Klimatisierung von LKW-Fahrerkabinen bei Motorstillstand durch Adsorptionsprozesse

摘要

Die Kühlung von LKW-Fahrerkabinen bei Motorstillstand verursacht häufig unnötig Kosten, Emissionen und Lärm. Insbesondere im Fernlastverkehr ist es üblich, den Motor über Nacht laufen zu lassen, um die Klimaanlage anzutreiben. Sowohl aus ökologischen wie auch aus ökonomischen Gründen ist es dringend erforderlich, technische Lösungen zu schaffen, die eine komfortable Klimatisierung der LKW-Fahrerkabinen bei abgeschaltetem Motor ermöglichen. In einem aktuellen Forschungsvorhaben wird eine neuartige Adsorptionskälteanlage entwickelt, die bei Motorstillstand die Fahrerkabine über einen Zeitraum von mehreren Stunden kühlen kann In einem geschlossenen Adsorptionsprozess mit dem Stoffpaar Zeolith/Wasser wird die benötigte Kälte erzeugt. Die Anlage besteht aus einer Verdampfer/Kondensator-Einheit und einem separaten Zeolithreservoir. Der Desorptionsprozess erfolgt durch Aufheizung des Zeolithmaterials mit Motorabgaswärme während der Fahrt. Ein Prototyp der Anlage wird derzeit auf einem Versuchstand am ITW erprobt. Der besondere Vorteil dieses Konzepts ist, dass die Anlage vollständig emissionslos ist und keine zusätzliche Energie benötigt. Darüber hinaus kommt das System fast vollständig ohne bewegliche Komponenten aus. In umfangreichen experimentellen Untersuchungen unter realitätsnahen Betriebsbedingungen konnte die Funktionsfähigkeit der Anlage gezeigt werden. Der Fokus der Untersuchungen lag auf der Steuerung des kombinierten Verdampfungs- und Adsorptionsvorgangs zur Erzeugung einer konstanten und gleichzeitig regelbaren Kühlleistung. Aktuell werden experimentelle Untersuchungen und numerische Simulationen zur Optimierung des Wärme- und Stofftransports im Adsorber und des Verdampfungsvorgangs durchgeführt, mit dem Ziel, die Kapazität des Systems weiter zu verbessern. Der Beitrag stellt das erarbeitete Konzept vor und berichtet über den erreichten Entwicklungsstand. Anhand aktueller Messergebnisse wird die Leistungsfähigkeit des Systems dargestellt und die physikalischen Grenzen diskutiert.