Основні висновки
- Електромобілі, обладнані тепловими насосами, демонструють вищу ефективність обігріву, використовуючи зовнішнє тепло для нагріву салону та акумуляторної батареї, що позитивно впливає на запас ходу в холодну пору року.
- Незважаючи на те, що системи теплових насосів є складнішими та збільшують вартість автомобіля, електромобілі з такими системами все одно виявляються економічнішими в експлуатації, ніж їх аналоги з двигунами внутрішнього згоряння.
- Необхідність встановлення теплового насоса в електромобіль залежить від кліматичних умов вашого регіону. Найбільшу вигоду від цієї технології отримують власники, що проживають у місцевостях з холодними зимами.
Теплові насоси – це пристрої, які використовуються для обігріву житлових приміщень, сушіння одягу та навіть інтегруються в конструкцію електромобілів. Однак, у випадку з електрокарами, тепловий насос часто пропонується як опціональна функція. Виникає питання: що вони собою являють і чи варто за них переплачувати?
Що таке тепловий насос?
Хоча не в кожній оселі є тепловий насос, більшість людей знайомі з принципом його роботи завдяки побутовим холодильникам. Холодильник заправлений холодоагентом, який циркулює через компресор (своєрідний насос). Компресор спрямовує газ через систему труб, що називається конденсатором. В конденсаторі газ стискається, перетворюючись на рідину з виділенням тепла в навколишнє середовище. Потім рідина потрапляє у випарник, де знову стає газом, поглинаючи тепло з оточення. У випадку з холодильником, випарник забирає тепло з внутрішньої камери.
Тепловий насос діє за аналогічною схемою, але з іншим фокусом. Він використовує тепло, яке виділяє конденсатор, для нагрівання.
Принцип роботи теплового насоса в електромобілі
Тепловий насос в електромобілі забирає повітря ззовні, пропускає його через компресор, а тепло, що виділяється конденсатором, спрямовується в салон автомобіля, де нагріває повітря для пасажирів. Також це тепло може використовуватись для обігріву акумуляторної батареї, яка теж чутлива до низьких температур.
Електромобілі, не обладнані тепловим насосом, зазвичай використовують резистивний нагрів. Це означає, що при проходженні електричного струму через матеріал з високим опором, внаслідок тертя виділяється тепло. Хоча це ефективний процес перетворення електрики в тепло, тепловий насос, шляхом переміщення тепла з одного місця в інше, здатний генерувати більше тепла, ніж споживає електроенергії.
Тепловий насос збільшує запас ходу взимку
Автор зображення: Бертел Кінг/MakeUseOf
Зимою електромобілі стикаються з проблемою зменшення запасу ходу. В цьому плані вони не є винятком. Автомобілі з двигунами внутрішнього згоряння також споживають більше пального в холодну пору року, але оскільки багато з них відображають лише рівень палива за шкалою “E” та “F”, а заправні станції є доступними, ми часто не помічаємо цієї різниці. Однак, власники електромобілів можуть спостерігати, як запас ходу їхнього авто, який влітку становить, наприклад, 400 км, взимку зменшується до 320 км. Цей факт, разом з проблемами публічних зарядних станцій, створює так зване “занепокоєння запасом ходу”.
Тепловий насос допомагає зменшити зимове зниження запасу ходу. Літій-іонні акумулятори втрачають свою ефективність при низьких температурах, тому ви не зможете проїхати таку ж відстань, як в теплу пору року. Проте, використовуючи тепловий насос для обігріву салону та акумуляторної батареї, ви заощаджуєте електроенергію, збільшуючи таким чином відстань, яку ви можете проїхати без підзарядки. Якщо ви вибираєте між моделлю з тепловим насосом та моделлю без нього, перша дозволить вам проїхати трохи далі в зимових умовах.
Теплові насоси мають додаткову вартість
Автовиробники встановлюють вищу ціну на моделі з тепловими насосами, оскільки ці системи складніші. Вони складаються з більшої кількості компонентів, що означає більші витрати на виробництво та збільшення кількості деталей, які потенційно можуть вийти з ладу (хоча загалом електромобілі залишаються економічнішими в обслуговуванні, ніж автомобілі з двигунами внутрішнього згоряння).
Часто теплові насоси встановлюють як доповнення, а не заміну резистивного обігрівача. Це означає, що навіть якщо температура повітря занадто низька для ефективної роботи теплового насоса, ви все одно зможете обігріти автомобіль. Таким чином, тепловий насос є додатковою опцією, яка підвищує складність конструкції.
Чи потрібен тепловий насос для вашого електромобіля?
Користь від теплового насоса в значній мірі залежить від місця вашого проживання. В регіонах з холодними зимами, особливо там, де випадає сніг, електромобіль з тепловим насосом є практично необхідністю, навіть з урахуванням того, що резистивний обігрівач також буде використовуватися в дуже холодну погоду. Навіть якщо температура взимку коливається вище нуля, але все ще достатньо прохолодно, щоб носити теплий одяг, тепловий насос буде вартим інвестицій.
З іншого боку, якщо у вас м’які зими, коли ви рідко користуєтеся обігрівачем, користь від теплового насоса буде мінімальною. В такому випадку вам може бути доцільніше заощадити гроші і обрати модель без цієї опції, якщо така можливість передбачена виробником.