تھرمل مینجمنٹ سسٹم کا تعارف
برقی گاڑیوں کا تھرمل مینجمنٹ سسٹم روایتی ایندھن والی گاڑیوں کے تھرمل مینجمنٹ سسٹم سے تیار ہوا ہے، اور سسٹم کی ترتیب بھی آہستہ آہستہ ہر تھرمل مینجمنٹ سرکٹ کی رشتہ دار آزادی سے انضمام کی سمت تک تیار ہوئی ہے۔ چونکہ انجن کی فضلہ حرارت استعمال کرنے کے لیے نہیں ہے، اس لیے مسافروں کے ڈبے کو گرم کرنے کے لیے حرارت کا ذریعہ فراہم کرنے کے لیے اضافی سامان کی ضرورت ہوتی ہے۔ فی الحال، الیکٹرک گاڑیوں کے لیے عام طور پر استعمال ہونے والے حرارتی طریقوں میں مثبت درجہ حرارت کوفیشینٹ (PTC) الیکٹرک ہیٹر ہیٹنگ اور ہیٹ پمپ ایئر کنڈیشنگ ہیٹنگ شامل ہیں۔
1. سنگل کولنگ ایئر کنڈیشنر + PTC
پی ٹی سی الیکٹرک ہیٹر میں تھرمسٹر کی مزاحمت درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ بڑھے گی، جس کے نتیجے میں حرارتی طاقت میں کمی واقع ہوگی، اس لیے پی ٹی سی تھرمسٹر میں درجہ حرارت کی مستقل خصوصیت ہے۔ PTC حرارتی نظام کی سادہ ساخت اور کم قیمت کی وجہ سے، زیادہ تر ابتدائی الیکٹرک گاڑیاں مسافروں کے ڈبے کی کولنگ اور حرارتی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے سنگل کولنگ ایئر کنڈیشنر کولنگ اور PTC الیکٹرک ہیٹر ہیٹنگ کا استعمال کرتی ہیں۔ شکل 1 سنگل کولنگ ایئر کنڈیشنر + PTC کا ایک سسٹم ڈایاگرام ہے۔ گرمیوں کی ٹھنڈک میں، ہوا کی نالی میں ترتیب دیے گئے بخارات کو ٹھنڈک کا مقصد حاصل کرنے کے لیے گرمی کو جذب کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ گرم کرنے کے دو حل ہیں۔ ایک یہ ہے کہ ایئر پی ٹی سی کو براہ راست ایئر کنڈیشنر باکس کے ایئر ڈکٹ میں ترتیب دیا جائے جیسا کہ شکل 1 (a) میں دکھایا گیا ہے۔ جب حرارت کی طلب ہوتی ہے تو، پی ٹی سی ہوا کو ہوا کی نالی میں گرم کرنے اور اسے مسافروں کے ڈبے میں منتقل کرنے کے لیے متحرک ہوتا ہے۔ دوسرا پانی پی ٹی سی کے ذریعے فریج کو گرم کرنا ہے جیسا کہ شکل 1 (b) میں دکھایا گیا ہے، اور ریفریجرنٹ ایئر ڈکٹ میں ترتیب دیے گئے گرم ایئر کور میں بہہ جاتا ہے تاکہ حرارت کی طلب کو پورا کرنے کے لیے بالواسطہ طور پر ایئر ڈکٹ میں ہوا کو گرم کیا جا سکے۔
2. ہیٹ پمپ ایئر کنڈیشنگ + پی ٹی سی
چونکہ PTC گرم کرنے کے لیے الیکٹرک ہیٹنگ کا استعمال کرتا ہے، اس لیے حرارتی کارکردگی 1 سے کم ہے، لہذا یہ حرارتی طریقہ الیکٹرک گاڑیوں کی ڈرائیونگ رینج کو 50% تک کم کر سکتا ہے۔ ہیٹ پمپ کی نظریاتی کارکردگی 1 سے زیادہ ہے، اور PTC ہیٹنگ کے بجائے ہیٹ پمپ کا استعمال ایک ترقی کا رجحان بن گیا ہے۔ ZHANG et al کے تحقیقی نتائج۔ ظاہر کریں کہ ہیٹ پمپ سسٹم PTC ہیٹر سسٹم کے مقابلے میں 41.3% توانائی بچا سکتے ہیں۔ چونکہ فی الحال زیادہ تر الیکٹرک گاڑیاں R134a کو کام کرنے والے سیال کے طور پر استعمال کرتی ہیں، جب محیطی درجہ حرارت −10 ڈگری سے کم ہوتا ہے، تو ہیٹ پمپ سسٹم کی کارکردگی اور قابل اعتمادی کم ہو جاتی ہے، اس لیے PTC الیکٹرک ہیٹر اب بھی معاون ہیٹنگ کے لیے درکار ہیں۔
تصویر 2 ایک ہیٹ پمپ ایئر کنڈیشنگ + PTC سسٹم کو ایک برقی مقناطیسی چار طرفہ ریورسنگ والو اور تھری ہیٹ ایکسچینجر کا استعمال کرتا ہے۔ ہیٹ پمپ ایئر کنڈیشنگ سسٹم والو باڈی کے سوئچ کے ذریعے سسٹم کے کولنگ، ہیٹنگ، ڈیہومیڈیفیکیشن اور ڈیفروسٹنگ کے طریقوں کے درمیان سوئچ کرتا ہے۔ چار طرفہ ریورسنگ والو گھریلو ایئر کنڈیشنگ کے میدان میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے. اسے الیکٹرک وہیکل ہیٹ پمپ ایئر کنڈیشننگ سسٹم پر لگانے سے سسٹم کولنگ اور ہیٹنگ کے دوران ریفریجرینٹ کے الٹنے کے مسئلے کو اچھی طرح سے حل کیا جاسکتا ہے، جیسا کہ شکل 2 (a) میں دکھایا گیا ہے۔ سسٹم کے حل میں چند اجزاء، سادہ ساخت، اور کم قیمت ہے۔ تاہم، چار طرفہ ریورسنگ والو کی کاپر-ایلومینیم ویلڈنگ کا عمل مشکل ہے اور اسے خراب کرنا بہت آسان ہے۔ ہائی اور کم پریشر والے اطراف میں گیس بلو بائی ہے، جو سسٹم کی کارکردگی کو متاثر کرتی ہے۔ مسافر کاروں کا ہیٹ پمپ ایئر کنڈیشنگ سسٹم عام طور پر ایک آؤٹ ڈور ہیٹ ایکسچینجر اور دو انڈور ہیٹ ایکسچینجر کے ساتھ تین ہیٹ ایکسچینجر سلوشن کو اپناتا ہے، اور موڈ کو متعدد سولینائڈ والوز کے ذریعے تبدیل کیا جاتا ہے، جیسا کہ شکل 2 (b) میں دکھایا گیا ہے۔
3. ہیٹ پمپ ایئر کنڈیشنگ + فضلہ گرمی کی وصولی + PTC
میرے ملک کا ایک وسیع علاقہ اور درجہ حرارت کی ایک وسیع رینج ہے، اس لیے ہیٹ پمپ ایئر کنڈیشنرز کے درجہ حرارت کی حد کو بڑھانا ضروری ہے۔ موٹروں اور بیٹریوں کی فضلہ گرمی سردیوں میں گرمی کا ایک قیمتی ذریعہ ہے۔ بہت سے مینوفیکچررز اور تحقیقی ادارے ہیٹ پمپ ایئر کنڈیشنرز کے استعمال کو وسعت دینے کے لیے گرمی کے اس حصے کو ری سائیکل کرنے کو معاون حرارتی ذریعہ سمجھتے ہیں۔
تصویر 3 ہیٹ پمپ ایئر کنڈیشنگ + ویسٹ ہیٹ ریکوری + پی ٹی سی کا استعمال کرتے ہوئے الیکٹرک وہیکل تھرمل مینجمنٹ سسٹم کا خاکہ ہے۔ یہ نظام مسافروں کے ڈبے کو کولنگ، ہیٹنگ، ڈیفروسٹنگ، ڈی فوگنگ، اور ڈیہومیڈیفیکیشن جیسے افعال کا احساس کر سکتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، یہ بیٹری اور ڈرائیو موٹر کو گرم یا ٹھنڈا کر سکتا ہے، اور بیٹری اور ڈرائیو موٹر کی فضلہ گرمی کی بحالی کا بھی احساس کر سکتا ہے۔ سسٹم کا کام کرنے کا اصول حسب ذیل ہے: مسافروں کے ٹوکرے کی کولنگ، ہیٹنگ، ڈیہومیڈیفیکیشن، ڈیفروسٹنگ اور ڈیفوگرنگ فنکشنز ریفریجرینٹ سرکٹ سولینائیڈ والو کے سوئچ امتزاج کے ذریعے حاصل کیے جاتے ہیں۔ ایک بیٹری کولر (چلر) بخارات کے ساتھ متوازی طور پر جڑا ہوا ریفریجرینٹ سرکٹ میں شامل کیا جاتا ہے۔ جب بیٹری یا ڈرائیو موٹر کی کولنگ ڈیمانڈ ہوتی ہے، تو ریفریجرینٹ ثانوی سرکٹ میں کولنٹ کو ٹھنڈا کرنے کے لیے چلر سے گزرتا ہے۔ جب بیٹری یا ڈرائیو موٹر میں زیادہ گرمی کی کھپت کی طلب نہیں ہوتی ہے، تو کولنٹ کے بہاؤ کی سمت کو تین طرفہ والو کی حالت کو تبدیل کرکے کنٹرول کیا جا سکتا ہے، اور گرمی کو گاڑی کے باہر کی طرف خارج کیا جا سکتا ہے۔ - بیٹری یا ڈرائیو موٹر کو ٹھنڈا کرنے کے لیے درجہ حرارت ریڈی ایٹر؛ جب بیٹری کی حرارت کی طلب ہوتی ہے، تو پی ٹی سی کو گرم کرنے کے لیے متحرک کیا جاتا ہے اور حرارتی فعل کولنٹ سائیڈ پر تھری وے والو کو ایڈجسٹ کرکے حاصل کیا جاتا ہے۔ جب محیطی درجہ حرارت کم ہوتا ہے، ہیٹ پمپ ایئر کنڈیشنر استعمال نہیں کیا جا سکتا اور بیٹری یا ڈرائیو موٹر میں گرمی کی کھپت کی طلب ہوتی ہے، کولنٹ اس حرارت کو جذب کرتا ہے جسے بیٹری یا ڈرائیو موٹر سائیڈ پر ختم کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، چلر کے ذریعے چلر کے ذریعے بہتی ہے۔ تین طرفہ والو، اور مسافروں کی ٹوکری کو گرم کرنے کے لیے گرمی کا ریفریجرینٹ سائیڈ میں تبادلہ کرتا ہے، نظام کے آپریٹنگ درجہ حرارت کی حد کو بڑھاتا ہے اور نظام کی توانائی کی کارکردگی کو بہتر بناتا ہے۔
