Pompa ciepła stała się jednym z najczęściej podkreślanych elementów wyposażenia samochodów elektrycznych.

Producenci chwalą się, że poprawia zasięg zimą.

Sprzedawcy mówią, że dzięki niej auto zużywa mniej energii.

W ogłoszeniach używanych EV często pojawia się jako duży atut.

Brzmi więc jak wyposażenie niemal obowiązkowe.

Ale czy rzeczywiście daje aż tak dużą różnicę?

Najpierw trzeba zrozumieć, jak ogrzewany jest elektryk

W samochodzie spalinowym ogrzewanie kabiny w dużej mierze wykorzystuje ciepło, które silnik i tak wytwarza podczas pracy.

To ciepło w przeciwnym razie zostałoby oddane do otoczenia.

W elektryku sytuacja wygląda inaczej.

Silnik elektryczny i elektronika są znacznie bardziej sprawne.

Produkują mniej ciepła odpadowego.

Dlatego zimą trzeba energię na ogrzewanie kabiny wytworzyć w inny sposób.

Najprostsze rozwiązanie to grzałka elektryczna.

Grzałka jest prosta, ale energochłonna

Jej zasada działania jest banalna.

Pobiera energię elektryczną z baterii i zamienia ją na ciepło.

Jeśli potrzebujemy około 4 kW ciepła, grzałka pobierze mniej więcej 4 kW energii elektrycznej.

To bardzo skuteczne technicznie, ale z punktu widzenia zasięgu ma dużą wadę.

Energia, która mogłaby napędzać samochód, trafia do ogrzewania kabiny.

Przy krótkiej zimowej trasie może to być naprawdę zauważalne.

Pompa ciepła działa inaczej

Nie produkuje całego ciepła od zera.

Przenosi je z jednego miejsca do drugiego.

Może pobierać energię cieplną z:

powietrza zewnętrznego,

układu napędowego,

baterii,

elektroniki mocy,

innych elementów samochodu.

Dzięki temu do uzyskania kilku kilowatów ciepła nie musi pobierać kilku kilowatów z baterii.

I właśnie tutaj pojawia się oszczędność.

Teoretycznie różnica może być bardzo duża

Pompa ciepła może mieć współczynnik efektywności większy niż 1.

W praktyce oznacza to, że pobierając 1 kW energii elektrycznej, może dostarczyć na przykład 2 albo 3 kW ciepła.

To brzmi świetnie.

I w odpowiednich warunkach rzeczywiście działa.

Problem w tym, że nie zawsze.

Największa przewaga pojawia się przy umiarkowanym chłodzie

Pompa ciepła najlepiej czuje się wtedy, gdy jest zimno, ale nie ekstremalnie.

Przy temperaturach około kilku stopni powyżej zera albo lekkim mrozie potrafi znacząco ograniczyć zużycie energii na ogrzewanie.

Właśnie w takich warunkach różnica względem klasycznej grzałki może być najbardziej odczuwalna.

Dla kierowcy oznacza to:

mniejsze zużycie,

lepszy zimowy zasięg,

wolniejszy spadek poziomu baterii.

A co przy dużym mrozie?

Tutaj sytuacja robi się bardziej skomplikowana.

Im niższa temperatura zewnętrzna, tym trudniej pompie ciepła pobierać energię z otoczenia.

Spada jej efektywność.

W bardzo niskich temperaturach samochód może dodatkowo korzystać z grzałki oporowej.

Czyli rozwiązanie, które miało oszczędzać energię, nie zawsze jest w stanie zrobić wszystko samodzielnie.

To ważne, bo część kierowców zakłada, że pompa ciepła rozwiązuje cały problem zimowego zasięgu.

Nie rozwiązuje.

Nie każda pompa ciepła jest taka sama

To jeden z najważniejszych punktów.

Samo stwierdzenie:

„auto ma pompę ciepła”

nie mówi jeszcze wszystkiego.

Liczy się sposób zaprojektowania całego układu termicznego.

Najlepsze systemy potrafią odzyskiwać ciepło z:

silników,

falowników,

ładowarki,

baterii.

Mogą przenosić energię pomiędzy różnymi obiegami zależnie od sytuacji.

To znacznie bardziej zaawansowane rozwiązanie niż zwykłe ogrzewanie kabiny.

Nowoczesne EV zarządzają temperaturą całego samochodu

I właśnie dlatego pompa ciepła jest ciekawsza, niż może się wydawać.

Nie chodzi tylko o to, żeby kierowcy było ciepło.

Samochód musi kontrolować temperaturę:

kabiny,

baterii,

silnika,

elektroniki.

Bateria działa najlepiej w określonym zakresie temperatur.

Jeśli jest zbyt zimna:

spada dostępna moc,

maleje rekuperacja,

ładowanie może być wolniejsze.

Dlatego dobry system termiczny potrafi jednocześnie dbać o komfort pasażerów i przygotowanie baterii.

Czasem większa oszczędność nie wynika z samej pompy

To bardzo ważne.

Jeżeli jeden model ma świetnie zaprojektowany cały układ termiczny, a drugi ma tylko prostą pompę ciepła do kabiny, różnica w zużyciu może być większa niż wynikałoby z samego obecności tego elementu.

Dlatego nie można porównywać aut wyłącznie na zasadzie:

ma pompę ciepła – nie ma pompy ciepła.

Trzeba patrzeć na cały system.

Na krótkich trasach różnica może być ogromna

Wyobraźmy sobie zimowy poranek.

Samochód stoi na mrozie.

Kabina ma kilka stopni poniżej zera.

Wsiadamy i jedziemy pięć kilometrów.

Pierwsze minuty są najbardziej energochłonne.

Auto musi szybko:

ogrzać kabinę,

podgrzać szybę,

czasem przygotować baterię.

Na bardzo krótkiej trasie energia zużyta na ogrzewanie może stanowić dużą część całkowitego zużycia.

W takich warunkach dobry system z pompą ciepła ma szczególnie dużo sensu.

Na długiej trasie procentowa różnica może być mniejsza

Gdy jedziemy 300 km autostradą, większość energii trafia do napędzania auta i pokonywania oporu powietrza.

Ogrzewanie nadal zużywa energię, ale jego udział w całości jest mniejszy.

Dlatego procentowy zysk wynikający z pompy ciepła może być mniej spektakularny.

Nie oznacza to jednak, że jest bez znaczenia.

Przy samochodzie elektrycznym każde kilka dodatkowych procent zasięgu zimą może mieć znaczenie.

Prędkość jazdy też zmienia proporcje

Przy 120-140 km/h samochód zużywa dużo energii na pokonanie oporu powietrza.

Wtedy ogrzewanie jest tylko częścią całkowitego bilansu.

W mieście albo podczas spokojnej jazdy zużycie napędu jest niższe.

Wtedy energia przeznaczona na ogrzewanie stanowi większy procent całkowitego zużycia.

Dlatego pompa ciepła może być najbardziej zauważalna właśnie przy spokojnych zimowych trasach.

Podgrzewane fotele są czasem bardziej efektywne niż ogrzewanie całej kabiny

To ciekawy przykład.

Jeżeli kierowcy jest zimno, można ogrzać całe wnętrze do 23 stopni.

Można też ustawić niższą temperaturę i włączyć:

podgrzewanie fotela,

podgrzewanie kierownicy.

Zużycie energii może być wtedy niższe.

Dlatego sposób korzystania z auta potrafi mieć równie duże znaczenie jak sama obecność pompy ciepła.

Największym sprzymierzeńcem jest preconditioning

Jeżeli samochód jest podłączony do ładowarki, warto ogrzać kabinę jeszcze przed wyjazdem.

Wtedy energia może pochodzić z sieci, a nie z baterii.

Jednocześnie auto może przygotować temperaturę akumulatora.

Efekt?

Ruszamy:

z ciepłą kabiną,

cieplejszą baterią,

mniejszym chwilowym zużyciem energii.

W takiej sytuacji pompa ciepła staje się jeszcze bardziej efektywna.

Czy pompa ciepła zawsze wydłuża zasięg?

W większości zimowych warunków — tak.

Ale skala różnicy może być bardzo różna.

Nie ma jednej liczby, która pasuje do każdego samochodu.

W zależności od:

temperatury,

trasy,

prędkości,

konstrukcji systemu,

sposobu używania ogrzewania,

różnica może wynosić od kilku do nawet kilkunastu procent zużycia energii.

W konkretnych warunkach może być większa.

W innych prawie niezauważalna.

Dlatego marketingowe wartości trzeba traktować ostrożnie

Producent może powiedzieć:

„pompa ciepła poprawia zasięg zimą o 10 procent”.

To może być prawda.

Ale pytanie brzmi:

przy jakiej temperaturze?

na jakiej trasie?

przy jakiej temperaturze kabiny?

przy jakiej prędkości?

Sam procent bez warunków testu mówi niewiele.

Czy warto dopłacać?

Jeżeli kupujemy nowe auto elektryczne i mamy wybór, w polskich warunkach klimatycznych pompa ciepła zazwyczaj ma sens.

Szczególnie gdy:

jeździmy dużo zimą,

pokonujemy krótkie trasy,

auto stoi na zewnątrz,

często korzystamy z ogrzewania,

zależy nam na maksymalnym zasięgu.

Jeśli samochód będzie jeździł głównie w ciepłym klimacie, korzyść będzie mniejsza.

A przy zakupie używanego elektryka?

Tutaj również warto zwrócić uwagę na pompę ciepła.

Ale nie powinien to być jedyny parametr.

Znacznie ważniejsze mogą być:

stan baterii,

realny zasięg,

historia serwisowa,

sprawność układu ładowania,

stan zawieszenia.

Pompa ciepła jest dużym plusem.

Nie powinna jednak przesłaniać stanu całego samochodu.

Czy pompa ciepła może się zepsuć?

Tak.

I jest to kolejny element układu.

Dochodzi:

sprężarka,

zawory,

czujniki,

wymienniki ciepła,

instalacja chłodnicza.

Układy te są coraz bardziej skomplikowane.

Z drugiej strony podobne elementy od lat występują w klimatyzacji samochodowej.

Nie jest to więc technologia całkowicie egzotyczna.

Naprawa po latach może być droższa niż zwykłej grzałki

Prosta grzałka elektryczna ma ogromną zaletę.

Jest prosta.

Pompa ciepła jest bardziej efektywna, ale także bardziej skomplikowana.

W nowym samochodzie oszczędzamy energię.

Po wielu latach może jednak pojawić się dodatkowy koszt serwisowy.

To kompromis podobny do wielu innych nowoczesnych rozwiązań.

Czy bez pompy ciepła elektryk jest zły?

Nie.

To bardzo ważne.

Samochód bez pompy ciepła nadal może być świetnym autem elektrycznym.

Po prostu zimą będzie zwykle zużywał więcej energii na ogrzewanie.

Jeżeli ma dużą baterię i kierowca ładuje auto codziennie w domu, może nigdy nie być to realnym problemem.

Najważniejszy wniosek?

Pompa ciepła w elektryku rzeczywiście oszczędza energię.

To nie jest tylko marketing.

Największe korzyści daje przy niskich, ale nie ekstremalnych temperaturach oraz podczas krótszych tras, gdy ogrzewanie stanowi dużą część całkowitego zużycia.

Nie oznacza jednak, że nagle zwiększy zimowy zasięg o kilkadziesiąt procent w każdych warunkach.

Przy bardzo dużym mrozie jej efektywność spada.

Przy szybkiej jeździe autostradowej wpływ ogrzewania na całkowite zużycie jest mniejszy.

Dlatego najlepiej traktować pompę ciepła jako jeden z elementów dobrze zaprojektowanego układu termicznego.

Nie cudowny sposób na zimowy zasięg.

Ale zdecydowanie technologię, która w samochodzie elektrycznym ma realny sens.