Warmwasserboiler in Motorkühlkreis einbinden - Grundlagentigerexped Magazin

Warmwasserboiler in den Motorkühlkreislauf integrieren – Grundlagen

Der combiBOIL Warmwasserboiler hat ein besonderes Feature: Mit Anschlüssen für eine zweite Wasserschleife und damit einem extra Wärmetauscher, ist er unter anderem für die Einbindung in den Kühlmittelkreis des Fahrzeugs ausgestattet.

Neben weiteren Optionen ermöglicht er dir damit, nach jeder Fahrt fertig erhitztes Duschwasser für ein entspanntes Ankommen zu genießen – und das, ohne zusätzliche Energie dafür aufwenden zu müssen. Stattdessen wird einfach die (Ab-)wärme, als Abfallprodukt des Motors, in eine sinnvoll nutzbare Form umgewandelt.

Dabei gibt es allerdings ein paar Dinge zu beachten, auf die wir in diesem Beitrag eingehen wollen. Lies die folgenden Hinweise also aufmerksam, bevor du dich mit Feuereifer ins Handwerk stürzt. Los geht’s:

Inhalt

Wasserboiler VS. Temperatur im Motorkühlkreislauf

Warmwasserboiler und Motorkühlkreislauf können sich hervorragend ergänzen. Zu beachten ist jedoch, dass die beiden Systeme unterschiedlich arbeiten – das ist vor allem hinsichtlich Druck und Temperatur, sowie Zirkulation relevant.

Temperatur im Kühlkreislauf variiert

In bestimmten Situationen steigt die Kühlmitteltemperatur in einem Fahrzeug an. Dazu zählen z.B. Stop& Go Verkehr, lange / steile Bergauffahrt oder auch eine erhöhte Einspritzmenge zur Reinigung eines Partikelfilters. Dies sind nur einige Beispiele, die dazu führen können, dass das Wasser im Kühlkreislauf wärmer als normalerweise wird. Aufgrund des dort herrschenden Drucks kann die Temperatur dann über 100°C betragen.

Wasser mit einer solchen Vorlauftemperatur in den Boiler einzuleiten ist keine gute Idee – es würde beginnen zu kochen. In der Folge kann es zu gefährlicher Dampfbildung kommen, wofür keine der Komponenten im Wassersystem ausgelegt ist. Gummischläuche verformen sich, werden undicht usw.

Das Sicherheitsventil am Boiler reagiert auf diese Situation durch konstanten Druck- und Wasserablass, das Gefahrenpotenzials als solches sollte aber natürlich von vornherein vermieden werden.

Steuerung der Kühlwasserführung durch den Boiler

In der Regel liegt die Kühlmitteltemperatur bei etwa 90°C.

Der elektrische Heizstab des combiBOIL besitzt aus Sicherheitsgründen eine eingebaute Thermosicherung (120/230V), welche bei ca. 80°C Wassertemperatur auslöst. Hierdurch wird der Heizstab bis zum manuellen Rücksetzen der Sicherung komplett deaktiviert – kein Effekt, den man sich wünscht – speziell, wenn der Boiler tief im Fahrzeug verbaut ist.

Anzustreben ist eine Boilertemperatur von ca. 70°C max.

Um das zu erreichen, darf der 90°C heiße Kühlkreislauf des Fahrzeugs nicht permanent durch den Boiler strömen.

Realisieren lässt sich dies mit einem 3-Wege-Magnetventil und einem T-Stück, in Kombination mit einem temperatursensitiven Relais (TSR, Artikelnummer TEX4275). Das Magnetventil wird dafür in den Vor- und Rücklauf des Kühlkreises, vor den Boiler gesetzt. Die Steuerung des Ventils wird dann vom TSR übernommen.

Schaltet das Temperaturrelais das Magnetventil um, wird das Kühlwasser am Boiler vorbeigeleitet – folglich fällt die Temperatur im Boiler. Sinkt diese unter 65°C schaltet das System den Kühlwasserfluss durch den Boiler wieder frei.

Diese voreingestellte Temperatuschwelle kann jedoch beliebig zwischen 30°C und 70°C (Ein-/Ausschalt-Punk = -5°C / +5°C) gewählt und eingestellt werden (weitere Details dazu findest du in der Produktbeschreibung des TSR).

tigerexped TSR zur temperaturabhängigen Steuerung z.B. des Magnetventils

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Warmwasserboiler in den Kühlkreislauf einbinden – wie und wo

Um den Warmwasserboiler in den Kühlkreislauf zu kriegen, muss dieser in den Vor- und Rücklauf des kleinen Motorkühlkreises im Fahrzeug integriert werden. Dafür wird jeweils ein T-Stück am Eingang und am Ausgang des Heizungskühlers gesetzt und die T-Stücke über Kühlmittelschläuche mit dem Boiler verbunden.

Fahrzeuge mit Volumenstromüberwachung

Bei Fahrzeugen mit Volumenstromüberwachung kann es bei der gerade beschriebenen, direkten Einbindung des Boilers in den Kühlkreislauf zu Problemen kommen.

Die Volumenstromüberwachung überwacht, wie ihr Name schon sagt, das Volumen des Kühlkreislaufs und steuert Thermostate und Ventile, um eine effiziente Motorerwärmung zu realisieren.

Eine Erweiterung des Kühlreislauf-Volumens durch den Boiler würde von der Überwachung mit hoher Wahrscheinlichkeit erkannt und mit einer Fehlermeldung im Kombigerät oder sogar der Umschaltung in den Notlaufbetrieb des Fahrzeugs quittiert.

Boiler-Einbindung über Plattenwärmetauscher

Um den CombiBOIL Warmwasserboiler auch bei Fahrzeugen mit Volumenstromüberwachung in den Kühlkreislauf einzubinden, empfehlen wir hier die Nutzung eines Plattenwärmetauschers.

Das Gerät sorgt dafür, dass Wärme von einem auf ein anderes Medium übertragen wird, ohne dass diese sich vermischen. Er besteht aus dünnen Platten, die in einem Rahmen montiert sind. Die beiden Fluidströme, also Kühl- und Brauchwasser, werden dabei durch dünne Kanäle zwischen den Platten geleitet, was eine sehr effiziente Temperaturübertragung ermöglicht.

Für Zirkulation sorgen

Da es sich auf beiden Seiten des Plattenwärmetauschers um zwei völlig voneinander unabhängige Keisläufe handelt, wird das Wasser auf der Seite des Boilers nicht von der Wasserpumpe des Fahrzeugs zirkuliert. Es ist daher eine eigene Zirkulationspumpe und ein eigener Ausgleichsbehälter im Wasserkreis des Boilers nötig!

Das (wie weiter oben besprochen) eh schon vorhandene TSR zur Steuerung des zwingend für die Temperaturregulierung notwendigen Magnetventils, kann praktischerweise gleichzeitig die Umwälzpumpe im Brauchwasserkreis einschalten, wenn der Kühlwasserkreis durch den Boiler freigegeben wird.

Würde an dieser Stelle nicht für eine Umwälzung des Wassers gesorgt, wird das Wasser im Plattenwärmetauscher immer weiter erhitzt, bis es zu kochen beginnt und damit wieder eine gefährliche Dampfbildung stattfindet.

Betrieb mit Wasser-Standheizung

Durch die Einbindung des Boilers in den Motorkühlkreis, wird immer dann das Duschwasser erwärmt, wenn der Motor läuft.

Soll dein Duschwasser auch im Stand mittels des Kühlkreises erwärmt werden, kann in den Kühlkreis zusätzlich eine Wasserstandheizung (Flow 5) eingesetzt werden. Diese erwärmt dann den kleinen Kühlkreislauf und damit sofort den Boiler. Erst nach weiterem Temperaturanstieg, wird auch der Rest des Motors erwärmt (Thermostat am Motor geht auf).

Drei nützliche Dinge können so miteinander verbunden werden:

1. Die Möglichkeit, das Duschwasser auch im Stand über den Kühlwasserkreis zu erwärmen.

2. Eine Motorvorwärmung, was einen schonenden Start bei tiefen Temperaturen ermöglicht.

3. Eine Notfall-Heizung und Redundanz zur bestehenden Luftheizung, indem man zusätzlich zur Wasserheizung noch einen Wasser-Luft Wärmetauscher in den Boilerkreislauf setzt.

Zweite Wasserscheife des combiBOIL anders nutzen

Die zusätzliche Heizschleife des CombiBOIL, kann nicht nur für die Integration in den Kühlkreislauf genutzt werden.

Statt dem Boiler auf diese Weise Wärmeenergie zuzuführen, kann über die Anschlüsse der zweiten Wasserschleife auch Energie entnommen und für ein anderes System genutzt werden – z.B. eine kleine, partielle Fußbodenheizung oder einen Handtuchheizkörper.

Diese Hinweise zur Integration des combiBOIL Warmwasserboiler in den Motorkühlkreislauf haben dir weitergeholfen? Dann empfehle sie doch gerne auch Gleichgesinnten: