Σύστημα θέρμανσης PTC: η ενσωματωμένη αντλία θερμότητας κλιματισμού θα γίνει η κύρια τάση
Το σύστημα κλιματισμού πιλοτηρίου έχει κυρίως δύο τεχνικές διαδρομές: θέρμανση PTC και θέρμανση κλιματισμού με αντλία θερμότητας. Και τα δύο έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Το PTC έχει καλή επίδραση θέρμανσης σε συνθήκες εργασίας χαμηλής θερμοκρασίας, αλλά καταναλώνει ηλεκτρική ενέργεια. Το σύστημα κλιματισμού αντλίας θερμότητας έχει χαμηλή ικανότητα θέρμανσης σε χαμηλή θερμοκρασία και καλό αποτέλεσμα εξοικονόμησης ενέργειας, γεγονός που μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας των νέων ενεργειακών οχημάτων το χειμώνα.
Όσον αφορά τις αρχές θέρμανσης, η βασική διαφορά μεταξύ του συστήματος PTC και του συστήματος αντλίας θερμότητας είναι ότι το σύστημα αντλίας θερμότητας χρησιμοποιεί ψυκτικό για να απορροφά θερμότητα από το εξωτερικό του οχήματος, ενώ το σύστημα PTC χρησιμοποιεί κυκλοφορία νερού για τη θέρμανση του οχήματος. Σε σύγκριση με τους θερμαντήρες PTC, τα συστήματα κλιματισμού αντλιών θερμότητας περιλαμβάνουν τεχνικές δυσκολίες όπως διαχωρισμός αερίου-υγρού κατά τη θέρμανση, έλεγχος πίεσης ροής ψυκτικού κ.λπ. Τα τεχνικά εμπόδια και οι δυσκολίες είναι σημαντικά υψηλότερες από εκείνες των συστημάτων θέρμανσης PTC.
Η ψύξη και η θέρμανση του συστήματος κλιματισμού της αντλίας θερμότητας χρησιμοποιούν τον ηλεκτρικό συμπιεστή ως πυρήνα και υιοθετούν ένα σύνολο συστημάτων. Στη λειτουργία θέρμανσης PTC, ο θερμαντήρας PTC είναι ο πυρήνας και στη λειτουργία ψύξης, ο ηλεκτρικός συμπιεστής είναι ο πυρήνας και λειτουργούν δύο διαφορετικές λειτουργίες συστήματος. Επομένως, το κλιματιστικό αντλίας θερμότητας έχει συγκεκριμένη λειτουργία και υψηλότερο βαθμό ενσωμάτωσης. Όσον αφορά την απόδοση θέρμανσης, για να ληφθούν 5 kW θερμότητας εξόδου, ο ηλεκτρικός θερμαντήρας πρέπει να καταναλώνει 5,5 kW ηλεκτρικής ενέργειας λόγω απώλειας αντίστασης. Ένα σύστημα με αντλία θερμότητας απαιτεί μόνο 2,5 kW ηλεκτρικής ενέργειας. Ο συμπιεστής χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια για να συμπιέσει το ψυκτικό για να δημιουργήσει την απαιτούμενη θερμότητα εξόδου στον εναλλάκτη θερμότητας της αντλίας θερμότητας.
Στο μελλοντικό χώρο, το ανώτερο όριο της ηλεκτρικής θέρμανσης PTC περιορίζεται από την ισχύ του θερμαντήρα και την απώλεια αγωγιμότητας θερμότητας. Επί του παρόντος, η απόδοση θέρμανσης αυτής της τεχνολογίας έχει φτάσει στο ανώτατο όριο και είναι δύσκολο να βελτιωθεί. Η αρχή της μεταφοράς θερμότητας του συστήματος αντλίας θερμότητας καθιστά την απόδοση θέρμανσης του να εξαρτάται από δύο παράγοντες: την ισχύ του ηλεκτρικού συμπιεστή και την ισχύ αγωγιμότητας θερμότητας του ψυκτικού μέσου. Η στροφή από το φρέον στο διοξείδιο του άνθρακα και άλλα φιλικά προς το περιβάλλον ψυκτικά μέσα έχει περιθώρια περαιτέρω βελτίωσης στην απόδοση θέρμανσης.
Επί του παρόντος, νέα ψυκτικά όπως η αντλία θερμότητας R744 (αντλία θερμότητας διοξειδίου του άνθρακα) και το R1234yf (τετραφθοροπροπυλένιο) αντικαθιστούν το R142b (φρέον).
Στη σύγκριση των ανταλλακτικών αυτοκινήτων, τα μέρη του συστήματος θέρμανσης PTC και του συστήματος αντλίας θερμότητας είναι περίπου τα ίδια. Ωστόσο, η πίεση λειτουργίας της αντλίας θερμότητας είναι σχετικά υψηλή και απαιτούνται εξαρτήματα ανθεκτικά στην υψηλή πίεση, όπως αγωγοί ανθεκτικοί σε υψηλή πίεση, ηλεκτρονικές βαλβίδες εκτόνωσης ανθεκτικές σε υψηλή τάση και αεροσυμπιεστές ανθεκτικοί στην υψηλή πίεση. Αυτό οδηγεί σε σημαντική αύξηση του κόστους σε σύγκριση με το PTC.