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星空的仰望
2023-06-26
001
精华

带你解密极氪001空调的工作原理❗️

新出行社区 · 文章

大家好,我是星空的仰望!

我是一名暖通工程师,长期从事暖通空调的设计工作,参与过众多类型的空调设计,深谙空调的工作原理。🥸

车载空调应该是大家日常使用非常多的功能之一了,夏天太热需要制冷,冬天太冷需要制热,玻璃起雾了需要除雾等等,相信这些功能大家都知道,也都会用,但是背后的工作原理可能绝大多数人都没搞明白。

下午无意间在群里发现了有车友在询问车载空调的事情,如下图:

作为专业人士的我应该有必要给大家科普一下这方面的知识,请大家拿好小板凳准备听课!我力求用最简单的大白话给大家说明白空调使用背后的工作原理🤓!

  • 空调制冷原理

首先空调一定会有的四大部件:
1压缩机,2冷凝器,3节流阀,4蒸发器

此处看不懂没有关系,你只需要知道这四样东西是按照1234的顺序组合起来就行。

再介绍另外一个重要概念: 冷媒。当然了,具体什么是冷媒,也不需要了解,你只需要知道冷媒就是一个神奇搬运工,从1跑到2,再从2跑到3,接着从3跑到4,最后从4再回到1,反反复复循环就可以了。另外再补充一个小学物理知识: 蒸发吸热,冷凝放热。

用大白话讲空调制冷的原理就是: 冷媒在蒸发器中蒸发吸热,把空气热量吸走了,再跑到冷凝器中放出来。

举一个最直观的例子,夏天家里开空调,是不是卧室里的内机吹冷风,但是外机吹的热风?这里内机就相当于蒸发器,外机就相当于冷凝器,说到这里,空调制冷的原理应该都明白了。

这时候再来讨论AC,和传统燃油车一样,AC是空气调节这个词的英文缩写,具体的含义是: 启用压缩机制冷,此时蒸发器在工作。冬天制热工况无需开启AC,冬天除雾会自动开启AC。

  • 空调制热原理

对于传统油车,它是利用发动机的热量加热空气送到车内的。但是电车不一样,电车没有发动机,只有一块大电池。

市面上有相当一部分电车是只采用PTC加热,这里看不懂PTC没关系,它的工作原理就和家里用的吹风机或者小太阳差不多,是利用电能,吹风机里面有一个电热丝,通电后会发热,空气经过电热丝就被加热了。

那么PTC是怎么工作的呢? 它是一个热敏电阻,通电之后电阻会发热,空气经过发热电阻从而被加热送入室内。这种制热方式有个非常明显优缺点,优点就是制热速度快,你想想家里电吹风是不是刚一打开就秒出热风?当然缺点更明显,那就是费电,你想想电吹风是不是功率特别大? 小小电吹风都这样,更何况是车载空调? 尤其是对于冬天的电车,本来冬天续航就要打折了,开空调还要费这么多电,这也是为什么大家普遍吐槽冬天新能源汽车续航不行的原因。

另外这种通过电能制热方式效率不高,评价空调能效有个指标叫COP,看不懂没关系,用大白话讲就是,用一度电,能产生多少热量,产生的热量越多越好,可是根据能量守恒定律最理想的情况下,这两个玩意最多是1比1的比例,也就是花一块钱办一块钱的事情。

极氪采用的是热泵空调,这个玩意神奇在哪里?用大白话来比喻就是,它可以花一块钱办三块钱的事情,所以它的能效高,省电。那么热泵的工作原理是什么呢?我们都知道水在自发状态下,是从高外流向低处,而水泵的可以把水从低处抽到高处。

热量在自发的状态下也是只能从高温转移到低温,而热泵系统可以让热量从低温转移到高温,靠的还是之前提到的冷媒。还是冷媒在蒸发器中蒸发吸热,此时是吸收低温空气的热量,然后冷媒跑到冷凝器中冷凝放热,从而加热空气,吹到室内。

聪明的小伙伴应该已经反应过来了,家里冬天开空调,室内机就是冷凝器,没错!在夏天室内机是蒸发器,在冬天,室内机又变成冷凝器,功能互换了。

可能有车友要问: 明明位置没有变,怎么功能互换了呢? 这里需要借助一种叫四通换向阀的东西,这个名词不理解没关系,只需要知道这个东西可以起到转换的作用即可。这样看来,冷媒其实就是民间的“农夫山泉”,只做热量的搬运工,总结下来就是:

夏天,冷媒把室内的热量搬到室外
冬天,冷媒把室外的热量搬到室内。

根据官方的说法,极氪001制热是直接供热式热泵空调+PTC制热模式,这样就能实现快速制热的同时并节省能耗的效果。

这里补充解释一下什么叫直接供热式热泵。通常我们在设计热泵的时候,会让热泵系统先和水进行换热,也就是先把热量传递给水,再由水去和室内空气进行换热,我们常见的各种商场的空调系统就是用的这种模式。而直接供热就是直接由冷媒和空气换热,省去了水这个中间商,减少了传热损失,可以理解为避免了“中间商赚差价”,所以才能做到热效率的提升。

经常开车的老司机应该都知道雨雪天车辆玻璃容易起雾,首先给大家科普一下雾气是怎么产生的。

由于冬天空气温度低且干燥,而车里面的空气是比较潮湿的,露点温度较高,以前挡风玻璃为例,只要玻璃的温度低于汽车内空气的露点温度,此时玻璃内侧就会结露。简单来说就是遇冷液化,温度低的空气容纳不了那么多水汽就只能冷凝成小水珠了,也就形成了玻璃雾气。

极氪001已经把制冷,除霜和外循环进行了功能上的联动,如下图所示:

可能部分车友都会感到纳闷,为什么大冬天除雾还要开AC制冷呢?其实这都是有原因的,听我慢慢道来!

这里补充说明一下,有些司机除雾只开制热和内循环,这种方式不能说没有效果,但是速度会比较慢,当天的气温,车里的人数甚至车速都会对除湿效果产生影响。冬天室外的空气是非常干燥的,而车内由于人的呼吸,湿度是非常大的,启动外循环就是为了引入外界干燥的空气进行除湿。

那么为什么要开制冷AC呢?其实也是为了除湿。此时是车内的循环风(潮湿空气) 和车外新风混合送入车载空调的蒸发器,经过制冷除湿后再加热送入车内,也就是说开AC制冷是为了降低车内空气的含湿量,简单理解就是除湿的方法之一就是制冷。

这就是为什么极氪001会把这些功能进行联动,其实是为了更快的除湿!如果大家只是想单纯的通风引入室外新鲜空气,但又不想开窗(怕胎噪路燥)的话,可以手动关闭AC,然后把温度调成和室外一样即可。

以上就是我对极氪空调制冷制热以及除湿模式的科普内容了,由于涉及到自己所学的专业知识,我也是力求准确的用大白话进行翻译和比喻,尽可能的方便其他车主理解,文章较长希望对各位有所帮助,也希望可以加深各位车主对极氪这套空调系统的理解!

最后编辑于 · 2024-05-10
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