Kako se razvija automobilska tehnologija, sustavi grijanja u vozilima postali su kritična točka rasprave - posebno s porastom električnih vozila (EVS). Iako se i električni i tradicionalni automobili namijenjeni motorima za održavanje toplih putnika, njihovi mehanizmi grijanja u osnovi se razlikuju u učinkovitosti, izvoru energije i utjecaju na okoliš.
1. Izvor energije i princip rada
Motor grijači automobila (Vozila motora za unutarnje izgaranje):
U benzinskim ili dizelskim vozilima, grijanje kabine oslanja se na otpadnu toplinu koju generira motor. Kad motor radi, on stvara značajnu toplinsku energiju, što apsorbira rashladno sredstvo koje cirkulira kroz blok motora. Dio ove grijane rashladne tekućine preusmjeren je na jezgru grijača vozila, malu komponentu slična radijatoru. Potom ventilator puše zrak preko tople jezgre grijača, prenoseći toplinu u kabinu.
Ovaj je sustav vrlo učinkovit nakon što motor dosegne radnu temperaturu jer mijenja energiju koja bi se inače izgubila. Međutim, u hladnim klimama vozači mogu doživjeti odgođeno grijanje tijekom faze zagrijavanja motora (obično 3–5 minuta).
Električni grijači (EVS i hibridi):
Električnim vozilima nedostaje motor s unutarnjim izgaranjem, tako da se ne mogu osloniti na otpadnu toplinu. Umjesto toga, oni koriste jednu od dvije primarne metode grijanja:
Pozitivni temperaturni koeficijent (PTC) grijači: Ovi otporni grijači pretvaraju električnu energiju izravno u toplinu. Osiguravaju blizu toplinu, ali troše značajnu snagu baterije, smanjujući raspon vožnje do 30% u ekstremnoj hladnoći.
Toplinske pumpe: Napredni EV -ovi poput Tesla Model Y i Hyundai Ioniq 5 koriste toplinske pumpe, koje djeluju prenoseći ambijentalnu toplinu izvan vozila u kabinu. Toplinske pumpe su 2–3 puta energetski učinkovitije od PTC grijača, ali zahtijevaju složene sustave rashladnog sredstva.
2. Učinkovitost i utjecaj raspona
Sustavi vođeni motorom:
Za tradicionalna vozila grijanje ima minimalan utjecaj na ekonomičnost goriva jer koristi otpadnu toplinu. Međutim, u praznom hodu za održavanje topline kabine u hladnom vremenu povećava potrošnju goriva i emisije.
Električni sustavi:
Električni grijači, posebno PTC jedinice, na bateriju stavljaju veliku potražnju. Na -10 ° C (14 ° F), pomoću PTC grijača može smanjiti EV -ov raspon za 100 km ili više. Toplinske pumpe ublažavaju ovo pitanje rezanjem potrošnje energije za 50–70%, ali njihova se učinkovitost smanjuje u izuzetno niskim temperaturama (ispod -15 ° C/5 ° F).
3. Okolišna razmatranja
Grijači na motoru: Iako su učinkoviti u preuređivanju topline, ovi sustavi ovise o fosilnim gorivima, doprinoseći emisiji CO₂.
Električni grijači: EV -ovi pokretani obnovljivim izvorima energije nude čišće rješenje. Međutim, u regijama u kojima se električne mreže oslanjaju na ugljen ili plin, ekološke koristi smanjuju. Toplinske pumpe dodatno poboljšavaju održivost smanjujući ukupnu potrošnju energije.
4. korisničko iskustvo
Brzina grijanja: Električni PTC grijači zagrijavaju kabinu brže od sustava vođenih motorom, koji zahtijevaju vrijeme zagrijavanja motora.
Dosljednost: Sustavi vođeni motorom održavaju stabilnu toplinsku izlaz sve dok motor radi, dok EV-ovi mogu smanjiti intenzitet grijanja kako bi očuvali vijek trajanja baterije.
Buka: grijači na motoru tiho djeluju nakon što je motor toplo, dok toplinske pumpe u EV-u mogu proizvesti slab hum.
5. Trošak i održavanje
Sustavi vođeni motorom: niski troškovi unaprijed, ali vezani za održavanje motora (npr. Propuštanja rashladne tekućine, kvarovi termostata).
Električni sustavi: PTC grijači su jednostavni i pouzdani, ali energetski glasni. Toplinske pumpe imaju veće troškove unaprijed, ali niže dugoročne energetske troškove.
Budućnost grijanja automobila
Kako proizvođači automobila daju prioritet učinkovitosti, toplinske pumpe postaju standardne u EVS -u. U međuvremenu, inovacije poput oporavka otpadne topline iz baterija i zoniranih klimatskih kontrola ciljaju na smanjenje gubitka energije. Za motore s unutarnjim izgaranjem, strože propisi o emisiji mogu ukinuti produženi prazni hod, gurati vozače prema pomoćnim električnim grijačima ili hibridnim otopinama.