Energiatehokas ja älykäs raskas ajoneuvo â HDENIQ ... - VTT
Energiatehokas ja älykäs raskas ajoneuvo â HDENIQ ... - VTT
Energiatehokas ja älykäs raskas ajoneuvo â HDENIQ ... - VTT
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
TUTKIMUSRAPORTTI <strong>VTT</strong>-R-08344-12<br />
106 (142)<br />
<strong>ja</strong> sen ilmaa vaihdetaan. Lisäksi tarkoitus on tunnistaa teknisten ratkaisujen erot<br />
säädettävyyden <strong>ja</strong> energiatehokkuuden kannalta.<br />
Ajoneuvojen lämmittämiseen on useita eri toteutustapo<strong>ja</strong>, joista yleisin on polttomoottorin<br />
yhteydessä oleva lämmönvaihdin, joka hyödyntää moottorin hukkalämpöä<br />
sisään tulevan ilman lämmittämiseen. Tämän lisäksi on käytössä erillisiä lisälämmittimiä,<br />
jotka voivat olla polttoaine- tai sähkökäyttöisiä. Jäähdytys taas perustuu<br />
yleisimmin nesteen höyrystymiseen, joka sitoo lämpöä <strong>ja</strong> sitoutunut lämpö<br />
siirretään toisessa paikassa takaisin ulkoilmaan. Yleisin kylmäaine on R-134a.<br />
Jäähdytyksessä tarvitaan kompressoria, joka yleensä ottaa käyttövoimansa <strong>ajoneuvo</strong>n<br />
moottorista hihnapyörästön välityksellä. Kylmäkuljetuksissa on erillinen<br />
kompressori erillisellä diesel-moottorilla. Erityisesti hybridi<strong>ajoneuvo</strong>issa kompressorin<br />
muuttaminen sähkökäyttöiseksi tuo suuria etu<strong>ja</strong>, koska silloin jäähdytystä<br />
varten ei tarvitse pitää polttomoottoria käynnissä. Vastaavasti <strong>raskas</strong>ta kalustoa<br />
käytetään paljon tyhjäkäynnillä mukavuustason ylläpitämiseksi. Sähkökäyttöisen<br />
kompressorin pyörimisnopeus on lisäksi riippumaton moottorin pyörimisnopeudesta,<br />
joten sen koko <strong>ja</strong> komponentit voidaan valita paremmalla hyötysuhteella<br />
toimiviksi. Myös kompressorin säätö helpottuu <strong>ja</strong> magneettikytkimen tarve poistuu.<br />
Kompressori voi kuluttaa jopa 80 % ilmastoinnin käyttämiseen tarvittavasta<br />
energiasta, joten sen ominaisuuksilla on huomattava vaikutus polttoaineenkulutukseen<br />
perinteisissä <strong>ajoneuvo</strong>issa <strong>ja</strong> erityisesti hybridi-, sähkö- sekä polttokenno<strong>ajoneuvo</strong>issa.<br />
Kylmäaineen valinnalla voidaan vaikuttaa järjestelmän hyötysuhteeseen, mutta<br />
ympäristön kannalta pitää ottaa huomioon myös sen suorat päästöt aineen vuotamisen<br />
yhteydessä. Hybridi- <strong>ja</strong> sähkö<strong>ajoneuvo</strong>issa pitää myös akku<strong>ja</strong> <strong>ja</strong> sähkömoottoria<br />
jäähdyttää, mikä tuo oman lisän lämpöenergianhallintaan. Esimerkiksi<br />
Li-ion -akkujen jäähdytys tulee integroida osaksi ilmastointijärjestelmää; perinteinen<br />
jäähdytystapa ei riitä.<br />
Ilman<strong>ja</strong>keluun pitää myös kiinnittää huomiota, erityisesti lin<strong>ja</strong>-autoissa <strong>ja</strong> kuormatilojen<br />
jäähdytyksen yhteydessä. Niissä tasainen <strong>ja</strong>kautuminen edellyttää laitteiston<br />
ha<strong>ja</strong>uttamista useaan eri paikkaan. Kuormatiloissa usein ilmansyöttö tapahtuu<br />
<strong>ajoneuvo</strong>n päältä <strong>ja</strong> jäähdytysyksikön tuulettimia käytetään lämpötilasäädellyn ilman<br />
kierrättämiseen <strong>ajoneuvo</strong>n sisällä. Ilman syöttö- <strong>ja</strong> paluupuolen ollessa samalla<br />
puolella <strong>ajoneuvo</strong>a tasaisen lämpötila<strong>ja</strong>kauman saavuttaminen koko kuorman<br />
välillä on haasteellista, jolloin tarvitaan suurempaa ilman virtausta.<br />
Myös <strong>ajoneuvo</strong>n konstruktio vaikuttaa lämmitys- <strong>ja</strong> jäähdytystarpeeseen. Erityisesti<br />
lasien <strong>ja</strong> ilmanvaihtojärjestelmän kautta tapahtuva lämmönsiirto sen si<strong>ja</strong>an on<br />
huomattavaa. Myös matkustajien määrä vaikuttaa järjestelmän kuormaan erityisesti<br />
lin<strong>ja</strong>-autoissa, joissa ihmismassan tuoma lämpökuorma on huomattavan suuri.<br />
Ajoneuvon ilmastointijärjestelmä on monimutkainen järjestelmä <strong>ja</strong> sen yksittäisten<br />
osien toiminta vaikuttaa läheisesti koko järjestelmän suorituskykyyn. Optimaalinen<br />
<strong>ja</strong> turvallinen toiminta <strong>ja</strong>tkuvasti muuttuvissa olosuhteissa vaatii järjestelmän<br />
tarkan säädön mahdollistavia komponentte<strong>ja</strong>. Säätö perustuu suurelta osin<br />
erilaisten antureiden <strong>ja</strong> toimilaitteiden käyttöön <strong>ja</strong> järjestelmän automaatioasteesta<br />
sekä toteutustavasta riippuen säädössä hyödynnetään eriasteista informaatiota.<br />
Manuaalinen ilmastointijärjestelmä ei kykene pitämään <strong>ajoneuvo</strong>n matkustamon<br />
lämpötilaa vakiona, koska järjestelmä ei pysty reagoimaan matkustamon muuttuviin<br />
olosuhteisiin. Tämä tuo haasteita erityisesti lin<strong>ja</strong>-autoissa, joissa kuljetta<strong>ja</strong><br />
joutuu säätämään matkustamon lämpötilaa pelkän arvion perusteella. Lisäksi on
Change language