Komfort-u.Sicherheitselektrik
Komfortelektrik
Klimaautomatik
zuletzt bearbeitet am 15. 04. 04
Dampfdruckkurve
Kältemittelkreislauf
Klimaaggregat
Komponenten
Wartung
Reparaturanweisung (Saab)
|
|
Autoelektrik (Startseite) Komfort-u.SicherheitselektrikKomfortelektrikKlimaautomatikzuletzt bearbeitet am 15. 04. 04 |
|
Dampfdruckkurve Kältemittelkreislauf Klimaaggregat Komponenten Wartung Reparaturanweisung (Saab) |
 Seitenanfang |
Dampfdruckkurve |
Kältemittelkreislauf |
|
R134a ist die Kurzbezeichnung für das Kältemittel, das in der Klimaanlage zirkuliert. Es handelt sich Tetrafluorethan, CF3-CH2F
(Fluor-KohlenWasserstoff). Das früher übliche R12 war ein FCKW (Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoff) und ist verboten worden, da es maßgeblich für die Zerstörung der Ozonschicht in der oberen Atmosphäre verantwortlich war. Das Diagramm links zeigt die Verdampfungskurve von R134a. Z.B. kann man dem Schaubild entnehmen, dass R134a bei 0°C und einem Druck von 5 bar flüssig ist, aber bei 40°C und 5 bar gasförmig. Diese Dampfdruckkurve ist ein Hilfsmittel, um die Wirkungsweise der Klimaanlage zu erklären. Zum besseren Verständnis muss man muss außerdem noch Folgendes wissen: 1. Wenn man ein Gas verdichtet, so erhitzt es sich (z.B. Luftpumpe, Lader, ...). 2. Wenn man ein Gas entspannt, so kühlt es sich ab (z.B. Am Ventil bildet sich Reif, wenn man die Luft aus dem Autoreifen lässt.). 3. Wenn ein Gas kondensiert, so gibt es dabei viel Wärmeenergie ab. 4. Wenn eine Flüssigkeit verdampft oder verdunstet, benötigt sie dazu viel Wärme, d.h. die Flüssigkeit kühlt dabei ihre Umgebung stark ab (z.B. Alkohol auf der Haut). |
|
Im Druck-Temperatur Diagramm des Kältemittels bildet der blau eingezeichnete geschlossene Kurvenzug den Zyklus des Kältemittels
ab. Dieser wird in Pfeilrichtung immer wieder durchlaufen. Die Buchstaben A, B, C, D entsprechen denen im nächsten Bild und bedeuten
|
Dampfdruckkurve |
Kältemittelkreislauf |
Klimaaggregat |
|
|
|
| ||||||||||||||||||||||||
|
Der Kältemittelkreislauf ist in sich geschlossen und besteht im Prinzip aus dem Verdichter (Kompressor), Kondensator
(=Wärmetauscher), Drossel, und Verdampfer (=Wärmetauscher). A: Das gasförmige Kältemittel erhitzt sich durch die Verdichtung stark. B: Diese aufgenommene Kompressionswärme wird allerdings im Kondensator an die Umgebung abgegeben, darüber hinaus sogar noch die Energiemenge, die beim Kondensieren frei wird. Auf diese Weise verlässt das Kältemittel den Kondensator in flüssigem Aggregatzustand, auf etwa 13 bar verdichtet bei etwa Umgebungstemperatur. C: Eine Drossel ist eine Engstelle in einem hydraulischen oder pneumatischen Leitungssystem und bildet einen starken Strömungswiderstand. Insbesondere fällt der Druck an der Drossel bei strömendem Medium stark ab. Hier wird also das Kältemittel entspannt, kühlt dabei stark ab, ist aber hinter der Drossel zunächst noch flüssig. D: Der Verdampfer ist neben dem Kondensator ein weiterer Wärmetauscher im Kreislauf. Das Kältemittel verdampft unter den gegebenen Verhältnissen, wobei es der Umgebung gerade soviel Wärme entzieht (die Umgebung also abkühlt), wie sie beim Kondensieren aufgenommen hat (Kondensationswärme = Verdampfungswärme). Die Umgebung des Verdampfers ist aber geade die zum Fahrgastraum strömende Außenluft, die also auf diese Weise abgekühlt wird. | |||||||||||||||||||||||||||
Die Abbildung zeigt den Kältemittelkreislauf im Kfz mit seinen Komponenten:
|
1 Riemenscheibe und Magnetkupplung für Klimakompressor 2 Klimakompressor mit Niederdruck- und Hochdruckanschluss 3 Kondensator, das Kältemittel gibt einen wesentlichen Teil seiner Wärmeenergie an die Umgebung ab. 4 Flüssigkeitsbehälter mit Trocknereinsatz 5 Temperaturfühler ??, Drucksensor?? 6 Hochdruckschalter??, Niederdruckschalter?? 7 Expansionsventil 8 Verdampfer, das Kältemittel nimmt einen guten Teil Wärmeenergie aus der Umgebung auf ( ... gibt Kälte ab). 9 Stecker des Temperaturfühlers A gasförmig, hoher Druck (16bar), heiß B flüssig, hoher Druck (16bar), leicht über Umgebungstemperatur C flüssig, hoher Druck (16bar), Umgebungstemperatur,entfeuchtet D niedriger Druck (2...3bar), flüssig / gasförmig, sehr kalt E Rückleitung, gasförmig, niedriger Druck( 2...3bar), kälter als Raumtemperatur In der Leitung A ist der Serviceanschluss Hochdruck und in der Leitung D ist der Serviceanschluss Niederdruck montiert. In der technischen Ausführung gibt es gegenüber dem prinzipiellen Aufbau des Kältekreislaufs folgende Unterschiede:
|
|
Wie diese Abbildung der Firma Behr zeigt, gibt es Anlagen, die die Restkälte des Kältemittels hinter dem Verdampfer nutzen.
In einem zusätzlichen Wärmetauscher (Nr 5) wird dem Kältemittel vor dem Expansionsventil Wärme entzogen und so die Effektivität
der Anlage erhöht. Übrigens ist diese Anlage ein Beispiel für eine Klimaanlage mit CO2 als Kältemittel. ( CO2 ist billiger als R134a und nicht so klimaschädlich.) |
Kältemittelkreislauf |
Klimaaggregat |
Komponenten |
 So komplex wie dieses Modul auch erscheinen mag mit seinen 11 durch Schrittmotore gesteuerten Luftklappen, den Filtern, dem mehrstufigen oder stufenlos einstellbaren Gebläse, dem Verdampfer und dem Heizungswärmetauscher, bei der 4-Zonen Klimaautomatik, die jedem Fahrgast unabhängig von den anderen eine eigene Temperatureinstellung erlaubt, ist das Klimamodul vermutlich noch wesentlich aufwändiger konstruiert. |
Klimaaggregat |
Komponenten |
Wartung |
 |
Flügelzellenkompressoren (Abb.) oder Taumelscheibenkompressoren werden üblicherweise als Klimakompressoren eingesetzt. |
 |
Kondensator (= Kältemittel - Luft - Wärmetauscher) |
  |
Flüssigkeitsbehälter als Foto und als Schnittzeichnung.
|
 |
Das Expansionsventil wird von der Niederdruckseite gesteuert und dient gleichzeitig als Drossel. |
 |
Der Verdampfer (= Kältemittel - Luft - Wärmetauscher) ist auch ein Teil des Klimamoduls. Die Frischluft durchströmt nach dem Verdampfer noch den Heizungswärmetauscher. |
Komponenten |
Wartung |
Seitenende |
 |
Die Klimaanlage ist nicht wartungsfrei. Etwa alle 2 Jahre sind Wartungsarbeiten erforderlich. Der Kfz-Mechatroniker benötigt hierfür einen Sachkundenachweis, den er durch die erfolgreiche
Teilnahme an einer entsprechenden Weiterbildungsmaßnahme erwirbt. Obwohl der Klimakreislauf ein in sich hermetisch geschlossenes System ist, verliert die Anlage im Laufe eines Jahres etwa 100g Kältemittel durch Diffusion durch die Schläuche, Rohrleitungen und Dichtungen, auch ohne dass in der Anlage ein Leck wäre. Ist zu viel Kältemittel entwichen, lässt die Kühlwirkung der Klimaanlage nach. Die Wartung besteht also im Prinzip aus dem Auffüllen des Kältemittels. Da aber unbekannt ist, wie viel Kältemittel nachgefüllt werden muss, entleert man das Klimasystem zunächst komplett, recycelt das alte Kältemittel und füllt die Anlage komplett neu mit der vom Hersteller angegebenen Masse. Beim Recyceln wird das Kältemittel vollständig getrocknet und von Beimengungen von Kompressoröl, Wasser und evtl. Kontrastmittel gereinigt. Selbstverständlich muss eine entsprechende Menge neues Kompressoröl später wieder in den Kreislauf gepumpt werden. Auf Wunsch ist auch neues Kontrastmittel zuzugeben, das zur Lecksuche unter einer UV-Lampe dient. Das Kompressoröl
Ein Teil des Kompressoröls löst sich bis zur Sättigung im Kältemittel, so dass tatsächlich ein Gasgemisch aus Kältemittel, Wasserdampf, Kompressoröl und Kontrastmittel im System zirkuliert. Das Kompressoröl ist stark hygroskopisch (wie Bremsflüssigkeit), zieht also Wasser an. Im Flüssigkeitsbehälter der Klimaanlage befindet sich ein Trockenmittel, das normalerweise das Wasser bindet. Manche Klimaanlagenhersteller empfehlen im Rahmen der Wartung auch den Trockner / Flüssigkeitsbehälter zu tauschen. Die Wartung wird mit einem Servicegerät durchgeführt, das menugeführt arbeitet. Man kannt vor dem Start Sollwerte eingeben, Niederdruckschlauch und Hochdruckschlauch an den Klimakreislauf anschließen und das Gerät danach selbstständig arbeiten lassen. Alternativ kann der Mechatroniker aber auch jeden Einzelschritt kontrollieren. Die Arbeitsfolge ist prinzipiell:
|
|
Quickstart |  |
 |
 |
|
 |
| Seite:165 |