Themen:
- Einführung der Standheizung
- Betrieb der Standheizung
- Kühlsystem der Standheizung
- Aktivierung der Standheizung
- Elektrische Zusatzheizung
Einführung der Standheizung:
Personen- und Nutzfahrzeuge können mit einer Standheizung oder einer elektrischen Zusatzheizung ausgestattet sein. Besonders in Ländern mit lang anhaltenden Tiefsttemperaturen wie Skandinavien ist eine Zusatzheizung weit verbreitet. In den Niederlanden sehen wir die Standheizung hauptsächlich in exklusiven Pkw.
Die Standheizung ist an das Kraftstoffsystem angeschlossen und kann bei ausgeschaltetem Motor betrieben werden. Es wird häufig vor dem Kaltstart des Motors aktiviert. Die Vorteile der Nutzung der Standheizung sind:
- Beim Einsteigen herrscht im Innenraum eine höhere Temperatur. Das sorgt nicht nur für mehr Komfort, auch die Eisbildung an den Fenstern wird geschmolzen;
- Das Motorkühlsystem ist vorgewärmt, was einen besseren Kaltstart ermöglicht. Der Motor erreicht früher seine Betriebstemperatur. Dies kommt nicht nur der Lebensdauer zugute (geringerer Verschleiß), es werden auch weniger schädliche Abgase ausgestoßen als bei einem Fahrzeug ohne diese Vorwärmung.
Eine Standheizung kann sich beim Kaltstart und bei niedriger Außenlufttemperatur automatisch einschalten. Beim Kaltstart kann die Standheizung einen Dieselmotor in 5 Minuten warmlaufen lassen. Bei Erreichen der Betriebstemperatur schaltet sich die Standheizung automatisch ab.
Die Standheizung ist sowohl an das Kraftstoff- als auch an das Kühlsystem angeschlossen. Der Kraftstoff wird in der Standheizung gezündet und erwärmt das Kühlmittel im angrenzenden Kühlmittelkanal.
Die Standheizung kann uns an verschiedenen Stellen im und um das Auto herum begegnen:
- Im Motorraum: Die Standheizung kann hinter der vorderen Stoßstange oder in einem Radkasten montiert werden;
- Unter dem Auto: Die Standheizung wird häufig unter dem Auto montiert. Die Bodenbeschichtung schützt ihn vor Schmutz.
Das folgende Bild zeigt den Einbauort eines Volkswagen Transporters (T5).
Betrieb der Standheizung:
Die Brennstoffpumpe versorgt die Standheizung mit Brennstoff. Über die Kraftstoffzufuhr gelangt der Kraftstoff in eine sogenannte Brennkammer (Nummer 10 im Bild unten). Bei dieser Brennkammer bläst der Ventilator (1) Luft vom Ansaugkanal (11) durch das Metallvlies in die Brennkammer und wird mit dem zugeführten Brennstoff in Kontakt gebracht. Durch die Erwärmung der Glühkerze (14) verdampft der Kraftstoff in dieser Metallmembran. Der Kraftstoff entzündet sich in der Brennkammer. Sobald der Fototransistor im Flammenwächter eine stabile Flamme im Glührohr misst, meldet er dies an das Steuergerät (12), das die Glühkerze sofort abschaltet, um eine Überhitzung zu verhindern. Die Verbrennungsabgase verlassen die Standheizung über den Auspuff (10). Das Ende des Auspuffrohrs kann auf Höhe des Motorraums oder unter dem Fahrgastraum enden.
Legende:
- Lüfter;
- Kühlmitteleinlass;
- Kühlmittelauslass;
- Temperatursensor;
- Überhitzungssensor;
- Wasserkanal;
- Wärmetauscher;
- Brenner mit Brennkammer und Flammrohr;
- Abgas der Verbrennungsgase;
- Kraftstoffversorgung;
- Verbrennungslufteinlass;
- Kontrollgerät;
- Metallvlies;
- Glühkerze mit Flammenüberwachung.
Bildquelle: Volkswagen AG.
Das über den Einlasskanal (2) zugeführte Kühlmittel strömt durch die Wasserkanäle (6) entlang der Brennkammer. Dadurch entsteht ein Wärmetauschereffekt. Das erwärmte Kühlmittel verlässt die Standheizung über den Auslass (3) und strömt zum Heizkörper Ofenhaus unter dem Armaturenbrett.
Kühlsystem der Standheizung:
Das bestehende Kühlsystem des Fahrzeugs wurde um zusätzliche Leitungen und Komponenten für die Standheizung erweitert. Hier finden wir unter anderem eine elektrische Kühlmittelpumpe, die bei ausgeschaltetem Motor Kühlmittel zur Standheizung transportiert. Wir sehen auch, dass die Kühlmittelleitung von der Standheizung direkt zum Heizkörper führt: Dieser erwärmt sich zuerst. Das Gebläse cq. Der Innenraumlüfter wird aktiviert, um (kalte) Innenraumluft durch den beheizten Heizkörper in den Innenraum zu blasen.
Die Kühlmittelleitung führt vom Heizkörper zum Verbrennungsmotor. Zusätzlich zum Kühlsystem im Motor erwärmt sich auch der Ölkühler. Beim Starten des Motors wird das Motoröl durch den Ölkühler schneller erwärmt.
Standheizung aktivieren:
Die Standheizung kann oft manuell mit einer Fernbedienung aktiviert werden. Moderne Systeme bieten zudem die Möglichkeit, die Aktivierung der Standheizung zu programmieren. Über den Bordcomputer lassen sich die Einschaltzeiten so einstellen, dass das Auto am nächsten Morgen startklar ist.
Elektrische Zusatzheizung:
Manchmal ist der Verbrennungsmotor bei kalten Außenlufttemperaturen nicht ausreichend in der Lage, ausreichend Wärme aus dem Kühlsystem zu speichern. Bei geringer Motorlast sinkt die Kühlmitteltemperatur, wodurch der Heizkörper und die ihn durchströmende Luft für die Heizung zu kalt bleiben. Eine elektrische Zusatzheizung bietet die Lösung.
Als Beispiel nehmen wir die elektrische Zusatzheizung eines Smart ForTwo 450.
Die elektrische Zusatzheizung wird eingeschaltet, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:
- Außenluft unter 8 Grad Celsius;
- Kühlmitteltemperatur unter 85 Grad Celsius;
- Temperaturwählhebel in der maximal warmen Position;
- Gebläse eingeschaltet;
- Verbrennungsmotor eingeschaltet.
Die Zusatzheizung besteht aus vier Heizelementen in einem Gehäuse (R17), die von einem Steuergerät (A15e) gesteuert werden. Sobald Strom durch einen Widerstand fließt, erwärmt sich dieser. Die Widerstände befinden sich in einem Luftschacht des Ofenhauses: Der Glühwiderstand erwärmt die vorbeiströmende Luft. Der Strom durch die Widerstände steigt je nach Temperatur auf 25 bis 50 Ampere. Der Einschaltstrom ist hoch, bei beheizten Widerständen nimmt der Strom jedoch ab. Schließlich wird weniger Energie benötigt, um die Widerstände warm zu halten, als sie aufzuheizen.
Die maximale Leistung beträgt ca. 900 Watt bei 14 Volt.
Die beiden Bilder unten zeigen das elektrische Heizelement.
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