Standklimaanlagen für

Schwerlastkraftwagen

Noch dieses Jahr bringt Behr in Zusammenarbeit mit einem US-amerika-nischen Nutzfahrzeughersteller eine Standklimaanlage auf den Markt. Ein ähnliches System wird von Behr bereits seit 2003 für den europäischen Markt hergestellt. Die US-Version zeichnet sich durch die Erfüllung spezi-fischer Anforderungen und hohe Leistungsfähigkeit aus. Sie bietet durch die Integration in die Fahrzeugarchitektur einen hohen Komfort. Mit dieser Standklimaanlage will sich Behr auf dem amerikanischen Markt als Anbie-ter von Produkten mit hohem Kundennutzen etablieren.

ENTWICKLUNG

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Klimatisierung

1 Einleitung

Durch die Verwendung einer Standklima-anlage für Schwerlastkraftwagen kann die Klimatisierung der Fahrzeugkabine auch bei ausgeschaltetem Motor gewährleistet werden. Da in Europa fast 100 % der Lkw im Fernverkehr mit Standheizungen ausge-stattet sind, liegt der Schwerpunkt für Standklimaanlagen eindeutig in der Küh-lung des Fahrzeuginnenraums.

Da in den USA in vielen Staaten zuneh-mend verschärfte Umweltschutzgesetze in Kraft treten, zeichnet sich dort eine ähn-liche Situation wie in Europa ab. Aufgrund des dort unterschiedlichen Fahrzeugauf-baus sind jedoch andere Konzepte für Stand-klimaanlagen erforderlich. Fernverkehrska-binen sind mit deutlich größeren Schlafka-binen ausgestattet, deren Klimatisierung ei-ne so hohe Leistung verlangt, dass das instal-lierte System keine überschüssige Energie zur Kältespeicherung liefern kann. Daher werden die Anforderungen mit Hilfe zusätz-licher elektrischer Klimaanlagen in unter-schiedlichen Konfiguration erfüllt. Weiter-hin ist die Integration der Standheizungs-funktion in die Standklimaanlage eine zu-nehmende Forderung zur Vereinfachung der Benutzerschnittstelle und des Einbau-aufwands beim OEM.

Die Fahrer im amerikanischen Fernver-kehr betreiben die Motoren während des Be- und Entladens und an Wiegestationen sowie während ihrer Übernachtungspau-sen im Leerlauf, um die Fahrer- und/oder Schlafkabine zu temperieren, die Motor-temperatur bei Kälte zu erhalten und um die Beladung ihrer Batterie nach Gebrauch von elektrischen Geräten (Radios, Fernse-her, Mikrowellengeräte etc.) sicherzustel-len. Weiterhin wird von den Fahrern ange-geben, dass sie die Fenster aus Sicherheits-gründen geschlossen halten (was den Ein-satz der Klimaanlage erfordert) sowie den Motor durch ununterbrochenen Betrieb zu schützen versuchen [1].

2 Neue Anforderungen

Gemäß den von der Federal Motor Carrier Safety Administration, der amerikanischen Behörde für Güterverkehrssicherheit, erlas-senen Verordnungen zu den Lenkzeiten müssen die Fahrer von Nutzfahrzeugen nach einer Gesamtlenkzeit von elf Stunden oder nach einer Dienstzeit von 14 Stunden generell eine ununterbrochene Ruhezeit von zehn Stunden einhalten. Während die-ser Ruhezeiten werden die großen 300- bis 450-kW-Motoren normalerweise im Leer-

lauf betrieben, um eine Leistung von meist weniger als 8 kW zur Verfügung zu stellen. Dadurch ist der Fahrzeugmotor während eines langen Zeitraums mit geringem Wir-kungsgrad und unverhältnismäßig hohen Emissionen in Betrieb [2, 3].

Die EU-Verordnungen hinsichtlich der Lenk- und Ruhezeiten entsprechen mit ei-ner Tagesruhezeit von elf Stunden bei nor-malen Fahrzeiten, davon mindestens neun Stunden ununterbrochen, weitgehend den Verordnungen in den USA. Ruhezeit bedeu-tet dabei, dass das Fahrzeug stehen muss. Für Fahrzyklen, die vom Standard abwei-chen, gelten Sonderregelungen.

Die amerikanische Umweltschutzbehör-de schätzt den Verbrauch aufgrund des Leer-laufbetriebs von Lkw über Nacht in den USA auf jährlich über 3,6 Milliarden Liter Diesel-kraftstoff, was zu zusätzlichen, vermeid-baren Kosten für Treibstoff in Höhe von et-wa 2,6 Milliarden US-Dollar führt. Dadurch werden große Mengen an Kohlendioxid, Stickoxiden und Rußpartikeln ausgestoßen. Die Abgasemissionen während des Leerlauf-betriebs können die Gesundheit und Ar-beitsleistung des Fahrers und somit die Si-cherheit auf den Straßen beeinträchtigen. Die Lärmentwicklung durch den Leerlaufbe-trieb von Lkw kann zu Schlafstörungen füh-ren, was den Nutzen der verlängerten Ruhe-pausen gemäß der neuen amerikanischen Verordnung zur Arbeitszeit von Lkw-Fahr-ern zunichte machen würde [4].

Schließlich führt der lange Leerlauf-betrieb zu erhöhten Instandhaltungskos-ten durch den vermehrten Verschleiß am Antriebssystem des Fahrzeugs. Häufigere Werkstattwartung und frühere Motoren-instandsetzung sind zu erwarten, da der Leerlaufbetrieb während der Pausen nach Abschätzungen einer zusätzlichen Laufleis-tung von bis zu 32.000 Kilometern entspre-chen kann.

Somit wird der Betrieb von Lkw-Motoren im Leerlauf zunehmend als Problem hin-sichtlich Gesundheit und Umweltschutz sowie Energieverbrauch und Treibstoffkos-ten gesehen.

Es stehen verschiedene technische Alter-nativen bereit, mit denen der Leerlauf von Dieselmotoren vermieden und gleichzeitig die Heizung und Kühlung der Kabine ge-währleistet werden können. Dazu gehören Systeme mit externer Stromzufuhr, Kälte-speichersysteme, Systeme mit Stromaggre-gaten (APU) und Batteriesysteme. Bis auf die Systeme mit externer Stromzufuhr handelt es sich dabei um unabhängige Systeme.

Die in der Tabelle 1 beschriebenen Ge-räte sind generell für den nachträglichen Einbau in einen bereits genutzten Lkw ge-

eignet. Einige davon sind schon als Sonder-ausstattung in neuen Lkw verfügbar, sie werden jedoch meist nachgerüstet [4].

3 Standklimaanlagen von Behr

Behr hat drei verschiedene Typen energie- und kosteneffizienter sowie benutzerfreund-licher Standklimaanlagen entwickelt, die die unterschiedlichen Markterfordernisse erfüllen:– Low-Cost-NIA/C-Standklimaanlage zur

Einhaltung der Richtlinie TMC RP 432 [5] bei minimalen Kosten

– High-Performance-NIA/C-Standklima-anlage für Komfortanforderungen bei extremen Wetterbedingungen zur Ver-wendung in der Nacht und am Tag

– Standklimaanlagen mit Kältespeicher für den europäischen Markt.

Die Low-Cost-NIA/C-Standklimaanlage, Bild 1, sowie die High-Performance-NIA/C-Stand-klimaanlage, Bild 2, von Behr für den US-amerikanischen Markt tragen eine Reihe gemeinsamer Merkmale. So kann die Standklimatisierungsfunktion kann jeder Schlafkabine mit oder ohne zusätzliche Kli-

Die Autoren

Fernando de Campos, B. Sc., MBA,

leitet die Entwicklung

Klimatisierung Nutzfahr-

zeuge Nordamerika bei

Behr America Inc. in Troy,

Michigan (USA).

Dr.-Ing. Lubens Simon leitet die Produkt- und

Prozessentwicklung

Systeme, Klimatisierung

Nutzfahrzeuge bei der

Behr GmbH & Co. KG in

Stuttgart.

Rajesh Veettil, Mech. Eng., ist Entwicklungsingenieur

für die Klimatisierung

Nutzfahrzeuge Nordame-

rika bei Behr America Inc.

in Troy, Michigan (USA).

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mageräte hinzugefügt werden. Durch die Behr-Systeme werden die Funktionen der Standklimaanlagen in das Klimamodul der Schlafkabine integriert.

Das Kühlmittelheizgerät ist vollständig mit Kraftstoff-, Luft- sowie Abgasanschluss in die Standklimaanlage integriert. Die Sys-teme bieten weitere Funktionen, zum Bei-spiel Motorvorwärmung und Abtaufunk-tion, wodurch eine größere Sicherheit und schnellere Einsatzfähigkeit des Fahrzeugs bei kaltem Wetter ermöglicht wird.

Die Standklimaanlage wird von Behr mit Kältemittel R134a und PVE-Öl vormon-tiert und vorbefüllt geliefert. Dadurch ent-fällt das Evakuieren des Systems und das Befüllen mit Kältemittel beim Fahrzeug-hersteller.

Der Fahrer profitiert von einer verrin-gerten Anzahl an Schnittstellen, die sich aus der vollständigen Integration der Anla-ge ergibt. Die Bedienung der Klimatisie-rungs- und der Heizfunktion wird verein-

facht und in das vorhandene Klimabedien-gerät integriert.

Die Systeme können zur Nutzung der vorhandenen Luftkanäle angepasst wer-den. Die Verwendung der vorhandenen In-frastruktur des Lkw für die Bedienung, Re-gelung und Verteilung des Luftstroms er-höht den Komfort für den Bediener und minimiert gleichzeitig die für den Einbau erforderlichen Änderungen. Das kompakte Design der integrierten Standklimaanla-gen spart wertvollen Raum im Fahrzeugin-neren und ermöglicht einen einfachen und effizienten Einbau.

Die Standklimaanlage kann über eine CAN-Bus-Schnittstelle mit den verschie-denen Geräten im Lkw kommunizieren. Beispielsweise kann durch die CAN-Kom-munikation mit dem Hauptklimagerät des Lkw frische Luft in die Kabine geleitet werden, indem die Frischluftklappe bezie-hungsweise das Gebläse je nach Bedarf betrieben werden. Die Systeme können

auch mit externer Stromzufuhr betrieben werden.

Für die Wärmezufuhr bei niedrigen Temperaturen wurde ein kraftstoffbetrie-benes 5-kW-Kühlmittelheizgerät in das System integriert. Durch das Kühlmittel-heizgerät wird bei abgestelltem Motor er-wärmtes Kühlmittel durch das Klimasys-tem der Schlafkabine geleitet. Bild 3 zeigt schematisch den Kühlmittelkreislauf ge-zeigt. Zwei elektronisch gesteuerte Ma-gnetventile (Ventil A und Ventil B) steuern die Zuführung des erwärmten Kühlmit-tels in das Klimasystem der Schlafkabine und/oder zum Motor. Das Kühlmittelheiz-gerät wird mit Dieselkraftstoff und 12-V-Batterien betrieben.

Die Differenzierung der beiden Varian-ten wird im Folgenden beschrieben.

3.1 Low-Cost-NIA/C-StandklimaanlageDie Low-Cost-NIA/C-Standklimaanlage wurde auf Grundlage der Marktanforde-

Tabelle 1: Überblick über StandklimatechnologienTable 1: Overview over NIA/C Technologies

Beschreibung Vorteile Nachteile

Fre

md

ge

spe

iste

Sys

tem

e

Ausstattung von Lkw mit 110 VAC-Infrastruktur zu

Betrieb elektrischer Heiz- und Klimageräte sowie

anderer Elektrogeräte. An Rastplätzen werden Lkw

an die externe Stromversorgung angeschlossen.

– ausreichende Leistung zum Heizen, Kühlen und

weitere Zusatzgeräte

– kein unabhängiges System

– begrenzte Auswahl der Übernachtungs-

möglichkeiten

– separate Klimaanlage für Schlafkabine erforderlich

– elektrisches Heizgerät

– Infrastruktur am Rastplatz erforderlich

– hohe Investition zur Entwicklung der Infrastruktur

Ge

ne

rato

r /

AP

U-S

yste

me

Extern montierter, kleiner Verbrennungsmotor liefert

elektrischen Strom (Generator) zur Verwendung

eingebauter elektrischer Klimaanlagen oder Hilfs-

aggregat (APU) für den Betrieb eines mechanischen

Kompressors. APU-Motoren können mit Diesel

betrieben werden.

– kann bei jedem Stopp für Heizung, Kühlung und

Zusatzgeräte verwendet werden

– ausreichende Leistung für Heizung, Kühlung und

Zusatzgeräte

– äußerst flexible Anwendung

– bequeme Handhabung für den Fahrer

– Dieselverbrauch zirka 0,75 l/h im Vergleich zu 3 l/h

bei Leerlaufbetrieb des Antriebsmotors

– hohe Leistungsdichte

– Beheizung mit Abwärme möglich

– mechanischer Kompressorantrieb möglich

– vollständig unabhängiges System, auch für

elektrische Geräte und Starterbatterien

– hohe Investitionskosten

– Wartungsintervall ist halb so lang wie das

Wartungsintervall der Zugmaschine

– zusätzliche Wartungskosten

– Lärm- und Abgasemissionen

– möglicherweise separate Klimaanlage für die

Schlafkabine erforderlich

Ba

tte

rie

-Sys

tem

e 12 VDC-Klimaanlage, die von einer Batterie zur

Kühlung des Schlafbereichs betrieben wird.

Zum vollständigen Aufladen der Batterien ist eine

Fahrzeit von sechs bis acht Stunden erforderlich.

– ausreichende Kühlkapazität zum Erhalt des

Klimakomforts in der Kabine

– keine Lärm- und Abgasemissionen

– kann als Ersatz für die Klimaanlage m Schlafbereich

verwendet werden.

– geringe Investitionskosten

– hohe Betriebskosten durch häufigen Batteriewechsel

– geringe Energiedichte

– zusätzlicher Platz für Batterien erforderlich

– eingeschränkte Kühlkapazität, kein Abkühlen möglich

– Vorklimatisieren während der Fahrt erforderlich

– geringere Haltbarkeit

– zyklischer Betrieb

Kä

lte

spe

ich

er-

Sys

tem

e Speicherung der Kühlkapazität durch Phasenwechsel

des Speichermediums im Kältespeicher, etwa durch

Verdampfen (gasförmig zu flüssig) oder Einfrieren

(flüssig zu fest).

– kann in OEM-Klimaanlagen integriert werden

– mobile Lösung

– sehr geringe Geräuschentwicklung

– Fahrerkomfort

– geringe Wartungskosten

– hohe Gesamteffizienz

– geringe Kapazität und Leistung bei Umgebungs-

temperaturen über 30 °C

– komplexeres Bedienverhalten gefordert

– keine Heizfunktion

– relativ viel Platz erforderlich

– Leistung von Fahrzeugbetrieb abhängig

– komplexe Montage beim OEM

– zyklischer Betrieb

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ATZ 05I2007 Jahrgang 109398

Klimatisierung

Bild 3: Kühlmittelkreislauf der NIA/C-SystemeFigure 3: Coolant circuit of the NIA/C systems

Bild 2: Aufbau des High-Performance-NIA/C-Systems von BehrFigure 2: Design of the Behr High-Performance NIA/C system

Bild 1: Aufbau des Low-Cost-NIA/C-Systems von Behr Figure 1: Design of the Behr Low-Cost NIA/C system

rungen und der Richtlinie TMC RP 432 mit dem Ziel geringer Produktkosten ent-wickelt. Dieses System eignet sich für Schlafkabinen mit einer Isolierung gegen extreme Außentemperaturen. Dabei wird der Wärmeeintrag von außen durch einen isolierten Vorhang an der Schlafkabine, die Isolierung der Schlafkabinenfenster und durch eine verbesserte Isolierung des Kabinenbodens verringert. Das System soll den thermischen Komfort in dem auf 23 °C vorklimatisierten Schlafbereich über einen Zeitraum von zehn Stunden aufrechterhalten.

Die Low-Cost-Anlage besteht aus einem einzigen Einbaumodul mit einem 12-V-DC-Kompressor mit einer Kälteleistung von 1 kW, der zusammen mit einem Verdamp-fer und einem Kondensator einen Kälte-kreislauf bildet. Der Verdampfer und ein langlebiger bürstenloser Gleichstrom-Ge-bläsemotor sind in eine Zusatzklimaein-heit mit optimierter Linearität integriert. An der Unterseite der Einheit ist ein Kon-densatorlüfter befestigt. Durch eine Mon-tageplatte wird der Luftstrom des Konden-satorlüfters vom restlichen Teil der System-komponenten getrennt. Das Kondensator-Kompressormodul befindet sich unter der Liege; die Kondensatorlüftereinheit ragt durch die Aussparung im Boden in den äu-ßeren Luftstrom hinein. Die Einheit ist mit der Luftführung der Kabine verbunden, um die gekühlte Luft gleichmäßig im Schlafbereich zu verteilen.

Die Steuerung und das Bediengerät sind vollständig in den CAN-Bus des Fahrzeugs integriert und minimieren so die Interak-tion des Fahrers mit dem System. Während der Motor abgestellt ist, wird die Tempera-tur in der Schlafkabine ständig überwacht, und der elektronische Regler passt die Dreh-zahl des Kompressors so an, dass in der Schlafkabine eine angenehme Temperatur aufrechterhalten wird. Bei gemäßigten Au-ßentemperaturen kann der Kompressor, ge-steuert durch den Vereisungsschutz des Ver-dampfers, in einen Taktbetrieb übergehen. Mit diesem System kann auch während der Fahrt eine angenehme Temperatur in der Schlafkabine gewährleistet werden.

Die Bewertung der Systemleistung wur-de im Behr-Windkanal mit einem Schwer-lastkraftwagen durchgeführt. Das System wurde gemäß den Anforderungen der Richt-linie TMC RP 432, Tabelle 2, geprüft. Bei abge-stelltem Motor muss das System eine maxi-male Temperatur der Schlafkabine von 25 °C über zehn Stunden aufrecht erhalten. Am Ende des angegebenen Zeitraums muss noch ausreichend Batteriekapazität vorhan-den sein, um den Motor erneut zu starten.

Bild 4 zeigt die Ergebnisse aus dem Windkanal. Die Ausgangstemperatur des Schlafbereichs lag bei 23 °C. Die Tempera-tur des Schlafbereichs lag während des ge-samten Tests innerhalb der in Richtlinie TMC RP 432 vorgegebenen Grenzen. Die maximale mittlere Temperatur im Schlaf-bereich betrug 24 °C. Die Gebläsedrehzahl wurde während des Tests angepasst, um die Kühlleistung zu optimieren. Dies führ-te zu einer Verbesserung der mittleren Temperatur im Schlafbereich, und die Stromaufnahme sank von 60 A auf 42 A. Als der Test nach zehn Stunden beendet war, lag die Batteriespannung bei zufrie-denstellenden 11,5 V.

Bild 4: Systemleistung des Low-Cost-NIA/C-Systemleistung im Windkanaltest nach TMC RP 432Figure 4: System performance of the Low-Cost NIA/C system in a wind tunnel test in accordance with TMC RP 432

Bild 5: Heizleistung des Low-Cost-NIA/C-Systemleistung im Windkanaltest nach TMC RP 432Figure 5: Heating performance of the Low-Cost NIA/C system in a wind tunnel test in accordance with TMC RP 432

Tabelle 2: Testkriterien entsprechend der Richtlinie TMC RP 432Table 2: Test criteria according to TMC RP 432 rule

– werkseitig eingebaute Vorhänge

sind geschlossen

– Ausgangstemperatur der Fahrer- und

Schlafkabine beträgt 22,7 +/-2,8 °C

– Außentemperatur liegt bei 37,7 °C

– 50 % relative Luftfeuchtigkeit

– 600 W/m2 vertikale Sonneneinstrahlung,

gemessen auf der Oberfläche des

Fahrzeugdachs

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Klimatisierung

Wie die Kühlleistung wurde auch die Bewertung der Heizleistung im Behr-Wind-kanal mit einem Schwerlastkraftwagen der Klasse 8 durchgeführt. Der Aufheiztest wurde bei einer Außentemperatur von 0 °C durchgeführt. Die Testergebnisse, Bild 5, zeigen, dass die mittlere Temperatur der Kabine innerhalb von 20 Minuten von un-ter 0 °C auf ein angenehmes Temperatur-niveau von 20 °C anstieg.

3.2 High-Performance-NIA/C- StandklimaanlageMit der High-Performance-NIA/C-Standkli-maanlage soll die Temperatur der Schlafka-bine bei extremen Wetterbedingungen auf-rechterhalten werden. Diese Anlage kann mit einem Stromaggregat oder mit exter-ner Stromzufuhr betrieben werden.

Das System besteht aus einem internen und einem externen Modul. Das interne Modul stellt das Zusatz-Klimagerät dar, das mit der Hauptklimaanlage des Lkw verbunden ist. In diesem Gerät ist ein Se-kundärverdampfer installiert, der mit dem externen Modul verbunden ist. Das externe Modul ist an der Außenseite des Lkw unter dem Kabinenboden befestigt. Die wichtigsten Bestandteile des externen Moduls sind: Ein 110 V-AC-Kompressor so-wie eine Kondensatoreinheit, die mit dem Sekundärverdampfer im Innern des Lkw einen Kältekreislauf bilden. Die Klimalei-tungen zwischen den Modulen sind durch Schnellverschlusskupplungen verbunden. Die Schnellverschlusskupplungen verein-fachen die Wartung der Module ohne Käl-temittelverlust. Durch die Verwendung von Schnellverschlusskupplungen entfällt beim OEM ein separater Prozess zum Eva-kuieren und Befüllen des Systems.

Während der Fahrt wird das System über den Kältemittel- und Kühlmittelkreis-lauf des Fahrzeugs betrieben. Bei abgestell-tem Motor werden der Kreislauf der Stand-

klimaanlage (110-V-AC-Kompressor, Kon-densator und Sekundärverdampfer) sowie der Gebläsemotor im Heck-Klimagerät des Lkw aktiv. In das externe Modul ist ein kraftstoffbetriebenes Heizgerät integriert, mit dem auch bei niedrigen Außentempe-raturen in der Kabine ein angenehmes Kli-ma erzeugt werden kann.

In einem Abkühltest im Klimaraum wurde die typische Situation eines Still-stands am Tag bei hohen Außentempera-turen simuliert, Bild 6. Die Umgebungstem-peratur wurde auf 38 °C stabilisiert und die mittlere Innenraumtemperatur mit-tels eines Heizgeräts auf 43 °C vorkonditio-niert. Nach dem Schließen der Vorhänge und dem Start des NIA/C-Systems erreichte die mittlere Temperatur in der Schlafkabi-ne innerhalb von 30 Minuten angenehme 23 °C. Dieser Test wurde dann bei gleicher Vorkonditionierung mit geöffneten Vor-hängen wiederholt. Dabei wurde inner-halb von 60 Minuten eine mittlere Schlaf-kabinentemperatur von 25 °C erreicht werden.

Bild 6: Abkühlleistung des High-Performance-NIA/C-SystemsFigure 6: Cooling performance of the High-Performance NIA/C system

4 Standklimaanlagen mit Kältespeicher

Die Standklimaanlage von Behr für den europäischen Markt ist vollständig in das Fahrzeug integriert und ersetzt die kon-ventionelle Klimaanlage. Es handelt sich um eine Anlage mit Sekundärkreislauf, Bild 7.

Ein konventionell betriebener Kälte-kreislauf kühlt in der Aufladephase in einem von Kältemittel und Kälteträger

durchströmten Verdampfer den umlau-fenden Kälteträger stark ab. Der Kälteträ-ger, gesteuert von der Verteileinheit, kühlt sowohl den Kühlkörper im Klimagerät als auch den Inhalt des Kältespeichers, was zu einem Phasenwechsel in den Speicherele-menten des Kältespeichers führt. Der Kühl-körper ersetzt den konventionellen Ver-dampfer im Klimagerät und kühlt die Kabi-nenluft während der Fahrt und bei Fahrt-unterbrechungen.

In der Entladephase ist der Kältekreislauf im Ruhezustand. Durch den zirkulierenden Kälteträger wird die Wärme aus dem Fahr-zeuginnenraum langsam in den Kältespei-cher verlagert, in dem dann ein Phasenwech-sel von fest zu flüssig stattfindet. Bild 8 zeigt, wie sich das System während einer zehnstün-digen Entladephase verhält. Die automa-tische Steuerung erreicht schnell die einge-stellte Solltemperatur in der Kabine und hält sie während der gesamten Versuchzeit kons-tant. Da das System die Infrastruktur der kon-ventionellen Klimaanlage nutzt, kann der normalerweise verwendete Umluftbetrieb periodisch durch Frischluftbetrieb unterbro-chen werden, um so die Luftqualität zu erhal-ten. Dabei muss erwähnt werden, dass nicht nur der Schlafbereich, sondern der gesamte Fahrzeuginnenraum gekühlt wird.

Das System ist in das Fahrzeug integriert; alle zusätzlichen Komponenten befinden sich in der Kabine. Der Kältespeicher, die Ver-teileinheit, der Verdampfer und das Klimage-rät sind über die Kälteträgerleitungen des Sekundärkreislaufs miteinander verbunden. Der Kühlkörper selbst ist luftseitig identisch

E-Mail: vieweg@abo-service.info | Tel. +49 5241 80-1968

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QUERSCHAU MTZ 05 | 2007

TITELTHEMA

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Bild 7: Integriertes Kältespeicher-systemFigure 7: Integrated thermal storage system

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ATZ 05I2007 Jahrgang 109402

Klimatisierung

mit dem konventionellen Verdampfer, so dass die gesamte luftseitige Infrastruktur mit der Standardanlage identisch ist. Das Be-dienteil weist äußerlich keine Unterschiede auf, die Steuerung kommuniziert jedoch mit dem Steuergerät in der Verteileinheit und integriert zusätzliche Schalter auf dem Armaturenbrett zur Steuerung der Anlage.

5 Standklimaanlagen der Zukunft

Ansteigende Anforderungen zur Verminde-rung von Kraftstoffverbrauch und Emis-sionen, verbunden mit dem Trend in der Automobilindustrie hin zu höheren Bord-netzspannungen, ermöglichen gemeinsame Lösungen [7]. Vollständig elektrische Klima-systeme haben einige Vorteile. Der Wegfall der mechanischen Last des Kompressors vom Antriebsmotor ergibt eine Wirkungsgradver-besserung. Diese Entkoppelung ermöglicht eine Verkleinerung der Klimakomponenten und den Betrieb der Klimaanlage bei hö-heren Wirkungsgraden trotz geringer Mo-tordrehzahlen. Eine vom Kühlmodul ent-fernt betriebene Kondensatoreinheit kann im Bestpunkt mit angepasster Lüfterdreh-zahl arbeiten. Die Wärmeabfuhr am Kühl-modul wird verbessert [7].

Der Einsatz kleiner Brennstoffzellen-APUs kann eine gangbare Alternative zum Leer-laufbetrieb sein und ergibt erhebliche Ein-sparungen an Kraftstoff- und weiteren Be-triebskosten sowie eine Vermeidung von Ab-gas- und Geräuschemissionen. Insbesondere Brennstoffzellen, die mit konventionellen Kraftstoffen arbeiten, vergrößern den Ge-samtnutzen durch die Nutzung vorhande-ner Infrastruktur [8].

Literaturhinweise[1] Lim, H.: Study of Exhaust Emissions from Idling Heavy

Duty Diesel Trucks and Commercially Available Idle

Reducing Devices. U.S. Environmental Protection

Agency 420-R-02-025, 2002

[2] Freund, D. M. : Commercial Motor Vehicle and Driver

Safety. Alternatives to Truck Engine Idling Workshop,

Des Moines, 2004

[3] Stodolsky, F.; Gaines, L.; Vyas, A.: Analysis of Techno-

logy Options to Reduce the Fuel Consumption of Idling

Trucks. Center for Transportation Research, Argonne

National Laboratory, 2000

[4] Andrle, S.; Boeckenstedt, R.; Kroeger, D.: Alterna-

tives to Truck Engine Idling. Center for Transportation

Research and Education, Iowa State University, 2004

[5] Engine Off Performance Requirements for Truck

Cabs With Sleepers. American Trucking Associations

Technology & Maintenance Council, 2005-TMC/ATA,

Proposed RP 432 (T) VMRS 002, Ballot (3rd)

Version 1

[6] Schmid, M.; Kleinschnitz, P.: Standklimatisierung

von Nutzfahrzeugen. In: ATZ 102 (2000)

[7] Surampudi, B.; Redfield, J.; Montemayor, A.; Ray,

G.; Ostrowski, G.: Electric Air Conditioning for Class

8 Tractors. Southwest Research Institute, 2006

[8] Lutsey, N. P.: Fuel Cells for Auxiliary Power in Trucks:

Requirements, Benefits and Marketability. Institute

of Transportation Studies, University of California,

Davis, UCD-ITS-RR-03-04, 2003

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W O R L D W I D E

Bild 8: Leistung des integrierten KältespeichersystemsFigure 8: Performance of the integrated thermal storage system

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