电动汽车怕开空调?请看家用空调与汽车空调的能耗比较

小鹏汽车

空调从问世以来,距今已有百年以上历史。空调应用于汽车也有半个多世纪的时间。目前国内使用的制冷设备,如家用空调、汽车空调、冰箱、水冷机等,原理都大同小异。其机构主要由4部分组成:压缩机、冷凝器、蒸发器和管路,基本原理是:通过压缩机压缩一种在常压下沸点较低的介质,压缩后形成高温高压的气体,气体通过冷凝器,将热量传递给外界空气,内部介质温度降低变成液体,最后液态介质进入蒸发器,介质膨胀气化吸收大量的热,室内空气流经蒸发器表面,热量被传导介质吸走形成冷风,以达到室内制冷效果。整个系统循环工作一次,实际上是将室内的热量搬运到外界的过程。

制冷空调基本原理图

下面介绍一些家用空调和汽车空调的基本能耗情况。

1.家用空调

大家在挑选空调时一定会注意匹数,其实匹数也和空调功率对应,匹为日本使用单位,国内一般使用瓦为单位。同种规格的空调能效比越大越节能。因为能效比越高的空调,消耗掉同样多电量的情况下,达到的制冷量越多。制冷量等于功率乘以能效比。所以空调实际耗电功率其实是我们所看标识中的输入功率。而制冷量越大代表降温效果越明显。

能耗标识

定频与变频空调这两种空调最本质的区别在于定频空调的压缩机不能够控制其转速而变频空调可以控制压缩机转速,压缩机转速越高瞬间消耗的电能越多。家用空调最耗电的部分就是压缩机压缩制冷剂产生的能耗。

定频空调在开启后就以输入功率值运转。如输入功率为1kW,空调每运行一小时耗费一度电。所以大家在设置空调的不同温度与风速时,耗电量一样(忽略风扇耗电)。但温度设置高时室内温度比较容易降温到设定值,此时空调外机将停止运转而基本停止耗电。在定频空调开一晚上的情况下,设置温度越低耗电量越大,原因在于外机和压缩机停机时间短,工作时间长。如果在同样温度设置下打开门窗吹空调,室外的热量将与室内进行交换,室内温度很难达到设定值,从而外机将一直工作,消耗的电量更多。对于定频空调而言要想省电就得想办法尽可能减少压缩机的运转时间,“降低设置温度和风速就能节能”是比较片面的说法。

与定频空调相比,变频空调更加智能。我国的电网工频为50Hz,变频空调可以通过控制改变输入频率来控制压缩机转速。压缩机转速越低时瞬间耗能越小,因此在同样开一晚上空调的情况下,变频空调将室内温度降至接近设置温度时,智能降低压缩机转速,耗电量将远远小于定频空调。所以变频空调比定频省电主要是省在了室温达到预设温度之后,但假设在同样打开门窗的环境下,变频空调的省电效果就不明显了,因为室内外不停地热交换,它也一直是在额定功率下工作。

某品牌的变频空调产品广告

2.汽车空调

汽车空调与家用空调相似,都能够智能化控制压缩机转速,已实现不同的制冷需求。汽车空调相对于整车而言,其是一个耗能大户。

燃油车空调的压缩机一般是通过皮带与发动机相连接,带轮的传动比恒定,压缩机转速跟随发动电机转速,两者之间通过电磁离合器连接,控制电磁离合器的吸合或脱离来控制空调压缩的运转。开启空调,电磁离合器吸合,发动机消耗更多能耗带动压缩机运转,从而增加油耗,当关闭空调时,电磁离合器断开,压缩机停止转动。

纯电动车上使用的是电动压缩机,即电动机+压缩机,这两者一般集成一体,称为电动压缩机。电动压缩机直接利用动力电池的电能驱动,压缩机内部匹配一个控制系统,外部可直接输入通过信号来控制压缩机转速。同样地,它的转速越高,耗电量就越大。相比传统汽油车的空调压缩机,电动压缩机的好处是不受车速或发动机转速的影响,可以根据车内制冷需求和环境温度随时调整压缩机转速,达到较高的效率,如当刚开启空调,车内温度比设定温度相差较大时,压缩机转速高,制冷量大,实现快速降温,当车内温度越接近设定温度,控制系统就会降低压缩机转速,从而减少耗电。

无论家用空调还是汽车空调,耗能最多的部件就是压缩机,整个空调系统的能效比一定时,想要得到更多的制冷量只能增加能耗。两者的原理相同,都是将室内的热量搬运到外部,所以尽可能的减少车内或室内与外界的热交换也是节省能耗的关键。

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