Standheizungen und Ölbrenner

Grundlagen

Heizgeräte welche flüssigen oder gasförmigen Brennstoff zur Erzeugung von Wärme verwenden haben in der Regel eine Vorrichtung um den Brennstoff mit Luft zu vermischen, eine Brennkammer und einen Wärmetauscher. Dazu haben solche Geräte in der Regel eine Steuereinheit um den Startvorgang, Betrieb und Wärmeabgabe zu steuern. Außerdem sollte diese Steuereinheit auch gewisse Sicherheitseinrichtungen haben wie Flammwächter und Überhitzungsschutz.

Ölbrenner

Ölbrenner zerstäuben das Öl, vermischen es mit Luft und zünden dieses Gemisch.

Zerstäuber

• Druckzerstäubung: Der Brennstoff wird durch eine feine Düse gedrückt. Der Brennstoff wird dadurch sehr stark beschleunigt und in Tropfen zerrissen. Fast alle Öl betriebenen Wohnungsheizungen verwenden dieses Verfahren. Der Brennstoff muss extrem sauber sein weil schon kleinste Partikel die Düse verstopfen oder durch Abrasion beschädigen können.

• Zweistoffdüse: In diesem Fall wird der Brennstoff mittels Druckluft zerstäubt. Die Tatsache dass Druckluft benötigt wird impliziert eine aufwendigere Konstruktion, hat aber den Vorteil dass Brennstoffe mit höherer Viskosität zerstäubt werden können und dass auch keine so hohe Reinheit des Brennstoffes im Vergleich zur Druckzerstäubung notwendig ist weil prinzipbedingt alle Bohrungen in der Düse größere Durchmesser haben und somit nur sehr große Partikel die Düse zusetzen könnten.

• Fliehkraftzerstäuber: Der Brennstoff wird auf einen rotierenden Teller oder Glocke aufgetragen und an der äußeren Kannte zerstäubt.

• Verdampfer: Der Brennstoff wird durch Erhitzung verdampft. Oft wird die Oberfläche vom Brennstoff durch ein keramisches Vlies oder Metallsieb vergrößert um die Verdampfungsrate zu erhöhen. Dieses Verfahren funktioniert nur mit Brennstoffen welche absolut rückstandfrei verdampfen.

Zündung

• Funkenstrecke
• Glühstift

Standheizungen

Standheizungen sind kleinere Heizgeräte welche oft in Kraftfahrzeugen verbaut werden um diese im Winter vom Eis zu befreien. Nach maximal einer halben Stunde ist das Fahrzeug in der Regel eisfrei und angenehm warm. Obwohl solche Geräte speziell für Kraftfahrzeuge entwickelt werden gibt es kaum Hindernisse diese Heizgeräte auch für andere Zwecke zu verwenden. Die Heizleistung beträgt je nach Anwendung zwischen 2 bis 20 KW. Die elektrisch benötigte Leistung ist im Mittel zwischen 30-50 Watt. Aber die Spitzenleistung beim Start ist deutlich höher (100-300 Watt wegen Glühstift). Außerdem gibt es diese Heizgeräte mit Luft oder Wasser Wärmetauscher, je nachdem ob der Kühlwasserkreislauf oder die Fahrgastraumluft erwärmt wird. Letzteres findet vor allem bei Wohnmobilen Anwendung.

Die verbreitetste Brennerart funktioniert mit einem Verdampfer (entweder Vlies oder Metallsieb) welcher zum Start mit einer Glühstift beheizt wird und während des Betriebes von der Flamme genügend Wärmestrahlung erhält. Bei Geräten von der Firma Webasto ist der Verdampfer soweit bekannt immer mit einem Vlies realisiert, und bei Geräten von Eberspächer soweit bekannt immer mit einem Metallsieb.

Einige wenige Geräte verwenden andere Gemischaufbereitungsverfahren. Geräte mit größeren Leistungen für den Personenverkehr verwenden Druckzerstäubungsdüsen wie bei Heizgeräten für Wohnungen. Dann gibt es noch die Thermo Top V und Thermo Top Evo serie von Webasto welche eine Venturidüse verwenden, wo die Verdampfung in einer Luftstrecke passiert anstatt an der Oberfläche von einem Vlies oder Sieb. Dies ist vorteilhaft bei der Verwendung von nicht mineralischen Anteilen im Brennstoff, weil diese oft Rückstände verursachen können welche die Verdampfungseinheit außer Funktion setzen können (Vlies oder Sieb verkokt). Wenn diese Rückstände wenn überhaupt nur "im Flug" durch die Luft entstehen können dann können diese Rückstände auch durch das Abgas ausgeblasen werden.

Diagnose

Für Geräte der Hersteller Webasto und Eberspächer gibt es für die Diagnose und Test Software. Diese kommuniziert mit dem Heizgerät über eine K-Line (OBD-II) aber mit eigenen Protokollen. Von Webasto gibt es eine "engineering version" diese Software, welche auch die sogenannten "datasets" lesen und schreiben kann. Damit lassen sich Webasto Heizgeräte auch verändern, aber es ist bisher wenig darüber bekannt was für Möglichkeiten es dazu gibt.

Software

Vor ein paar Jahren war die Diagnose Software von Webasto noch öffentlich, nun aber gibt es nur noch diverse andere Webseiten welche vorher heruntergeladene Versionen bereitstellen. Ob es die Diagnose von Eberspächer (EDiTH) jemals öffentlich gab ist nicht bekannt. Aber man finde beide (noch) im Internet.

Für Webasto Heizgeräte der Serie Thermo Top V und Thermo Top Evo (W-Bus) gibt es eine Open Source Implementierung des W-Bus Kommunikationsstack (http://www.sf.net/projects/libwbus). Auch einige Zubehörhersteller bieten kompatible Geräte an.

Webasto Thermo Top C

Diese Standheizungen sind sehr verbreitet und funktionieren mit Vliesverdampfer und kombinierter Glühstift/Flammwächter. Es gibt je nach Zielfahrzeug verschiedene Konfigurationen von diesem Gerät, aber der Brenner ist immer der gleiche.

Das Dataset der Thermo Top C hat soweit bekannt immer 255 Bytes. Adresse 0 ist immer 0xff. Startadresse ist 0x01 und Endadresse 0xff. Der Bereich ab Adresse 0x01 bis 0xXX ist Prüfsummen beschützt. Die Adresse der Prüfsumme ist immer am Ende des geschützten Bereichs aber von Gerät zu Gerät unterschiedlich. Der Prüfsummenalgorithmus ist einfach eine 8 bit unsigned Summe wo die überlaufenden Bits ignoriert werden.

In diesem Thread http://www.fingers-welt.de/phpBB/viewtopic.php?f=14&t=2969 wurden einige Datasets gesammelt. Dort findet sich auch ein kleines Programm um die Prüfsummenadresse von einem intakten dataset zu finden.

Dataset Adressen mit Prüfsumme bei 0xCA

• 0x00: gibt es nicht, wird immer mit 0xff gelesen.
• 0x01: Benz Zuheizer 0x01, OEM Diesel Standheizung 0xD6, OEM Benzin Standheizung 0xB6
• 0x04: Gebläseeinschalttemperatur A7: 30°C zu 7D: 50°C

Pinbelegung

X1
1: Ein/Aus (schwarz)
2: Diagnose (gelb)
3: Außentemperaturschalter (schwarz)
4: Relais Ausgang für Fahrgastkabinengebläse (grün/weiß)
5: Sommer Winter Schalter gegen Masse. Optional. (violett)
6: Ausgang Dosierpumpe gegen Masse (blau)

X2
1: 12 Volt Dauerplus über Sicherung 30A (rot)
2: Masse (braun)

X3: Glühkerze
X4: Gebläsemotor
X5: Umwälzpumpe
X6

Thermo Top V und Thermo Top Evo

Die ersten Thermo Top V gab es in diversen Fahrzeugen von VW (Golf 5, Sharan unter anderen). Die angepriesenen Vorteile waren kompaktere Bauform und schnelleres aufheizen. Anders als die Thermo Top C verwenden diese Geräte ein anderes Diagnoseprotokoll und haben zusätzlich auch einen CAN Anschluss. Der CAN Anschluss hat aber nichts mit der Diagnosefähigkeit zu tun wie leider oft sehr hartnäckig irrtümlicherweise behauptet wird. Die Ursache die zu diesem Irrtum geführt hat ist diese Geräte nicht mehr über einen Pin verfügen mit den man das Gerät mit "Dauerplus" einschalten kann und das viele Thermo Top V/Evo in der Ausführung als Zuheizer den Standheizung Befehl über W-Bus nicht akzeptieren. Man könnte theoretisch einfach den Zuheizen Befehl verwenden, aber alle Bediengeräte (1533 Uhr, Telestart usw) senden natürlich nur den Standheizung Befehl.

Die Datasets von diesen Geräten sind deutlich größer und haben unterschiedliche Größen. Die Prüfsumme scheint auch eine 8 bit unsigned Summe (aber aller Bytes) zu sein, weil wenn man ein Byte um X erhöht und ein anderes um X verringert gibt es keinen "checksum error". Der W-Bus Code ist mehr oder weniger direkt abgelegt, aber diesen zu verändern hat leider keinen Einfluss auf den Funktionsumfang (Zuheizer zu Standheizung verwandeln).

Pinbelegung

Connections of a Thermo Top V heater
8-pin connector
Pin 1: On / Off supposedly, but does not work.
Pin 2: W-Bus (diagnosis or Webasto 1533 type timer clock)
Pin 3: Supposedly a temperature sensor goes here for supplemental heating
Pin 4: CAN low
Pin 5: metering/dosing fuel pump
Pin 6: Solenoid Valve for coolant circuit switching.
Pin 7: CAN high
Pin 8: Output for cabin ventilation fan control

2-pin connector
Pin 1: Battery plus
Pin 2: ground

3-pin connector
Pin 1: no idea
Pin 2: circulation pump +
Pin 3: circulation pump ground