Hỏi:
Xin
Dr COOL cho biết Hệ thống điều hòa
không khí trên ô tô điện có khác so với hệ thống trên các loại ô tô truyền thống
không?
Dr. COOL: Đây là câu hỏi được khá nhiều bạn đọc
đưa ra gần đây.
Giữa hệ thống điều hòa không khí của ô tô truyền thống
và ô tô điện có khác biệt. Sự khác biệt lớn nhất giữa chúng chính là nguồn cung cấp năng lượng.
Nguồn năng lượng cung cấp cho hệ thống
điều hòa ô tô truyền thống từ việc làm lạnh, sưởi ấm, quạt gió… đều lấy từ động
cơ đốt trong còn ở ô tô điện thì nguồn năng lượng này là điện lấy từ ắc quy.
Làm
lạnh không khí
Về
bản chất, nguyên lý làm lạnh không khí ở
cả hai loại ô tô điện và ô tô truyền thống tương tự nhau và giống như ở tủ lạnh
gia đình. Ga
lạnh được máy nén bơm lưu thông tuần
hoàn trong hệ thống. Trong quá trính lưu thông, tùy theo kết cấu, chức năng của
từng bộ phận trao đổi nhiệt, ga lạnh sẽ thay đổi trạng thái của nó, từ lỏng sang hơi và ngược lại, đồng
thời sẽ hút hoặc truyền nhiệt cho các vật và môi trường xung quanh.
Điều khác biệt cơ bản của hệ thống làm lạnh trên hai
loại xe ở chỗ: ô tô điện thì sử dụng điện để làm quay máy nén còn ô tô truyền thống thì lại là động cơ chạy bằng
xăng hoặc dầu diesel.
Sưởi
nóng không khí
Hệ
thống sưởi của ô tô truyền thống thường sử dụng nguồn nhiệt lấy từ dung dịch
làm mát động cơ xe; Ở một số loại xe, nhiệt độ của dung dịch làm mát có thể lên
tới trên 100 ºC. Khi đi qua két sưởi,
dung dịch làm mát nhiệt độ cao sẽ truyền nhiệt và làm nóng không khí thổi qua
két.
Trong khi đó, ở ô tô điện, nguồn năng lượng để làm
nóng không khí là điện được cấp từ ắc quy và có các cách thức chính như sau:
a.
Sưởi
nóng bằng các thanh điện trở: két sưởi ở đây được
chế tạo từ nhiều thanh điện trở ghép với các tấm tản nhiệt bằng kim loại. Khi
làm việc, các thanh điện trở được đốt nóng bởi điện cấp từ ắc quy, truyền nhiệt
qua các tấm tản nhiệt ra không khí thổi qua két. Bên cạnh ưu điểm là có cấu tạo
đơn giản thì phương pháp sưởi nóng bằng
các thanh điện trở cũng có rất nhiều nhược điểm như hiệu suất làm nóng thấp, mức
tiêu thụ điện cao…Theo khảo sát thì khi hoạt động ở những khu vực có nhiệt độ cực
thấp thì mức tiêu thụ điện dành cho hệ thống sưởi của một số xe thử nghiệm có
thể lên tới 50% tổng mức tiêu thụ điện của xe. Điều này làm cho phạm vi hoạt động
của xe bị rút ngắn đáng kể.
b.
Sưởi
nóng theo nguyên lý bơm nhiệt: Về bản chất, nguyên
lý bơm nhiệt không có gì xa lạ với chúng ta. Đây là nguyên lý vẫn đang được áp
dụng ở hệ thống điều hòa không khí 2 chiều dùng trong gia đình. Trên ô tô điện, “két sưởi” về bản chất là một
loại dàn ngưng được đặt trong khoang người
ngồi (xin xem thêm ở phần dưới). Hệ thống sưởi nóng theo nguyên lý bơm nhiệt tuy
có kết cấu phức tạp hơn nhưng lại có hiệu
suất nhiệt cao và từ đó, giảm mức tiêu thụ điện đáng kể so với sưởi nóng bằng
các thanh điện trở.
Hoạt
động của Hệ thống điều hòa không khí trên ô tô
Các
bộ phận chính của hệ thống điều hòa không khí trên cả hai loại ô tô truyền thống
và điện gồm:
-
Máy nén
-
Dàn ngưng
-
Van tiết lưu
-
Dàn bay hơi
-
Két sưởi
Hình 1. Hệ thống điều hòa ô tô truyền thốngỞ Ở ô tô truyền thống, các bộ phận chính của hệ thống điều hòa ô tô luôn giữ nguyên
chức năng của nó. Trong Hình 1 cho thấy sơ đồ nguyên lý của hệ thống điều hòa ô
tô thông truyền thống. Từ máy nén, ga lạnh được bơm ra ở trạng thái hơi, nóng,
áp suất cao; khi đi qua dàn ngưng, ga lạnh được làm nguội và ngưng tụ chuyển thành dạng lỏng. Từ dàn
ngưng, ga lạnh dạng lỏng đi vào van tiết lưu; tại đây, áp suất của nó giảm đột
ngột và do đó, xảy ra hiện tượng ga lạnh “sôi“ ở nhiệt độ thấp. Khi đi vào dàn
bay hơi (dàn lạnh), ga lạnh bốc hơi mạnh, hút nhiệt của không khí thổi
qua dàn và thổi ra các cửa gió. Sau khi đi qua dàn lạnh, ga lạnh ở dạng hơi, lạnh, áp suất thấp sẽ lại được hút về máy nén và cứ như thế tiếp
tục lặp lại chu trình như vừa trình bày. Việc sưởi nóng không khí trong
khoang người ngồi được thực hiện nhờ két sưởi sử dụng nhiệt năng cấp bởi dung dịch làm mát động cơ xe.
Đối
với ô tô điện trang bị sưởi nóng bằng
thanh điện trở thì kết cấu, cách thức làm lạnh không khí tượng tự như ở ô
tô truyền thống. Điều khác biệt ở đây là năng lượng cung cấp cho két sưởi, làm
nóng không khí lấy từ điện ắc quy.
Khác với hai loại ô tô nêu ở trên, ở ô tô điện trang bị hệ thống điều hòa không
khí bơm nhiệt (Hình 2), chức năng của một số bộ phận chính như dàn
trao đổi nhiệt ngoài 1, dàn ngưng trong 4…không cố định mà thay đổi theo chế độ
làm việc của nó. Ngoài ra, trong hệ thống này còn có thêm một van tiết lưu 6 lắp trước dàn trao
đổi nhiệt ngoài.
Hình 2. Hệ thống điều hòa ô tô điện theo nguyên lý bơm nhiệt
Ở chế độ làm lạnh, cách thức hoạt động
của hệ thống giống như ở hệ thống điều hòa ô tô truyền thống. Ga lạnh dạng hơi,
áp suất nhiệt độ cao được bơm từ máy nén 2 đi qua dàn ngưng trong 4, qua van
điều khiển 10 (lắp song song với van tiết lưu 6) vào dàn trao đổi nhiệt ngoài 1
đặt tại đầu xe. Ở chế độ này, do cửa điều khiển nhiệt độ đóng, không có không
khí thổi qua nên dàn ngưng trong chỉ đóng
vai trò như một bộ phận dẫn ga lạnh. Tại
dàn trao đổi nhiệt ngoài đặt tại đầu xe, ga lạnh dạng hơi truyền bớt nhiệt cho
không khí thổi qua dàn, giảm nhiệt độ, ngưng tụ, chuyển sang dạng lỏng; Lúc
này, dàn trao đổi nhiệt ngoài đảm nhận
chức năng là dàn ngưng giống như trên ô tô truyền thống.
Ở chế độ sưởi nóng, van điều khiển 11 đóng
không cho ga lạnh đi vào dàn bay hơi (dàn lạnh) 5 đặt trong ca bin, cửa điều
khiển nhiệt độ mở, quạt ca bin thổi không
khí đi qua dàn ngưng trong 4. Khi đi qua dàn ngưng trong, ga lạnh dạng hơi, nhiệt
độ áp suất cao đến từ máy nén truyền nhiệt cho không khí thổi qua dàn, giảm nhiệt độ, ngưng tụ và
chuyển sang lỏng; Do có tác dụng làm nóng không khí nên lúc này, dàn ngưng trong
đóng vai trò là một “két sưởi”. Sau khi qua dàn ngưng trong, do van điều khiển
10 đóng, ga lạnh dạng lỏng sẽ đi qua van tiết lưu 6 vào dàn trao đổi nhiệt ngoài
đặt tại đầu xe; Tại đây, ga lạnh hút nhiệt từ không khí đi qua dàn, hóa hơi; Khi đó, dàn trao đổi nhiệt ngoài đảm nhận chức năng là một dàn bay hơi.
Dr. COOL
Hà
nội, ngày 12 tháng 01 năm 2023
Ngõ 230 Lạc
Trung, Hà Nội - Tel 024. 3987 3095/ 0983 656 612
Từ khóa: điện lạnh ô tô/ điều hòa ô tô không
mát- không lạnh/ điều hòa ô tô có mùi hôi- mùi chua/ tiếng kêu điều hòa ô tô/
sửa chữa điều hòa ô tô/
