Funktion der Klimaanlage

Wie funktioniert eine übliche PKW-Klimaanlage mit Kompressionskältemaschine überhaupt?

Im Kühlmittelkreislauf befindet sich das Kühlmittel. Diese relativ teure Chemikalie ist bei Normaldruck und –temperatur gerade noch flüssig und weist eine möglichst große Verdampfungs-/Kondensationswärme auf. Im Motorraum wird das im ersten Zyklus noch flüssige Kältemittel meist mit einem Riemen mechanisch vom Motor angetriebenen Klimaanlagenkompressor (auch „Verdichter“ genannt) relativ langsam unter hohen Überdruck gesetzt und über den Kondensator und den Filtertrockner zum meist an der hinteren Motorraumspritzwand montierten Expansionsventil (auch „Drossel“ genannt) geleitet. Ist der obere Betriebsüberdruck überschritten, öffnet das Expansionsventil und entlässt schlagartig einen Spritzer flüssiges Kühlmittel in den meist hinter dem Armaturenbrett verbauten Verdampfer, bis der untere Betriebsüberdruck im Kompressor unterschritten ist und schließt dann wieder. Der schnelle Druckabfall führt in Verbindung mit dem sehr niedrigen Siedepunkt des Kühlmittels zur dessen sofortiger Verdampfung und nimmt dabei möglichst viel Verdampfungswärme aus der Umgebung auf. Der kabinenseitig davor untergebrachte Gebläsekasten führt einen Umluftstrom vorbei, wobei dem Verdampfer Wärme entzogen wird. Ab zweitem Zyklus wird das jetzt warme/heiße Kältemittel in gasförmigem Zustand langsam komprimiert und im vor dem Motorkühler untergebrachten Kondensator durch die Druckerhöhung und Fahrtwindkühlung wieder kondensiert, um dabei seine Kondensationswärme wieder abzugeben. Nach dem Kondensator wird dem Kältemittel im Filtertrockner etwaig aufgenommenes Kondensatwasser wieder entzogen, bevor es erneut zum Expansionsventil geleitet wird.

Die mechanische Kopplung des Klimaanlagenkompressors an den Motor bremst diesen während der Kälteproduktion ab und kostet somit Treibstoff. Ohne Kälteanforderung der Klimaanlage wird je nach Bauart entweder der Kompressor abgekuppelt oder das Expansionsventil ständig offen gehalten, so dass der Kompressor nicht oder ohne Widerstand läuft und dann kaum Treibstoff verbraucht. Mit jeder Runde, die das Kühlmittel unter Druck im Kreislauf dreht, mogeln sich winzige Mengen davon durch kleinste Lecks hinaus. Die größte Problemzone ist dabei die Wellenabdichtung im Kompressor. Dieser Kühlmittelschwund führt im Laufe der Jahre bei Kühl- oder Gefrierschränken zum Totalschaden und bei Klimaanlagen zu hohen Werkstattkosten für die Nachfüllung des teuren Kühlmittels im Rahmen der Wartung. Moderne Anlagen zeigen einen bedenklich niedrigen Kühlmittelinhalt direkt im Display an. Auch deshalb empfiehlt sich grundsätzlich der energieeffiziente Umgang mit der Klimaanlage.

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