Der Anteil verbrauchsoptimierter Verbrennungsmotoren, insbesondere Diesel, ist in Europa in den letzten Jahren rasant gestiegen. Die Wärmeabgabe dieser Motoren ist inzwischen so niedrig, dass für eine rasche und komfortable Aufheizung der Fahrzeugkabine Zuheizsysteme eingesetzt werden müssen. Beim Einsatz von Kohlendioxid (R744) als Kältemittel einer Klimaanlage, ist auch ein Betrieb der Klimaanlage als Zuheizsystem denkbar. In diesem Beitrag werden die konventionellen Zuheizsysteme PTC-Zuheizer und Brennstoffzuheizer mit drei R744-Zuheizsystemen mittels Simulation bezüglich Aufheizverhalten, Kraftstoffverbrauch und Kosten bewertet. Die R744-Zuheizsysteme sind Luft-Luft Wärmepumpe, Kühlmittel-Luft-Wärmepumpe und Dreiecksprozess. Mit den Simulationsmodellen wurden Berechnungen einer bedarfsorientierten Aufheizung für verschiedene Umgebungstemperaturen auf Basis eines 1,9-l-TDI Motors durchgeführt. Als Simulationsinstrument wurde die bei der Firma BEHR in Stuttgart entwickelte Software BISS (Behr Integrierte System Simulation) verwendet. Die Leistungen der Wärmepumpen sind in allen Temperaturbereichen deutlich höher als die Leistungen konventioneller Zuheizsysteme. Der auf die Leistung bezogene Kraftstoffmehrverbrauch ist um 15 % niedriger als der Kraftstoffmehrverbrauch konventioneller Zuheizsysteme. In einer Bewertung der verschiedenen Zuheizsysteme zeigt der PTC-Zuheizer das vorteilhafteste Kosten/Nutzen-Verhältnis. Aus heutiger Sicht stellen die PTC-Zuheizer mit 1,6 kW nomineller Leistung die beste Lösung dar. Die Zuheizsysteme auf Basis eines R744-Klimakreislaufs geben heute, da sich diese Technologien noch nicht in Serienfertigung befinden ein unscharfes Bild. Trotzdem werden die Kosten über denen eines PTC-Elements liegen. Wärmepumpen sind gute Lösungen wenn der Komfortanspruch gegenüber den Kosten im Vordergrund steht. Auch im Komfort haben die Wärmepumpensysteme noch Potentiale gegenüber den in dieser Veröffentlichung untersuchten Systemen.
Vergleich konventioneller Zuheizsysteme mit R744-Zuheizsystemen in Automobilen mit geringem Kraftstoffverbrauch auf Basis eines 1,9 l TDI motors
2003
18 Seiten, 14 Bilder, 1 Tabelle, 2 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
CO2 , elektrische Heizung , Fahrzeugbeheizung , Fahrzeugkühlung , Fahrzeugzubehör , Kältemittel , Klimagerät , Kosten-Nutzen-Analyse , Kostenvergleich , Kraftstoffverbrauch , Pkw (Personenkraftwagen) , PTC-Widerstand , Simulation , Systemvergleich , Tagungsbericht , Wärmepumpe , Widerstandserwärmung , Zusatzbeheizung , Fahrzeugklimaanlage
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