Der Aufbau der Klimaanlage

Eine Klimaanlage ist im Prinzip nichts anderes, als ein Kühlschrank. Während ein Kühlschrank jedoch immer an der gleichen Stelle im Haus steht, an der Steckdose angesteckt ist und immer die gleiche Temperatur hält, hat es eine Klimaanlage im Auto wesentlich schwerer. z.B.: Abkühlen eines auf 60°C aufgeheizten Innenraums auf Wohlfühltemperatur und das während der Fahrt. Damit das funktioniert, besteht die Klimaanlage aus einer Menge Teile. Um sich besser vorzustellen, was alles zu einer Klimaanlage gehört, haben wir mal ein komplettes System aus einem defekten Auto ausgebaut.

Wie ist eine Klimaanlage aufgebaut? Aus welchen Bauteilen besteht der Kältemittelkreis?

Aufbau einer Klimaanlage mit Festdrossel – Foto der einzelnen Bauteile

Hierbei handelt es sich um eine Klimaanlage aus einem VW Passat Baujahr 1997 mit Festdrosselventil. (Zusatzlüfter und Innenraumgebläse gehören natürlich auch zur Klimaanlage sind aber nicht auf dem Bild)

Ein Großteil der Anlagen werden anstatt einer Festdrossel mit einem Expansionsventil ausgestattet. Die Funktion unterscheidet sich hierbei nur gering.

Aufbau einer Klimaanlage mit Expansionsventil – Schemadarstellung

Aufbau Klimaanlage mit Expansionsventil Bauteile

1. Klimakompressor (Verdichter)
2. Keilriemenscheibe mit Magnetkupplung
3. Kondensator (Kühler)
4. Zusatzlüfter
5. Expansionsventil
6. Verdampfer (Wärmetauscher im Innenraum)
7. Innenraumgebläse
8. Trocknerflasche
9. Festdrossel (in Leitung integriert)

Wie funktioniert eine Klimaanlage im Auto?

Funktionsweise der Klimaanlage – einfach erkärt!

Betätigt man den AC-Schalter an der Bedieneinheit, wird die Magnetkupplung am Kompressor mit Spannung versorgt. Dieser Magnet stellt eine Verbindung zwischen Riemenscheibe und Kompressorwelle her. Der Verdichter wird somit angetrieben und saugt gasförmiges Kältemittel an. Dieses wird verdichtet und mit einem Druck von bis zu ca. 20 bar in die Hochdruckleitung gepresst. Neben dem Druck, steigt aber auch die Temperatur im Kältemittel rapide an. Der an der Fahrzeugfront verbaute Kondensator (Kühler) mit Zusatzlüfter senkt die Temperatur wieder herab. Aufgrund der Abkühlung wechselt das gasförmige Kältemittel seinen Aggregatszustand und verflüssigt sich. Das nun flüssige Medium gelangt dann zur Trocknerflasche. Hier wird das Kältemittel gefiltert und Feuchtigkeit zurückgehalten. Dann geht es weiter zum Expansionsventil. Darin befindet sich eine enge Bohrung, durch welche das Kältemittel hindurch muss. Das flüssige Kältemittel kann sich nach der Engstelle entspannen und wechselt im direkt dahinter liegenden Verdampfer seinen Aggregatszustand wieder von flüssig nach gasförmig. Die hierzu benötige Energie entzieht es der vorbeiströmenden Umgebungsluft und kühlt diese somit ab. (Ähnlich dem Prinzip einer Spraydose: Flüssiges Haarspray wandelt sich beim Sprühen in gasförmiges Spray um und hat dabei auch eine kühlende Wirkung). Dabei sinkt der Druck auf ca. 2 bar herab. Vom Kompressor kann das Kühlmedium nun wieder gasförmig angesaugt werden und der Kreislauf beginnt von vorne. Der im System integrierte Hochdruckschalter überwacht den Druck in der Anlage. Ist dieser zu hoch, unterbricht der Schalter den Stromkreis der Magnetkupplung wodurch der Kompressor stillgelegt wird. Der Druck sinkt bis zu einer bestimmten Grenze und dann wird die Magnetkupplung wieder aktiviert. Abhängig von Außentemperatur, Kältemittelfüllmenge und gewünschter Innenraumtemperatur wiederholt sich dieser Vorgang mehrere Male pro Minute. Über die Serviceanschlüsse kann das System befüllt und die Drücke geprüft werden.

Bei Klimaanlagen mit Expansionsventil ändert sich die Größe der Bohrung abhängig von der Temperatur am Verdampfer. Somit verhindert das System selbstständig, dass der Verdampfer vereist. Systeme mit Festdrossel haben immer den gleichen Bohrungsdurchmesser.

Neue Techniken bei den Klimaanlagen

Kompressoren neuerer Generation werden anstatt über eine Magnetkupplung permanent angetrieben. Der Druck wird hierbei intern über den Kolbenhub im Kompressor geregelt.

Mehrere Temperatursensoren, Sonnenstandsensoren und Kohlendioxidsensoren bei einer Klimaautomatik sorgen für ein perfektes Klima an jedem Platz im Auto.

Das bisherige Kältemittel R134a soll über kurz oder lang durch das Kältemittel R1234yf ersetzt werden. Vor allem deutsche Autohersteller weigern sich, weil es bei Crashtest vermehrt zu Fahrzeugbränden gekommen ist und bei der Verbrennung gefährliche Flusssäure entsteht. Außerdem ist das Kältemittel um ein vielfaches teurer.