Kiedyś pasażerowie marzli, ale „ogrzała” ich Margaret Wilcox, która w 1893 roku skierowała ciepło z silnika do kabiny. Dziś, w dobie elektryków, problem powrócił. Z pomocą ponownie przyszły rozwiązania z XIX-wieku. Oto historia ogrzewania samochodowego.

  • Od XIX-wiecznych wagonów do współczesnych aut: jak marnowane ciepło silnika zrewolucjonizowało komfort podróży.
  • Elektryczne samochody postawiły przed inżynierami nowe wyzwanie: jak efektywnie ogrzać kabinę bez silnika spalinowego.
  • Pompa ciepła, czyli rozwiązanie o korzeniach sięgających 1852 roku, dziś odzyskuje energię i poprawia zasięg aut elektrycznych.

Fakt, że kabina pojazdu jest ogrzewana, dziś uznaje się za absolutny pewnik. Ale nie zawsze tak było.

Zaprzęgi konne nie miały silnika, z którego można byłoby przekazywać ciepło. Pierwsze pociągi również nie ogrzewały wagonów, ale za to miały potencjał – były zasilane silnikami generującymi nadmiar ciepła, z którym można było „coś zrobić”. Pytanie jednak, co? Odpowiedź znalazła amerykańska wynalazczyni Margaret Wilcox.

Benz Patent-Motorwagen, 1886Benz Patent-Motorwagen, 1886
Słynna podróż Berthy Benz odbyła się w 1888 roku. Pięć lat później powstał patent na ogrzewanie kabiny za pomocą silnika.

Wilcox dokonała przełomu, który na zawsze zmienił komfort podróżowania. Choć jej nazwisko rzadko pojawia się obok takich gigantów jak Ford czy Benz, to właśnie jej genialny w swej prostocie pomysł sprawił, że zima przestała być barierą.

Historia ogrzewania samochodowego: początki

Amerykanka wpadła na pomysł, aby wykorzystać energię, która i tak jest marnowana. Zauważyła, że silniki maszyn generują ogromne pokłady ciepła, bezużytecznie ulatujące w atmosferę, podczas gdy pasażerowie w wagonach drżą z zimna.

Wilcox zaprojektowała system rur, który przechwytywał gorące powietrze znad silnika i kierował je prosto do wnętrza kabiny. Rozwiązanie to było rewolucyjne – nie wymagało dodatkowego paliwa ani skomplikowanych piecyków, stwarzających wcześniej zagrożenie pożarowe.

Dzięki niej podróżni mogli po raz pierwszy zdjąć rękawiczki i cieszyć się widokiem za oknem. Ciepły strumień powietrza skutecznie zapobiegał osadzaniu się pary i szronu na szybach.

Patent Margaret Wilcox z 1893 roku.

Choć pierwotny projekt dedykowano pociągom, jego potencjał szybko dostrzegł rodzący się przemysł motoryzacyjny. To właśnie na fundamencie patentu Wilcox, dziesięciolecia później, inżynierowie wprowadzili ogrzewanie do masowej produkcji.

Za pierwszy samochód z opcjonalnym systemem ogrzewania wnętrza opartym na cieczy chłodzącej uznaje się Forda Model A z 1929 roku.

Nowe wyzwanie: elektryki bez ciepła

Warto zauważyć, że choć problem ogrzewania kabiny rozwiązano na długo przed popularyzacją automobilu, to częściowo powrócił w XXI wieku. Dotyczy to samochodów z napędem elektrycznym.

Ich napęd zasadniczo nie generuje nadmiaru energii cieplnej, którą można by stabilnie przekierować do ogrzewania. W aucie elektrycznym, aby wygenerować ciepło w kabinie, potrzebna jest dodatkowa porcja energii podnosząca zużycie prądu.

Tesla Model Y
Tesla rozpoczęła montowanie pomp ciepła dopiero w 2020 roku.

Jak poradzili sobie z tym problemem inżynierowie? Początkowo stawiano na elektryczne grzałki. Klasyczne ogrzewanie pobiera od 1 do nawet 4 kWh, zależnie od temperatury początkowej.

Szybko okazało się, że pobór energii konieczny do ogrzania wnętrza pojazdu jest za wysoki, aby pozostać przy tej metodzie.

Znowu rozwiązanie z XIX wieku: pompa ciepła

Z pomocą przyszło inne rozwiązanie, którego historia również datowana jest na wiek XIX – pompa ciepła. Choć dziś postrzega się ją jako symbol nowoczesnej transformacji energetycznej, jej korzenie sięgają czasów dorożek.

Wszystko zaczęło się od Lorda Kelvina, który w 1852 roku postawił tezę: urządzenia chłodnicze mogą nie tylko mrozić, ale i ogrzewać.

Jak działa? Mówimy tu o zestawie urządzeń, których zadaniem jest przepompowanie ciepła z jednego miejsca w drugie, dzięki rozprężaniu i sprężaniu czynnika chłodzącego. W efekcie pompa ciepła może dogrzewać kabinę podczas niskich temperatur.

Nissan jako pierwszy zastosował pompę ciepła w samochodzie elektrycznym w modelu Leaf.

W kabinie szybciej robi się ciepło, a auto zużywa na ogrzewanie mniej energii. Wykorzystanie pompy ciepła „kosztuje” ok. 0,3–0,8 kWh na 100 km, a średnie oszczędności sięgają około 2 kWh na 100 km.

Pierwszym seryjnie produkowanym samochodem wyposażonym w pompę ciepła był Nissan Leaf. Technologia ta zadebiutowała w tym modelu w 2012 roku jako element pakietu zwiększającego efektywność energetyczną zimą.

Krzysztof Kaźmierczak
Udostepnij:

Otomoto.pl News to najnowsze informacje i aktualności motoryzacyjne oraz baza wiedzy na temat modeli, marek i danych technicznych. Chcesz być na bieżąco? Obserwuj nas w Google News.

Obserwuj nas na Google News

Czytaj również