Sistema de calefacció PTC: l'aire condicionat amb bomba de calor integrada es convertirà en el corrent principal
El sistema de climatització de la cabina té principalment dues vies tècniques: calefacció PTC i calefacció per aire condicionat amb bomba de calor. Tots dos tenen els seus propis avantatges i desavantatges. El PTC té un bon efecte de calefacció en condicions de treball a baixa temperatura, però consumeix electricitat. El sistema d'aire condicionat de la bomba de calor té poca capacitat de calefacció a baixa temperatura i un bon efecte d'estalvi d'energia, que pot millorar eficaçment la durada de la bateria dels vehicles d'energia nova a l'hivern.
Pel que fa als principis de calefacció, la diferència essencial entre el sistema PTC i el sistema de bomba de calor és que el sistema de bomba de calor utilitza refrigerant per absorbir la calor de l'exterior del vehicle, mentre que el sistema PTC utilitza la circulació d'aigua per escalfar el vehicle. En comparació amb els escalfadors PTC, els sistemes d'aire condicionat amb bomba de calor comporten dificultats tècniques com la separació gas-líquid durant la calefacció, el control de la pressió del flux de refrigerant, etc. Les barreres i dificultats tècniques són significativament superiors a les dels sistemes de calefacció PTC.
La refrigeració i la calefacció del sistema d'aire condicionat de la bomba de calor utilitzen el compressor elèctric com a nucli i adopten un conjunt de sistemes. En el mode de calefacció PTC, l'escalfador PTC és el nucli, i en el mode de refrigeració, el compressor elèctric és el nucli i funcionen dos modes de sistema diferents. Per tant, l'aire condicionat amb bomba de calor té un mode específic i un major grau d'integració. Pel que fa a l'eficiència de calefacció, per obtenir 5 kW de calor de sortida, l'escalfador elèctric necessita consumir 5,5 kW d'energia elèctrica a causa de la pèrdua de resistència. Un sistema amb bomba de calor requereix només 2,5 kW d'energia elèctrica. El compressor utilitza energia elèctrica per comprimir el refrigerant per generar la calor de sortida necessària a l'intercanviador de calor de la bomba de calor.
En l'espai futur, el límit superior de la calefacció elèctrica PTC està limitat per la potència de l'escalfador i la pèrdua de conducció de calor. Actualment, l'eficiència de calefacció d'aquesta tecnologia ha arribat al límit superior i és difícil de millorar. El principi de transferència de calor del sistema de bomba de calor fa que la seva eficiència de calefacció depengui de dos factors: la potència del compressor elèctric i la potència de conducció de calor del refrigerant. El canvi del freó al diòxid de carboni i altres refrigerants respectuosos amb el medi ambient té espai per millorar encara més l'eficiència de calefacció.
Actualment, nous refrigerants com la bomba de calor R744 (bomba de calor de diòxid de carboni) i R1234yf (tetrafluoropropilè) substitueixen R142b (freó).
En la comparació de peces d'automòbil, les peces del sistema de calefacció PTC i del sistema de bomba de calor són aproximadament les mateixes. Tanmateix, la pressió de funcionament de la bomba de calor és relativament alta i es requereixen components resistents a alta pressió, com ara canonades resistents a alta pressió, vàlvules d'expansió electròniques resistents a alta tensió i compressors d'aire resistents a alta pressió. Això comporta un augment significatiu del cost en comparació amb PTC.