽”进车内对车厢进行升温取暖。总而言之这套系统无论在制冷还是制热的情况下都只能对热量进行一个传送转换作业,并非传统的 PTC 空调的制热动作。

热泵空调制热示意图(图片来自维基百科)

热泵空调原理示意短片

在上图我们可以看到热泵空调制热做工基本分为 4 个步骤,图上数字 1 为冷凝器,首先第一步是冷凝器进行放热处理,之后热量流经了节流阀(步骤 2 )进行减压让温度进行降低。第三步位置则是一个蒸发器,液体会在这一个步骤中进行吸热的作用,最后通过第四步中的压缩机进行一个压缩升温作用之后重复循环这一轮回。

没有进入国内的雷诺 ZOE

雷诺 ZOE 上的这套热泵空调系统在 2013 年时加入到了日产聆风上

热泵空调相较于带电阻加热空调的优势就在于节能,不少电动车车主在冬天时候都“舍不得”打开车辆暖气,怕影响车辆的续航能力,所以很多时候车主在行驶过程中的取暖就只能靠抖。热泵空调的出现则为不少北方的电动车主带来了福音,根据雷诺 ZOE 搭载的 Denso 电装生产的热泵空调显示说明,Denso 电装旗下的热泵空调系统使用 1kW 的电力即可以产生 3kW 的制冷效果和 2kW 的制热效果。这就很明显是热泵空调的特性。换句话说,这套系统的制冷效果仅需传统空调的三分之一能耗,制热效果仅需传统空调的二分之一能耗便能产生相同的效果。在同样的制热情况下,采用了热泵空调的车型行驶里程将会大大增加。


说的那么好,但是为什么我们在新车上很少见到采用热泵空调的车呢?东西好是好,就是有点贵。根据相关资料显示,车载的热泵空调往往要比传统的车载空调在价格上贵上 4~5 倍的售价。所以我们在市面上的车款上并不多见热泵空调的搭载。

目前有什么车搭载了热泵空调?

我们熟悉的宝马 i3 搭载了热泵空调

Q7 e-tron 也搭载了热泵空调

虽说搭载热泵空调的车型并不多,但在我们身边也并不完全没有。其实在十几万区间开始一直到百万元区间我们都可以找到搭载热泵空调的车型。包括大众、奥迪、雷诺、宝马等品牌均有采用,而离我们日常生活中最近的品牌就是上汽荣威。上汽荣威在 Ei5 和即将上市的 Marvel X 都搭载了热泵空调。

荣威 Ei5 率先在自主品牌中搭载了热泵空调

即将上市的荣威 Marvel X 同样也将搭载热泵空调

之前我有留意到有网友对热泵空调保留了一种怀疑的态度,甚至有网友表示热泵空调在 -5℃ 开始其节能性还不如传统的空调系统,关于这个问题荣威为大家给出了答案,荣威方面表示在旗下车型上搭载的全工况热泵空调系统在 -7℃ 的环境前提下高效的热泵空调将会相较于其他空调系统节能 37.5%。在同样供暖条件下搭载热泵空调系统的电动车将会比传统空调系统的电动车续航里程增加 15~30%。相较于传统空调系统优势显而易见。

格力双级增焓压缩机

不仅如此,在前不久的时候我国著名空调品牌格力也发布了旗下车载热泵空调产品,格力宣称该产品搭载双级增焓技术,并已经解决超低温环境下制热量不足的问题,并能在 -30~54℃ 大温度区间可靠运行,而格力更表示搭载该空调系统的车型在测试中空调耗电量降低 60% , 整车续航里程提升 13%。


新出行点评:

虽然在目前市场上还没有很多采用了热泵空调系统的车型,但在目前市场环境趋势下,车厂在追求长续航的时候不仅仅会考虑到电池容量问题,还会考虑到车内各种电子设备的耗能。吉利在之前已经表示未来将会在旗下车型上搭载热泵空调系统,而大规模生产后必定能对热泵空调的造价有一定的积极影响,我相信在不久的将来会有越来越多的车企以及车型将会采用这种节能高效的热泵空调代替传统的空调系统。


相关评论共 3 条相关评论

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原来如此

noah2018: 哈哈你也在

noah2018: 天了噜

胡啦啦 回复 noah2018: 是啊

noah2018: 你知道吗,自从我发现了新出行,就觉得捡到宝了,超牛逼的,我超喜欢在这里的感觉,个个都是人才,说话又好听(ง •̀_•́)ง 啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦啦

noah2018 回复 胡啦啦: 嘻嘻

noah2018 回复 noah2018: 嗯

文科生也来写这种新闻,会被人贻笑大方。新出行作为一个新平台最好专业点,不要不懂装懂。

所有的家用空调都是热泵,所有的汽车空调制冷都是热泵。PTC本质是一个电阻,通电发热是它的唯一功能,还制冷,笑死人了。PTC由于它的正温度系数,不会导致热失控,所以现在电动车选择它来制热。

制冷的另外方式就是半导体制冷,这种方式能效很低,制冷量低于输入电量(热泵的输出通常是输入的2倍以上,条件理想超过5倍),因为结构简单噪音小常用于简易设备,比如车载冰箱,饮水机。

毫无疑问,正常的电动车有热泵所需的系统,压缩机蒸发器冷凝器冷媒,电动车为什么不选择和家用空调一样的制热方式?家用空调通过一个四通阀,切换冷凝器和蒸发器的角色实现热泵制热。个人认为是因为传统燃油车并不需要这种制热方式导致了业界产业链不成熟,可选择的配件稀少。另外,热泵并不是万能的,在北方零下十几度的气温,当前汽车常用的R134a冷媒无法制热!这只有通过多级热泵,其它性能更好的冷媒才能实现,成本和可靠性又不能控制。

大眼大眼: 家用空调都是有热泵机构,但传统空调用PTC加热的时候会花费大量能耗,导致车辆的续航减少,对于燃油车来说引擎做功时候产生的热量确实可以作为一个热源为车内加热。但电动车没有引擎,搭载了“热泵空调”的好处就在于将制冷剂蒸发的吸热和压缩机工作的热量进行转移。比“加热器”这种加热方式能节省不少能耗。

大眼大眼: 。。。。不好意思。。。确实打快了将制热打成制冷了

XCX1585621845: 专门来赞,一大堆的云里雾里的文章,看得人莫名其妙:所有制冷空调都热泵啊,这都在胡诌个啥,只有到你这儿才看明白了。 就是说汽车空调只是少了些配件,导致无法从制冷切换成制热?

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