System ogrzewania PTC: zintegrowana klimatyzacja z pompą ciepła stanie się głównym nurtem
System klimatyzacji kokpitu ma głównie dwie drogi techniczne: ogrzewanie PTC i ogrzewanie klimatyzacji pompą ciepła. Oba mają swoje zalety i wady. PTC ma dobry efekt grzewczy w warunkach pracy w niskich temperaturach, ale zużywa energię elektryczną. System klimatyzacji z pompą ciepła ma słabą wydajność grzewczą w niskich temperaturach i dobry efekt oszczędzania energii, co może skutecznie poprawić żywotność baterii nowych pojazdów energetycznych w zimie.
Jeśli chodzi o zasady ogrzewania, zasadnicza różnica między systemem PTC a systemem pompy ciepła polega na tym, że system pompy ciepła wykorzystuje czynnik chłodniczy do pochłaniania ciepła z zewnątrz pojazdu, podczas gdy system PTC wykorzystuje obieg wody do ogrzewania pojazdu. W porównaniu z grzejnikami PTC systemy klimatyzacji z pompą ciepła wiążą się z trudnościami technicznymi, takimi jak separacja gazu od cieczy podczas ogrzewania, regulacja ciśnienia przepływu czynnika chłodniczego itp. Bariery techniczne i trudności są znacznie większe niż w przypadku systemów ogrzewania PTC.
Chłodzenie i ogrzewanie systemu klimatyzacji pompy ciepła wykorzystuje sprężarkę elektryczną jako rdzeń i przyjmuje zestaw systemów. W trybie ogrzewania PTC grzałka PTC jest rdzeniem, aw trybie chłodzenia rdzeniem jest sprężarka elektryczna i działają dwa różne tryby systemu. Dlatego klimatyzator z pompą ciepła ma określony tryb i wyższy stopień integracji. Z punktu widzenia sprawności grzewczej, aby uzyskać 5kW ciepła wyjściowego, nagrzewnica elektryczna musi zużyć 5,5kW energii elektrycznej ze względu na straty rezystancyjne. System z pompą ciepła wymaga jedynie 2,5 kW energii elektrycznej. Sprężarka wykorzystuje energię elektryczną do sprężania czynnika chłodniczego w celu wytworzenia wymaganego ciepła wyjściowego w wymienniku ciepła pompy ciepła.
W przyszłej przestrzeni górna granica ogrzewania elektrycznego PTC jest ograniczona mocą grzałki i stratami przewodzenia ciepła. Obecnie sprawność grzewcza tej technologii osiągnęła górną granicę i trudno ją poprawić. Zasada działania pompy ciepła polega na tym, że jej efektywność grzewcza zależy od dwóch czynników: mocy sprężarki elektrycznej oraz zdolności przewodzenia ciepła czynnika chłodniczego. Przejście z freonu na dwutlenek węgla i inne przyjazne dla środowiska czynniki chłodnicze stwarza przestrzeń do dalszej poprawy efektywności ogrzewania.
Obecnie nowe czynniki chłodnicze, takie jak pompa ciepła R744 (pompa ciepła z dwutlenkiem węgla) i R1234yf (tetrafluoropropylen) zastępują R142b (freon).
Porównując części samochodowe, części systemu grzewczego PTC i systemu pompy ciepła są mniej więcej takie same. Jednak ciśnienie robocze pompy ciepła jest stosunkowo wysokie i wymagane są komponenty odporne na wysokie ciśnienie, takie jak rurociągi odporne na wysokie ciśnienie, elektroniczne zawory rozprężne odporne na wysokie napięcie i odporne na wysokie ciśnienie sprężarki powietrza. Prowadzi to do znacznego wzrostu kosztów w porównaniu z PTC.