Nowy energooszczędny system klimatyzacji do pojazdów elektrycznych
Obecnie do zasilania układów klimatyzacji w pojazdach elektrycznych potrzebna jest duża ilość energii, co powoduje znaczne obciążenie akumulatora i ogranicza zasięg samochodu. Finansowany ze środków UE projekt XERIC (Innovative Climate-Control System to Extend Range of Electric Vehicles and Improve Comfort) realizowany w ramach programu „Horyzont 2020” podjął to wyzwanie, produkując energooszczędny układ klimatyzacji, który może zapewnić komfort pasażerów i zwiększyć zasięg pojazdów elektrycznych. Innowacyjne podejście Członkowie konsorcjum opracowali rozwiązanie oparte na systemie hybrydowym, łączące w sobie obieg płynnego środka osuszającego, który zmniejsza wilgotność, z tradycyjnym obiegiem sprężonej pary wodnej, który reguluje temperaturę. Podczas gdy tradycyjny układ klimatyzacji skrapla wodę, system XERIC usuwa wodę za pomocą innowacyjnego i wysoce kompaktowego kontaktora membranowego z trzema cieczami (3F-CMC), który działa jednocześnie z wykorzystaniem powietrza, roztworu środka osuszającego i czynnika chłodniczego. „Wilgotność powietrza jest wychwytywana przez połączenie membranowe, co umożliwia obieg suchego powietrza w pojeździe i zmniejsza ilość energii potrzebnej do osuszenia powietrza przez akumulator”, mówi koordynator projektu Gaeta Soccorso. Naukowcy stworzyli narzędzia do modelowania w celu przewidywania wydajności całego układu, jak i 3F-CMC oraz przeprowadzili analizę cyklu życia i ocenę kosztów w cyklu życia. Ponadto opracowali membrany hydrofobowe z politetrafluoroetylenu i polifluorku winylidenu o średniej wielkości porów 0,2 mikrometra. Zbudowali również elektroniczny system sterowania oparty na sprężarce o zmiennej częstotliwości i bezszczotkowym silniku prądu stałego o sprawności 85-95%. Bardziej efektywne wykorzystanie energii Partnerzy projektu z powodzeniem zademonstrowali prototyp układu XERIC w zakresie temperatur powietrza zewnętrznego w komorze klimatycznej, aby odtworzyć odpowiednie warunki środowiskowe. „Pokazaliśmy, że prototyp może zmniejszyć o ponad 50% zużycie energii na ogrzewanie, chłodzenie i osuszanie powietrza w ciągu roku w porównaniu z istniejącymi systemami, które w zimie polegają na bezpośrednim ogrzewaniu elektrycznym. Co więcej, może także zmniejszyć nawet o prawie 33% zużycie energii związane z chłodzeniem i osuszaniem powietrza w ekstremalnych warunkach letnich”, wyjaśnia Soccorso. Chociaż badacze z projektu XERIC opracowali i przetestowali te przełomowe technologie specjalnie w celu zwiększenia zasięgu pojazdów elektrycznych, ich potencjał wykracza daleko poza to konkretne zastosowanie. System nadaje się również do ulepszenia klimatyzacji w tradycyjnych pojazdach wyposażonych w silnik spalinowy wewnętrznego spalania, co skutkuje zmniejszonym zużyciem paliwa i redukcją związanego z nim zanieczyszczenia powietrza. Na podobnej zasadzie, układ klimatyzacji XERIC można łatwo dostosować do innych środków transportu, takich jak autobusy, tramwaje, pociągi, przyczepy kempingowe, a nawet statki. Ponadto system może być stosowany w innych sytuacjach, w których konieczne jest zmniejszenie wilgotności i poprawa efektywności energetycznej. Przykładami mogą być budynki użyteczności publicznej, szpitale i obiekty przemysłowe (np. chłodnie). „Dzięki temu innowacyjnemu systemowi projekt XERIC ułatwi wprowadzanie na rynek i popularyzację pojazdów elektrycznych, zmniejszając w ten sposób zależność od paliw kopalnych oraz zanieczyszczenie powietrza”, podsumowuje Soccorso. Gotowy by sprostać wymaganiom rynku Działające prototypy są teraz gotowe do dostosowania do potrzeb rynku, a partnerzy projektu badają możliwości nawiązania współpracy z przemysłem, szczególnie z producentami sprzętu oryginalnego i dostawcami poziomu 1., aby dostosować innowacyjny system XERIC do wymaganych parametrów. Efektywność energetyczna staje się coraz ważniejszym aspektem dla władz publicznych i użytkowników końcowych, którzy stają się coraz bardziej świadomi globalnego ocieplenia. Inicjatywa XERIC, dzięki współpracy z JOSPEL i OPTEMUS, dwoma innymi europejskimi projektami w ramach tego samego zaproszenia do składania wniosków dotyczących ekologicznych pojazdów, zaproponowała aż 15 konkretnych i uzupełniających się rozwiązań w celu sprostania globalnemu wyzwaniu, jakim jest efektywność energetyczna w pojazdach elektrycznych.
Słowa kluczowe
XERIC, układ klimatyzacji, pojazdy elektryczne, efektywność energetyczna, wilgotność, temperatura, membrana, akumulator, kontraktor membranowy z trzema cieczami (3F-CMC)
