Elektrofahrzeuge verfügen nicht über ausreichend Motorrestwärme, um den Heizbedarf im Winter zu decken, weshalb die Wärmepumpentechnologie aufgrund ihrer höheren Effizienz im Vergleich zur elektrischen Heizung zunehmend Forschungsinteresse erfährt. Um die zunehmend strengeren Umweltvorschriften zu erfüllen, wurde in den letzten Jahren viel Forschung zur Ersetzung von Kältemitteln in fahrzeugbasierten Wärmepumpen durchgeführt, wobei R1234yf zu einer der beliebten Alternativen zu R134a geworden ist. In diesem Artikel wird die Wärmepumpentechnologie mit R1234yf übersichtlich dargestellt und analysiert; dieser hat ein GWP <1, und seine Eigenschaften entsprechen den Anforderungen an das Fahrzeugsystem. Hinsichtlich der Wärmeübertragung ist die Verdampfungswärmeübertragung von R1234yf leicht besser als die von R134a, und der Druckabfall im Kondensationsprozess ist um 5% bis 10% geringer als bei R134a, was dem R134a-System überlegen ist. In zahlreichen Simulationen und experimentellen Studien zu R1234yf- und R134a-Systemen ist die Leistungsfähigkeit der R1234yf-Wärmepumpe etwas geringer als die von R134a, kann aber durch Optimierung der Bauteile, Verstärkung der Nachladung und Verbesserung der Betriebsbedingungen sehr nahe an oder sogar besser als R134a gebracht werden. Der Niederdruck-Sättigungsdruck von R1234yf ist etwa 15% höher als bei R134a, was höhere Kompressordrehzahlen ermöglicht; die Heizleistung bei niedrigen Temperaturen ist besser als bei R134a, und die niedrigere Verdichterauslass-Temperatur sorgt für einen stabileren Betrieb des Systems; der Effekt der Verstärkung der Nachladung ist ebenfalls besser als bei R134a. Daher besitzt R1234yf gute Betriebseigenschaften und Entwicklungsperspektiven für Fahrzeugwärmepumpen und kann als Ersatzkältemittel für R134a verwendet werden.

Elektrofahrzeug;Wärmepumpe;R1234yf;Wärmeübergangskoeffizient;Systemleistung