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  Klimaanlage - Anforderungen



Braucht weder Heizung noch Klimaanlage.

Man müsste eigentlich mit Bernoulli anfangen, der herausgefunden hat, dass, wenn man zwischen zwei lose hängende Blätter Papier bläst, diese sich zueinander bewegen und nicht, wie erwartet, voneinander weg. Es gibt Bereiche am Kraftfahrzeug, die im Bereich von Über- und solche die im Unterdruck liegen. Wie stark und ob immer so verteilt kann von der Fahrgeschwindigkeit abhängen.

Erstere befinden sich natürlich an der Fahrzeugfront, die z.B. erste Mercedes nach dem Krieg nutzten, um mit langen Leitungen vorbei am Motor den Innenraum zu versorgen (siehe Kapitel Geschichte). Heute üblich ist die meist als Gitter ausgebildete Öffnung mit dem darunter liegenden Wasserkasten vor der Windschutzscheibe. Allerdings hängt hier der Überdruck von deren Neigung ab, weshalb bei modernen Fahrzeugen mit flacher Scheibe das Gebläse immer mitlaufen sollte.

Als mögliche Austrittöffnungen hat man lange Zeit die C-Säule im Visier gehabt, ist später unter die hintere Stoßstange ausgewichen. Das ändert alles nichts an der Tatsache, dass nur durch entsprechende Luftbewegung Wärme oder Kälte in den Innenraum und dort z.B. auf die hintere(n) Sitzgelegenheit(en) gelangen kann. Das mag dann auch schon einmal Umluft sein, aber nicht zu lange.

Einerseits hört sich das recht einfach an, weil man ja inzwischen solche Luftströme recht minutiös regelt und ausrichten kann, aber anderseits ist so ein Fahrzeug in Bewegung und schon das Öffnen eines Fensters während der Fahrt kann alles durcheinanderbringen. Und dann sind da noch Gegenden mit besonderen Anforderungen, vom Polarkreis bis zum Death Valley.

Die Klimaanlage rückt ohnehin langsam immer mehr ins Zentrum, seitdem die E-Mobilität von uns Besitz ergreift. Sie zählt zu den größten Begrenzern der Reichweite. Zum Heizen der Luft auf 20°C braucht man bei unseren durchschnittlichen 13°C und einem ebensolchen Innenraum gut 0,4 kW. Natürlich ist das nur ein auf das Ergebnis der Erwärmung bezogener Wert, wobei die nach außen abgegebene Wärme durch Abluft noch nicht einmal berücksichtigt ist.

Nehmen wir mit allen Verlusten z.B. durch Pumpen und Ventilatoren 1 kW an, dann erhöht das bei 100 km/h den Verbrauch eines E-Autos von z.B. 19 auf 20 kW/100km. Umgekehrt würde eine Kühlung um die gleiche Temperaturdifferenz den Verbrauch noch erheblich mehr erhöhen. Als Ausweg stellt man hier vielfach die Klimaanlage auf 22°C und benutzt im Winter verstärkt Sitz- und Lenkradheizung.

Allerdings ist eine Heizung schon lange vorgeschrieben, weil man nur so in ungünstigen Situationen ein Beschlagen der Scheiben verhindern kann. Zögerlich zwar, aber doch leicht zunehmend ist die elektrische Frontscheibenheizung. Da wir schon bei der Außenhaut sind, muss man lackierte Dachflächen doch als günstiger gegen Aufheizung bezeichnen, allerdings helle eher als dunkle. Solardächer könnten dann eine Rolle spielen, wenn sie großflächig und von der Durchsicht vergleichbar wären.

Und dann sind da noch die Zusatzbedingungen, z.B. Wasser, das im Winter über Abkühlen und Erwärmen der einströmenden Luft entzogen werden muss. Eigentlich müsste es schon vorher entfernt werden, weil es nämlich auch in Verbindung mit Trockenfiltern z.B. Schimmelbildung fördert. Regelungen kommt eine immer größere Bedeutung zu. Hieße hier, nicht mehr grundsätzlich vor dem Heizen zu kühlen, sondern nach Bedarf.

Wäre z.B. eine Frage, ob man die durch Rekuperation gewonnene elektrische Energie nicht eher in einen kurzfristig auf höhere Leistung getrimmten Kompressor schickt, statt sie leicht wirkungsgradschädigend zu speichern. Natürlich immer abgeglichen mit den von dem/der Fahrer/in eingestellten Bedarf. Richtig kompliziert wird es mit der immer vehementer geforderten Wärmepumpe. Und wenn das mit dem Klimawandel so weiter geht, muss bei der Lebensdauer heutiger Automobile selbst dieser irgenwann noch berücksichtigt werden.

Immerhin kann die Autoherstellung offensichtlich von den Berechnungen der Klimatisierung von Gebäuden profitieren. Da spielt der aus der Lufttemperatur ermittelte Wasserdampfgehalt wohl eine noch größere Rolle. Immerhin hat man es dort mit der Anschätzung der Sonneneinstrahlung noch etwas einfacher als beim Auto. Natürlich hilft bei der Berechnung z.B. von Klimaanlagen die immer besser werdende Wetterforschung.

Und dann die Führung der z.T. recht großen Luftmengen. Störend, aber nötig sind hier gewisse Techniken, wie man kleine und gleichzeitig auch große Regentropfen von vornherein ausschließt. Und das muss dann auch noch in der höchsten Förderstufe funktionieren. Das kostet Energie, aber die nachträgliche Entfernung gewiss noch mehr.

Und als ob das noch nicht reichen würde, macht uns das Corona-Virus darauf aufmerksam, grundsätzlich mit Luftströmungen vorsichtig zu sein. Wer weiß, was in dieser Hinsicht noch an Sensorik mit entsprechenden Konsequenzen entwickelt werden muss. Und als wären die Warnhinweise z.B. an amerikanischen Autos nicht schon schlimm genug, wird da vermutlich demnächst noch verlangt, an heißen Tagen beim Einsteigen das Armaturenbrett nicht zu berühren.







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