So schützt der Heizungskühler Ihr Fahrzeug im Winter

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So schützt der Heizungskühler Ihr Fahrzeug im Winter

Wenn die kalte Jahreszeit hereinbricht, stöhnen nicht nur wir Menschen. Auch für den hauseigenen Fuhrpark sind die lieblosen Temperaturen oftmals schwer zu ertragen. Vor allem, wenn keine Garage vorhanden ist. Aber auch ein Anlassen nach einer extrem kalten Nacht setzt dem Wagen zu. Nicht nur, dass der Motor länger braucht, um auf Betriebstemperatur zu kommen. Auch die Batterie und viele weitere Elektronik im Wagen wird belastet. Die Heizung ist ein guter Helfer in dieser Zeit. Sie ist zusätzlich für vieles andere hilfreich. So werden durch die warme Luft die Scheiben freigehalten, um eine sichere Fahrt zu garantieren. Damit die Heizung hierbei aber nicht überhitzt, gibt es den sogenannten Heizungskühler, der auch Wärmetauscher genannt wird. Wie er funktioniert und warum er im Winter besonders wichtig ist, wird im folgenden Text geklärt werden.

Was ist ein Heizungskühler?

Kühlwasser im Wagen schützt den Motor vor Überhitzung. Wenn das Auto gestartet wird, erwärmt sich die Flüssigkeit und transportiert die entstehende Wärme ab. Diese wird für die Beheizung des Wageninneren benutzt, falls es dort benötigt wird. Dieser Vorgang ist sozusagen die Grundlage für den Heizvorgang. Damit der Motor überhaupt funktioniert, muss die Temperatur niedrig gehalten werden. Andernfalls kann es zu einer Überhitzung des gesamten Systems und der Wagen zum Erliegen kommen. Die Heizung im Auto ist eine kleine Ausgabe des großen Kühlers, der sich im Motorraum befindet. Sie sitzt in der Lüftung.

In den Heizungskühler fließt nun ebenso Kühlwasser hindurch. Wenn die Heizung angestellt ist, strömt Luft durch den Wärmetauscher. Ist die Wärmequelle aus, strömt die warme Luft des Motors einfach in die Landschaft. Der Motor produziert anbei eine außergewöhnlich große Menge heißer Luft. Dies geschieht über den Kühler, der vorne im Auto sitzt. Wer Auto fährt und seine Heizung betätigt, schadet der Umwelt nicht zusätzlich mehr: Das Anstellen der Wärmequelle verbraucht durch das Weiterleiten der warmen Luft keinerlei zusätzliche Energie. Allerdings sollte man darauf achten, dass die Heizung erst angestellt wird, sobald der Motor warm ist. Denn der kalte Motor braucht zum einen länger, um die Heizung zu betreiben, zum anderen wird mehr Sprit verbraucht.

Schaltet man den Motor ab, ist logischerweise auch das Nachpumpen des Wassers zu Ende. Der Heizungskühler kühlt relativ schnell herab. Das geschieht selbst dann, wenn der Motor und das Kühlwasser, die gerade noch in Betrieb waren, dementsprechend heiß sind.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass: 

  • eine Heizung ohne Heizungskühler nicht funktionieren kann.
  • der Heizungskühler ein Gerät ist, welches Wärme von einem Medium auf ein anderes übertragen kann. Bei einem Fahrzeug ist ein Medium gasförmig, das andere flüssig.
  • das Kühlwasser auf dem Weg zur Heizung durch den Heizungskühler geleitet wird. Hier wird die gespeicherte Wärme auf das Wasser übertragen. Es ist weniger Energie notwendig, um es auf die optimale Heizungstemperatur zu bringen.
  • die Autoheizung wie folgt funktioniert: Sie erwärmt die Luft, die über einen Wärmetauscher durch die Lüftung in das Autoinnere gelangt. Die Wärme erhält man vom Kühlwasser, welches durch den aufgeheizten Motor erwärmt worden ist.
  • der Heizungskühler vor allem dann besonders viel arbeitet, wenn die Heizung heizen soll und der Motor gleichzeitig stark abkühlen muss.
  • der Wärmetauscher im Auto die Heizung vor Überhitzung schützt.

Wie arbeitet der Heizungskühler im Detail?

Der Verbrennungsmotor eines Autos ist durch das Kühlwasser gekühlt, um einer Überhitzung vorzubeugen. Wenn der Motor angelassen wird, entsteht Wärme. Ein Teil davon wird an den Boden des Autos abgegeben, durch Wärmeleitung wird diese auf das Transportmittel Wasser übertragen. Dieses übergibt die Wärme dem Kühler. Wenn die Heizung abgeschaltet ist, dann geht die aufgebaute Hitze in die Luft über. Im Kühler herrscht exakt der gleiche Vorgang vor wie im Motor. Ein Wärmetauscher besteht zumeist aus Röhren. Die angestaute warme Luft geht über diese Wände aus Röhren an die Lamellen, die kühlen. Von dort wird der gesamte Luftmassenstrom aufgenommen und in die gewünschte Richtung abtransportiert (dies ist entweder der Innenraum des Wagens oder die Außenluft). Die Lamellen sind für das gasförmige Medium zuständig, für die Flüssigkeit nimmt man die Rohre. Eine Kombination der beiden ist damit unumgänglich.

Ein Öl-Wasser-Tauscher funktioniert im Übrigen dementsprechend:

  • Der Wärmetauscher koppelt zwei Kreisläufe. Der Öl- und der Wasserkreislauf werden von dem Heizungskühler kontrolliert. Wenn das Auto nach längerem Stehen (mindestens eine Stunde) wieder gestartet wird, „springt“ das Kühlwasser sofort mit ein. Es erwärmt sich quasi im Gleichschritt mit dem Motor. Wohingegen das Motoröl erst in der Betriebsphase heißer als Wasser wird.
  • Der Heizungskühler bewirkt nun, dass das Kühlwasser das Öl aufheizt und dann im Betrieb abkühlt. Vorteile davon sind, dass der Motor schneller betriebsbereit ist. Die ganze Energie wird also über einen Wasserkühler abgeführt.
  •  Im Winter gibt es ein anderes Problem, und zwar nach einem Kaltstart. Das heißt, wenn man das Auto längere Zeit nicht gefahren hatte. Die Betriebstemperatur des Motoröls von 80°C wird sehr lange nicht erreicht. Wer nur im Stadtverkehr mit Stop-and-Go bleibt, wird diese wohl zur kalten Jahreszeit nie erreichen. Das Motoröl bleibt kalt.
  • Da aber das Öl eine wichtigere Funktion für das Auto einnimmt (Kühlung, Reinigung, Abdichtung, …) als das Kühlwasser, ist dies problematisch. Es ist dringend notwendig, dass es sich erhitzt. Nur treffen die beiden im Auto nicht aufeinander. Der Heizungskühler ist eine Art Vermittler zwischen den beiden „Parteien“. Ebenso hat er dazu noch eine umgekehrte Funktion. Ist der Wagen lange mit schneller Geschwindigkeit auf der Autobahn unterwegs, ist natürlich das Motorenöl um einige Grad wärmer als das Wasser. Der Wärmetauscher wechselt also beides miteinander aus.

Kühlkreislauf im Auto

Es gibt verschiedene Komponenten, die zum Kühlkreislauf gehören. Diese sind durch Schlauchleitungen miteinander verbunden. Dieses System ist in sich geschlossen. Für die Kühlung benötigt es natürlich Kühlmittel. Dieses bleibt dadurch in seinem kalten Zustand. Denn die warme Luft des Motors wird, wie bereits gesagt, abgegeben, in Form von Heizungsluft oder diejenige, die an die Umwelt ausgestoßen wird. Dadurch kühlt sich gleichzeitig das Kühlmittel wieder ab. Wenn sich das Auto im Stillstand befindet oder nur sehr langsam fährt, verliert es weiter an Wärme.

Diese Probleme können auftauchen:

Der Wärmetauscher befindet sich im Fahrzeuginneren, und zwar unter der Armaturentafel. Viele Menschen klagen oft über einen defekten Heizungskühler. Dies kann dadurch geschehen, dass es Kalkablagerungen oder undichte Stellen gibt. Die Heizung läuft nicht mehr und der Motor überhitzt. Weitere Auswirkungen sind, dass es Flüssigkeit (Kühlwasser) im Innenraum, vor allem bei der Mittelkonsole gibt sowie rauchigen Dampf, wenn die Heizung trotzdem eingeschaltet wird. Dies kann zu weiteren schlimmen Folgen wie das komplette Erliegen des Fahrzeugs führen. Auch eine stinkende Heizung oder das Beschlagen der Scheiben kann auf einen nicht mehr funktionierenden Wärmetauscher hinweisen. Ein Austausch des Heizungskühlers ist hier unumgänglich, was je nach Automarke und -modell schnell sehr viel Geld beanspruchen kann. Vor allem sollten aber nur Autokenner das Auswechseln in Angriff nehmen. Denn oftmals muss man die komplette Innenarmatur herausnehmen und danach wieder exakt so einsetzen. Wer sich diesen Schritt nicht zutraut, sollte einen Experten zurate ziehen. Normalerweise ist der Heizungskühler jedoch äußerst langlebig. Eine technische Einwirkung kann Schuld an einem früheren Defekt sein, auch unverschuldete Materialfehler sollte man nicht außer Acht lassen.

Vor allem muss man darauf achten, dass man das verlorene Kühlwasser wieder ausgleicht, um einer Überhitzung vorzubeugen. Des Weiteren muss man als vor allem Beifahrer vorsichtig sein: Das Kühlwasser ist wie erwähnt sehr warm. Falls dies ausläuft, darf man es auf keinen Fall berühren. Wenn dies bereits geschehen ist, sollte man die betroffene Stelle umgehend kühlen.

Der Wärmetauscher im Winter

Bei kalten Temperaturen bietet der Wärmetauscher einige Vorteile.

  1.  Da die aufgeheizte Luft oder Flüssigkeit grundsätzlich immer vom Wärmeren in das kältere Medium übertragen wird, unterkühlt keine Elektronik im Inneren des Fahrzeugs. Umgekehrt findet aber auch keinerlei Überhitzung des Motors oder der Heizung statt. Letztere ist ja vor allem in der kalten Jahreszeit im Dauereinsatz.
  2. Es wird für das Betreiben der Heizung keinerlei zusätzliche Energie benötigt. Der Wärmetauscher entzieht dem Kühlwasser die Abwärme des Motors, die andernfalls ungenutzt in die Umwelt geblasen werden würde.
  3. Man kann bedenkenlos auf der höchsten Stufe über einen längeren Zeitraum heizen, da der Heizungskühler die Wärmequelle nie überheizt.
  4. Wenn die Innenheizung im Winter in Betrieb ist, und zwar auf höchster Stufe, ist dies gut für den Motor. Denn durch die hohe Gebläsestufe und die hohe Temperatureinstellung wird der maximale Luftstrom durch den Wärmetauscher geführt. So wird dem bereits genannten Kühlkreislauf des Motors eine große Menge an Wärme entzogen.

Material des Wärmetauschers

Bei dem Prozess des Austausches kommen die beiden Medien Luft und Wasser nicht direkt in Berührung. Deshalb braucht es ein Material, dass die beiden zwar einerseits verbinden. Andererseits müssen sie aber auch auseinandergehalten werden. Dieses Produkt sollte bestimmte physikalische Eigenschaften mitbringen. Aluminium ist zum Beispiel ein Positivbeispiel. Diese leitet die Wärme sehr schnell weiter, häufig rascher als andere Produkte. Auch ein Ventilator kann den Wärmeaustausch eine Zeit lang unterstützen und auch beschleunigen. Die Wärme des Kühlwassers, die der Motor abgegeben hat, wird dadurch schneller und wirkungsvoller in den Innenraum des Autos geleitet. So haben die Fahrgäste im Nu eine warme Umgebung.

Metalle, Email, Kunststoff und Glas sind häufig genutzte Materialen für den Wärmetauscher. Auch ein Stoff wie Siliciumcarbid kann eingesetzt werden.

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