Toplotna črpalka v električnem avtu: kdaj se doplačilo povrne

Električni uporovni grelnik pretvori elektriko v toploto, in sicer v celoti: ena kilovatna ura elektrike da eno kilovatno uro toplote. Bolje ne gre, saj ne more nastati več toplote, kot je bilo vložene energije. Tak grelnik je poceni, lahek, ne potrebuje vzdrževanja in takoj greje — v električnem avtu pa neposredno zmanjšuje doseg.

Toplotna črpalka toplote ne ustvarja, temveč jo prenaša. Hladivo pri nizki temperaturi izpari in pri tem iz okolice sprejme toploto; kompresor paro stisne, zaradi česar se ji temperatura dvigne; v kondenzatorju pa toploto odda v potniški prostor. Kompresor potrebuje elektriko, vendar je prenesena količina toplote večja od porabljene električne energije.

Razmerje med oddano toploto in porabljeno elektriko se imenuje grelno število (COP). Pri milih temperaturah je občutno nad dve, kar pomeni: enaka toplota za manj kot polovico elektrike. Tehnično je to isti stroj kot klimatska naprava, le z obratno smerjo pretoka — zato je konstrukcijski poseg obvladljiv, doplačilo pa vseeno obstaja.

Najpreprostejša izvedba jemlje toploto iz zunanjega zraka. Tudi pri nič stopinjah zrak vsebuje energijo, ki jo je mogoče prenesti na še hladnejše hladivo; to je isti postopek kot pri toplotni črpalki za hišo. Uparjalnik je spredaj v vozilu, kjer skozenj teče zrak.

Zahtevnejši sistemi dodatno izkoriščajo odpadno toploto lastnih komponent: močnostna elektronika, elektromotor in baterija se med delovanjem segrejejo, ta toplota pa je v hladilnem krogu že prisotna. Sistem, ki zna povezati več virov, deluje učinkoviteje, ker izbere najtoplejši razpoložljivi vir — pozimi pa lahko obratno ogreva baterijo, ko je prehladna.

Kako dober je sistem, je zato manj odvisno od vprašanja „toplotna črpalka da ali ne“ kot od tega, koliko virov lahko izkorišča. To redko piše v prospektu, je pa mogoče prebrati v testih in strokovnih prispevkih o konkretnem modelu.

Grelno število toplotne črpalke je odvisno od temperaturnega dviga — razlike med temperaturo vira in temperaturo cilja. Večja ko je ta razlika, več dela mora opraviti kompresor in manjši je dobiček. Pri petih stopinjah zunaj in prijetni notranji temperaturi je razlika majhna, grelno število pa visoko; pri minus petnajstih stopinjah je razlika velika, prednost pa občutno manjša.

Temu se pridruži še drugi učinek: zaledenitev. Če se uparjalnik ohladi pod ledišče, se zračna vlaga nalaga kot ivje in ovira prenos toplote. Sistem se mora tedaj odtaliti, za kar potrebuje energijo, ali pa za kratek čas preklopi. Prav v urah, ko bi ga najbolj potrebovali, torej deluje s prekinitvami.

Zato ima praktično vsako vozilo s toplotno črpalko še dodaten električni grelnik. V hudem mrazu se vklopi in takrat vozilo porabi toliko kot vozilo brez toplotne črpalke. Kdor sistem razume kot zavarovanje pred zimo, bo razočaran; kdor ga razume kot varčevalni ukrep za številne mile zimske dni, dobi natanko to.

Ker je grelna moč približno stalna, pogonska moč pa s hitrostjo narašča, ima vsak prihranek pri ogrevanju odstotkovno največji učinek tam, kjer se vozi počasi. V mestnem prometu in na kratkih razdaljah lahko ogrevanje predstavlja znaten del skupne porabe; na avtocesti je postranska postavka.

Drugi dejavnik je dolžina vožnje. Ogrevanje ohlajenega potniškega prostora zahteva veliko moči, vzdrževanje temperature nato malo. Pri desetminutni vožnji potreba po toploti skoraj v celoti odpade na segrevanje — in prav tam toplotna črpalka najbolj pomaga, ker to konično potrebo pokrije ceneje.

Iz tega izhaja profil, pri katerem se doplačilo najverjetneje izplača: veliko kratkih voženj, večinoma v naselju, v podnebju s številnimi dnevi med nič in deset stopinjami. To opisuje velik del srednjeevropske zime — in vsakdan večine tistih, ki se vsak dan vozijo na delo.

Zneska tu ni, ker se cene elektrike razlikujejo glede na državo, ponudnika in tarifo. Izračun je vseeno mogoče narediti, in sicer v štirih korakih z lastnimi številkami.

Izračun je namerno grob. Ni namenjen temu, da bi se ujemal na cent natančno, temveč naj odgovori na vprašanje, ali je rezultat v velikostnem razredu doplačila ali mnogokrat pod njim — in to se večinoma pokaže že v prvem koraku.

Pri mnogih modelih je bila toplotna črpalka doplačilna oprema, pri nekaterih del paketa opreme, pri nekaterih serijska. V oglasu je redko navedena. Do odgovora vodijo tri poti: celoten seznam opreme od prejšnjega lastnika, dokumenti vozila s kodami opcij ali poizvedba po številki šasije (VIN) v pooblaščenem servisu. Tretja je najzanesljivejša in traja nekaj minut.

Nekatera vozila stanje delovanja prikažejo na zaslonu pretoka energije; to pomaga pri preizkusni vožnji na hladen dan, ni pa dokaz. Ne pomaga pogled v motorni prostor: sestavni deli se na zunaj komaj razlikujejo od klimatske naprave.

Toplotne črpalke praktično ni mogoče naknadno vgraditi. Poseže v krog hladiva, hladilni krog in krmiljenje; strošek ni v nobenem razmerju s koristjo. Kdor jo želi, kupi vozilo, ki jo ima.

Baterije ne poveča. Izguba dosega zaradi hladnih celic ostane, prav tako večji vozni upor zaradi gostejšega zraka in zimskih pnevmatik. Od treh zimskih izgub ublaži natanko eno — vendar v mestnem prometu največjo.

Prav tako ne nadomesti predgrevanja na kablu. Če ogrevate pred odhodom, medtem ko je vozilo priključeno na stensko polnilnico, konično potrebo v celoti odvzamete bateriji; to velja ne glede na to, ali toplota prihaja iz toplotne črpalke ali iz grelnega elementa. Najbolje deluje oboje skupaj: predgrevanje iz omrežja, med vožnjo pa vzdrževanje temperature s toplotno črpalko.

V milem podnebju z malo dnevi z zmrzaljo, pri vozilu, ki stoji v garaži, in pri pretežno dolgih vožnjah se doplačilo v času lastništva ne povrne. Enako velja za vozilo, ki je tako ali tako na obeh koncih poti priključeno na kabel in odpelje predgreto.

Obstaja pa drug razlog, da jo vseeno izberete, in ta ni zapisan v nobenem izračunu porabe: pri ponovni prodaji je postavka opreme, po kateri kupci sprašujejo. Dve sicer enaki vozili se v oglasu komaj razlikujeta, pri pogajanjih pa že — in ta razlika lahko povrne del prvotnega doplačila.