PTC vykurovací systém: integrovaná klimatizácia s tepelným čerpadlom sa stane hlavným prúdom
Systém klimatizácie kokpitu má hlavne dve technické cesty: vykurovanie PTC a vykurovanie klimatizácie tepelným čerpadlom. Obe majú svoje výhody a nevýhody. PTC má dobrý vykurovací účinok pri nízkych teplotách, ale spotrebúva elektrickú energiu. Klimatizačný systém tepelného čerpadla má slabý vykurovací výkon pri nízkej teplote a dobrý efekt úspory energie, čo môže v zime účinne zlepšiť životnosť batérie nových energetických vozidiel.
Z hľadiska princípov vykurovania je podstatný rozdiel medzi systémom PTC a systémom tepelného čerpadla v tom, že systém tepelného čerpadla využíva chladivo na absorbovanie tepla z vonkajšej strany vozidla, zatiaľ čo systém PTC využíva na vykurovanie vozidla cirkuláciu vody. V porovnaní s ohrievačmi PTC majú klimatizačné systémy s tepelným čerpadlom technické ťažkosti, ako je oddeľovanie plynu a kvapaliny počas ohrevu, riadenie tlaku prietoku chladiva atď. Technické bariéry a ťažkosti sú podstatne vyššie ako u vykurovacích systémov PTC.
Chladenie a vykurovanie klimatizačného systému tepelného čerpadla využíva elektrický kompresor ako jadro a prijíma súbor systémov. V režime vykurovania PTC je jadrom ohrievač PTC a v režime chladenia je jadrom elektrický kompresor a fungujú dva rôzne režimy systému. Preto má klimatizácia s tepelným čerpadlom špecifický režim a vyšší stupeň integrácie. Čo sa týka účinnosti vykurovania, na získanie 5kW výstupného tepla potrebuje elektrický ohrievač kvôli strate odporu spotrebovať 5,5kW elektrickej energie. Systém s tepelným čerpadlom vyžaduje iba 2,5 kW elektrickej energie. Kompresor využíva elektrickú energiu na stlačenie chladiva na generovanie požadovaného výstupného tepla vo výmenníku tepla tepelného čerpadla.
V budúcom priestore je horná hranica elektrického ohrevu PTC obmedzená výkonom ohrievača a stratou vedenia tepla. V súčasnosti sa účinnosť vykurovania tejto technológie dostala na hornú hranicu a je ťažké ju zlepšiť. Princíp systému prenosu tepla tepelného čerpadla spôsobuje, že jeho účinnosť vykurovania závisí od dvoch faktorov: od výkonu elektrického kompresora a od výkonu chladiva, ktorý vedie teplo. Prechod z freónu na oxid uhličitý a iné chladivá šetrné k životnému prostrediu má priestor na ďalšie zlepšenie účinnosti vykurovania.
V súčasnosti nové chladivá ako tepelné čerpadlo R744 (tepelné čerpadlo na oxid uhličitý) a R1234yf (tetrafluórpropylén) nahrádzajú R142b (freón).
V porovnaní autodielov sú časti PTC vykurovacieho systému a tepelného čerpadla približne rovnaké. Prevádzkový tlak tepelného čerpadla je však relatívne vysoký a sú potrebné komponenty odolné voči vysokému tlaku, ako sú potrubia odolné voči vysokému tlaku, elektronické expanzné ventily odolné voči vysokému napätiu a vzduchové kompresory odolné voči vysokému tlaku. To vedie k výraznému zvýšeniu nákladov v porovnaní s PTC.
