Įprastiems automobiliams papildomo šildytuvo nereikia
Papildomų šildymo priemonių įprastiems automobiliams nereikėjo dėl vidaus degimo variklio darbo specifikos. Net ir paties našiausio benzininio ar dyzelinio motoro efektyvumas siekia tik maždaug iki 50 proc.
Viena vertus, tai reiškia didžiulius energijos nuostolius, tačiau šiluma virstanti likusi jos dalis lengvai gali būti panaudojama salonui šildyti. Užtenka valdyti aušinimo skysčio temperatūrą ir įrengti paprasčiausią ventiliatorių – perteklinę šilumą perduodanti sistema bus pakankamai efektyvi net ir itin atšiauraus klimato sąlygomis.
Visai kitaip veikia elektromobiliai. Galima palyginti: bet kurio elektromobilio jėgainės, pradedant plačiam pirkėjų ratui prieinamu „Citroën ë-C4“ hečbeku ir baigiant prabangiu „Mercedes-EQ EQS“ sedanu, naudingumo koeficientas siekia 90 proc.
Baterija ir elektros motoras išskiria šiek tiek šilumos, tačiau salonui šildyti jos neužtenka. Dažniausiai tam naudojami elektriniai kaitinimo elementai (tenai), tačiau tuomet atsiranda kita problema: mažas tokios šildymo sistemos efektyvumas turi juntamą įtaką nuvažiuojamam atstumui. Kuo stipriau kaitinamas salonas, tuo greičiau tirpsta baterijos energijos atsargos.
Veikia kaip oro kondicionierius, tik atvirkščiai
Išeitimi iš minėtos dilemos tapo šilumos siurbliai – jie jau nuo 2013 m. kaip papildoma įranga buvo montuojami netgi pirmosios kartos „Nissan Leaf“ modeliuose. Galbūt 10 proc. didesnis nei vien tik su standartiniais kaitinimo elementais įveikiamas atstumas dabar neskamba itin įspūdingai, tačiau 24 kWh talpos bateriją turėjusiam modeliui tai buvo svarbus patobulinimas.
Šilumos siurblyje naudojami tie patys mazgai kaip ir oro kondicionavimo sistemoje: kompresorius, garintuvas ir kondensatorius. Taip pat reikalingas ir specialus šilumą pernešantis skystis, dar lietuviškai vadinamas šaltnešiu. Natūralu, kad ir veikimo principas yra labai panašus – tik kondicionierius perkelia salono šilumą į aplinką, o šilumos siurblys aplinkos šilumą perkelia į automobilio vidų.
Taip pat svarbu pažymėti, kad abiem atvejais didžiausią darbą atlieka šaltnešį suspaudžiantis kompresorius. Dėl aukšto slėgio skystis įkaista ir virsta dujomis, o šios patenka į kondensatorių. Per jį pučiamas oras ir perduodama šiluma į saloną.
Automobiliuose su vidaus degimo varikliais kompresorių suka paskirstymo diržas, o elektromobiliuose tam naudojamas nedidelis elektros motoras. Tai reiškia, kad, norint viena įkrova nuvažiuoti didžiausią atstumą, net ir patį našiausią šilumos siurblį arba kondicionierių reikia naudoti saikingai.
Siekiant efektyviai valdyti tokią šildymo įrangą, reikalingi ir papildomi davikliai. Pavyzdžiui, „Peugeot e-208“ ir „Citroën ë-C4“ modeliuose drauge su šilumos siurbliu montuojami ir papildomi drėgmės jutikliai, leidžiantys dar tiksliau kontroliuoti oro recirkuliaciją salone. Šis sprendimas leido padidinti bendrą sistemos efektyvumą esant nuliui artimai temperatūrai.
Ypač pasiteisina švelniomis žiemomis
Tinklaraščio „100 procentų elektrinis“ autorius Dainius Jakas atkreipia dėmesį, kad didžiausias šilumos siurblio privalumas – ganėtinai aukštas efektyvumo koeficientas (COP). Šis rodiklis gali siekti ir ketvertą, o tai reiškia, kad vienas kilovatas elektros energijos tokiu atveju virsta keturiais kilovatais šilumos. Tuo metu kaistantis elementas vieną kilovatą elektros energijos paverčia tokiu pat kiekiu šilumos (jo koeficientas siekia vienetą).
„Visgi reikėtų turėti omenyje, kad šilumos siurblio našumui įtakos turi oro drėgmė, aplinkos temperatūra ir kiti veiksniai. Optimaliomis sąlygomis temperatūros diapazonas siekia nuo minus penkių iki plius dešimties laipsnių pagal Celsijų“, – dėsto ekspertas.
Aplinkos temperatūrai nukritus, tarkime, iki minus 20 laipsnių pagal Celsijų, anot pašnekovo, šilumos siurblio efektyvumas taip pat gali nukristi iki vieneto. Tuomet elektromobilio klimato kontrolės sistema automatiškai įjungs teną. Siekiant užtikrinti pakankamą šildymą bet kokiomis sąlygomis, pastarieji iki šiol montuojami ir visuose šilumos siurblius turinčiuose elektromobiliuose.
„Pastarosiomis žiemomis, kuomet temperatūra svyruoja apie nulį, šilumos siurblio visiškai pakanka. Netgi ir tuomet, kai temperatūra trumpam laikui nukrenta šiek tiek žemiau, ši įranga leidžia sumažinti elektromobilio energijos sąnaudas“, – komentuoja D. Jakas.
Efektyviai pritaikyti prireikė laiko
Pristatydami šilumos siurblius, gamintojai laikėsi skirtingos strategijos. Štai „Volkswagen“ koncernas ant naujosios MEB platformos gaminamuose elektromobiliuose iš karto įdiegė šią įrangą, tačiau jos efektyvumas buvo labai ribotas. „Citroën ë-C4“ modeliuose šilumos siurbliai montuojami nuo 2022-ųjų, tačiau ilgiau tobulinta technologija leido iš karto iki 40 km padidinti nuvažiuojamą atstumą.
„Sunku tiksliai pasakyti, su kuo tai susiję, tačiau „Volkswagen ID.“ serijos modelių, taip pat „Škoda Enyaq iV“ ar „Audi Q4 e-tron“ elektromobilių energijos sąnaudos žiemą sumontavus šilumos siurblius nelabai sumažėjo. Netgi buvo atvejų, kai klientams buvo grąžinti pinigai, nes tai buvo pasirenkamoji įranga, už kurią jie mokėjo papildomai“, – pastebi ekspertas.
D. Jakas pažymi, jog rinkoje yra ir gerų pavyzdžių. „Tesla“ bendrovė „Model S“ ir „Model X“ elektromobiliuose šilumos siurblius pradėjo montuoti tik 2022-aisiais, tačiau įranga veikia pavyzdingai – įrengti net aštuoni vožtuvai veiksmingai paskirsto šilumos srautus ir garantuoja optimalią salono, baterijos ir elektros motoro temperatūrą. Pažangūs, anot eksperto, ir „Hyundai“ modeliuose montuojami šilumos siurbliai.
„Vis dėlto net ir dabar tikrai yra elektromobilių, kuriuose šilumos siurbliai dar nėra montuojami. Daugeliu atvejų tai bazinės komplektacijos modeliai arba Kinijos gamintojų automobiliai. Nežinau, ar toks pasiūlymas gali būti patrauklus mūsų sąlygomis – elektromobilio ieškantys žmonės įprastai to reikalauja“, – konstatuoja pašnekovas.