Heizen mit Abwärme ohne Wärmepumpe

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    • Heizen mit Abwärme ohne Wärmepumpe

      Hallo , hat jemand eine schematische Darstellung des Wärme- und Kühlkreislaufs vom e-Golf? (ohne Wärmepumpe)
      Ich möchte herausfinden ob man irgendwie die Abwärme von E-Maschine und Elektronik in den Heizungswärmetauscher bekommen kann.
      Bei ca 15 -20 °C Außentemperatur würde das eventuell zum Heizen reichen.

      Von "Haus aus" wird die gesamte Abwärme über den Kühler an die Umwelt abgegeben.
      E-Golf Bj 2018 ohne WP
      Veränderungen: Den Motorraum im Winter weitestgehend geschlossen, Heizung umgebaut, Frontscheibenheizung manuell abschaltbar gemacht, Unterbodenverkleidung vervollständigt.
      --------------------------------------------------------
      E-Max Elektroroller (45 km/h),DC-DC Ladung direkt mittels PV Module
      12 KW PV Anlage Netzparallel Volleinspeisung
      1,5 KW PV Inselanlage (1000AH 12V Blei Akku)
    • Kmfrank schrieb:

      Hallo Stromer,

      alle Komponenten welche Wärme erzeugen, außer der Akku, sind in den normalen Kühlkreislauf eingebundn. Der Motor ... heizen den Innenraum.
      Wie man sehen kann heizt der Motor nicht den Innenraum. Das sind 2 getrennte Kreisläufe die nur über den Ausgleichsbehälter verbunden sind.
      e-Golf MJ15 ab 16.02.15
      e-Golf MJ18 ab 22.01.18
      e-Golf MJ18 ab 02.03.18
      e-Tron MJ20 ab 14.05.21

      26kW PV+15kWh Speicher

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    • Maverick78 schrieb:

      Kmfrank schrieb:

      Hallo Stromer,

      alle Komponenten welche Wärme erzeugen, außer der Akku, sind in den normalen Kühlkreislauf eingebundn. Der Motor ... heizen den Innenraum.
      Wie man sehen kann heizt der Motor nicht den Innenraum.
      Hallo Freunde,

      Ein Elektromotor wird niemals genug "Leistungsverluste" in Form von Abwärme für den Innenraum erzeugen wie ein vergleichbarer Verbrenner (Stw. Wirkungsgrad). Insofern ist ein Elektromotor nicht in den Heizkreislauf eines E-Autos eingebunden. Die paar Grad Abwärme reichen nicht für angenehme Temperaturen im Innenraum.
      (Es sei denn, es ist eine Wärmepumpe mit eingebunden)

      Selbst die mittlerweile sehr effizienten TDI-Dieselmotoren haben serienmäßig einen extra mit Brennstoff betriebenen, über Thermostat gesteuerten Zuheizer im Heiz-/ Kühlkreislauf, damit die Insassen keine kalten Füße bekommen.
      VW Aidie Drei Tour PRO S
      "mit alles und scharf...."
    • Würde ich so jetzt nicht unbedingt sagen. Zwar nicht die Verluste des Verbrenners, aber trotzdem genügend zum Heizen. Wenn man 120 auf der Autobahn fährt, sollte es schon reichen. Wenn der Antrieb da inkl. Wechselrichter (der ja auch im Kreislauf ist) und Motor zusammen 90% Wirkungsgrad hat und man 17 kWh/100 km Verbrauch hat, wären das immerhin 1,7 kW Abwärme. Das reicht gut aus um das Auto warm zu halten. Das Problem wäre nur: Die Wassertemperatur im Kühlkreislauf müsste man dann steigen lassen, damit der Wärmetauscher für die Innenraumluft auch funktioniert, ohne dass man diesen extrem großvolumig bauen müsste. Das will man aber eigentlich nicht, da dadurch die Verluste und Lebensdauer von Motor und Umrichter sinken. Deshalb nimmt man die Wärme lieber mit einer Wärmepumpe raus, lässt das Temperaturniveau aber niedrig. Bei niedriger Durchschnittstemperatur wie z.B. im Stadtverkehr, würde es aber tatsächlich nichts bringen, da dort die umgesetzte Energie pro Zeit (= Leistung) zu gering ist.
      Gruß,
      Stephan

      Kraft macht keinen Lärm, sie ist da und wirkt. - Albert Schweitzer
    • @ Kmfrank, Danke für das Bild.

      Ich werde mal ein paar Messwerte sammeln (Kühlmitteltemperaturen und Pumpenlaufzeiten)
      Dann werde ich entscheiden ob ich die Sache weiter verfolge oder besser die Finger davon lasse.
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    • @Stromer17, @Outsider64

      Okay.
      Ihr geht somit also grundsätzlich davon aus, daß die beteiligten Fachingenieure (in der z. B. Antriebstechnik, der Heiz-Klima Fraktion und des Batteriemanagements) in der Entwicklung bei VW zu blöde sind, die richtigen technisch-physikalischen Entscheidungen für das thermische Verhalten eines E-Autos zu treffen.

      ODER?
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      "mit alles und scharf...."
    • Outsider64 schrieb:

      Würde ich so jetzt nicht unbedingt sagen. Zwar nicht die Verluste des Verbrenners, aber trotzdem genügend zum Heizen. Wenn man 120 auf der Autobahn fährt, sollte es schon reichen. Wenn der Antrieb da inkl. Wechselrichter (der ja auch im Kreislauf ist) und Motor zusammen 90% Wirkungsgrad hat und man 17 kWh/100 km Verbrauch hat, wären das immerhin 1,7 kW Abwärme. .....
      Etc....
      Sorry, das ist doch eine Milchmädchenrechnung....

      Deine genannten 1,7 KW "Abwärme" bei permanenten 120 km/h gibt es nicht.

      Und selbst wenn.
      Wer ist denn dauernd mit dieser Geschwindigkeit unterwegs?

      Brauchen die anderen Sensoren und Aktoren, die Steuergeräte, der Bordcomputer, das Licht und all die anderen Helferlein keine elektrische Energie?

      Man sollte schon das Gesamtbild im Auge behalte...
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    • Kaschi schrieb:

      Katschi schrieb:

      Deine genannten 1,7 KW "Abwärme" bei permanenten 120 km/h gibt es nicht.

      In bestimmten Situationen reicht mir schon die Hälfte davon . ZB wenn die Innenraumtemperatur nur um ca 5 °C erwärmt werden muß .
      Gewisse Komforabstriche wird man da schon machen müssen. Bei richtig Kälte (Frost) führt dann an der konventionellen Heizung kein Weg vorbei.
      Wenn, würde ich das umschaltbar machen.
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    • Kaschi schrieb:

      @Stromer17, @Outsider64

      Okay.
      Ihr geht somit also grundsätzlich davon aus, daß die beteiligten Fachingenieure (in der z. B. Antriebstechnik, der Heiz-Klima Fraktion und des Batteriemanagements) in der Entwicklung bei VW zu blöde sind, die richtigen technisch-physikalischen Entscheidungen für das thermische Verhalten eines E-Autos zu treffen.

      ODER?
      Die Fachingenieure können das mindestens genau so gut.
      Dadurch würden aber die Entwicklungs- /Herstellungskosten und der Verkaufspreis steigen.
      Und "Baustellen" hat man eh schon genug.
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    • Stromer17 schrieb:

      Kaschi schrieb:

      Katschi schrieb:

      Deine genannten 1,7 KW "Abwärme" bei permanenten 120 km/h gibt es nicht.

      In bestimmten Situationen reicht mir schon die Hälfte davon . ZB wenn die Innenraumtemperatur nur um ca 5 °C erwärmt werden muß .
      Nochmal.

      Okay.....500 W.

      Wie soll denn diese theoretische Restabwärme verlustfrei und nutzbar vom Motorgehäuse in den Innenraum gelangen? Das ginge doch logischerweise nur, wenn der Antriebsmotor unverkleidet im Innenraum liegt.

      Ausserdem würde das niemals reichen um den Innenraum bei 10 Grad Außentemperatur und bei 120 km/h auf Wohlfühltemperatur aufzuheizen.

      Andererseits würde, um diese Abwärme technisch in den Heizkreislauf zu bringen, ebenfalls thermische und monetäre Verluste bedeuten (Isolierung, Verschlauchung, Umwälzpumpe, Überwachung, etc)

      Der Aufwand und der Nutzen steht in serientechnisch in keinem Verhältnis.

      Man kann die physikalischen Gegebenheiten des Gesamtsystems E-Auto in der eigene Betrachtung nicht mathematisch als eine individuelle Insellösung betrachten.

      Das Gesamt-System E-Auto ist mittlerweile für uns Hobbytechniker viel zu komplex geworden, als das wir uns ein Urteil über einzelne Aspekte erlauben könnten.

      Berechtigte Hinterfragung ist immer erlaubt. Aber man sollte schon seine individuellen Grenzen in Verständnis erkennen.
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    • Kaschi schrieb:

      Wie soll denn diese theoretische Restabwärme verlustfrei und nutzbar vom Motorgehäuse in den Innenraum gelangen? Das ginge doch logischerweise nur, wenn der Antriebsmotor unverkleidet im Innenraum liegt.
      Der Motor ist wie im Bild oben zu sehen Wassergekühlt.

      Ansonsten belasse ich es mehr von dir zu beantworten.
      Wir "reden aneinander vorbei".
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    • Kaschi schrieb:

      Deine genannten 1,7 KW "Abwärme" bei permanenten 120 km/h gibt es nicht.
      Wieso nicht? Ich habe neulich ein Schaltbild der e-Maschine im ID.3 gesehen und dort sind Temperatur-Sensoren verbaut, die bei 120 Grad Celsius ansprechen! Ich dachte mir schon, dass es da warm werden kann, aber mit max 120 Grad hatte ich nicht gerechnet. Wenn im Normalbetrieb die Temperatur auch (deutlich?) darunter liegt, kann ich mir bei einem 150kW (oder 100 beim e-Golf) Motor schon vorstellen, dass Abwärme in der Größenordnung wie sie @Outsider64 beschreibt entsteht. :s05:
      Gruß, Jürgen (ab 11/17)
      "Die Dauer um von A nach B zu kommen, wird von Strecke und Durchschnittsgeschwindigkeit bestimmt, NICHT von der Höchstgeschwindigkeit."
    • Kaschi schrieb:

      @Stromer17, @Outsider64

      Okay.
      Ihr geht somit also grundsätzlich davon aus, daß die beteiligten Fachingenieure (in der z. B. Antriebstechnik, der Heiz-Klima Fraktion und des Batteriemanagements) in der Entwicklung bei VW zu blöde sind, die richtigen technisch-physikalischen Entscheidungen für das thermische Verhalten eines E-Autos zu treffen.

      ODER?
      Meistens liegt es nicht an den Ingenieuren. Die hätten ihre Freude dran etwas Tolles zu entwickeln. Aber ein zusätzlicher Wärmetauscher und Aktoren dafür kosten halt Geld. Ich kann mir sehr gut vorstellen, dass das aus Kostengründen gestrichen wurde. "Soll der Kunde doch mehr Geld zahlen und die Wärmepumpe nehmen, dann bekommt er die Wärme auch genutzt".

      Könnte mir gut vorstellen, dass diese dann im vertikalen Teil rechts neben dem Kühler ihre Wärme entnimmt und das im Bild als nicht genutztes Ventil dann umschaltet und nichts mehr oder weniger durch den Kühler fließt.
      Gruß,
      Stephan

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    • Mimikri schrieb:

      Kaschi schrieb:

      Deine genannten 1,7 KW "Abwärme" bei permanenten 120 km/h gibt es nicht.
      Wieso nicht?
      Jürgen.

      Was ich meinte ist, das die genannten theoretischen 1,7 KW nicht als NUTZBARE ABWÄRME mit der dafür notwendigen Technik für den Innenraum ohne Leistungsverluste nicht zur Verfügung steht.
      Was von den 1,7 KW nach dem technische Aufwand für eine reelle Nutzung noch übrig bleiben würde, ist bei dem Kunden für die Mehrkosten bei der Anschaffung oder als Option im Endeffekt nicht spürbar und würde berechtigterweise dann auch nicht akzeptiert werden.

      Es muss also immer elektrisch über die HV-Batterie zugeheizt werden. ISSO.

      Rock´n Roll
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    • Vermutlich wird es Niemand intressieren daß das Bild oben ein Fehler hat . Es weicht von der tatsächlichen Installation ab .
      Die Befüllung mit Kühlflüssigkeit würde so wie auf dem Bild gezeigt nicht funktionieren.

      Was für manchen hier interessanter sein könnte ist das ich den Umbau Mitte der Woche durchführen werde . Vorausgesetzt die bestellten Teile sind bis dahin da. (je ein Durchgangshahn und Dreiwegehahn aus Kunststoff und 1 m Kühlwasserschlauch)

      Das alte Verhalten des Kühl und Heizsystem ist mit den beiden Hähnen schnell wieder hergestellt. Ein Eingriff in die Elektrik findet nicht satt. Ziel ist es den Innenraum damit um ca 5-10 ° aufzuheizen.

      Falls die Sache nicht meiner Erwartung gerecht wird ist ein Rückbau möglich.
      Ich habe zu hause eine Hebebühne .
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    • Ich berichte mal kurz zum Stand der Dinge.

      Letzte Woche hatte ich den Kühl-/Heizkreislauf umgebaut um testweise die Heizleistung zu ermitteln.

      Da heute mein Mitfahrer (Fahrgemeinschaft) Urlaub hatte bot sich der Arbeitsweg (45km) nach Frankfurt als Teststrecke an.
      Das Auto stand über Nacht in der Garage (12°). Außentemperatur beim Start um die 8,5 °C.
      Zu Beginn viel die Temperatur im Innenraum noch um 1-2 Grad. So nach 10 Min Landstraße wurde es dann langsam wärmer. Noch 10 Min später dann auf der Autobahn (95km/h) stellten sich dann um die 18-20 °C Innenraumtemperatur in Kopfhöhe ein. Diese Temperatur hielt sich bis zur Ankunft.

      Die Luftverteilung war auf die Füße gerichtet und die gesamte Strecke wurde im Fahrmodus Eco+ gefahren damit sichergestellt ist das der PTC Heizer aus bleibt. Gebläsestufe: Anfangs 1, später 2 .

      Noch zu erwähnen sind einige Besonderheiten an meinem eGolf: Der Kühlergrill ist verschlossen . Auch sind es weitgehend die Marderschlupflöcher zu den Radkästen und nach unten. Für Gelenkwellen ist ein Segment offen. Das Heizungsgebläse zieht seine Luft über den Motorraum an. Die Warmluftaustrittsöffnungen unter den Sitzen sind verschlossen.

      Also kurz gesagt 10-11° C kann man mit der Abwärme von Motor und Elekronik den Innenraum in meinem Fall aufheizen.

      Damit keine Missverständnisse auftreten. Das ganze ist ein Versuch und nicht alltagstauglich . Ich kann nicht empfehlen es so "Ohne Weiteres" nachzubauen.
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      Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von Stromer17 ()

    • Wie im Bild zu sehen gibt es nur noch ein Kreislauf für Kühlung und Heizung. (die schwarzen Pfeile zeigen den Kühlmittelweg)
      Der Hahn am Kühler ist zu . Der Dreiwegehahn sperrt in Richtung Heizkreispumpe . Die Heizkreispumpe wird daher nicht gebraucht. Die "1 im Kreis" ist der neu von mir verlegte Schlauch. Das Umschaltventil , im Bild oben zu sehen , habe ich demontiert.


      Den Einfluß der Entlüftungsleitungsleitung (gelb) kann man nach wie vor vernachlässigen. Hier wird nur ein kleiner Teilstrom im Kreis geführt.

      Durch Umstellen des Hahnes am Kühler und des Dreiwegehahns kann wieder auf die ursprüngliche Funktion zurückgestellt werden.
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