Šilumos siurblys elektromobilyje: kada priemoka atsiperka

Elektrinis varžinis šildytuvas elektrą paverčia šiluma, ir visiškai: viena kilovatvalandė elektros duoda vieną kilovatvalandę šilumos. Geriau nebūna, nes šilumos negali atsirasti daugiau nei sunaudotos energijos. Toks šildytuvas pigus, lengvas, nereikalauja priežiūros ir sušyla iš karto — tačiau elektromobilyje jis tiesiogiai mažina nuvažiuojamą atstumą.

Šilumos siurblys šilumos negamina, jis ją perkelia. Šaltnešis garuoja žemoje temperatūroje ir tuo metu sugeria šilumą iš aplinkos; kompresorius suspaudžia garus, todėl jų temperatūra pakyla; kondensatoriuje jie šilumą atiduoda salonui. Kompresoriui reikia elektros, tačiau perkeliamos šilumos kiekis yra didesnis už sunaudotą elektros energiją.

Atiduotos šilumos ir sunaudotos elektros santykis vadinamas naudingumo koeficientu (COP). Esant švelniai temperatūrai jis gerokai viršija du, t. y. tą pačią šilumą gaunate sunaudoję mažiau nei pusę elektros. Techniškai tai tas pats įrenginys kaip oro kondicionierius, tik veikiantis priešinga kryptimi, — todėl konstrukcija nėra labai sudėtinga, bet priemoka vis tiek yra.

Paprasčiausios konstrukcijos sistema šilumą ima iš lauko oro. Net esant nuliui laipsnių ore yra energijos, kurią galima perduoti dar šaltesniam šaltnešiui; tai tas pats procesas kaip namo šilumos siurblyje. Garintuvas įrengtas automobilio priekyje, kur pro jį teka oras.

Sudėtingesnės sistemos papildomai naudoja pačių komponentų atliekinę šilumą: galios elektronika, elektros variklis ir baterija veikdami įšyla, o ši šiluma jau yra aušinimo kontūre. Sistema, galinti sujungti kelis šaltinius, veikia efektyviau, nes pasirenka šilčiausią turimą šaltinį, — be to, žiemą ji gali atvirkščiai pašildyti bateriją, kai ši per šalta.

Todėl sistemos kokybė mažiau priklauso nuo klausimo „šilumos siurblys — taip ar ne“ nei nuo to, kiek šaltinių ji gali naudoti. Prospekte tai nurodoma retai, tačiau apie konkretų modelį galima pasiskaityti testuose ir specialistų straipsniuose.

Šilumos siurblio naudingumo koeficientas priklauso nuo temperatūrų skirtumo — tarp šaltinio ir tikslo temperatūros. Kuo didesnis šis skirtumas, tuo daugiau darbo turi atlikti kompresorius ir tuo mažesnė nauda. Kai lauke penki laipsniai šilumos, o salone maloni temperatūra, skirtumas mažas, o koeficientas didelis; esant penkiolikai laipsnių šalčio skirtumas didelis, o pranašumas gerokai mažesnis.

Prie to prisideda antras reiškinys — apledėjimas. Kai garintuvas atšaldomas žemiau užšalimo temperatūros, oro drėgmė nusėda šerkšnu ir trukdo šilumai pereiti. Tada sistema turi atitirpti, o tam jai reikia energijos arba ji trumpam persijungia. Taigi būtent tomis valandomis, kai jos labiausiai reikėtų, ji dirba su pertrūkiais.

Todėl praktiškai kiekvienas automobilis su šilumos siurbliu turi ir papildomą elektrinį šildytuvą. Per didelį šaltį jis įsijungia, ir tada automobilis sunaudoja tiek pat, kiek automobilis be šilumos siurblio. Kas šią sistemą laiko apsauga nuo žiemos, nusivils; kas ją vertina kaip taupymo priemonę daugybei švelnių žiemos dienų, gaus būtent tai.

Kadangi šildymo galia yra maždaug pastovi, o varymui reikalinga galia didėja kartu su greičiu, bet koks šildymo sutaupymas procentais labiausiai jaučiamas ten, kur važiuojama lėtai. Mieste ir trumpais atstumais šildymas gali sudaryti didelę bendro suvartojimo dalį; greitkelyje tai antraeilė išlaidų eilutė.

Antras veiksnys — kelionės trukmė. Atvėsusiam salonui įšildyti reikia daug galios, o vėliau temperatūrai palaikyti — mažai. Dešimties minučių kelionėje šildymo poreikis beveik vien tik įšildymas — ir būtent čia šilumos siurblys padeda labiausiai, nes šį didžiausią poreikį patenkina pigiau.

Iš to išplaukia važiavimo profilis, kuriam priemoka greičiausiai atsiperka: daug trumpų kelionių, daugiausia gyvenvietėse, klimatas, kuriame daug dienų būna tarp nulio ir dešimties laipsnių. Taip galima apibūdinti didelę Vidurio Europos žiemos dalį — ir daugumos į darbą važinėjančiųjų kasdienybę.

Sumos čia nenurodome, nes elektros kainos skiriasi priklausomai nuo šalies, tiekėjo ir tarifo. Vis dėlto skaičiavimą galima atlikti keturiais žingsniais su savo skaičiais.

Skaičiavimas sąmoningai apytikslis. Jam nebūtina būti tiksliam iki cento — jis turi atsakyti į klausimą, ar rezultatas yra priemokos dydžio eilės, ar kelis kartus mažesnis, — ir tai dažniausiai paaiškėja jau po pirmojo žingsnio.

Daugelyje modelių šilumos siurblys buvo papildoma įranga už priemoką, kai kuriuose — tam tikros komplektacijos dalis, dar kituose — standartinė įranga. Skelbimuose jis nurodomas retai. Atsakymą galima rasti trimis būdais: iš visos ankstesnio savininko įrangos sąrašo, iš automobilio dokumentų su įrangos kodais arba pasiteiravus oficialaus atstovo pagal kėbulo numerį (VIN). Trečiasis būdas patikimiausias ir užtrunka kelias minutes.

Kai kurie automobiliai sistemos būseną rodo energijos srauto ekrane; tai padeda per bandomąjį važiavimą šaltą dieną, bet nėra įrodymas. Nepadeda žvilgsnis į variklio skyrių: iš išorės šios dalys beveik nesiskiria nuo oro kondicionieriaus dalių.

Šilumos siurblio vėliau sumontuoti praktiškai neįmanoma. Tam tektų keisti šaltnešio kontūrą, aušinimo kontūrą ir valdymą; sąnaudos visiškai neproporcingos naudai. Kas jo nori, perka automobilį, kuriame jis jau yra.

Jis nepadidina baterijos. Nuvažiuojamo atstumo nuostolis dėl šaltų elementų išlieka, kaip ir didesnis pasipriešinimas važiuojant dėl tankesnio oro ir žieminių padangų. Iš trijų žiemos nuostolių jis sumažina lygiai vieną — tačiau mieste didžiausią.

Jis taip pat nepakeičia išankstinio šildymo, kol automobilis prijungtas prie elektros tinklo. Kas šildo prieš išvažiuodamas, kol automobilis prijungtas prie namų įkrovimo stotelės, didžiausio poreikio visiškai nebeima iš baterijos; nesvarbu, ar šiluma gaunama iš šilumos siurblio, ar iš kaitinimo elemento. Geriausiai veikia abu kartu: įšildyti iš tinklo, o kelyje temperatūrą palaikyti šilumos siurbliu.

Švelnaus klimato vietovėje, kur nedaug šalnų dienų, laikant automobilį garaže ir važiuojant daugiausia ilgus atstumus, priemoka per visą naudojimo laiką neatsiperka. Tas pats pasakytina apie automobilį, kuris abiejuose maršruto galuose vis tiek prijungtas prie elektros tinklo ir išvažiuoja jau įšildytas.

Tačiau yra antra priežastis jį vis dėlto rinktis, ir jos nerasite jokiame suvartojimo skaičiavime: parduodant automobilį tai įrangos elementas, apie kurį klausiama. Du kitais atžvilgiais vienodi automobiliai skelbime beveik nesiskiria, tačiau derybose skiriasi — ir dėl šio skirtumo galima susigrąžinti dalį pradinės priemokos.