Hệ thống sưởi ấm PTC: điều hòa không khí bơm nhiệt tích hợp sẽ trở thành xu hướng chủ đạo
Hệ thống điều hòa buồng lái chủ yếu có hai tuyến kỹ thuật: sưởi PTC và sưởi điều hòa bơm nhiệt. Cả hai đều có ưu điểm và nhược điểm riêng. PTC có hiệu quả sưởi ấm tốt trong điều kiện làm việc ở nhiệt độ thấp, nhưng tiêu thụ điện năng. Hệ thống điều hòa không khí bơm nhiệt có khả năng sưởi ấm kém ở nhiệt độ thấp và hiệu quả tiết kiệm điện tốt, có thể cải thiện hiệu quả tuổi thọ pin của các phương tiện năng lượng mới trong mùa đông.
Về nguyên lý sưởi ấm, sự khác biệt cơ bản giữa hệ thống PTC và hệ thống bơm nhiệt là hệ thống bơm nhiệt sử dụng chất làm lạnh để hấp thụ nhiệt từ bên ngoài xe, trong khi hệ thống PTC sử dụng tuần hoàn nước để sưởi ấm xe. So với máy sưởi PTC, hệ thống điều hòa không khí bơm nhiệt có những khó khăn kỹ thuật như tách khí-lỏng trong quá trình sưởi ấm, kiểm soát áp suất dòng môi chất lạnh, v.v. Các rào cản và khó khăn kỹ thuật cao hơn đáng kể so với hệ thống sưởi PTC.
Việc làm mát và sưởi ấm của hệ thống điều hòa không khí bơm nhiệt sử dụng máy nén điện làm lõi và sử dụng một bộ hệ thống. Ở chế độ làm nóng PTC, bộ làm nóng PTC là lõi và ở chế độ làm mát, máy nén điện là lõi và hai chế độ hệ thống khác nhau hoạt động. Do đó, điều hòa bơm nhiệt có chế độ cụ thể và mức độ tích hợp cao hơn. Về hiệu quả sưởi ấm, để có được 5kW nhiệt lượng đầu ra, bộ sưởi điện cần tiêu thụ 5,5kW năng lượng điện do tổn thất điện trở. Một hệ thống có bơm nhiệt chỉ cần 2,5 kW năng lượng điện. Máy nén sử dụng năng lượng điện để nén chất làm lạnh để tạo ra nhiệt đầu ra cần thiết trong bộ trao đổi nhiệt bơm nhiệt.
Trong không gian tương lai, giới hạn trên của hệ thống sưởi điện PTC bị giới hạn bởi công suất lò sưởi và tổn thất dẫn nhiệt. Hiện tại, hiệu quả sưởi ấm của công nghệ này đã đạt đến giới hạn trên và rất khó để cải thiện. Nguyên lý truyền nhiệt của hệ thống bơm nhiệt làm cho hiệu suất làm nóng của nó phụ thuộc vào hai yếu tố: công suất của máy nén điện và công suất dẫn nhiệt của môi chất lạnh. Việc chuyển từ freon sang carbon dioxide và các chất làm lạnh thân thiện với môi trường khác có thể cải thiện hơn nữa hiệu quả sưởi ấm.
Hiện nay, các chất làm lạnh mới như bơm nhiệt R744 (bơm nhiệt carbon dioxide) và R1234yf (tetrafluoropropylene) thay thế cho R142b (freon).
Khi so sánh các bộ phận ô tô, các bộ phận của hệ thống sưởi ấm PTC và hệ thống bơm nhiệt gần như giống nhau. Tuy nhiên, áp suất vận hành của bơm nhiệt tương đối cao và cần có các bộ phận chịu áp suất cao, chẳng hạn như đường ống chịu áp suất cao, van giãn nở điện tử chịu điện áp cao và máy nén khí chịu áp suất cao. Điều này dẫn đến sự gia tăng đáng kể về chi phí so với PTC.