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technik
IAA
Der indirekte Kondensator iCond bietet
zahlreiche Vorteile. Im kompakten Modul
kommt ein effizienter Stapelscheiben-
Wärmeübertrager zum Einsatz. Fotos: Behr
Anordnung der Kühlmodule bei
der direkten (links) und indirekten Kühlung.
Indirekt kühlen
_ Weltweit arbeiten die Automobilhersteller daran, den Kraftstoffverbrauch
zu reduzieren. Hierbei setzen sie vielfach auf kleine und
hoch aufgeladene Motoren. Behr hat neulich vorgestellt, wie sich
dieser Trend auf die Motorkühlung und Klimatisierung auswirkt.
Das Verkleinern des Hubraums
in Kombination mit einer Turboaufladung
setzt sich immer
mehr durch. Diese Maßnahme
zum Kraftstoffsparen erfordert
jedoch das Kühlen der Ladeluft. Hier bietet
die indirekte Ladeluftkühlung zahlreiche
Vorteile: Es wird Platz im Motorraum
und im Kühlmodul gespart. Außerdem
kann der indirekte Kühler in der Nähe des
Ansaugkrümmers positioniert werden.
Diese Maßnahme verringert das Luftvolumen
im Ladeluftpfad. Das hat zur
Folge, dass der Motor beim Beschleunigen
schneller anspricht und kleinere Turbolader
verwendet werden können.
Kühlleistungsbedarf steigt
Bei der indirekten Kühlung wird die Wärme
vom Ladeluftkühler nicht direkt an die Umgebungsluft,
sondern an den Niedertemperatur-Kreislauf
abgeführt. Letzterer verfügt
über einen Niedertemperatur-Kühler,
der ins Kühlmodul integriert ist. Behr geht
davon aus, dass künftig höhere Kühlleistungen
bei gleichzeitig geringerem Bauraum
für die Kühlmodule zu erwarten sind.
Damit wird es immer schwieriger werden,
die Temperatur des Kühlmittels im Niedertemperatur-Kreislauf
auf ein erforderliches
Maß zu senken, besonders wenn eine hohe
Wärmemenge der Ladeluft abzuführen ist.
Die Leistung des Niedertemperatur-
Kühlers ist abhängig von der Größe seiner
Stirnfläche, seiner Geometrie und seiner
Durchflussrate. Gerade bei letzterer
sieht Behr noch ein deutliches Optimierungspotenzial,
indem der Kondensator
aus dem Kühlmodul herausgenommen
wird. Dies verringert den Druckverlust im
Kühlmodul und verbessert die Durchströmung.
Außerdem wird der Niedertemperaturkühler
ohne vorgeschalteten Kondensator
mit kühlerer Luft beaufschlagt,
was eine geringere Temperaturdifferenz
zwischen Umgebungsluft und Niedertemperatur-Kühlmittel
zur Folge hat.
Indirekter Kondensator
Um ein Kühlmodul ohne Kondensator
realisieren zu können, hat Behr einen indirekten
Kondensator, den so genannten
iCond entwickelt. Hier finden zwei Wärmeübergänge
statt: Im iCond vom Kältemittel
auf das Kühlmittel und im Niedertemperatur-Kühler
vom Kühlmittel auf
die Umgebungsluft. Ohne zusätzliche
Maßnahmen würde sich die Kühlleistung
mit iCond thermodynamisch gesehen
verschlechtern. Weil das Kühlmodul
durch den Entfall des Kondensators aber
luftiger wird, wird ein Teil dieses Leistungsverlustes
kompensiert. Mit dem
Einsatz eines Kältemittel-Unterkühlers
im Niedertemperaturkreislauf sollen sich
die Nachteile der zwei Wärmeübergänge
vollständig ausgleichen lassen. Mit
dem Kältemittel-Unterkühler wird das
flüssige Kältemittel durch einen Kühlmittelstrom
aus dem Niedertemperatur-Kreislauf
weiter abgekühlt. Dadurch
54 amz - auto | motor | zubehör Nr. 9-2013