V současné době mnoho elektromobilů začíná využívat vytápění tepelným čerpadlem. Princip vytápění je stejný jako u klimatizace. Elektrická energie nemusí teplo vyrábět, ale přenášet. Jedna část spotřebované elektřiny může přenést více než jednu část tepelné energie, takže se šetří elektřina než u PTC ohřívačů.
Přestože technologie tepelných čerpadel a klimatizace přenášejí teplo, spotřeba vzduchu pro vytápění elektromobilů je stále vyšší než u klimatizace. A proč? Ve skutečnosti existují dvě základní příčiny problému:
1, je třeba upravit teplotní rozdíl
Předpokládejme, že teplota, při které se lidské tělo cítí pohodlně, je 25 stupňů Celsia, teplota venku v létě je 40 stupňů Celsia a teplota venku v zimě je 0 stupňů Celsia.
Je zřejmé, že pokud chcete v létě snížit teplotu v autě na 25 stupňů Celsia, teplotní rozdíl, který musí klimatizace upravit, je pouze 15 stupňů Celsia. V zimě, když chce klimatizace auto vyhřát na 25 stupňů Celsia a teplotní rozdíl je třeba upravit až na 25 stupňů Celsia, je zatížení výrazně vyšší a spotřeba energie se přirozeně zvyšuje.
2, účinnost přenosu tepla je odlišná
Účinnost přenosu tepla je vysoká, když je klimatizace zapnutá
V létě je klimatizace zodpovědná za přenos tepla z interiéru vozu ven, čímž se vůz ochladí.
Když klimatizace funguje,kompresor stlačuje chladivo do plynu o vysokém tlakuasi 70 °C a poté se dostává do kondenzátoru umístěného vpředu. Zde ventilátor klimatizace žene vzduch do proudění kondenzátorem, čímž odvádí teplo chladivu. Teplota chladiva se sníží na asi 40 °C a stává se kapalinou pod vysokým tlakem. Kapalné chladivo je poté vstřikováno malým otvorem do výparníku umístěného pod středovou konzolou, kde se začíná odpařovat a absorbovat velké množství tepla, a nakonec se stává plynem v kompresoru pro další cyklus.
Když je chladivo uvolňováno mimo vůz, okolní teplota je 40 stupňů Celsia, teplota chladiva je 70 stupňů Celsia a teplotní rozdíl je až 30 stupňů Celsia. Když chladivo absorbuje teplo v autě, teplota je nižší než 0 stupňů Celsia a teplotní rozdíl se vzduchem v autě je také velmi velký. Je vidět, že účinnost absorpce tepla chladiva v autě a teplotní rozdíl mezi okolím a teplem uvolňovaným vně vozu jsou velmi velké, takže účinnost každé absorpce nebo uvolňování tepla bude vyšší, čímž se ušetří více energie.
Účinnost přenosu tepla je nízká, když je zapnutý teplý vzduch
Když je zapnutý ohřev teplého vzduchu, situace je zcela opačná než u chlazení. Plynné chladivo, které je stlačeno na vysokou teplotu a vysoký tlak, nejprve vstoupí do tepelného výměníku v autě, kde se teplo uvolní. Po uvolnění tepla se chladivo zkapalní a proudí do předního tepelného výměníku, kde se odpaří a absorbuje teplo z okolního prostředí.
Zimní teplota je sama o sobě velmi nízká a chladivo může snížit teplotu odpařování pouze tehdy, pokud chce zlepšit účinnost výměny tepla. Například pokud je teplota 0 stupňů Celsia, musí se chladivo odpařovat pod nulu stupňů Celsia, aby mohlo absorbovat dostatek tepla z okolí. To způsobí, že vodní pára ve vzduchu za studena zamrzne a ulpí na povrchu výměníku tepla, což nejen sníží účinnost výměny tepla, ale také v případě silného mrazu výměník tepla zcela zablokuje, takže chladivo nemůže absorbovat teplo z okolí. V tomto okamžiku...klimatizační systémmůže se pouze přepnout do režimu odmrazování a stlačené chladivo o vysoké teplotě a tlaku je opět transportováno ven z vozu a teplo je opět využito k roztavení námrazy. Tímto způsobem se výrazně sníží účinnost výměny tepla a spotřeba energie se přirozeně zvýší.
Čím nižší je tedy teplota v zimě, tím více elektromobilů zapíná teplý vzduch. Spolu s nízkou teplotou v zimě se snižuje aktivita baterie a její zkrácení dojezdu je ještě zřetelnější.
Čas zveřejnění: 9. března 2024