Integroitu lämpöpumppuilmastointi tulee valtavirtaan
Ohjaamon ilmastointijärjestelmässä on pääasiassa kaksi teknistä reittiä: PTC-lämmitys ja lämpöpumppuilmastointilämmitys. Molemmilla on omat hyvät ja huonot puolensa. PTC:llä on hyvä lämmitysteho matalissa lämpötiloissa, mutta kuluttaa sähköä. Lämpöpumppu-ilmastointijärjestelmällä on huono lämmitysteho alhaisessa lämpötilassa ja hyvä virransäästövaikutus, mikä voi tehokkaasti parantaa uusien energiaajoneuvojen akun kestoa talvella.
Lämmitysperiaatteiden kannalta olennainen ero PTC-järjestelmän ja lämpöpumppujärjestelmän välillä on se, että lämpöpumppujärjestelmä käyttää kylmäainetta lämmön imemiseen ajoneuvon ulkopuolelta, kun taas PTC-järjestelmä käyttää vesikiertoa ajoneuvon lämmittämiseen. PTC-lämmittimiin verrattuna lämpöpumppu-ilmastointijärjestelmiin liittyy teknisiä ongelmia, kuten kaasun ja nesteen erotus lämmityksen aikana, kylmäaineen virtauspaineen säätö jne. Tekniset esteet ja vaikeudet ovat huomattavasti korkeammat kuin PTC-lämmitysjärjestelmissä.
Lämpöpumpun ilmastointijärjestelmän jäähdytys ja lämmitys käyttävät sähkökompressoria ytimenä ja ottavat käyttöön järjestelmän. PTC-lämmitystilassa PTC-lämmitin on ydin, ja jäähdytystilassa sähkökompressori on ydin, ja kaksi erilaista järjestelmätilaa toimii. Siksi lämpöpumppu-ilmastointilaitteessa on tietty tila ja korkeampi integrointiaste.
Lämmitystehokkuuden kannalta 5 kW:n lähtölämmön saamiseksi sähkökiuas tarvitsee 5,5 kW sähköenergiaa vastushäviön vuoksi. Lämpöpumpulla varustettu järjestelmä vaatii vain 2,5 kW sähköenergiaa. Kompressori käyttää sähköenergiaa kylmäaineen puristamiseen tarvittavan lämmön tuottamiseksi lämpöpumpun lämmönvaihtimessa. Tulevaisuuden tilassa PTC-sähkölämmityksen ylärajaa rajoittaa lämmittimen teho ja lämmönjohtavuushäviö. Tällä hetkellä tämän tekniikan lämmitystehokkuus on saavuttanut ylärajan ja sitä on vaikea parantaa. Lämpöpumppujärjestelmän lämmönsiirtoperiaate tekee sen lämmitystehokkuuden riippuvaiseksi kahdesta tekijästä: sähkökompressorin tehosta ja kylmäaineen lämmönjohtavuustehosta. Siirtymällä freonista hiilidioksidiin ja muihin ympäristöystävällisiin kylmäaineisiin on lämmitystehokkuuden parantamisen varaa.
Tällä hetkellä uudet kylmäaineet, kuten R744-lämpöpumppu (hiilidioksidilämpöpumppu) ja R1234yf (tetrafluoripropeeni), korvaavat R142b:n (freoni). Auton osien vertailussa PTC-lämmitysjärjestelmän ja lämpöpumppujärjestelmän osat ovat suunnilleen samat. Lämpöpumpun käyttöpaine on kuitenkin suhteellisen korkea ja paineenkestäviä komponentteja tarvitaan, kuten korkean paineen kestäviä putkistoja, korkeajännitteisiä elektronisia paisuntaventtiilejä ja korkean paineen kestäviä ilmakompressoreita. Tämä johtaa huomattavaan kustannusten nousuun verrattuna PTC:hen.
