Standheizung

Standheizungen dienen zum Beheizen der Fahrgastzelle von Fahrzeugen aller Art, ohne auf die Wärmeabgabe des laufenden Motors angewiesen zu sein. Sie werden im Allgemeinen direkt aus dem Tank mit dem Treibstoff des jeweiligen Fahrzeugs betrieben und können entweder die Luft des Innenraumes beheizen oder über den Kühlwasserkreislauf des Fahrzeugs in den Heizkreislauf eingebunden sein.

Hersteller von brennstoffbetriebenen Standheizungen sind z. B. Eberspächer, Webasto oder Truma.

Daneben kann die Beheizung auch elektrisch geschehen, dieses funktioniert aber systembedingt nur dort, wo ein Netzanschluss vorhanden ist.

Elektrische Standheizung mit Anschluss an Firmenparkplatz in Nordschweden

Hersteller von elektrischen Standheizungen sind z. B. Calix, Defa oder Ritter.

Bedienung

Eine Standheizung kann wahlweise über eine Zeitschaltuhr oder eine Funkfernsteuerung aktiviert werden. Neuere Modelle erlauben die Abfrage der Temperatur des Fahrzeuginnenraums und das Ein- und Ausschalten der Standheizung per Mobiltelefon.

Zeitschaltuhr

Es gibt zwei Arten der Steuerung von Zeitschaltuhren: Bei der einen Art wird die Einschaltzeit der Heizung eingestellt, bei der anderen die voraussichtliche Abfahrtszeit.

Bei ersterer muss also der Fahrer abschätzen, wie lange die Heizung erfahrungsgemäß braucht, um das Auto auf eine angenehme Temperatur zu bringen. Bei letzter ermittelt die Standheizung über einen Temperatursensor die voraussichtliche Heizzeit und aktiviert sich selbständig ausreichend vor dem geplanten Abfahrtmoment.

Mittlerweile gibt es auch funkfernbediente Zeitschaltuhren der zweiten Art. (s.u.)

Funkfernbedienung

Bei der Funkfernbedienung finden sich zwei Haupttypen, die sich nach der verwendeten Übertragungstechnik unterscheiden lassen: GSM und übliche Funk.

GSM-Fernbedienungen

Die Handy-Fernbedienung funktioniert üblicher Weise per SMS. Das hat den Nachteil, dass im Fahrzeug eine zusätzliche SIM-Karte in dem zugehörigen Modul installiert wird, was selbst bei Prepaid-Karten mit regelmäßigen Gebühren verbunden ist. Die notwendigen SMS kosten üblicherweise Telefongebühren. Als Vorteil ist die prinzipiell unbeschränkte Reichweite anzusehen: Prinzipiell lässt sich so die Standheizung von überall auf der Welt aktivieren.

Einige Hersteller erweitern ein vorhandenes Mobiltelefon, was es ermöglicht, diese Funktion besonders preiswert anzubieten. In jedem Fall sollte aber darauf geachtet werden, dass es innerhalb der EU sowie einigen anderen Ländern nicht gestattet ist, elektrisches Kfz-Zubehör ohne Zulassung zu verwenden, da sonst die Betriebserlaubnis des Fahrzeugs erlischt. E-Kennzeichnung

Teilweise gibt es auch GSM-Fernbedienungen für Standheizungen, die über einen Sprachchip verfügen. Dabei wird die Standheizung angerufen und listet die verschiedenen Optionen auf. Geantwortet wird allerdings nicht per Spracheingabe, sondern über die Multifrequenzwahl des Telefons.

Mit einer alten Freisprecheinrichtung (verstaut unter dem Armaturenbrett), einem einfachen Handy und einer Prepaid-Karte kann man eine GSM-Steuerung mit etwas Elektronik-Erfahrung selber bauen. Der (Radio-)Mute-Ausgang (L-aktiv) der Freisprecheinrichtung muss dazu an den Sofort-Start-Kontakt des Bedienmoduls der Standheizung angeschlossen werden (ebenfalls in den meisten Fällen L-aktiv). Damit kann bei jedem Anrufeingang die Standheizung jeweils ein- oder ausgeschaltet werden, ohne dass weitere Kosten entstehen.

Alternativ kann auch die Handybeleuchtung als Auslösesignal verwendet werden. Wird z.B. an eine der LEDs ein Optokoppler angeschlossen (ggf. mit Vorwiderstand), kann dieser beim Aufleuchten des Displays durch einen eingehenden Anruf das Massesignal schalten und damit wie bei der Variante mit der Freisprecheinrichtung die Standheizung via Bedienmodul starten. Die Kosten bei dieser Lösung (altes Handy, SIM-Karte, Ladekabel, Optokoppler) lassen sich unter 20 Euro realisieren und es fallen ebenfalls keine laufenden Gebühren an.

Funk-Fernbedienung

Die üblicherweise verbaute Alternative ist eine übliche Funkfernbedienung, die je nach geographischen Gegebenheiten Reichweiten von ca. (300 … 500) Meter hat. Unter optimalen Bedingungen wird eine Reichweite von 1000 m erreicht.

Im Bereich der Funkfernbedienungen gibt es zwei Prinzipien: Mit und ohne Rückmeldung.

Ohne Rückmeldung (auch unidirektional) bedeutet, dass auf der Fernbedienung nicht angezeigt wird, ob der Funkbefehl empfangen wurde. Dieses Verfahren ist immer noch der Standard.

Mit Rückmeldung (bidirektional) bedeutet, dass in der Fernbedienung zusätzlich ein Empfänger integriert ist und im Fahrzeug ein Sender, der den Empfang der Nachricht bestätigt. Fernbedienungen mit Rückmeldung ermöglichen üblicherweise auch eine Zeitvorwahl analog den Einstellungen an der Zeitschaltuhr. Bei neuen bidirektionalen Fernsteuerungen ist teilweise auch eine Diagnose der Standheizung möglich.

Technik

Eine Standheizung funktioniert im Prinzip wie ein Heizkessel einer Wohnhausheizung. In einem Brenner wird Kraftstoff verbrannt, die Abgase geben ihre Wärme über die Kesselwandung an das umgebende Medium (Wasser oder Luft) ab. Die Funktionsweise eines Ölbrenner kann jedoch nicht auf eine Standheizung übertragen werden, da hierzu eine Hochdruckpumpe für den Kraftstoff notwendig wäre. Die Lösung besteht darin, dass das Verbrennungsluftgebläse die Luft tangential in die Brennkammer einbläst. Dadurch bildet sich ein Luftwirbel ähnlich wie ein Tornado aus. Ein kleiner Teil der Luft wird in eine Nebenkammer abgezweigt. In dieser befindet sich ein Glühstift umgeben von Metallgaze.

Die Kammer wird über den Glühstift vorgeheizt, das Gebläse auf Minimum geregelt. Sobald die Temperatur der Kammer ausreichend ist wird Kraftstoff hineingepumpt. Dieser entzündet sich, die Flamme gelangt über einen Kanal in die eigentliche Brennkammer (in den Hauptluftstrom). Sobald sich die Flamme stabilisiert hat (die Brennkammer ausreichend warm ist) wird der Glühstift abgeschaltet. Der Kraftstoff verdampft dann in der Nebenkammer und gelangt gasförmig in die Brennkammer, wo er zündet (vgl. Brennkammer eines Düsentriebwerkes). Diese Konstruktion hat den Vorteil, keine Hochdruckpumpe zur Zerstäubung des Kraftstoffes zu benötigen, wie es etwa in Ölbrennern notwendig ist. Nachteilig ist, dass die Metallgaze ("Brennervlies") anfällig für Verschmutzung durch Rückstände im Kraftstoff ist. Besonders Dieselheizungen können leicht verkoken. Die kontinuierlich brennende Flamme erlaubt eine nahezu ideale Verbrennung mit sehr niedrigen Abgaswerten. Wie bei Heizungsbrennern auch erzeugt die Verbrennung ein relativ lautes Geräusch ähnlich eines Düsentriebwerkes. Standheizungen liegen daher üblicherweise Schalldämpfer bei, welche unbedingt verwendet werden sollten!

Bis Temperaturen hinab zu −40 °C startet der Brenner problemlos und liefert nach ca. 30 Sekunden seine volle Leistung von 4 bis 6 Kilowatt, bei Busheizungen sogar bis zu 35 Kilowatt in das Kühlwasser oder – je nach Modell – 2,5 bis 5 Kilowatt direkt in die Luft des Innenraums.

Dosierpumpe

Der für die Verbrennung benötigte Kraftstoff wird in einer ersten Variante über eine separat einzubauende Kraftstoffpumpe zum Heizgerät befördert. Der Nachteil dieser Möglichkeit bestand darin, dass diese Kraftstoffpumpe häufig störanfällig war. Deshalb wurde eine zweite Variante entwickelt, wo das Heizgerät direkt in den Rücklauf des Kraftstoffkreislaufes des Fahrzeuges eingebunden ist. Diese Heizgeräte weisen einen kleinen eigenen Kraftstoffvorratsbehälter auf. Somit entfällt eine zusätzliche Pumpe. Fahrzeuge, die keinen Rücklauf besitzen können auch das Heizgerät in den Vorlauf (einzige Benzinleitung bei diesen PKW) einbinden. Nachteil ist aber auf jeden Fall, dass die Heizung nicht läuft, wenn der Zusatztank leer ist. Der Motor muss nach einer Benutzung erst wieder laufen. Dauerbetrieb ist somit auch nicht möglich. Die Betriebssicherheit ist immer gegeben, da eine Standheizung entsprechend gebaut ist und diverse Sicherheitsvorschriften erfüllt. Der Vorteil der Modelle mit eigenem Kraftstoffbehälter besteht auch darin, dass bei einer eventuellen Störung nur begrenzt Kraftstoff zur Verfügung steht. Schaltet sich das Gerät nicht selbst bei einer Störung aus, wird der Betrieb nach ca. 20 min sowieso eingestellt, da dann der Kraftstoffvorrat verbraucht ist. Eine technisch einfache zusätzliche Sicherheit. Der Nachteil dieser Bauart besteht in der begrenzten Laufzeit der Heizung. Bei strengem Frost reicht die maximal mögliche Heizzeit ggf. nicht aus um das Fahrzeug ausreichend vorzuheizen.

Lange Standzeiten können zu Problemen führen durch Ablagerungen aus dem Kraftstoff. Daher sollen Standheizungen, auch in den warmen Jahreszeiten, einmal pro Monat für mindestens 20 Minuten in Betrieb genommen werden. Dieselgeräte dürfen nicht mit Biodiesel (RME) betrieben werden, da dies zu sehr starker Rauchentwicklung und Umweltbelastung führt. RME führt überdies langfristig zu Ablagerungen in der Brennkammer (Verkokung), hierzu reicht bereits der im Diesel enthaltene Anteil von 5 bis 7 % aus. Neuere Modelle versuchen durch Anpassungen der Brennkammer dies zu verhindern.

Auf Grund der bei der Verbrennung entstehenden Flamme sollten treibstoffbetriebene Standheizungen aus Sicherheitsgründen beim Betanken des Fahrzeuges abgeschaltet werden.

Elektrische Heizungen verwenden unterschiedliche Lösungen. Es gibt Durchlauferhitzer, die wie eine kraftstoffbetriebene Heizung in den Kühlmittelkreislauf eingeschleift werden, aber auch Varianten, bei denen anstelle der Froststopfen im Motor tauchsiederähnliche Heizschlangen eingesetzt werden. Letzteres System wurde mit einem Heizlüfter im Innenraum kombiniert. Man sparte sich dadurch die sonst notwendige Wasserpumpe und elektrische Verkabelung für den Lüfter der Fahrzeugheizung. Relativ häufig werden lediglich Heizlüfter im Innenraum eingesetzt, da sie am Fahrzeug selbst nur geringe Änderungen (Steckdose, Verkabelung) erfordern. Hier wird jedoch nicht der Kühlmittelkreislauf des Motors erwärmt! Achtung: Diese Heizlüfter sind speziell für diesen Zweck konstruiert, Heizlüfter für Haushaltszwecke haben deutlich zu hohe Austrittstemperaturen! Brandgefahr!

Luftheizung

Die luftbasierten Standheizer [LH] sind meistens im Kabinen-Innenraum eingebaut und heizen direkt die Kabinenluft, die über ein Gebläse angesaugt wird. Das Ansprechverhalten erfolgt fast ohne Verzögerung, da die interne Flamme nicht erst einen Wasserkreislauf erwärmen muss. Moderne Geräte sind sehr leise und werden bevorzugt eingesetzt, um z.B. Fahrerkabinen von LKWs auch im Stand (über Nacht) auf einem angenehmen Temperaturniveau zu halten.

Um eine Gefährdung der Insassen auszuschließen, wird auf eine strenge Trennung des Brennluft- und Kabinenluft-Kreislaufs geachtet.

Wasserheizung

Standheizung Webasto

Standheizung Eberspächer

Die wasserbasierten Standheizer [WH] sind kompakter gebaut und können nahezu überall im Motorraum und unter dem Fahrzeug angebracht werden. Deshalb ist ihre Domäne der Personenwagen, dessen Innenraum keine zusätzlichen Einbauten zulässt. Die sehr kompakte Bauweise (siehe Bild) erlaubt auch Einbauten im Motorraum oder hinter der Stoßstange von Kleinwagen und Kleinstwagen.

Der WH gibt die vom Brenner erzeugte Wärme ans Kühlwasser des Fahrzeugs ab. Eine (zusätzliche) elektrische Umwälzpumpe sorgt für die Verteilung der Wärme auch bei ausgeschaltetem Motor. Auch das Innenraumgebläse wird aktiviert, alles funktioniert wie im üblichen Heizbetrieb. Bei Geräten mit hoher Leistung wird konstruktionsbedingt die bei der Verbrennung entstehende Energie nur noch über wasserumflossene Wärmeübertrager abgegeben.

Gegenüber den LH ergaben sich durch die indirekte Beheizung über den Heizwasserkreislauf mehrere Nachteile.

• Die Anlauf- oder Integrationszeit nach dem Einschalten beträgt i. A. mehrere Minuten, insbesondere, wenn der Motor mit vorgewärmt wird.
• Der Wirkungsgrad sinkt, da der Wasserkreislauf meistens schlecht isoliert ist.

Diese Nachteile können umgangen werden, wenn der WH direkt und ausschließlich den Heizungswärmeübertrager versorgt, ohne den Motor mitzuerwärmen (sogenannter Inselkreislauf).

Die WH bietet aber im Vergleich zur LH auch einige entscheidende Vorteile:

• Ein vorgewärmter Motor springt bei Kälte leichter an und belastet dadurch die ohnehin durch die Kälte weniger leistungsfähige Autobatterie viel weniger.
• Der Motor erzeugt viel weniger schädliche Abgase beim Start, da die Betriebstemperatur des Katalysators durch die höhere Abgastemperatur schneller erreicht wird.
• Der vorgewärmte Motor erleidet den mechanisch belastenden Kaltstart nur über einen viel geringeren Zeitraum, da das Öl nach Motorstart rasch auf Betriebstemperatur gelangen wird.
• Man spart Brennstoff, verglichen mit einem Kaltstart, was sowohl Kosten als auch CO2-Emissionen reduziert.
• Für kurze Standzeiten (z.B. Bahnschranke) kann der Verbrennungsmotor abgeschaltet werden, ohne dass die Heizung des Fahrzeugs deshalb aussetzt. Die elektrische Wasserpumpe liefert für diesen Fall einfach die im Motor gespeicherte Restwärme an die Fahrzeugheizung.
• Modellabhängig kann die Standheizung auf Lüftungsbetrieb umgestellt werden, um die Innentemperatur eines in der Sonne abgestellten Fahrzeuges in die Nähe der Außentemperatur zu bringen.

Literatur

• Karl-Heinz Dietsche, Thomas Jäger, Robert Bosch GmbH: Kraftfahrtechnisches Taschenbuch. 25. Auflage. Vieweg & Sohn, Wiesbaden 2003, ISBN 3528238763.

Siehe auch

• Themenliste Straßenverkehr