Der bei Behr entwickelte Design-to-Cost Ansatz ermöglicht die Realisierung eines leistungsfähigen Wärmespeichers zu akzeptablen Kosten. Erste Untersuchungen auf dem Motorprüfstand weisen auf ein CO2-Einsparpotenzial von > 1% hin. Mittels eines Versuchsfahrzeugs konnte im Rahmen von Straßenmessfahrten eine effiziente Betriebsstrategie zum Be- und Entladen des Enthalpiespeichers erarbeitet werden. Der gemittelte Verbrauchsvorteil zugunsten der Fahrten mit aktiviertem Enthalpiespeicher beträgt dabei ca. 2 %. Der Behr-Enthalpiespeicher steigert den Komfort und senkt gleichzeitig den Kraftstoffverbrauch im Winterbetrieb. Die deutliche Anhebung der Kühlmitteltemperatur ermöglicht die Bereitstellung warmer Luft bereits nach wenigen Sekunden, unmittelbar nach Fahrzeugstart. Der Diskomfort in der Fahrzeugkabine wird dadurch deutlich reduziert. Die eingetragene Wärme entspricht in den ersten 60 Sekunden ungefähr 1 kW, bis 5 Minuten sind es im Mittel noch über 400 W. Der Behr-Enthalpiespeicher könnte eventuell einen zukünftig notwendigen PTC-Zuheizer vermeiden. Die Steigerung der Innenraumtemperatur beträgt zu Beginn bis zu 1,3 K und gleicht sich dann an die Basis an. Ausserdem kann die Kaltstartverriegelung ca. 40 Sekunden früher aufgehoben werden. Durch die schnelle Bereitstellung von warmer Luft ist auch eine problemlose Entfrostung der Windschutzscheibe oder die Vermeidung von Beschlag möglich. Schon nach 30 Sekunden beträgt die Luftaustrittstemperatur aus den Defrostdüsen über 0° C. Damit wird die Sicherheit im täglichen Fahrbetrieb während kalten Jahreszeit erhöht bzw. könnte eine elektrische Frontscheibenheizung über-flüssig werden. Weiteres Potenzial für den Behr-Enthalpiespeicher ergibt sich durch das Anheben der Kühlmitteltemperatur beim Beladungsvorgang, wie zum Beispiel bei geregelter Kühlmitteltemperatur im Teillastbetrieb verfügbar.
Prompted by increasingly stringent directives governing fleet CO2 emissions, today, development activities are focusing more than ever on identifying technical solutions that permit further reductions in fuel consumption. Moreover, growing awareness among vehicle owners means that the measures employed need to be evaluated not only on the basis of emission cycle studies but also in real-world driving operations. At the same time, such fuel-efficient vehicles inevitably have lower amounts of waste heat trapped in the coolant due to the optimized efficiency of the internal combustion engine. Consequently, heating the vehicle cabin in the Gold season is proving to be an increasingly difficult task. Aside from the justified demand for high comfort, safety is also a major factor, for instance when windows ice up or fogging occurs. One possibility of resolving these conflicting aims is to store the residual heat-after the vehicle has been parked-which is trapped in the coolant and in the engine structure rather than releasing it unused into the colder atmosphere. This can help not only to cut the additional fuel consumption during engine warm-up; it can also contribute to enhancing the level of comfort in the vehicle cabin. One technical approach to implementing this concept is the use of thermally insulated storage tanks. Solutions such as these are not new to the market and are still available even today as retrofit kits. However, given the packaging space required and the considerable cost involved, such systems have so far failed to achieve any long-term, commercial success. In this paper we will show examples of product-specific innovations that can help translate such concepts into a marketable product. With the help of measurements recorded both under real-world driving conditions as well as in the emission cycle and-critical to cabin heating-in winter operation, we will discuss the benefits that can be secured in terms of fuel economy, emissions and comfort.
Enthalpiespeicherkonzept zur CO2-Reduzierung
2012
16 Seiten, 11 Bilder, 1 Tabelle, 4 Quellen
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