Kühlmittelkreislauf

Wie funktioniert eigentlich die Klimaanlage in einem Auto?

Am Beispiel des Citroën XM V6 mit R134a als Kältemittel möchte ich dies erklären.

Grundsätzlich besteht jede Klimaanlage aus folgenden Komponenten:

  • Kompressor mit Magnetkupplung
  • Kondensator
  • Druckschalter
  • Trockner
  • Expansionsventil
  • Verdampfer

Das grundlegende Prinzip ist folgendes:

Ein Gas  wird verdichtet, wodurch dessen Temperatur steigt. Die Energie, welche dem Gas durch den Kompressor zugeführt wird, wird also von dem Gas in Wärme umgewandelt.

Dieses wärmere Gas wird nun einem Kondensator zugeführt, der das Gas wieder rapide abkühlt. Durch diesen schnellen Abkühlungsprozess ändert das Gas seinen Aggregatzustand und verflüssigt sich. Der vorher aufgebaute Druck bleibt erhalten.

Das Expansionsventil zwingt das flüssige Gas durch eine kleine Öffnung. Nach und gerade wegen dieser Öffnung ist der Systemdruck wesentlich geringer, wodurch sich die Flüssigkeit wieder “entspannen” kann.

In dem sich direkt hinter dem Expansionsventil befindlichem Verdampfer findet wieder ein Wechsel des Aggregatzustandes von flüssig zu gasförmig statt.

Der Wechsel eines Aggregatzustandes benötigt Energie; diese Energie bezieht das Gas als Wärmeenergie aus der am Verdampfer vorbei strömenden Luft und kühlt diese dadurch ab.

Et voilà: Man hat erfolgreich im Verhältnis zur Außenluft wesentlich kühlere Luft erzeugt!

Als ergänzendes Bauteil ist noch der Trockner zu erwähnen, der sich im Kreislauf vor dem Expansionsventil befindet. Dieser hat drei Funktionen: Filtern von Abrieb aus dem System (z. B vom Kompressor), zurückhalten von H2O aus dem flüssigen Gas zur Verhinderung von Korrosion des Systems und als Speicher des flüssigen Gases, damit der Zustrom zum Verdampfer nicht abreißt.

Hier ist eine schematische Darstellung des Systems:

Kühlmittelkreislauf

 

Der Druckverlauf im System ist abhängig von der Außentemperatur und sieht so aus:

Außentemperatur [°C]403530252015
Fahrzeug
Hochdruck [bar]Xantia 124 ± 324 ± 321 ± 321 ± 318 ± 314 ± 3
Niederdruck [bar]Xantia 14 ± 0,32,5 ± 0,32,5 ± 0,32,5 ± 0,32,5 ± 0,34 ± 0,3
Hochdruck [bar]Xantia 221 ± 321 ± 321 ± 316 ± 314 ± 314 ± 3
Niederdruck [bar]Xantia 21,9 ± 0,31,9 ± 0,31,9 ± 0,31,4 ± 0,31,4 ± 0,31,4 ± 0,3
Hochdruck [bar]XM24 ± 324 ± 324 ± 319 ± 317 ± 315 ± 3
Niederdruck [bar]XM4 ± 0,33 ± 0,32,5 ± 0,32,5 ± 0,32,5 ± 0,31,8 ± 0,3
Hochdruck [bar]Saxo20 ± 318 ± 316 ± 313 ± 311 ± 39 ± 3
Niederdruck [bar]Saxo3 ± 0,33 ± 0,33 ± 0,33 ± 0,33 ± 0,33 ± 0,3
Alle Angaben ohne Gewähr!

 

Wenn die Klima richtig funktioniert, dann sollten an den mittleren Düsen folgende Temperaturen erreicht werden:

Außentemperatur [°C]403530252015
Temperatur an den mittleren Düsen [°C] ± 3
Xantia2016131198
XM24181513108
Saxo171311988
Alle Angaben ohne Gewähr!

Diese Daten stammen aus den technischen Infos von Citroën und erscheinen mir ein wenig hoch. Grundsätzlich sollten man nach meinen Recherchen Temperaturen von 5-8 °C messen können.

 

Wie man sieht, ist alles ganz einfach. Und hat wirklich nichts mit Hexerei zu tun, wie viele Klimafritzen einem weis machen möchten.

 

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Seit dem Jahr 2000 schraube ich regelmäßig an meinen Citroëns.
Im “learning by doing”-Verfahren habe ich mir mittlerweile soviel Wissen angeeignet, dass meine Autos seither keine KFZ-Werkstatt mehr von innen gesehen haben.

Dieses Wissen möchte ich mit euch teilen.

Daher dieses Blog mit meinen Erfahrungen, von einem Hobbyschrauber, für Hobbyschrauber.