Sistema de aquecimento PTC: o ar condicionado integrado com bomba de calor se tornará o mainstream
O sistema de ar condicionado do cockpit tem principalmente duas rotas técnicas: aquecimento PTC e aquecimento do ar condicionado com bomba de calor. Ambos têm suas próprias vantagens e desvantagens. PTC tem bom efeito de aquecimento em condições de trabalho de baixa temperatura, mas consome eletricidade. O sistema de ar condicionado com bomba de calor tem baixa capacidade de aquecimento em baixa temperatura e bom efeito de economia de energia, o que pode efetivamente melhorar a vida útil da bateria de novos veículos movidos a energia no inverno.
Em termos de princípios de aquecimento, a diferença essencial entre o sistema PTC e o sistema de bomba de calor é que o sistema de bomba de calor utiliza refrigerante para absorver o calor do exterior do veículo, enquanto o sistema PTC utiliza a circulação de água para aquecer o veículo. Em comparação com os aquecedores PTC, os sistemas de ar condicionado com bomba de calor envolvem dificuldades técnicas, como separação gás-líquido durante o aquecimento, controle de pressão de fluxo de refrigerante, etc. As barreiras e dificuldades técnicas são significativamente maiores do que as dos sistemas de aquecimento PTC.
O resfriamento e o aquecimento do sistema de ar condicionado da bomba de calor usam o compressor elétrico como núcleo e adotam um conjunto de sistemas. No modo de aquecimento PTC, o aquecedor PTC é o núcleo e, no modo de resfriamento, o compressor elétrico é o núcleo e dois modos de sistema diferentes operam. Portanto, o ar condicionado com bomba de calor tem um modo específico e um maior grau de integração. Em termos de eficiência de aquecimento, para obter 5kW de calor de saída, o aquecedor elétrico precisa consumir 5,5kW de energia elétrica devido à perda de resistência. Um sistema com bomba de calor requer apenas 2,5 kW de energia elétrica. O compressor usa energia elétrica para comprimir o refrigerante para gerar o calor de saída necessário no trocador de calor da bomba de calor.
No espaço futuro, o limite superior do aquecimento elétrico PTC é limitado pela potência do aquecedor e perda de condução de calor. Atualmente, a eficiência de aquecimento dessa tecnologia atingiu o limite superior e é difícil melhorar. O princípio da transferência de calor do sistema de bomba de calor faz com que sua eficiência de aquecimento dependa de dois fatores: a potência do compressor elétrico e a potência de condução de calor do refrigerante. A mudança do freon para o dióxido de carbono e outros refrigerantes ecológicos tem espaço para melhorias adicionais na eficiência do aquecimento.
Atualmente, novos refrigerantes como R744 bomba de calor (bomba de calor de dióxido de carbono) e R1234yf (tetrafluoropropileno) substituem R142b (freon).
Na comparação de autopeças, as partes do sistema de aquecimento PTC e do sistema de bomba de calor são praticamente as mesmas. No entanto, a pressão operacional da bomba de calor é relativamente alta e são necessários componentes resistentes a alta pressão, como tubulações resistentes a alta pressão, válvulas de expansão eletrônicas resistentes a alta tensão e compressores de ar resistentes a alta pressão. Isso leva a um aumento significativo no custo em comparação com o PTC.