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Sommerbetrieb

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Pkw-Klimatisierung

Part of the book series: VDI-Buch ((VDI-BUCH))

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Zusammenfassung

Die Sonneneinstrahlung in einen Pkw wird mit dem Tagesgang der Sonne, der geometrischen Anordnung der Scheiben und der Ausrichtung beschrieben. Die Transmission der einzelnen Scheiben wird berücksichtigt. Die Lackierung der Karosserie absorbiert Sonnenstrahlung. Der Einfluss der Farben wird mit Messungen und einer Wärmebilanz belegt. Der Treibhauseffekt von geparkten Pkw in der Sonne und die Aufheizung der Luft an der Motorhaube werden theoretisch erklärt und mit Versuchen bestätigt. Es wird über Messungen in einem Klimawindkanal mit und ohne Einsatz einer Klimaanlage berichtet. Mit einfachen Ansätzen wird die erforderliche Verdampferleistung (Kälteleistung) abgeschätzt. Eine Standbelüftung mit Solartechnik verbessert den Einstiegskomfort. Schließlich wird über die Entstehung von Scheibenbeschlag berichtet. Beispiele aus der Praxis ergänzen die zusammengestellten Grundlagen.

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Notes

  1. 1.

    Bezeichnungen nach VDI-3789 (2001).

  2. 2.

    s. auch Kettner u. Okura (1991).

  3. 3.

    In der Literatur für Astronomie werden das Azimut und der Stundenwinkel meistens wie folgt definiert: Ost = − 90°, Süd = 0° und West = 90°.

  4. 4.

    Bezeichnung E in ISO 9488 (1999).

  5. 5.

    In der Ingolstädter Tageszeitung „Donau Kurier“ wurde 05:24 Uhr genannt.

  6. 6.

    Siehe auch Kettner u. Okura (1991).

  7. 7.

    Der Gesetzgeber schreibt für die Frontscheibe im sichtbaren Bereich (Wellenlänge 400 bis 760 nm) eine Transmission von mindestens 75 % vor. Sichtbare Strahlung 380 bis 780 nm, infrarote Strahlung zwischen 780 nm und 1 mm nach ISO 9488:1999 Solar energy – Vocabulary, Genf.

  8. 8.

    Siehe CIE (1989) Solar Spectral Irradiance (Solare spektrale Bestrahlungsstärke) und VDI 3789, Blatt 3 (2001).

  9. 9.

    0/8 bedeutet keine und 8/8 eine vollständige Bewölkung.

  10. 10.

    Meistens werden ebene Glasproben mit den Abmessungen 30 × 30 cm verwendet.

  11. 11.

    Für beliebige Oberflächen des Bodens (grau, weiß, reflektierend etc.) und Gläser (Dicke, spektrale Eigenschaften etc.) sind erhebliche Erweiterungen der Gleichungen erforderlich.

  12. 12.

    0/8 bedeutet keine und 8/8 eine vollständige Bewölkung.

  13. 13.

    Sie fasst unterschiedliche Oberflächentemperaturen von Flächen zusammen, die Strahlung austauschen.

  14. 14.

    Sonnensimulator, Sonnenstrahlungssimulator nach ISO 9488:1999.

  15. 15.

    Die reflektierte Strahlung ist in den Weltraum gerichtet. Daher wird häufig eine Strahlungstemperatur von − 53 °C angenommen, vgl. Michejew (1961, S.167). Die damit ermittelten Oberflächentemperaturen sind mit dieser Annahme zu niedrig.

  16. 16.

    Siehe Recknagel et al. (2013, S. 211, 217) und Recknagel et al. (1985) S. 119.

  17. 17.

    Die Aufheizung ist die Differenz zwischen der mittleren Lufttemperatur in Kopfhöhe und der Außenlufttemperatur. Die Bezeichnung „Aufheizung im Kopfraum“ ist Fachjargon.

  18. 18.

    Diese Aufgabe wurde einem Skriptum „Wärmeübertragung, Aufgaben – Lösungen“ entnommen (um 1970). Autoren und Verlag unbekannt. 1 [kcal/(m2·h)] = 1,1630 [W/m2])

  19. 19.

    Zum Beispiel eine Kollektion von BMW.

  20. 20.

    Nachstehend wird der Begriff „Sommerluftaufheizung“ für die Aufheizung der Außenluft bis zum Eintritt in den Fahrgastraum verwendet. Es sei darauf hingewiesen, dass im Fahrgastraum eine weitere Aufheizung infolge der Sonneneinstrahlung (Treibhauseffekt) stattfindet.

  21. 21.

    Bei der konstruktiven Ausführung der Luftansaugung sind die Anforderungen an den Fußgängerschutz zu beachten.

  22. 22.

    Temming J (2003) Fahrzeugklimatisierung und Verkehrssicherheit, Auswirkungen sommerlichen Klimas in Kfz auf die Leistungsfähigkeit der Fahrer. FAT Bericht, Frankfurt, S. 95.

  23. 23.

    Dies ist die Sommerluftaufheizung. Der zweite Teil ist die Aufheizung im Fahrgastraum.

  24. 24.

    Zahlenwerte nach Michejew (1961), S. 347.

  25. 25.

    Überlagerung der freien und erzwungenen Konvektion nach Recknagel et al. (2013) S. 217), erzwungene Konvektion siehe S. 211. Freie Konvektion nach Recknagel et al. (1985) S. 119.

  26. 26.

    Emissionsvermögen und Strahlungstemperatur einer Sonnenlichtsimulation können erheblich voneinander abweichen. Dies hängt u. a. von der konstruktiven Ausführung und der Betriebsart ab. Das gesamte Emissionsvermögen zwischen Sonnensimulation und Motorhaube lautet bei paralleler Anordnung:

    \(\varepsilon \approx \frac{1}{\frac{1}{{{\varepsilon }_{Sonnensim.}}}+\frac{1}{{{\varepsilon }_{Motorh.}}}-1}\).

  27. 27.

    Bauart: s. Abb. 11.1.

  28. 28.

    Die ständigen Spiegelungen der weißen Schalttafeloberseite in der Frontscheibe und der Hutablage im Rückspiegel waren bei den Versuchen außerordentlich störend.

  29. 29.

    Messungen in der Natur ergaben im Monat Mai in Ingolstadt bei gleicher dunkler Innenausstattung (schwarze Schalttafel und Hutablage) eine Differenz der Lufttemperatur in Kopfhöhe von 4 K. Bewölkung 0/8, maximale direkte Sonnenstrahlung 780 W/m2.

  30. 30.

    Der Wasserdampfgehalt wird bei der sensiblen Wärme hier nicht berücksichtigt.

  31. 31.

    Die Lufttemperatur darf wegen einer möglichen Vereisung des Verdampfers 2 °C nicht unterschreiten.

  32. 32.

    Die von der Sonne aufgeheizte Hutablage überträgt Wärme an die aus dem Fahrgastraum abströmende Luft. Daher kann die Abluft wärmer sein als die Außenluft. Mit den Ansätzen für den Außenluftbetrieb einer Heizung lässt sich dies nicht beschreiben.

  33. 33.

    Siehe hierzu Chiou (1986), Großmann (1992, 2005) und Watzlawick et al. (1992).

  34. 34.

    Alternativ werden auch mehrere kleine Lüfter, die im Solardach integriert sind, betrieben.

  35. 35.

    Seit 1991 bietet die Audi AG, beginnend mit dem Audi Coupé, Solardächer mit Fotovoltaik-Modulen als Sonderausstattung an.

Literatur

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  1. Ingolstädter Straße 122, 86668, Karlshuld, Deutschland

    Dipl.–Ing. Holger Großmann

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Großmann, H. (2013). Sommerbetrieb. In: Pkw-Klimatisierung. VDI-Buch. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-39841-4_6

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