С каждым годом в Москве увеличивается количество автотранспортных средств. Например, в 2015 году в Москве было зарегистрировано 4,03 млн единиц автотранспортных средств (АТС) у физических лиц, а в 2020 году это число увеличилось примерно на 300 тыс. и составило 4,32 млн автомобилей [1]. Это связано с одной стороны, с ростом уровня жизни населения и, как следствием, увеличением покупательской способности, с другой, с расширением общественного городского транспорта. Структура городского автобусного парка по экологическим классам отображена в таблице.
Структура автобусного парка Москвы по экологическим классам [2]
|
Экологический класс |
Автобусы, % |
|
0 |
6 |
|
1 |
1,8 |
|
2 |
8,1 |
|
3 |
28,4 |
|
4 |
45,4 |
|
5 (и выше) |
10,3 |
Автотранспортный комплекс вносит серьезный вклад в загрязнение атмосферы крупных городов, выбрасывая до 90% [3] от общих выбросов загрязняющих веществ, таких как: монооксид углерода (CO), суммарные углеводороды (CH), оксиды азота (NOx) и дисперсные частицы (ДЧ). Их негативное влияние на здоровье человека и на окружающую среду было осознано обществом еще в середине XX века, когда в странах с развитой промышленностью начали появляться первые законодательные акты, которые устанавливали предельные уровни выбросов от автомобилей.
С целью снизить вредное влияния общественного городского транспорта на окружающую среду власти столицы планируют отказаться от автобусов на дизельных двигателях в пользу электрического подвижного состава [4]. Электробусы уже заменили парк троллейбусов Москве, уровень электромагнитного поля которых составлял до 80 мкТл [5].
Впрочем, хотя электробус использует электродвигатель для осуществления перевозок пассажиров, но из-за достаточно холодного климата (зимой температура в Москве может опускаться ниже -20ºС, а среднемесячная остается на отметке -7,5ºС [6]) ресурса аккумуляторных батарей может не хватить на одновременное питание электроники, двигателя и обогрева салона.
Поэтому инженеры многих стран столкнулись с трудностями при организации обогрева салон в холодный период. Особенно эта проблема актуальна в северных и умеренных странах с контрастными температурными перепадами в зимний сезон, таких как Канада, Швеция, Норвегия, Россия.
На сегодняшний день существует несколько конкурирующих технологий, которые позволили бы сохранять комфортную температуру в салоне автотранспорта как для водителя, так и для пассажиров.
Целесообразность выбора подходящей технологии для обогрева салона может быть оценена с помощью комплекса следующих показателей:
- затраты топлива или энергии;
- количество выбрасываемых загрязняющих веществ;
- надежность системы и простота ее монтажа;
- стоимость переоборудования автопарка;
- безопасность для пассажиров;
- стоимость утилизации вышедших из строя компонентов системы.
Наиболее распространённым и практичным решением является использование автономных дизельных подогревателей. Они просты в монтаже и весьма надежны, однако способны оказывать негативное влияние на окружающую среду и здоровье людей, выбрасывая при работе вредные вещества. Именно такая система реализована в электробусах, эксплуатирующихся в Москве.
Следующим способом устройства системы отопления является установка инфракрасных обогревателей в салон. В отличие от традиционных методов, при использовании данной технологии нагревается не воздух в салоне, а непосредственно поверхность или объекты, что может стать причиной повышенного дискомфорта для пассажиров. Кроме того, необходимо проведение исследований влияния такого способа отопления на здоровье людей.
Наиболее оптимальным вариантом будет применение системы электроотопления автобусов, работающей за счет энергии электродвигателя. В этом случае удастся избежать негативного воздействия на окружающую среду, свойственного дизельным подогревателям, и создать комфортные для пассажиров условия в салоне. Однако при этом необходимо учитывать влияние подобной системы отопления на ресурс батареи и сокращение запаса хода и постараться достичь баланса данных характеристик.