Gleich zu Beginn gab Thomas Lichius von der RWTH Aachen einen Einblick in die Probleme mit Kältespeichern in hybridisierten Lastkraftwagen. Er konnte ermitteln, dass für diese Fahrzeuge mit der Anwendung von Kältespeichern ein Energieeinsparpotenzial von 3 bis 4 % besteht. Dafür sorgen die Nutzung der Start- und Stopp-Funktionalität, die Rückgewinnung der Bremsenergie und das rein elektrische Fahren bzw. Segeln. Um in den Stopp-Phasen und beim elektrischen Fahren, beides ohne arbeitende Kältemaschine, den Komfortzustand zu gewährleisten, wird die Kälte für diese Unterbrechungen der mechanischen Kühlung aus einem Kältespeicher bereitgestellt. Der Zeolith-Kältespeicher wird in den Kältekreislauf integriert und bietet zusätzlich die Möglichkeit, ihn vor Fahrtantritt die Kabine vorzukonditionieren.
Danach berichtete Manfred Burke von der FRIGOBLOCK Großkopf GmbH über die Kältespeicher-Hybrid-Technologie als einen Schritt zu Null-Emissions-Transportkälteanlagen. Mit größeren Wärmeübertragern in Verbindung mit größerem Luftdurchsatz und Verdichtern mit geringeren Drehzahlen sowie wechselseitiges Verdampferabtauen wird eine Voraussetzung für bessere energetische Kennwerte geschaffen. Ein weiterer Schritt in dieser Richtung ist die Verwendung von zweistufiger Verdichtung für Zwei-Temperatur-Fahrzeuge. Mit generatorisch angetriebenen Verdichtern mit der Invertertechologie wird die höchste Kälteleistung im Brems- und Schubbetrieb ohne jeden Dieselverbrauch erreicht und Emissionen werden gänzlich vermieden. Für die Kältespeicherung bietet sich die Ware selbst an, denn nur wenige Kelvin Temperaturdifferenz bieten ein großes Speicherpotential, z. B. bei 20 t Ladung und 2 K sind das 40 kWh. Damit kann auf teure und kurzlebige Li-Ionen-Batterien verzichtet werden.
Über Untersuchungen zu einem Zweitemperaturfahrzeug mit einer zweistufigen Kälteanlage mit dem Kältemittel R744 sprach Andreas Möhlenkamp von der TU Braunschweig. Er verglich die neuartige Lösung mit den gegenwärtig dominierenden einstufigen Lösungen mit sporadischer Kältebereitstellung für die jeweilige Kühlkammer. Für die Untersuchungen stand eine zweistufige Laboranlage mit internem Wärmeübertrager auf Mitteldruckniveau zur Verfügung, mit der beide Kammern kontinuierlich mit der erforderlichen Kälteleistung für Normal- und Tiefkühlung effektiv versorgt werden können. Aus den bisherigen Versuchen wird auf die Optimierung des Kältekreislaufs und ein Simulationsprogramm zur einfachen Ermittlung der Parametervariation orientiert. Für die praktische Anwendung wird ein zweistufiger R744-Verdichter favorisiert, der die beiden einstufigen Verdichter der Versuchsanlage ersetzen müsste.
Dieter Tanke von der SPHEROS GmbH beschäftigte sich mit innovativen Ansätzen bei der Busklimatisierung. Ein umfangreiches Datenmaterial zum Kraftstoffverbrauch bei den unterschiedlichen Betriebsbedingungen im Laufe eines Jahres bildete die Grundlage für die zukünftigen Lösungen. Im Winter kommt es auf die Senkung der notwendigen Zusatzheizenergie bei der Stand- und Zusatzheizung an, was vor allem mit einer bedarfsgerechten Frischluftzufuhr erreicht werden kann. Aber auch das elektrische Vorheizen erbringt einen merklichen Effekt. Für das Kühlen erweist sich die solargetriebne Belüftungsmöglichkeit als ein wesentliches Energie-Einsparpotenzial, da dadurch die Aufheizung des Busses ca. auf den halben Wert gesenkt wird, was etwa 4 kW Kälteleistung entspricht. Die Klimaanlage erreicht den Behaglichkeitsbereich ca. 10 min früher und es wird 0,5 l Dieselkraftstoff täglich eingespart.
Über Kühl- und Heizlösungen im 3,5-t-Fahrzeugbereich sprach Horst Dörsam, KERSTNER GmbH. Er stellte dar, wie bei KERSTNER durch verbesserte Wärmedämmung der Kältebedarf gesenkt wurde und er untersuchte die zweckmäßige Verwendung von elektrisch angetriebenen Kälteanlagen im Vergleich zu mechanisch angetriebenen. Der Leistungsmehrbedarf durch Türöffnungen eines Verteilerfahrzeuges in Abhängigkeit von der Zahl und Dauer der Öffnung wurde für unterschiedliche Wärmedurchgangszahlen des gedämmten Wagenkastens ermittelt, sodass man daraus auch die optimale Betriebsweise ableiten kann. Mit einer Lichtmaschine mit besserem Wirkungsgrad könnte man der Null-Emissions-Fahrzeugkühlung nahekommen.
Die effiziente Fahrzeugklimatisierung mit Abwärme war das Thema von Dirk Neumeister von der BEHR GmbH & Co. KG. Er sprach über die Grundlagen einer adsorptiven Wärmepumpe und ihrer Integration in das Fahrzeug. Ausgangspunkt ist dabei die Tatsache, dass die Abwärme des Verbrennungsmotors zum energetisch kostenlosen Antrieb von thermisch getriebenen Wärmepumpen genutzt werden kann. Damit kann die Kühlkompressorarbeit verringert oder es kann ganz darauf verzichtet werden und Fahrpausen sind überbrückbar. Als Arbeitsstoffe werden Aktivkohle und Methanol eingesetzt, womit man Temperaturen auf der kalten Seite auch unter 0°C realisieren kann. Das System befindet sich in weiterer Entwicklung.
Die VoithTurbo GmbH & Co. KG entwickelte eine abgasgetriebene ORC-Maschine zur Abwärmenutzung von Verbrennungsmotoren. Darüber sprach Jens Grieser. Bei diesem Rankine-Prozess gewinnt man mechanische Arbeit, die direkt in den Abtriebsstrang der Verbrennungsmaschine eingekoppelt werden kann oder die einen Generator antreibt. Als Arbeitsmedium fungiert Wasser und als Expansionsmaschine wird eine Zweizylinder-Kolbenmaschine verwendet. Eine Reihe von Anwendungsbeispielen mit 15 Vorserienanlagen im 30-kW-Bereich wurde vorgestellt, darunter auch eine Bahn- und eine Schiffsanwendung.
Das Feld der behandelten Themen erstreckt sich von serienmäßig verfügbar bis zu vager Zukunftsaussicht der Anwendung. Es ist erfreulich, dass immer wieder oft jahrzehntealte Themen hervorgeholt werden, die in früheren Zeiten entweder an der Wirtschaftlichkeit scheiterten oder wegen des unzureichenden technischen Standes keine Erfolgsaussichten hatten. Insofern war das Symposium eine Fundgrube von wagemutigen Projekten. Dazu gehören auch zwei weitere Vorträge, die selbst heute noch Themen der Zukunftsmusik beinhalteten. Herbert Clemens von der AMOVIS GmbH sprach über einen Mikrodampfprozess und seine Anwendung in mobilen Systemen. Er zeigte die interessantesten Meilensteine der Rankine-Prozessentwicklung auf und erläuterte den heutigen technischen Entwicklungsstand mit Kolbenexpansionsmaschinen und mit der Adsorbertechnik. Und schließlich berichtete Ulrich Lüdersen von der Hochschule Hannover über die spezielle Verdichtungs-Expansionsmaschine nach dem Schukey-Prinzip, die mit natürlichen Kältemitteln arbeiten kann und die u.a. auch in der mobilen Kälte- und Klimatechnik ihre Anwendung sucht. Sie setzt jedoch hohe Anforderungen an Fertigung und Betrieb voraus. (UA)
