Количество электромобилей на российских дорогах продолжает расти. Эти быстрые автомобили с низкими эксплуатационными расходами имеют затраты почти в 4 раза меньше, чем у автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. К примеру, при тарифе 5 руб./кВт*ч и потреблении 20 кВт*ч на 100 км, каждые 100 км поездки обойдутся вам в 100 руб. В то время как у автомобиля с ДВС эти затраты составят в среднем 400 руб.
Также нет необходимости менять масло в двигателе, что позволяет сократить эксплуатационные расходы. Тем, кто живет в пригороде и передвигается только по городу, это может стать удобным вариантом. Однако на большие расстояния на нем не уедешь, так как недостаточно зарядных станций, и зимой емкость батареи снижается, из-за того что значительное количество энергии уходит на обогрев салона. Как же осуществляется отопление салона электромобиля?
В старых моделях используются ТЭНы. В морозах автомобилю требуется больше тепла для салона, что приводит к более быстрому разряду батареи, и чем холоднее, тем быстрее это происходит. Например, у популярного в России электромобиля Nissan Leaf такие данные:
По паспорту у него запас хода составляет 200 километров на одной зарядке, но в реальных условиях Leaf проезжает 150 км летом и 100 км зимой. А при температуре -25 градусов на улице и работающей на полную мощность печке электромобиль проезжает всего 50 километров. Печка значительно снижает заряд батареи в холодную погоду.
Российские мастера, чтобы сэкономить заряд батареи, устанавливают на свои электромобили отопители салона, работающие на бензине или дизельном топливе.
Воздуховод устанавливается в штатную систему отопления салона и включается с помощью кнопки. Также можно установить дистанционное включение (через GSM-модуль). Это увеличивает затраты на электромобиль примерно на 1-1,5 тыс. руб. в зимний месяц. Хотя даже с такими дополнительными расходами электромобиль остается экономически выгодным. Однако о каком-либо «зеленом» подходе в этом случае говорить не приходится. Производители электромобилей вряд ли когда-нибудь согласятся на установку отопителей на топливе.
В современных электромобилях применяется другой подход. Многие производители теперь устанавливают в них тепловые насосы, способные функционировать при температурах до -30 градусов. При этом их эффективность преобразования достигает 2-3. То есть на каждый кВт*ч потраченной электроэнергии устройство выдает 2-3 кВт*ч тепла. И батарея в холоде разряжается не так быстро, как при обогреве салона ТЭНами.
По сути, это все то же самое, что и в системе кондиционирования, которая охлаждает салон летом. Но тепловой насос может работать в обратном цикле — на отопление, как современные инверторные кондиционеры для помещений.
Это основано на том же принципе, что и тепловые насосы «воздух-воздух» для обогрева домов. Однако в электромобилях иногда устанавливают тепловые насосы, использующие углекислый газ в качестве хладагента. Эти тепловые насосы сохраняют свою эффективность до -30 градусов и помогают в условиях мягких европейских зим сохранить примерно 50 км пробега на одной зарядке.
Я знаю, что тепловые насосы в качестве отопителей салона устанавливаются на последние модели Volkswagen ID4 (опция), Tesla, модели 3 и Y, а также Nissan Leaf в последнем кузове. В каких еще моделях установлены тепловые насосы – напишите в комментариях.
Ниже представлена схема и эффективность теплового насоса последнего поколения Nissan Leaf. СОР (коэффициент преобразования) теплового насоса составляет 2,5. Это значит, что тепловой насос более чем в 2,5 раза эффективнее, чем отопитель с ТЭНами. Тепловой насос не преобразует тепло, а перекачивает его с улицы в салон через цикл испарения и конденсации хладагента, подогревая воздух в теплообменнике.
Эффективность тепловых насосов продолжает расти. О современных характеристиках этих тепловых машин еще 10-15 лет назад можно было лишь мечтать. Люди, которые обогревают свои дома современными тепловыми насосами, это подтвердят. Современные инверторные двухступенчатые компрессоры с промежуточным впрыском хладагента (технология EVI) и подогревом самого компрессора в мороз могут повысить эффективность отопления до СОР=3-4.
Если кто-то использует автомобиль с тепловым насосом в качестве отопителя салона – поделитесь в комментариях своим опытом эксплуатации в зимнее время.