Die Klimaanlage im Kfz (1)

Grundlagen zur Klimatisierung

Wärmeeinflüsse auf das Fahrzeug:

• Innenraumaufheizung durch Motor, Getriebe, Abgasanlage und Straße, bei Außentemperatur von 16°C auf 26°C.
• Wärmeaufnahme durch Polster, Teppich, etc.
• Wasserdampf durch Atem ~ 50 gr. / h / ggf. feuchte Kleidung
• Die Wärmestrahlung durch die Scheiben in den Fahrzeuginnenraum können bis zu 80% betragen.
• Sommertags können Spitzentemperatur bis zu 120°C auftreten.
• Bei getönten Scheiben ~60% und bis zu 85°C Spitzentemperatur

3 Daten aus der Geschichte

• 1950 war die Fahrzeugheizung ein Sonderzubehör !
• 1980 Klimaanlagen in der USA  = 80 %
• 1990 Klimaanlagen in der BRD  = 20 %
   

Wärmeverteilung

Rahmenbedingungen

• Die „Heizungsenergie“ wird der Motorwärme entnommen. (ca. 30 - 40% der. Gesamtwärme )
• Die Leistung ca. 15 KW entspricht dem Heizbedarf einer 100 m² Wohnung.
• Die Leistung einer Klimaanlage beträgt ca. 6 – 10 KW.
• Klimaanlage trägt zur aktiven Sicherheit bei.

Praxistest der Fa. Behr im Death Valley Die Kurven zeigen die Herzfrequenz (Puls) während jeweils einstündiger Fahrt mit (grün) und ohne (rot) Klimaanlage. Die Herzfrequenz der Testperson lag dank Klimaanlage im "Normalbereich". Der Durchschnittswert betrug 83,4 Schläge pro Minute. Bei abgeschaltetem Kühlaggregat registrierte der anerkannte Verkehrsmediziner Dr. Markus Schmitt dagegen bei vergleichbaren Bedingungen deutlich erhöhte Pulswerte: Im Durchschnitt schlug das Herz der Testperson dann 95,4 mal; extreme Einzelwerte von bis zu 125 pro Minute dokumentieren den deutlich erhöhten Stresspegel.

Arten von Klimaanlagen

Luftführung

• Frischluftbetrieb

•             Staub- und Pollenfilterung,
•             Abkühlung der Luft am Verdampfer (Trocknung)
•             Kondensation der Luftfeuchtigkeit
•             Erwärmung der abgekühlten Luft

• Umluftbetrieb

•                     Luft aus dem Wageninneren
•                     am Filter gereinigt
•                     zurück in das Wageninnere

Innenraumluftfilter

Eine moderne Fahrzeugbelüftung hat je nach Fahrzeugtyp und Gebläsestufe einen Luftdurchsatz von etwa 5 -12 Liter/Sekunde. Das bedeutet: bei einer einstündigen Autofahrt können bis zu 43.200 Liter Luft durch einen Fahrzeuginnenraum geblasen werden. Bei Einsatz von Innenraumluftfiltern (werden auch als Air-Kat, Mikrofilter, Klimafilter, Pollenfilter, Partikelfilter bezeichnet) wird diese Luft zu nahezu 100% von Feststoffen wie Pollen, Sporen und Rußpartikeln befreit und in den Innenraum geleitet.

Einige Ausführungen sind zusätzlich mit einem Aktivkohlefilter ausgestattet, der 90% der Schadstoffe wie z.B. Stickoxide, Ozone, Bakterien und lästige Gerüche zurückhält. Aktivkohle-Innenraumfilter bewahren Autofahrer auch vor gereizten Schleimhäuten, brennenden Augen, Kopfschmerzen und allergischen Reaktionen. 

Schnupfen und im Extremfall Nasenbluten sind weitere Symptome, die durch Klimaanlagen hervorgerufen werden können. Dies trifft vor allem die Menschen, die sensibel auf Luftveränderungen reagieren. Und auch und gerade bei Trägern von Kontaktlinsen können die Augen schnell gereizt sein. Daher ist ein funktionierender Filter schon alleine aus gesundheitlicher Hinsicht unerlässlich. Bei längeren Autofahrten sind Pausen wichtig, um wieder einmal richtig durchatmen zu können – im wörtlichen Sinne. Empfehlenswert kann auch der Einsatz eines Nasensprays mit Meersalz sein. Das befeuchtet die ausgetrockneten Schleimhäute.

Ein verschmutzter Innenraumluftfilter behindert den Luftdurchsatz, führt somit zu mangelhafter Belüftung und verzögert das Freiblasen von beschlagenen Scheiben. Bei den Wechselintervallen sind die Herstellerangaben zu beachten, wobei eine regelmäßige Sichtkontrolle grundsätzlich zu empfehlen ist. Viele Hersteller schlagen den Austausch bei 15000 km vor. Bosch warnt davor, den Filter mit Pressluft auszublasen oder auszuklopfen. Dies würde die aktive Mikrofaserschicht zerstören. Herkömmliche Filter können grundsätzlich immer gegen Aktivkohlefilter getauscht werden.

Bei manchen Fahrzeugtypen ist der Austausch des Filters durch die technisch optimal durchdachte, aber montageergonomisch unsinnige Einbaulage vergleichsweise aufwendig (z.B. BMW 5er E34, Opel Astra ab Bj.99)
Bei den meisten Fahrzeugen ist der Austausch jedoch in weniger als 10 Minuten zu realisieren (BMW 5er E39, Opel Corsa-B).

Neu zugelassene Fahrzeuge sind nahezu alle serienmäßig mit Innenraumluftfiltern ausgerüstet.  Für ältere Fahrzeuge besteht häufig eine Nachrüstmöglichkeit.

Luftgütesensor

• er misst die Schadstoffkonzentration der Außenluft
• bei zu hoher Konzentration von z.B. Kohlenwasserstoffen wird auf Umluftbetrieb geschaltet
• Rückschaltung auf Frischluftbetrieb erfolgt automatisch

Prinzipbild Kühlung Was ist eigentlich Kühlung? Die Kühlung ist ein Prozess, bei dem Wärme entzogen wird . Wärme ist eine Form von Energie und kann von einem Körper zum anderen übertragen werden, wenn es zwischen den Körpern eine Temperaturdifferenz gibt. Wärme kann nur von einer höheren Temperatur auf einen Körper mit niederer Temperatur übertragen werden. Man könnte auch sagen: „Unter Kühlung versteht man den Transfer der Wärme von dort, wo sie unerwünscht ist, dorthin, wo sie kein Problem darstellt.“

Quellen für alle Klimaanlagenseiten: Bosch Meinburk/Klima Lehrgang, H. Wotschka, Fa. Behr, Internet

• Für den Unterricht empfehle ich die Ausarbeitung von H.-D. Zeuschner: Kfz-Klimaanlagen Selbststudienprogramme (incl. VW Phaeton - SSP)

• wer mit einem Klimamodell im Unterricht arbeiten möchte:

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