Zalety efektywnego odprowadzania ciepła
Silniki samochodowe i systemy pomocnicze zużywają ogromne ilości ciepła, które musi być odprowadzane, aby mogły ono działać prawidłowo. Klimatyzacja to ważny element każdego układu odprowadzania ciepła w pojedzie. Inteligentne odprowadzanie ciepła pozwala ograniczyć wykorzystanie zasilanych układów chłodzenia i jednocześnie zapewnić sprawną pracę silnika, przy czym oba te aspekty przyczyniają się do ograniczenia emisji. Liczne innowacyjne rozwiązania powstałe w ramach finansowanego ze środków UE projektu "Thermal systems integration for fuel economy" (TIFFE) znacząco zmniejszają koszty odprowadzania ciepła i poprawiają ekonomiczność zużycia paliwa o 15%. Naukowcy skupili się na czterech kluczowych obszarach. Zaprojektowano oddzielne obwody klimatyzacyjne do przesyłania energii chłodzącej oraz odprowadzania ciepła. Pomoże to utrzymywać komfort cieplny, nawet gdy silnik jest wyłączony, a tym samym pozwoli ograniczyć ponowne uruchamianie silnika w pojazdach hybrydowych i z systemem start-stop. Dwupoziomowy układ odprowadzania ciepła umożliwia niezależne usuwanie ciepła o wysokiej oraz o niskiej temperaturze. Ten pierwszy układ odprowadza przede wszystkim ciepło odpadowe, a drugi umożliwia lokalne chłodzenie systemów pomocniczych pojazdu. Zastosowanie dwutemperaturowego systemu odprowadzania ciepła pozwoliło na zwiększenie sprawności silnika i spalania, a także poprawę sprawności systemów pomocniczych. Uzupełnieniem zintegrowanego układu jest wymiennik ciepła o innowacyjnej konstrukcji oraz nowe chłodziwa wykorzystujące nanociecze, a także bardziej aerodynamiczna budowa. Badacze stworzyli proste narzędzie w programie Excel umożliwiające ocenę realnego dodatkowego zużycia paliwa w wyniku chłodzenia i ogrzewania wnętrza pojazdu. Przez okres jednego roku porównywano różne systemy klimatyzacyjne z wykorzystaniem szczegółowych danych pogodowych oraz wyników symulacji w algorytmie interpretacji opartym na definiowanym przez użytkownika scenariuszu użytkowania pojazdu. System TIFFE okazał się lepszy niż systemy referencyjne. Technologia została przetestowana w dwóch prototypach: samochodzie pasażerskim z silnikiem wysokoprężnym z funkcją start-stop oraz lekkim pojedzie dostawczym z silnikiem wysokoprężnym. Pokładowe systemy odprowadzania ciepła są coraz częściej wykorzystywane jako narzędzie do ograniczania emisji dwutlenku węgla. Dzięki projektowi TIFFE powstało zintegrowane rozwiązanie, które wykazuje dużą skuteczność w tym zakresie.
Słowa kluczowe
Odprowadzanie ciepła, zużycie paliwa, klimatyzacja, systemy pomocnicze, tłumienie ciepła, ciepło odpadowe z silnika, wymiennik ciepła, chłodziwa, nanociecze, algorytm interpolacji, prototypy
