V súčasnosti mnoho elektrických vozidiel začalo používať vykurovanie tepelným čerpadlom. Princíp vykurovania je rovnaký ako pri klimatizácii, elektrická energia nemusí generovať teplo, ale prenášať teplo. Jedna časť spotrebovanej elektriny môže preniesť viac ako jednu časť tepelnej energie, takže šetrí elektrinu ako PTC ohrievače.
Hoci technológia tepelných čerpadiel a chladenie klimatizáciou prenášajú teplo, spotreba vykurovacieho vzduchu v elektrických vozidlách je stále vyššia ako v klimatizácii. Prečo? V skutočnosti existujú dve základné príčiny problému:
1, je potrebné upraviť teplotný rozdiel
Predpokladajme, že teplota, pri ktorej sa ľudské telo cíti pohodlne, je 25 stupňov Celzia, teplota vonku pred autom v lete je 40 stupňov Celzia a teplota vonku pred autom v zime je 0 stupňov Celzia.
Je zrejmé, že ak chcete v lete znížiť teplotu v aute na 25 stupňov Celzia, teplotný rozdiel, ktorý musí klimatizácia upraviť, je iba 15 stupňov Celzia. V zime, keď chce klimatizácia vyhriať auto na 25 stupňov Celzia a teplotný rozdiel je potrebné nastaviť až na 25 stupňov Celzia, je pracovné zaťaženie výrazne vyššie a spotreba energie sa prirodzene zvyšuje.
2, účinnosť prenosu tepla je odlišná
Účinnosť prenosu tepla je vysoká, keď je klimatizácia zapnutá
V lete je klimatizácia v aute zodpovedná za prenos tepla zvnútra auta von, čím sa auto ochladí.
Keď klimatizácia funguje,kompresor stláča chladivo do plynu pod vysokým tlakompribližne 70 °C a potom prichádza do kondenzátora umiestneného vpredu. Tu ventilátor klimatizácie poháňa vzduch prúdiaci cez kondenzátor, čím odoberá teplo chladiacemu médiu. Teplota chladiva sa zníži na približne 40 °C a stane sa kvapalinou pod vysokým tlakom. Kvapalné chladivo sa potom vstrekuje cez malý otvor do výparníka umiestneného pod stredovou konzolou, kde sa začne odparovať a absorbovať veľa tepla, a nakoniec sa z neho stane plyn, ktorý sa dostane do kompresora pre ďalší cyklus.
Keď sa chladivo uvoľňuje mimo vozidla, okolitá teplota je 40 stupňov Celzia, teplota chladiva je 70 stupňov Celzia a teplotný rozdiel je až 30 stupňov Celzia. Keď chladivo absorbuje teplo vo vozidle, teplota je nižšia ako 0 stupňov Celzia a teplotný rozdiel so vzduchom vo vozidle je tiež veľmi veľký. Je zrejmé, že účinnosť absorpcie tepla chladiva vo vozidle a teplotný rozdiel medzi prostredím a uvoľňovaním tepla mimo vozidla sú veľmi veľké, takže účinnosť každej absorpcie alebo uvoľňovania tepla bude vyššia, čím sa ušetrí viac energie.
Účinnosť prenosu tepla je nízka, keď je zapnutý teplý vzduch
Keď je zapnutý teplý vzduch, situácia je úplne opačná ako pri chladení a plynné chladivo, ktoré je stlačené na vysokú teplotu a vysoký tlak, najprv vstúpi do výmenníka tepla v aute, kde sa uvoľňuje teplo. Po uvoľnení tepla sa chladivo zmení na kvapalinu a prúdi do predného výmenníka tepla, kde sa odparuje a absorbuje teplo z okolitého prostredia.
Samotná zimná teplota je veľmi nízka a chladivo môže znížiť teplotu odparovania iba vtedy, ak chce zlepšiť účinnosť výmeny tepla. Napríklad, ak je teplota 0 stupňov Celzia, chladivo sa musí odparovať pod nulu stupňov Celzia, aby absorbovalo dostatok tepla z okolia. To spôsobí, že vodná para vo vzduchu v chladnom počasí zamrzne a priľne k povrchu výmenníka tepla, čo nielen zníži účinnosť výmeny tepla, ale v prípade silného mrazu aj úplne zablokuje výmenník tepla, takže chladivo nemôže absorbovať teplo z okolia. V tomto čase...klimatizačný systémmôže vstúpiť iba do režimu odmrazovania a stlačené chladivo s vysokou teplotou a vysokým tlakom sa opäť prepraví von z vozidla a teplo sa opäť použije na roztavenie námrazy. Týmto spôsobom sa výrazne zníži účinnosť výmeny tepla a spotreba energie sa prirodzene zvýši.
Preto čím nižšia je teplota v zime, tým viac elektromobilov zapína teplý vzduch. V spojení s nízkou teplotou v zime sa znižuje aktivita batérie a jej dojazd je ešte výraznejší.
Čas uverejnenia: 9. marca 2024