Αντλία θερμότητας στο ηλεκτρικό: πότε αποδίδει το κόστος

Μια ηλεκτρική αντίσταση θέρμανσης μετατρέπει το ρεύμα σε θερμότητα, και μάλιστα πλήρως: μία κιλοβατώρα ρεύματος δίνει μία κιλοβατώρα θερμότητας. Καλύτερα δεν γίνεται, γιατί δεν μπορεί να προκύψει περισσότερη θερμότητα από την ενέργεια που δαπανήθηκε. Αυτή η θέρμανση είναι φθηνή, ελαφριά, δεν χρειάζεται συντήρηση και ζεσταίνει αμέσως — και στο ηλεκτρικό αυτοκίνητο κοστίζει απευθείας αυτονομία.

Μια αντλία θερμότητας δεν παράγει θερμότητα, τη μετακινεί. Ένα ψυκτικό μέσο εξατμίζεται σε χαμηλή θερμοκρασία και απορροφά θερμότητα από το περιβάλλον· ένας συμπιεστής συμπιέζει τους ατμούς, με αποτέλεσμα η θερμοκρασία τους να ανεβαίνει· στον συμπυκνωτή αποδίδουν τη θερμότητα στον χώρο των επιβατών. Ο συμπιεστής χρειάζεται ρεύμα, όμως η θερμότητα που μεταφέρεται είναι περισσότερη από την ηλεκτρική ενέργεια που δαπανήθηκε.

Ο λόγος της θερμότητας που αποδίδεται προς το ρεύμα που καταναλώνεται λέγεται συντελεστής απόδοσης (COP). Σε ήπιες θερμοκρασίες είναι σαφώς πάνω από δύο, δηλαδή: η ίδια θερμότητα με λιγότερο από το μισό ρεύμα. Τεχνικά πρόκειται για το ίδιο μηχάνημα με το κλιματιστικό, απλώς με αντίστροφη φορά ροής — γι' αυτό η κατασκευαστική προσπάθεια είναι διαχειρίσιμη και το επιπλέον κόστος παρ' όλα αυτά υπάρχει.

Ο απλούστερος τύπος παίρνει θερμότητα από τον εξωτερικό αέρα. Ακόμη και στους μηδέν βαθμούς ο αέρας περιέχει ενέργεια που μπορεί να περάσει σε ένα ακόμη ψυχρότερο ψυκτικό μέσο· είναι η ίδια διεργασία όπως στην αντλία θερμότητας ενός σπιτιού. Ο εξατμιστής βρίσκεται μπροστά στο όχημα, εκεί που περνά αέρας.

Τα πιο σύνθετα συστήματα αξιοποιούν επιπλέον και την απορριπτόμενη θερμότητα των δικών τους εξαρτημάτων: τα ηλεκτρονικά ισχύος, ο ηλεκτροκινητήρας και η μπαταρία ζεσταίνονται όταν λειτουργούν, και αυτή η θερμότητα βρίσκεται ήδη στο κύκλωμα ψύξης. Ένα σύστημα που μπορεί να συνδυάσει πολλές πηγές λειτουργεί πιο αποδοτικά, επειδή διαλέγει την πιο ζεστή διαθέσιμη πηγή — και τον χειμώνα μπορεί αντίστροφα να θερμαίνει την μπαταρία όταν αυτή είναι πολύ κρύα.

Πόσο καλό είναι ένα σύστημα εξαρτάται λοιπόν λιγότερο από το ερώτημα «αντλία θερμότητας ναι ή όχι» και περισσότερο από το πόσες πηγές μπορεί να αξιοποιήσει. Αυτό σπάνια αναγράφεται στο φυλλάδιο, μπορεί όμως να διαβαστεί σε δοκιμές και σε ειδικά άρθρα για το συγκεκριμένο μοντέλο.

Ο συντελεστής απόδοσης μιας αντλίας θερμότητας εξαρτάται από τη θερμοκρασιακή διαφορά που πρέπει να γεφυρωθεί — τη διαφορά ανάμεσα στη θερμοκρασία της πηγής και σε αυτήν του προορισμού. Όσο μεγαλύτερη είναι αυτή η διαφορά, τόσο περισσότερη δουλειά πρέπει να κάνει ο συμπιεστής και τόσο μικρότερο γίνεται το κέρδος. Με πέντε βαθμούς έξω και ευχάριστη θερμοκρασία μέσα η διαφορά είναι μικρή και ο συντελεστής υψηλός· με μείον δεκαπέντε είναι μεγάλη και το πλεονέκτημα αισθητά μικρότερο.

Προστίθεται ένα δεύτερο φαινόμενο: ο σχηματισμός πάγου. Όταν ο εξατμιστής ψύχεται κάτω από το σημείο πήξης, η υγρασία του αέρα επικάθεται ως πάχνη και εμποδίζει τη μεταφορά θερμότητας. Το σύστημα πρέπει τότε να κάνει απόψυξη, και γι' αυτό χρειάζεται ενέργεια ή αλλάζει για λίγο λειτουργία. Ακριβώς τις ώρες που τη χρειάζεστε περισσότερο, λειτουργεί λοιπόν με διακοπές.

Γι' αυτό σχεδόν κάθε όχημα με αντλία θερμότητας διαθέτει επιπλέον και πρόσθετη ηλεκτρική θέρμανση. Στο έντονο κρύο ενεργοποιείται, και τότε το όχημα καταναλώνει όσο ένα χωρίς αντλία θερμότητας. Όποιος βλέπει το σύστημα ως ασφάλεια απέναντι στον χειμώνα, θα απογοητευτεί· όποιος το βλέπει ως μέτρο εξοικονόμησης για τις πολλές ήπιες χειμερινές μέρες, παίρνει ακριβώς αυτό.

Επειδή η ισχύς θέρμανσης είναι περίπου σταθερή και η ισχύς κίνησης αυξάνεται με την ταχύτητα, κάθε εξοικονόμηση στη θέρμανση έχει το μεγαλύτερο ποσοστιαίο αποτέλεσμα εκεί όπου οδηγείτε αργά. Στην κυκλοφορία της πόλης και σε σύντομες διαδρομές η θέρμανση μπορεί να αποτελεί σημαντικό μέρος της συνολικής κατανάλωσης· στον αυτοκινητόδρομο είναι δευτερεύον στοιχείο.

Ο δεύτερος παράγοντας είναι η διάρκεια της διαδρομής. Η θέρμανση ενός παγωμένου χώρου επιβατών απαιτεί πολλή ισχύ· η διατήρηση της θερμοκρασίας μετά, λίγη. Σε μια διαδρομή δέκα λεπτών, η ανάγκη για θέρμανση αποτελείται σχεδόν εξ ολοκλήρου από την αρχική θέρμανση — και εκεί βοηθά περισσότερο η αντλία θερμότητας, επειδή καλύπτει αυτή την κορύφωση της ζήτησης με χαμηλότερο κόστος.

Από αυτό προκύπτει το προφίλ για το οποίο το επιπλέον κόστος αποδίδει πιθανότερα: πολλές σύντομες διαδρομές, κυρίως εντός κατοικημένης περιοχής, σε κλίμα με πολλές ημέρες ανάμεσα στους μηδέν και τους δέκα βαθμούς. Αυτό περιγράφει μεγάλο μέρος του χειμώνα της Κεντρικής Ευρώπης — και την καθημερινότητα των περισσότερων ανθρώπων που πηγαινοέρχονται καθημερινά στη δουλειά τους με το αυτοκίνητο.

Εδώ δεν αναγράφεται κάποιο ποσό, επειδή οι τιμές ρεύματος διαφέρουν ανά χώρα, πάροχο και τιμολόγιο. Ο υπολογισμός μπορεί παρ' όλα αυτά να γίνει, σε τέσσερα βήματα με τους δικούς σας αριθμούς.

Ο υπολογισμός είναι εσκεμμένα πρόχειρος. Δεν προορίζεται να βγαίνει στο λεπτό, αλλά να απαντά στο ερώτημα αν το αποτέλεσμα βρίσκεται στην τάξη μεγέθους του επιπλέον κόστους ή πολλαπλάσια χαμηλότερα — και αυτό κρίνεται συνήθως ήδη στο πρώτο βήμα.

Σε πολλά μοντέλα η αντλία θερμότητας ήταν προαιρετική με επιβάρυνση, σε μερικά τμήμα ενός επιπέδου εξοπλισμού, σε κάποια στάνταρ. Στην αγγελία σπάνια αναγράφεται. Τρεις δρόμοι οδηγούν στην απάντηση: η πλήρης λίστα εξοπλισμού από τον προηγούμενο ιδιοκτήτη, τα έγγραφα του οχήματος με τους κωδικούς επιλογών, ή ένα ερώτημα μέσω του αριθμού πλαισίου σε εξουσιοδοτημένο συνεργείο. Ο τρίτος είναι ο πιο αξιόπιστος και διαρκεί λίγα λεπτά.

Ορισμένα οχήματα δείχνουν την κατάσταση λειτουργίας στην οθόνη ροής ενέργειας· αυτό βοηθά στη δοκιμαστική οδήγηση μια κρύα μέρα, δεν αποτελεί όμως απόδειξη. Αυτό που δεν βοηθά είναι να κοιτάξετε στον χώρο του κινητήρα: τα εξαρτήματα διαφέρουν εξωτερικά ελάχιστα από το κλιματιστικό.

Η αντλία θερμότητας δεν μπορεί πρακτικά να τοποθετηθεί εκ των υστέρων. Επεμβαίνει στο ψυκτικό κύκλωμα, στο κύκλωμα ψύξης και στη διαχείριση· η προσπάθεια είναι δυσανάλογη με το όφελος. Όποιος τη θέλει, αγοράζει όχημα που την έχει.

Δεν μεγαλώνει την μπαταρία. Η απώλεια αυτονομίας από τα κρύα στοιχεία παραμένει, όπως και η μεγαλύτερη αντίσταση κίνησης με πυκνό αέρα και χειμερινά ελαστικά. Από τις τρεις χειμερινές απώλειες μετριάζει ακριβώς μία — ωστόσο τη μεγαλύτερη στην κυκλοφορία της πόλης.

Δεν αντικαθιστά ούτε την προθέρμανση με καλώδιο. Όποιος θερμαίνει πριν από την αναχώρηση ενώ το όχημα είναι συνδεδεμένο στη wallbox, βγάζει την αιχμή της ζήτησης εντελώς από την μπαταρία· αυτό ισχύει ανεξάρτητα από το αν η θερμότητα προέρχεται από αντλία θερμότητας ή από αντίσταση. Τα δύο μαζί λειτουργούν καλύτερα: προθέρμανση στο δίκτυο, διατήρηση της θερμοκρασίας στη διαδρομή με την αντλία θερμότητας.

Σε ήπιο κλίμα με λίγες ημέρες παγετού, σε όχημα που παρκάρει σε γκαράζ και σε κυρίως μεγάλες διαδρομές, το επιπλέον κόστος δεν αποσβένεται στη διάρκεια κατοχής. Το ίδιο ισχύει για ένα όχημα που ούτως ή άλλως είναι συνδεδεμένο στο καλώδιο και στις δύο άκρες της διαδρομής και ξεκινά προθερμασμένο.

Υπάρχει όμως δεύτερος λόγος να την πάρετε παρ' όλα αυτά, που δεν εμφανίζεται σε κανέναν υπολογισμό κατανάλωσης: κατά τη μεταπώληση είναι στοιχείο εξοπλισμού για το οποίο ρωτούν. Δύο κατά τα άλλα ίδια οχήματα διαφέρουν ελάχιστα στην αγγελία, στη διαπραγμάτευση όμως διαφέρουν — και αυτή η διαφορά μπορεί να επανακτήσει ένα μέρος του αρχικού επιπλέον κόστους.