Integrert varmepumpe klimaanlegg vil bli mainstream
Cockpit-klimaanlegget har hovedsakelig to tekniske ruter: PTC-varme og varmepumpe klimaanlegg. Begge har sine egne fordeler og ulemper. PTC har god varmeeffekt under lave temperaturforhold, men bruker strøm. Varmepumpens klimaanlegg har dårlig varmekapasitet ved lav temperatur og god strømsparende effekt, noe som effektivt kan forbedre batterilevetiden til nye energikjøretøyer om vinteren.
Når det gjelder oppvarmingsprinsipper, er den vesentlige forskjellen mellom PTC-systemet og varmepumpesystemet at varmepumpesystemet bruker kuldemedium for å absorbere varme fra utsiden av kjøretøyet, mens PTC-systemet bruker vannsirkulasjon for å varme opp kjøretøyet. Sammenlignet med PTC-varmere, innebærer varmepumpeklimaanlegg tekniske vanskeligheter som gass-væskeseparasjon under oppvarming, kjølemiddelstrømtrykkkontroll osv. De tekniske barrierene og vanskelighetene er betydelig høyere enn PTC-varmesystemer.
Avkjøling og oppvarming av varmepumpens klimaanlegg bruker den elektriske kompressoren som kjernen og tar i bruk et sett med systemer. I PTC-oppvarmingsmodus er PTC-varmeren kjernen, og i kjølemodus er den elektriske kompressoren kjernen, og to forskjellige systemmoduser fungerer. Derfor har varmepumpens klimaanlegg en spesifikk modus og en høyere grad av integrering.
Når det gjelder oppvarmingseffektivitet, for å oppnå en utgangsvarme på 5kW, må den elektriske varmeren forbruke 5,5kW elektrisk energi på grunn av motstandstap. Et system med varmepumpe krever kun 2,5kW elektrisk energi. Kompressoren bruker elektrisk energi til å komprimere kjølemediet for å generere nødvendig utgangsvarme i varmepumpens varmeveksler. I det fremtidige rommet er den øvre grensen for PTC elektrisk oppvarming begrenset av varmeeffekt og varmeledningstap. For tiden har varmeeffektiviteten til denne teknologien nådd den øvre grensen og er vanskelig å forbedre. Prinsippet for varmepumpesystemets overføring av varme gjør at oppvarmingseffektiviteten avhenger av to faktorer: kraften til den elektriske kompressoren og varmeledningskraften til kjølemediet. Skiftet fra freon til karbondioksid og andre miljøvennlige kjølemedier har rom for ytterligere forbedring av varmeeffektiviteten.
For tiden erstatter nye kjølemedier som R744 varmepumpe (karbondioksid varmepumpe) og R1234yf (tetrafluorpropylen) R142b (freon). Ved sammenligning av bildeler er delene av PTC-varmesystemet og varmepumpesystemet omtrent det samme. Imidlertid er driftstrykket til varmepumpen relativt høyt, og det kreves høytrykksbestandige komponenter, slik som høytrykksbestandige rørledninger, høyspenningsbestandige elektroniske ekspansjonsventiler og høytrykksbestandige luftkompressorer. Dette fører til en betydelig kostnadsøkning sammenlignet med PTC.
