Wie funktioniert eine Autoklimaanlage?

Klimaanlagen funktionieren seit jeher auf die gleiche Weise: Sie kühlen und entziehen der Luft Feuchtigkeit. Das System besteht aus drei Hauptbestandteilen – dem Kompressor, dem Kondensator und dem Verdampfer -, die diese Aufgabe erfüllen, sowie aus einigen weiteren Teilen, die für einen reibungslosen Betrieb sorgen. Werfen wir einen Blick auf diesen Komponenten.

1 Kompressor

Der Kompressor ist eine Pumpe, die über einen an der Kurbelwelle des Motors befestigten Riemen angetrieben wird. Wenn das Kältemittel in den Verdichter eingesaugt wird, befindet es sich in gasförmigem Zustand unter niedrigem Druck. Sobald das Gas in der Pumpe ist, macht der Kompressor seinem Namen alle Ehre. Der Riemen treibt die Pumpe an, die das Gas unter Druck setzt und es zum Kondensator presst. Kompressoren können keine Flüssigkeiten komprimieren, sondern nur Gase. Im weiteren Verlauf des Systems werden Sie sehen, dass es noch andere Teile gibt, deren Aufgabe es ist, das Wasser aufzufangen, das versehentlich in den AC-Kreislauf gelangt.

2 Kondensator und Ventilator

Der Kondensator ist im Grunde ein Kühler und dient demselben Zweck wie der Kühler in Ihrem Auto: die Wärme aus dem System abzustrahlen. Das Kältemittel gelangt als Druckgas vom Kompressor in den Verflüssiger. Der Prozess, bei dem das Gas unter Druck gesetzt und zum Verflüssiger geleitet wird, erzeugt Wärme, aber die Luft, die um die gewundenen Rohre des Verflüssigers strömt, kühlt das Kältemittel ab, bis es wieder flüssig wird. Stellen Sie sich vor, dass Dampf abkühlt und wieder zu Wasser kondensiert, und Sie haben eine Vorstellung davon. Das flüssige Kältemittel ist nun eine Hochdruckflüssigkeit und fast bereit, das Auto zu kühlen.

3 Receiver-Trockner

Doch zunächst muss das Kältemittel für den Verdampfer aufbereitet werden. Beim Austritt aus dem Kondensator fließt die Flüssigkeit durch ein kleines Reservoir in der Leitung. Dieser Receiver-Trockner enthält Trockenmittel, kleine Körnchen, die Wasser anziehen. Sie kennen die Packungen mit Trockenmitteln in Schuhkartons, wo sie dasselbe tun: Sie ziehen Wasser aus der Luft, damit neue Schuhe frisch und bereit für Ihre Füße bleiben. (Normalerweise sind sie mit „Nicht essen“ beschriftet.) Im Receiver-Trockner entfernen sie das Wasser, das in das System gelangt ist. Wenn das Wasser stehen bleibt und möglicherweise Eiskristalle bildet, kann es die Klimaanlage beschädigen.

Hochdruckseite, gasförmig

Hochdruckseite, Flüssigkeit

Niederdruckseite, Flüssigkeit

Niederdruckseite, gasförmig

Aufladen der Klimaanlage eines Autos

Die meisten von uns sehen im Frühjahr Anzeigen von Autowerkstätten, die anbieten, die Klimaanlage ihres Autos rechtzeitig für den kommenden Sommer aufzuladen. Da stellt sich die Frage: Was ist das Aufladen der Klimaanlage? Ist das erforderlich, wie ein Ölwechsel? Muss die Klimaanlage meines Autos aufgeladen werden? Ist dies eine weitere Masche, mit der Werkstätten ahnungslose Kunden über den Tisch ziehen können?

Die Antwort auf die letzte Frage ist definitiv nein; das Aufladen der Klimaanlage ist kein Betrug. Es bedeutet lediglich, dass dem System frisches Kältemittel zugeführt wird. Wenn das Kältemittel etwas zu niedrig ist, kann es nachgefüllt werden, genauso wie bei einem geringen Ölstand im Motor. Wenn er jedoch wirklich zu niedrig ist, muss das noch im System befindliche Kältemittel abgelassen und ersetzt werden. Dieser Vorgang des Entleerens des Systems und des Hinzufügens neuer Flüssigkeit wird als Nachfüllen bezeichnet.

In jedem Fall haben Sie etwas Kältemittel verloren, was nicht so toll ist. Obwohl R-134a umweltfreundlicher ist als Freon, möchten die Umweltschutzbehörden nicht, dass Kältemittel aus Klimaanlagen in den Boden und in die Flüsse gelangen. Wenn Sie das System entleeren und neu befüllen lassen, empfiehlt die EPA, dass der Techniker einen Blick auf das System wirft, um die Quelle des Lecks zu finden und es zu beheben.

R-134a ist derzeit das am meisten getestete und von den Herstellern empfohlene Kältemittel.

Schmierstoffe

Schmiermittel für Klimaanlagen sind speziell für die Verwendung in Klimaanlagen hergestellt. Der Zweck dieser Spezialöle ist die Schmierung des Kompressors.

Gegenwärtig verwenden viele Pkw und leichte Nutzfahrzeuge in der Erstausrüstung ein synthetisches R134A-Schmiermittel namens Polyalkylenglykol, kurz PAG. Die Umstellung auf diesen Öltyp war notwendig, da Mineralöl als Schmiermittel für R-134a nicht geeignet ist. PAG wird auch von der überwiegenden Mehrheit der Fahrzeughersteller als Schmierstoff für die Umrüstung eines FCKW-12-Systems auf HFKW-134a angegeben.

Neuere Systeme sind mit R1234yf oder CO2 als Kältemittel ausgestattet. Dies erfordert die Verwendung eines erstklassigen PAG-Öls.

Es gibt noch eine andere Art von synthetischem Schmiermittel, das für die Verwendung in Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen vermarktet wird, nämlich Polyolester, kurz POE oder Ester genannt. Dieser Schmierstoff wird von einigen wenigen Fahrzeugherstellern für die Nachrüstung bestimmter Modelle ihrer älteren FCKW-12-Systeme spezifiziert, aber nicht für andere Anwendungen.

Die Verwendung der richtigen (vom Fahrzeughersteller zugelassenen) Kühl- und Schmiermittel ist entscheidend für die ordnungsgemäße Leistung, Haltbarkeit und Langlebigkeit des Systems.

4 Expansionsventil

Hier wechselt das System von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite. Wenn Sie diesen Teil des Systems berühren, spüren Sie, wie er von heiß auf kalt wechselt.
Das unter hohem Druck stehende flüssige Kältemittel fließt vom Sammler-Trockner durch das Expansionsventil, wo es sich ausdehnen kann. Durch diese Ausdehnung wird der Druck auf das Kältemittel verringert, so dass es in den Verdampfer gelangen kann. Das Ventil misst den Druck und regelt den Durchfluss des Kältemittels, wodurch ein gleichmäßiger Betrieb des Systems ermöglicht wird. Die beweglichen Teile des Ventils können jedoch verschleißen und müssen manchmal ersetzt werden.
Einige Fahrzeuge haben statt eines Expansionsventils ein Drosselrohr, das jedoch den gleichen Zweck erfüllt, indem es dem Kältemittel ermöglicht, sich auszudehnen und den Druck zu senken, bevor die Flüssigkeit in den Verdampfer gelangt. Das Düsenrohr lässt das Kältemittel mit einer konstanten Rate fließen und hat keine beweglichen Teile, kann aber mit der Zeit durch Ablagerungen verstopft werden. Systeme mit einem Düsenrohr schalten die Klimaanlage automatisch ein und aus, um den Kältemittelfluss zum Verdampfer zu regulieren.

5 Verdampfer und Gebläse

Das ist der Punkt, an dem der Zauber beginnt. Während alle anderen Teile des Systems im Motorraum untergebracht sind, befindet sich dieses in der Kabine, normalerweise über dem Fußraum auf der Beifahrerseite. Mit seinen Röhren und Lamellen sieht er auch wie ein Kühler aus, aber seine Aufgabe ist es, Wärme zu absorbieren, anstatt sie abzugeben.
Das Kältemittel gelangt als kalte Niederdruckflüssigkeit in die Verdampferschlange, idealerweise bei 0 Grad Celsius (32 Grad Fahrenheit), weshalb man kein Wasser im System haben möchte. Das Kältemittel gefriert bei dieser Temperatur nicht, aber es hat einen sehr niedrigen Siedepunkt. Die Hitze im Innenraum des Autos reicht aus, um das R-134a im Verdampfer zum Sieden zu bringen und wieder zu einem Gas zu machen, so wie Wasser wieder zu Dampf wird. In seiner gasförmigen Form kann das Kältemittel viel Wärme aufnehmen.
Das Gas strömt aus dem Verdampfer – und aus dem Fahrgastraum des Fahrzeugs, wobei es die Wärme mitnimmt. Ein Gebläse, das über die Außenseite der Verdampferschlange bläst, bläst kühle Luft in den Fahrgastraum. Das gasförmige Kältemittel gelangt dann in den Kompressor, wo es unter Druck gesetzt wird und der ganze Prozess von vorne beginnt.
Wenn das System ein Blendenrohr verwendet, befindet sich zwischen dem Verdampfer und dem Kompressor ein Druckspeicher. Manchmal lässt ein Düsenrohr zu viel Kältemittel in den Verdampfer und es kocht nicht alles. Da der Kompressor keine Flüssigkeit, sondern nur Gas verdichten kann, fängt der Druckspeicher überschüssige Flüssigkeit auf, bevor sie in den Kompressor gelangen kann.
Der Verdampfer entzieht der Luft im Auto auch Feuchtigkeit, was dazu beiträgt, dass Sie sich kühl fühlen. Das Wasser in der Luft kondensiert an der Verdampferschlange, zusammen mit Schmutz, Pollen und allem anderen, was sich im Innenraum befindet. Wenn Sie das Auto anhalten und Wasser darunter tropfen sehen, ist das wahrscheinlich das Wasser aus dem Verdampfer der Klimaanlage und kein Grund zur Sorge.