Klimaanlage

Innenraum

Aufgabe

Moderne Klimaanlagen werden eher als Sicherheits- und nicht mehr so sehr als Komfortausstattung verkauft. Autofahrer, die sich wohl fühlen, können besser auf schwierige Situationen reagieren. Dazu gehören auch die richtige Temperaturverteilung vom Kopf bis Fuß, die Luftreinigung und -entfeuchtung. Dies und der günstigere Preis für Klimaanlagen haben den Absatz (in Deutschland 90%) so gesteigert, dass selbst Fahrzeuge der unteren Preisklasse mit Klimaanlagen ausgestattet sind. Autos ohne dieses Zubehör entwickeln sich zu Ladenhütern. Früher galt das Kältemittel noch als umweltfeindlich. Doch die jetzt zugelassenen Kältemittel sind FCKW-frei, wenn auch sehr viel CO erzeugend.

Funktion

Abgesehen von der Automatisierung funktionieren alle Klimaanlagen im Prinzip gleich. Wie schon in den physikalischen Grundlagen dargelegt, wird für die Klimaanlage ein Kältemittel mit einem Siedepunkt von ca. -27°C eingesetzt. Damit durchströmt es den oberen grün dargestellten Teil (Bild) mit höherem Druck und den unteren blauen Teil mit Niederdruck. Im Kompressor wird durch die Druckerhöhung der Siedepunkt (und damit der Kondensationspunkt) heraufgesetzt und daher kann im Kondensator bei höheren Temperaturen der flüssige Zustand des Kältemittels erreicht werden. Umgekehrt funktioniert es dann im unteren Wärmetauscher (Verdampfer). Im Verdampfer wird Wärme aufgenommen und im Kondensator abgegeben. Solange in den beiden Wärmetauschern der Wechsel des Aggregatzustandes funktioniert, arbeitet die Anlage mit einem relativ hohen Wirkungsgrad. Jedoch verändert das Kältemittel und besonders das darin enthaltene Öl zur Schmierung bewegter Bauteile durch die Aufnahme von Wasser den Siedepunkt und damit entscheidend den Wirkungsgrad. Durch die aufgenommene Feuchtigkeit entsteht außerdem leicht Korrosion in der Anlage.
Die Axialkolbenpumpe, die das Kältemittel im Kreislauf antreibt, kann elektrisch ein- bzw. ausgeschaltet und - je nach Ausführung - in ihrer Förderleistung geregelt werden. Sie ist mit dem Verbrennungsmotor über einen Riementrieb verbunden. In der Riemenscheibe ist eine elektrisch schaltbare Magnetkupplung eingebaut. Bei der Axialkolbenpumpe drehen sich je nach Bauart bis zu 10 Kolben in einer Trommel und führen zusätzlich jede halbe Umdrehung eine Hubbewegung aus. Die Hubhöhe und damit die Förderleistung werden von der Schrägstellung der Taumelscheibe bestimmt, mit der die einzelnen Kolben verbunden sind. Wenn die Welle, auf der die Taumelscheibe läuft, nicht fest mit dem Gehäuse verbunden ist, kann ihre Neigung und damit die Förderleistung verändert werden.
Bei der dargestellten Anlage ist die Taumelscheibe nicht verstellbar. Deshalb ist hier ein Expansionsventil (im Bild oben rechts) nötig. Es regelt den Druck von ca. 1 - 12 bar im Flüssigteil abhängig von der Temperatur im Dampfteil, der nur etwas über 1 bar liegt. Wenn also hier die Temperatur steigt, erhöht das Expansionsventil den Druckunterschied zwischen dem flüssigen und dem gasförmigen Teil.

Nachteile

Sicher, ein sehr großer Kostenfaktor ist die Klimaanlage heute nicht mehr. Bei Nichtbedarf wird so viel wie möglich abgeschaltet. Trotzdem ist der Mehrverbrauch durch eine solche Anlage hoch. In Mitteleuropa muss man bei ca. 15.000 Jahreskilometern mit einem durchschnittlichen Mehrverbrauch von 0,6 l/100km und damit ca. 90 l/Jahr rechnen. Da sind die mitfahrende Masse der Anlage und der elektrische Energieverbrauch eingerechnet. Tests auf dem Leistungsprüfstand haben einen momentanen Mehrverbrauch von bis zu einem Liter und mehr ergeben.

Wichtig

Schalten Sie auch und gerade eine automatisch arbeitende Anlage im Winter am Einschalt- oder Sparknopf aus. Damit die Dichtungen nicht zu sehr austrocknen und die Schmierung der Bauteile gewährleistet ist, bisweilen kurz einschalten. Am Verdampfer verbleibendes Kondenswasser mit langfristig schlechten Gerüchen vermeiden Sie, indem Sie die Klimaanlage im Sommer etwa 5 - 10 Minuten vor Fahrtende ausschalten oder herunterfahren. Das Gebläse sorgt dann für eine Trockenlegung.

Wartung

Manche Werkstätten bieten Extra-Service für Klimaanlagen an. Als Verbraucher sollte man sich aber immer an den Herstellerangaben orientieren. Sind dort die Wartungsintervalle länger, dann reichen diese in der Regel völlig aus. Rein theoretisch könnte man fahren, bis zwei Unarten sich einstellen:
- Es stinkt.
- Die Leistung der Anlage geht zurück.

Wenn es stinkt, muss der Verdampfer im Innenraum desinfiziert werden. Geht die Leistung der Anlage zurück, kann es z.B. an Kältemittel fehlen. Das kann den Klimakompressor schädigen, weil mit dem Kältemittel eventuell auch das Schmiermittel aus der Anlage entwichen ist. Regelmäßiges Ausprobieren der Anlage in bestimmten Abständen (auch im Winter) lohnt sich also.

Übrigens muss bei allen Reparaturen an der Klimaanlage der Erfolg durch Temperaturmessung an den Ausströmern nachgewiesen werden. 07/09