По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

Исследование эффективности работы климатической установки электробуса в холодное время года

А. М. Ермаков канд. техн. наук, Казанский Национальный Исследовательский Технический Университет им. А. Н. Туполева — КАИ, г. Казань, Татарстан
Р. Р. Салахов канд. техн. наук, Казанский Национальный Исследовательский Технический Университет им. А. Н. Туполева — КАИ, г. Казань, Татарстан
Р. М. Хисматуллин Казанский Национальный Исследовательский Технический Университет им. А. Н. Туполева — КАИ, г. Казань, Татарстан

В данной статье проведено исследование различных методов повышения эффективности климатической установки в холодное время года. Рассмотрены следующие методы: выбор рабочего тела; использование регенеративного теплообменника в составе парокомпрессионной установки; использование рекуперации теплоты воздуха из салона электробуса, а также использование объединенной системы терморегулирования температуры в салоне электробуса и его электрооборудования.

Литература:

1. Фасхиев Х. А. Электромобилизация в Российской Федерации // АвтоГазоЗаправочный комплекс + Альтернативное топливо. 2020. Т. 19. №3. С. 133-142.

2. Маликов Р. Р., Биксалеев Р. Ш., Карпухин К. Е., Климов А. В. Влияние работы климатической системы на удельный расход энергии электробуса категории М3 // Труды НАМИ. 2022. 1(288). С. 68-81.

3. Гарипов С. Г., Казаков А. В. Особенности конструкции электробуса КАМАЗ-6282 и условия его эксплуатации // Социально-экономические и технические системы: исследование, проектирование, оптимизация. 2021. №3 (89). С. 51-57.

4. Wang Y., Dong J., Jia S., Huang L. Experimental comparison of R744 and R134a heat pump systems for electric vehicle application // International Journal of Refrigeration. 2021. V. 121. Pages 10-22.

5. Braunschweig City Driving Cycle [Электронный ресурс] https://dieselnet.com/ standards/cycles/braunschweig.php (дата обращения: 01.09.23).

Основная часть электробусов в России используется в Москве, также планируется внедрение в Волгограде, Курске, Краснодаре, Красноярске, Перми и Ростовена-Дону. Оценка окупаемости с учетом жизненного цикла, показывает более выгодное использование за счет меньшей стоимости электроэнергии по сравнению с обычным топливом.

Основные подходы к разработке описаны в работе, где описаны требования к температуре в салоне, тепловые потоки, которые необходимо учитывать и методика численных исследований с использованием транзиентных циклов для определения энергопотребления. Опыт использования электробусов в Европе определил основные требования к охлаждению салона в летнее время (около 24 кВт) и мощности для охлаждения электрооборудования (4 кВт). Мощность компрессора составляет около 5 кВт.

Анализ влияния климатической системы на удельное энергопотребление электробуса, показывает максимальные значения энергопотребления зимой при –40°C, которые составляют 2,63 кВт·ч/км.

Как расчетные, так и экспериментальные данные показывают, что минимальное удельное энергопотребление при средней температуре 15–20°С, когда можно обойтись вентиляцией салона, без использования парокомпрессионной установки, а максимальное удельное энергопотребление осуществляется в зимний период, что связано в дополнительными затратами энергии климатической установкой на обогрев салона электробуса.

Для повышения экологичности, производители электробусов отказываются от установки от дополнительных систем обогрева на жидком топливе и газе и переходят на производство тепла только за счет электроэнергии. На данный момент есть несколько вариантов обогрева салона: электронагреватели, инфракрасные обогреватели, перевод климатической установки в режим теплового насоса. В виду того, что в электробусах при эксплуатации в летний период для поддержания комфортной температуры в салоне используется парокомпрессионная холодильная установка (кондиционер), то оптимальным вариантом является её перевод в режим теплового насоса для обогрева салона, с получением тепловой энергии 3–5 кВт на один кВт затраченной электрической мощности.

Для Цитирования:
А. М. Ермаков, Р. Р. Салахов, Р. М. Хисматуллин, Исследование эффективности работы климатической установки электробуса в холодное время года. Грузовое и пассажирское автохозяйство. 2023;12.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала