Berechnung der benötigten Wärmemenge

 

Wieviel Energie benötige ich zum Aufwärmen des Pöls?

Um sich eine Vorstellung davon zu machen, welche Energie aufgewendet werden muß, um das Pöl auf ca. 70°C aufzuheizen, stelle ich zwei überschlägige Rechnung an.

Ich stelle erst eine Rechnung ohne kurzgeschlossenen Rücklauf, und dann eine mit kurzgeschlossenen Rücklauf an.
(Die Berechnung erfolgt ohne Verluste durch Temperaturstrahlung, Abgabe an die Schläuche, Temperaturerhöhung durch Arbeit in der ESP, Aufwärmung der kalten ESp beim Start, etc.
Das Ergebnis liegt also an dem absoluten Minimum, was an Energie aufgewendet werden muß ! Zu beachten ist auch, daß wir im Sommer keine Außentemperaturen um 0°C haben, im Winter aber durchaus da drunter liegen ! Die Soll-Temperaturerhöhung kann also auch weniger betragen.)

Ohne Kurzschluß:

Kraftstoffdurchfluß durch die ESP (nicht Verbrauch!) 1l /min (angenommen)
Mindesttemperatur des Pöls 0°C
zu erreichende Endtemperatur 70°C
Dichte des Pöls roh = 0,92 kg/l
Wärmekapazität c = 2400 J / (Kg K)

Nach Q = m x c x delta T,
mit Q als Wärmeenergie, m als Masse, c als Wärmekapazität, delta T als Temperaturunterschied

und  roh = m / v,
mit roh als  Dichte, m als Masse, v als Volumen

ergibt sich

Q = 0,92 Kg x 2400 J/(Kg K) x 70 K = 154,560 KJ

als Energieaufwand zum Erhitzen von für 1l Pöl von 0°C auf 70 °C.

In Leistung ausgedrückt wird das mit P (zur Erinnerung P = Q / t)

P = 154,56 KJ / 60 sec = 2,575 KW als permanter Energiewand !

Wenn man im Auto diese Leistung auf elektrische Art umsetzen möchte, betrachte man folgendes:
Bei 13,8V Betriebspannung im Auto fließen bei 2,575KW 186,6 A !
So eine starke Lichtmaschine hat wohl kein PKW eingebaut. Diese Stromstärke ist im Bereich des Anlasserstromes, welcher nur wenige Sekunden fließt.

Oih, das ist aber eine große Leistung. Zur Veranschauung mag der Wasserkocher der Hausfrau dienen.
Wielange dauert es, bis der volle Wasserkocher (1,7l) das Wasser von 15°C Leitungstemperatur zum Kochen gebracht hat ? Und welche Leistung steht auf dem Gerät 2200W ? 3000W ?
(Zugegeben die Wärmekapazität von Wasser ist etwas höher , 4180 J/(Kg K) ).


Wohlgemerkt, diese Rechnung bezieht sich den nicht kurzgeschlossenen Rücklauf.
Das meiste der aufgewendeten Energie fließt ja sowieso wieder in den Tank :-( Oder haben Sie ein Auto, welches 60l/h verbraucht ?  :-)
 

Mit Kurzschluß:

Es wird von einen Kraftstoffverbrauch von ca. 7 l/h ausgegangen (worst case). Das sind 0,116 l/min

Wenn wir nun anstatt die Umwelt zu heizen, nur die Menge an Kraftstoff anwärmen, welche der Motor auch verbraucht, kommen wir zu folgendem Ergebnis:

P = 0,117l x 2,575 KW / 1l = 300,4 W

Bei 13,8 V sind das ca. 21,7 A

Das klingt verführerisch wenig. Zu beachten ist aber, daß der thermisch eingeschwungene Zustand betrachtet wird.
Diese Angabe rückt in den Bereich der möglichen elektrischen Umsetzung:
Denn:
Mit zwei Purflux-Vorwärmern oder zwei Stanadyne-Heizern müßte das hinzubekommen sein!!

Trotzdem sollte nicht zu vernachlässigen sein, daß ca. 22A dauerhafte Belastung der Lichtmaschine aufgebürdet werden. Bei Verwendung nachglühfähiger Glühkerzen wird in den ersten 2 Minuten der Batterie mehr Leistung entzogen, als der Generator liefern kann. Wenn dann noch Heckscheibenheizungm 100W Autoradio, Lüftung etc. an sind, kann die Batterie bald in die Knie gezwungen werden.

 

Andere Möglichkeiten zur Kraftstofferwärmung:

Es ist also zu überlegen, wie ich auf andere Weise den Kraftstoff erhitzten kann.
Glücklicherweise liegt die Kühlwassertemperatur des betriebswarmen Motors zwischen 75 und 85°C. Genau die ideale Vorwärmtemperatur für das Pöl. Was liegt also näher, als diese Wärmequelle anzuzapfen?
Man kann einfach einen Wärmetauscher(WT)  in den kleinen Kühlkreislauf einbauen.
Drei Nachteile hat diese Möglichkeit doch:
  1. Diese Wärmequelle steht nicht von Startbeginn zu Verfügung. Je nach Bedingung braucht der Motor bis zu 15 min. um betriebswarm zu werden.
  2. Falls der Wärmetauscher mal kaputt geht, dringt wegen des Unterdruckes auf der Kraftstoffseite Kühlwasser in den Kraftstoffkreislauf ein. Je nach Menge und Plötzlichkeit geht nur der Motor aus oder gar kaputt
  3. Bei nicht genauer geplanter Ausführung, bekommt man im Innenraum kalte Füße ? Weil nämlich jetzt das Pöl alle Wärme dem Kühlwasser entzieht, welches eigentlich dem Heizungswärmetauscher zugedacht war. Aber dies kann man umgehen.


Um den Gefahren eines kaputten Kühlwasser-WT aus dem Weg zu gehen, wird eine andere warme Flüssigkeit angezapft. Das Motorenöl.

Ganz ohne Nachteile ist diese Möglichkeit auch nicht:

  1. Das Motoröl wird erst sehr viel später betriebswarm, im Winter evt. gar nicht
  2. Im Sommer kann es schon mal unter extremen Bedingungen 130°C erreichen, deutlich zuviel für unser Pöl
  3. Die Montage ist im allgemeinen sehr viel schwieriger als der Kühlwasser-WT
Einige Profi-Umbauer wählen trotzdem diesen Weg. Für wirkliche Langstreckenfahrer ist es wahrscheinlich auch die beste und gefahrloseste Lösung.
(Mein Arbeitsweg ist nur 35 min. lang)
 
 

Andere Voraussetzungen für Pöl-Betrieb (nicht vollständig ! ):

Zuerst einmal sollte das Auto keine technische Defekte haben. Sonst handelt man sich noch mehr Probleme auf und schiebt es auf das Pöl, obwohl es gar nicht als Ursache daran liegt, sondern nur als Auslöser!
("Siehste, habe ich dir doch immer schon gesagt, das geht nicht mit dem Zeugs........")

Die meisten "Defekte", die bei Pöl auftreten, liegen auch beim Diesel vor:
Verstopfte Dieselfilter, verstopfte Tanksiebe, Luft im Kraftstoffsystem, defekte Glühkerzen, defekte Vorglühsicherung, defekte Einspritzdüsen, undichte Leckölschläuche, undichte Einspritzpumpe (gern an der Welle oder am "Gas"hebel), etc.
Mit Diesel und evt. im Sommer fällt das alles gar nicht auf, bei Pölbetrieb ist das aber alles relevant !

Darum ist die Aussage: "Mit Pöl geht mein Auto öfter kaputt" falsch. Es muß nur, wie jedes Dieselfahrzeug auch, richtig gewartet werden.
Zusammengefaßt kann man sagen, wenn ein Auto mit Diesel noch tadellos fährt, muß es mit Pflanzenöl noch lange nicht problemlos fahren. Das liegt dann meistens an der fehlenden Wartung.

Trotzdem habe ich mich nicht bange machen lassen und habe für mein Auto ein Konzept entwickelt, um Pflanzenöl zu fahren.
 
 

 
 

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Letztes Update 20.03.2001  ( http://www.salatoel-kombi.tk )