Mit einem neuen Klimatisierungskonzept zeigt MAHLE, dass eine leistungsstarke, motorunabhängige und damit sehr leise Standklimatisierung möglich ist: Die Innenraumklimatisierung wird in den Ruhephasen nicht mehr durch den laufenden Verbrennungsmotor des Trucks übernommen.
Der Gütertransport auf der Straße ist einer der wichtigsten Taktgeber der heutigen Wirtschaft. Und nur ausgeruhte Fahrer können die hohen Anforderungen an ihre Aufgabe erfüllen und ihre Fracht sicher und pünktlich an ihren Bestimmungsort bringen. Dies ist vor allem in den heißen Monaten wichtig. Überhitzte Fahrerkabinen machen erholsames Schlafen unmöglich. Die Innenraum-Klimatisierung benötigt jedoch ausreichend Energie. Deshalb werden oftmals die Dieselmotoren dafür genutzt. Die Folge: Emissionen, Vibrationen, Abgasgerüche und ein hoher Lärmpegel in der Nacht. Zudem wird genau diese Alternative durch eine strenge Gesetzgebung (NIAC, Non-Idling-A/C) in den USA und auch schon bald in Europa gesetzlich reglementiert.
Alternativen: funktionell limitiert
Um die Standklimatisierung ohne den Verbrennungsmotor antreiben zu können, gibt es derzeit zwei technische Alternativen. Zum einen über einen rein elektrisch angetriebenen Kompressor und zum anderen der Antrieb über einen geeigneten Dieselgenerator.
Beide Systeme haben Nachteile: Während ein elektrisches System lokal emissions- und geräuschfrei arbeitet, ist es jedoch limitiert in seiner maximalen Kälteleistung und seiner maximalen Laufzeit, da die vorhandene Batterie in ihrer Kapazität begrenzt ist.
Wird die Standklimatisierung von einem eigens dafür vorgesehenen Dieselgenerator angetrieben, löst man die Probleme einer knappen Laufzeit und zu geringer Kälteleistung, während jedoch Schadstoff-Emissionen, Kraftstoffverbrauch und Geräuschentwicklung deutlich steigen. Zudem ist der Wartungsaufwand solcher Aggregate erheblich.
Adsorptions-Standklimatisierung – ein neues Konzept
MAHLE präsentiert mit seiner Adsorptions-Standklimatisierung ein gänzlich neues Funktionsprinzip ohne Notwendigkeit eines mechanischen Kompressorantriebs. Vielmehr kann man von einem thermischen Kompressor sprechen, da der kälteerzeugende Prozess mit Wärme angetrieben wird. Diese kann idealerweise vom ohnehin vorhandenen Kraftstoff-Kabinenheizer bereitgestellt werden.
In einem abgeschlossenen Zylinder verdampft das natürliche Kältemittel Methanol und kühlt dabei ein Kühlmittel auf circa 5 °C ab, das anschließend zur Kabinenklimatisierung genutzt wird. Es adsorbiert dabei in einer Aktivkohleschicht und erwärmt diese auf circa 40 °C (Abwärme). Dieser Nutzprozess läuft bis zur Adsorption des gesamten Methanols von selbst ab, das heißt ohne externen Antrieb. Im anschließenden Regenerationsprozess wird die Aktivkohle auf circa 110 °C (Antriebswärme) erhitzt und das Methanol dadurch ausgetrieben. Es kondensiert bei circa 40 °C. Der Prozess kann damit von vorne beginnen. Während dieser Regeneration übernimmt ein zweiter Zylinder im Wechsel die Klimatisierung.
Die Vorteile
Das Wechselspiel von Verdampfung und Adsorption sowie Kondensation und Desorption benötigt keinen Kompressor oder andere bewegte Komponenten, ist also äußerst verschleiß- und absolut geräuschfrei. Das eigentliche Adsorptions-System kann in einer Add-on-Box untergebracht werden und benötigt lediglich einen weiteren Wärmeübertrager, beispielsweise an der Kabinen-Außenwand, über den die Prozesswärmen auf knapp über Umgebungstemperaturniveau abgeführt werden.
Im Vergleich zu einer elektrischen, kompressorbasierten Lösung zeigt die Adsorptionsbasierte Standklimatisierung:
- eine deutlich höhere Maximalleistung unter Extrembedingungen (+37% bei 43 °C und starker Sonneneinstrahlung)
- eine deutlich längere Laufzeit unter Extrembedingungen (+65%)
- eine noch längere Laufzeit im Teillastbetrieb (+180%, 30 °C, bewölkter Himmel oder Nachts
Doch auch im Vergleich zu Systemen mit von fossilem Kraftstoff betriebenen Generator zeigen sich die Vorteile deutlich:
- weniger Kraftstoffverbrauch: -50%
- deutlich leiser
- wesentlich komfortabler (keine Vibrationen)
- höhere Wartungsfreundlichkeit
Fazit: Längere Laufleistung, weniger Emissionen
Der Bedarf an leistungsstarken und zugleich sauberen NIAC-Systemen mit langen Laufzeiten steigt stetig. Die von MAHLE vorgestellte Adsorptions-Standklimaanlage nutzt den ohnehin an Bord vorhandenen Kraftstoff-Kabinenheizer. Deutliche höhere Laufleistung, höhere Maximalleistungen, geringe Emissionen, ein sehr leiser Betrieb und ein robustes Design sprechen für die Neuentwicklung.