Elektriküttekeha kontseptsioon
Enne väljatöötamist analüüsiti mitmeid olemasolevaid ja potentsiaalseid tehnoloogiaid (nt traadi kerimistakistus või positiivse temperatuuri koefitsiendiga (PTC) kuumutamine). Hinnati nelja peamist arengueesmärki ja võrreldi mitmeid potentsiaalseid tehnoloogiaid nende eesmärkide saavutamiseks:
(1) Tõhususe seisukohalt peab uus kütteseade olema väga tõhus, kuna see peaks suutma tagada vajaliku soojusvõimsuse laias jahutusvedeliku temperatuurivahemikus ja kõigil pingetel;
(2) Massi ja mõõtmete poolest peab uus keris olema võimalikult väike ja kerge;
(3) Kasutatavuse ja maksumuse osas tuleb vältida haruldaste muldmetallide ja Pb kasutamist, samas kui uue toote maksumus peab olema konkurentsivõimeline;
(4) Ohutuse mõttes tuleb elektrilöögi või põletusõnnetuste oht kõikides tingimustes ära hoida.
Olemasolevatest autode elektrisoojendite kontseptsioonidest on populaarseimad baariumtitanaadist (BaTiO3) valmistatud takistitega PTC-soojendid, millel on positiivne temperatuurikoefitsient. Sel põhjusel selgitatakse selle tööpõhimõtte mitmeid üksikasju ja võrreldakse seda kõrgepingekoojendite jaoks vastavalt HVH-le välja töötatud laminaarsoojendiga.
Kuigi PTC-elemendi isepiiravad omadused võivad mõnes mõttes muuta süsteemi projekteerimise, eriti rikkerežiimide puhul lihtsamaks, on sellel teatud omased puudused, millest peamised on järgmised:
(1) Pb dopingu vajadus, kui PTC temperatuur ületab 120 kraadi. Kiire soojusülekande tagamiseks väikeses pakendis peavad PTC elemendid töötama temperatuurivahemikus, kus autode jahutusvedeliku küttekehade kasutamisel on Pb doping vajalik;
(2) Haruldase muldmetalli La kasutamine on PTC-de puhul väga levinud;
(3) Mittelineaarne takistus/temperatuuri profiil, mille tulemuseks on pingestatud käivitusvool, koos PTC-elemendi kõrge soojustakistusega muudab PTC-küttekeha reageerimisaja suhteliselt aeglaseks;
(4) Madalama PTC temperatuuri tulemusel kandub jahutusvedelikule vähem soojust, mis vähendab jahutusvedeliku temperatuuri tõustes seega termilist jõudlust;
(5) Kui PTC temperatuur langeb, väheneb soojuslik jõudlus pinge langedes, piirates seega soojusülekannet. (6) Kuna PTC-elemendi temperatuur on otseselt seotud rakendatava pingega, on seda osalise koormuse korral raske juhtida.
