Dr. Werner Gruber ist Experimentalphysiker an der Universität Wien.
Durch Bücher und Bühnenauftritte ist er als "Physiklehrer der Nation"
bekannt.
Es wird Sommer, es wird heiß. Zum Glück gibt es Klimaanlagen, auch in
Autos. Aber wie funktionieren diese Wundergeräte, die für einen
angenehmen Komfort während der Fahrt sorgen? Aber zuerst zur Frage:
Wie kommt man eigentlich zur Kälte?
Von Molekülen und dem Joule-Thompson-Effekt
Eine Flüssigkeit oder ein Gas besteht immer aus Molekülen. Diese
Moleküle bewegen sich mit unterschiedlich hohen Geschwindigkeiten. Da
gibt es Moleküle, die sich schneller und andere, die sich langsamer
bewegen. Die Temperatur eines Gases ist nun proportional zur
durchschnittlichen Geschwindigkeit aller beteiligten Moleküle.
Also müssen wir dafür sorgen, dass sich die einzelnen Moleküle etwas
langsamer bewegen. Zum Glück gibt es den Joule-Thompson-Effekt.
Drosselt man eine strömende Flüssigkeit durch ein Hindernis, dann
entspannt sich das Medium hinter dem Hindernis, und aus der
Flüssigkeit wird ein Gas.
Aufgrund der Umwandlung von einer Flüssigkeit in ein Gas, sinkt die
Temperatur sehr stark ab. Allerdings muß später das Gas wieder
verflüssigt werden. Dies geschieht im Kompressor, und das kostet auch
Energie. Das Gas, respektive das Kältemittel, wird einfach
zusammengedrückt. Das Kältemittel ist natürlich nicht brennbar und
kann auch nicht mehr die Umwelt schädigen.
Unterschiedliche Funktionsweisen
Damit stellt sich die Frage, wie man den Kompressor antreibt. Bei den
billigeren Fahrzeugen wird der Kompressorüber eine Magnetkupplung
direkt mit dem Motor verbunden. Damit ist die Leistung der
Klimaanlage direkt über die Motorleistung verbunden. Bei Standgas bei
einer Kreuzung wird die Klimaanlage nicht so gut funktionieren, gibt
man mehr Geld aus, dann erhält man eine Klimaanlage, die unabhängig
angetrieben wird. Diese Anlagen haben eine sehr hohe Effizienz, und
vor allem sind sie sehr sparsam im Verbrauch. Eine gute Klimaanlage
kühlt nicht nur die Luft ab, sondern es wird auch der Luft Wasser
entzogen. Ist die Luft besonders feucht, dann nehmen wir dies als
unangenehm war, während trockene Luft durchaus wärmer sein kann,
bevor es unangenehm wird. Das hat natürlich auch den Nachteil, dass
die Personen im Fahrgastraum rasch austrocknen, also viel trinken
während der Fahrt.
Umluft und Zuluft
In Fahrzeugen unterscheidet man zwischen Umluft und Zuluft. Der
Unterschied für die Klimaanlage besteht darin, dass in einer
Umluftklimaanlage immer die gleiche Luft abgekühlt wird. Dadurch kann
sie effizienter gekühlt werden. Dafür wird die Luft schneller
verbraucht, es kommt ja nur wenig Sauerstoff dazu.
Spürbarer Mehrverbrauch
Natürlich kommt es zu einem Mehrverbrauch an Benzin aufgrund der
Aktivität des Kompressors. Dieser Mehrverbrauch liegt bei rund 1
Liter pro 100 Kilometer bei Autobahnfahrten und zwischen 2 und 5
Liter bei 100 Kilometer im Stadtverkehr.
Trotzdem tragen Klimaanlagen, wenn sie nicht zu kalt eingestellt
sind, der Temperaturunterschied sollte maximal 5°C betragen, zur
Verkehrssicherheit bei -der Fahrer fühlt sich wohl und ist dann
aufmerksamer.