Man mano che la tecnologia automobilistica si evolve, i sistemi di riscaldamento nei veicoli sono diventati un punto di discussione fondamentale, specialmente con l'ascesa di veicoli elettrici (EV). Mentre le auto elettriche e tradizionali basate sul motore mirano a mantenere caldi gli occupanti, i loro meccanismi di riscaldamento differiscono fondamentalmente in efficienza, fonte di energia e impatto ambientale.
1. Fonte di energia e principio di lavoro
Motore guidato dal motore Riscaldatori di auto (Veicoli a motore a combustione interna):
Nei veicoli a benzina o diesel, il riscaldamento della cabina si basa sul calore dei rifiuti generato dal motore. Quando il motore funziona, produce un'energia termica significativa, che viene assorbita dal refrigerante che circola attraverso il blocco motore. Una parte di questo refrigerante riscaldato viene deviata nel nucleo del riscaldatore del veicolo, un piccolo componente simile a un radiatore. Una ventola quindi fa esplodere l'aria sopra il nucleo del riscaldatore caldo, trasferendo il calore nella cabina.
Questo sistema è altamente efficiente una volta che il motore raggiunge la temperatura di funzionamento perché si riaccende l'energia che altrimenti verrebbe sprecata. Tuttavia, nei climi freddi, i conducenti possono sperimentare il riscaldamento ritardato durante la fase di riscaldamento del motore (in genere 3-5 minuti).
Riscaldatori elettrici (EV e ibridi):
I veicoli elettrici mancano di un motore a combustione interna, quindi non possono fare affidamento sul calore dei rifiuti. Invece, usano uno dei due metodi di riscaldamento primari:
Raccolte di coefficiente di temperatura positiva (PTC): questi riscaldatori resistivi convertono l'energia elettrica direttamente in calore. Forniscono calore quasi istantaneo ma consumano una notevole potenza della batteria, riducendo la gamma di guida fino al 30% di freddo estremo.
Pompe di calore: EV avanzati come Tesla Model Y e Hyundai Ioniq 5 impiegano pompe di calore, che funzionano trasferendo il calore ambientale dall'esterno del veicolo nella cabina. Le pompe di calore sono 2-3 volte più efficienti dal punto di vista energetico rispetto ai riscaldatori PTC ma richiedono sistemi di refrigerante complessi.
2. Efficienza e impatto della gamma
Sistemi guidati dal motore:
Per i veicoli tradizionali, il riscaldamento ha un impatto minimo sul risparmio di carburante poiché utilizza il calore dei rifiuti. Tuttavia, al minimo per mantenere il calore della cabina nel freddo aumenta il consumo di carburante e le emissioni.
Sistemi elettrici:
I riscaldatori elettrici, in particolare le unità PTC, pongono una domanda elevata sulla batteria. A -10 ° C (14 ° F), l'uso di un riscaldatore PTC può ridurre la gamma di EV di 100 km o più. Le pompe di calore mitigano questo problema tagliando l'uso di energia del 50-70%, ma la loro efficacia diminuisce a temperature estremamente basse (inferiore a -15 ° C/5 ° F).
3. Considerazioni ambientali
Riscaldatori guidati dal motore: sebbene efficienti nel riproprimento di calore, questi sistemi dipendono dai combustibili fossili, contribuendo alle emissioni di co₂.
Riscaldatori elettrici: i veicoli elettrici alimentati dall'energia rinnovabile offrono una soluzione più pulita. Tuttavia, nelle regioni in cui le reti elettriche si affidano a carbone o gas, i benefici ambientali diminuiscono. Le pompe di calore migliorano ulteriormente la sostenibilità riducendo il consumo complessivo di energia.
4. Esperienza utente
Velocità di riscaldamento: riscaldatori PTC elettrici riscaldano la cabina più velocemente dei sistemi guidati dal motore, che richiedono il tempo di riscaldamento del motore.
Coerenza: i sistemi basati sul motore mantengono un'uscita di calore stabile purché il motore funziona, mentre i veicoli elettrici possono ridurre l'intensità di riscaldamento per preservare la durata della batteria.
Rumore: i riscaldatori guidati dal motore funzionano silenziosamente una volta che il motore è caldo, mentre le pompe di calore in EV possono produrre un ronzio debole.
5. Costo e manutenzione
Sistemi guidati dal motore: basso costo iniziale ma legati alla manutenzione del motore (ad es. Perdite del liquido di raffreddamento, guasti del termostato).
Sistemi elettrici: i riscaldatori PTC sono semplici e affidabili ma affamati di energia. Le pompe di calore hanno costi iniziali più elevati ma riducono le spese energetiche a lungo termine.
Il futuro del riscaldamento delle auto
Man mano che le case automobilistiche danno la priorità all'efficienza, le pompe di calore stanno diventando standard nei veicoli elettrici. Nel frattempo, innovazioni come il recupero del calore dei rifiuti dalle batterie e il controllo del clima zoneto mirano a ridurre al minimo la perdita di energia. Per i motori a combustione interna, le norme di emissioni più rigorose possono eliminare gradualmente il minimo prolungato, spingendo i driver verso riscaldatori elettrici ausiliari o soluzioni ibride.