artikel

Minder emissie, lager verbruik, meer comfort, motorwarmte opgeslagen voor hergebruik (1997-09)

Techniek

Enige jaren geleden las ik een bericht van Saab (en ik meen ook Volkswagen) over een systeem van voorverwarming van de motor bij een koude start. Hierbij wordt de motor snel opgewarmd door warmte die tijdens de vorige rit is opgeslagen in een klein buffervaatje met een speciaal zout, dat in het koelsysteem van de motor is opgenomen. Het zout ondergaat hierbij een fase-overgang (van vast naar vloeibaar en omgekeerd), zodat de warmtecapaciteit relatief groot is. Mijns inziens heeft dit systeem een aantal voordelen ten opzichte van altematieven, zoals een elektrische voorverwarming van de motor. Naast de snelle opwarming van de motor is er minder schadelijke uitstoot, en in de winter is het interieur snel warm en zijn de ramen dus vorstvrij. Weet u of dit systeem nog (of al) geleverd wordt door Saab of Volkswagen? Kunt u ook zeggen wat voor soort zout wordt gebruikt? Zijn er ook nadelen (buiten de kosten) aan dit systeem verbonden?

We hebben contact opgenomen met de importeurs die ons het volgende meedeelden:

BMW: bij de 5- en 7 Serie is zo’n latentewarmtesysteem leverbaar. Dat

moet af fabriek worden ingebouwd, kosten voor de 5 Serie ƒ 2.926,- inclusief BTW en BPM.

Saab: ja, daar was zo’n vijf of zes jaar geleden sprake van, maar daarna werd het stil.

VW: wij hebben zo’n systeem geleverd als accessoire, dus voor achteraf inbouw, voor de Golf. Helaas bleek na enige tijd dat er zich inwendige lekkages voordeden, daardoor mengden het zout en het koelwater zich met elkaar. We hebben het systeem moeten terugtrekken uit de

markt.

Er zijn twee systemen ontwikkeld: de latentewarmteopslag en de koelmiddelwarmtewisselaar. Bij het eerste systeem wordt de energie benut die nodig is om het medium van vast naar vloeibaar of omgekeerd te veranderen. Omdat bij deze fasewijziging een volumeverandering plaats

vindt, moet het reservoir flexibel zijn.

Kennelijk is dit niet zo makkelijk uit te voeren en zijn Saab en VW tegen praktische problemen aangelopen.

Als medium gebruikt Längerer & Reich, magnesiumnitraat Mg NO3 + lithiumnitraat Li NO3 + kristalwater dat bij 72°C smelt, hetgeen milieu-ongevaarlijk is. Bij 90°C watertemperatuur en 20°C buitentemperatuur kan er 780 Wh worden opgeslagen, hetgeen 50 tot 55 kW warmte kan ontwikkelen. De complete eenheid weegt 20 kg, dit is inclusief 1,5 liter koelvoeistof.

Bij het tweede systeem wordt de hete koelvoeistof in een soort thermosfles opgeslagen. Bij de koude start wordt de hete vloeistof naar de motor gepompt, terwijl de koude koelvloeistof naar het reservoir gaat. Een flexibel membraan scheidt de twee stromen.

Bij 90°C watertemperatuur en 20°C buitentemperatuur kan er 620 Wh worden opgeslagen, hetgeen maximaal 100 kW warmte kan ontwikkelen. De complete eenheid weegt 22 kg, inclusief 7 liter koelvloeistof. Met beide systemen zijn uitvoerige tests gedaan. Het eerste systeem kan meer warmte opslaan, maar er kan minder warmte aan onttrokken worden. Dat laatste is vooral belangrijk voor de uitlaatgasemissies gedurende de eerste 45 seconden na de koude start, Zowel de HC- als de CO-emissie daalt (na de gebruikelijke hoge piek) snel, omdat de lambda = 1 regeling veel eerder in werking treedt. Bij -15°C verloopt het starten als bij een gewone motor bij +20°C.

Het is ook mogelijk de warmte vóór de start van de motor te gebruiken voor het opwarmen. Als dat 30 seconden van tevoren gebeurt, kan een benzinemotor ongeveer 30 procent brandstof tijdens de rijcyclus met koude start van -7°C besparen, een dieselmotor ongeveer 8 procent. Daarna is de invloed verwaarloosbaar en alleen van nut voor het verwarmen van het interieur. Het latentewarmtesysteem is duurder in de fabricage dan de koelwaterwarmtewisselaar.

De voordelen zijn duidelijk, de nadelen blijven beperkt tot het extra gewicht en inbouwvolume. Bij BMW wordt de vloer onder de voeten van de rechter voorstoel (bij links stuur) iets verhoogd.

Reageer op dit artikel