Aufbau und Funktion einer Klimaanlage im Auto | Daparto erklärt`s

Die Sommerzeit rückt näher und damit auch die Zeit der stickigen Innenräume und teuflisch heißen Lenkräder, wenn das Auto zu lange in der Sonne stand. Wohl dem, der eine Klimaanlage im Fahrzeug hat, welche die Temperatur wieder auf ein erträgliches Maß herunterkühlt. Die Klimaanlage wird an heißen Sommertagen gern genutzt, doch kaum jemand weiß, wie die Klimaanlage im Auto eigentlich aufgebaut ist, welche Bestandteile sie hat und wie diese funktionieren. Dabei kennt jeder das Prinzip im Grunde aus seinem Kühlschrank. Ein Schnellkurs erklärt die Bauteile und deren mögliche Defekte.

Die meisten Autofahrer kennen nur das Bedienteil ihrer Klimaanlage - doch was passiert im Hintergrund?

Die meisten Autofahrer kennen nur das Bedienteil ihrer Klimaanlage – doch was passiert im Hintergrund?

 

Die  Bauteile werden im Folgenden näher beleuchtet, ihre Funktion erklärt und die Anfälligkeiten untersucht, denen die Bauteile unterliegen.

Bauteile der Klimaanlage im Überblick

 

 

Der Klimakompressor

Zentrales Element der Klimaanlage ist der Klimakompressor. Über diesen wird die Klimaanlage gesteuert, wenn sie sich mittels Magnetschalter zuschaltet. Bei diesem Bauteil handelt es sich um eine sogenannte “Kältemaschine”, die über einen Keilriemen vom Motor des Fahrzeuges angetrieben wird. Dieser sorgt dafür, dass das gasförmige Kältemittel, das im Kreislauf der Klimaanlage zirkuliert, verdichtet wird. Der Kompressor wird in unterschiedlichen Bauweisen hergestellt. So kann das Kältemittel durch einen klassischen Hubkolbenkompressor verdichtet werden oder einen Taumelscheibenkompressor. Ebenfalls weit verbreitet ist der sogenannte Drehkolbenkompressor, der nach einem ähnlichen Prinzip arbeitet wie der Wankelmotor.

Synonyme für den Klimakompressor: Verdichter, Kältemittelverdichter, Kaltemittelkompressor

Bild eines Klimakompressors

Bild eines Klimakompressors

Anfälligkeiten des Klimakompressors

Weht nach dem Anschalten der Klimaanlage nur laue Luft durch den Innenraum des Wagens, kann das natürlich vielerlei Gründe haben. Sind Lecks im System ausgeschlossen, aus denen das Kältemittel strömen kann, und ist der Kältemittelstand ausreichend, ist häufig der Kompressor der Grund für die Fehlfunktion. In längeren Ruhezeiten werden die beweglichen Teile des Kompressors nicht mehr in ausreichendem Maße geschmiert, was gerade bei älteren Kompressoren dazu führen kann, dass sich die Teile festsetzen können, etwa nach einem langen Winter. In Folge dessen kann das Kältemittel nicht mehr verdichtet werden. Klimakompressoren sind sehr teuer. Ein neuer Kompressor beispielsweise für einen VW Golf VII 2.0 TDI kostet bei VW über 800 €. Durch Online-Preisvergleiche kann man hier weit über 50 Prozent sparen.

Der Klimakondensator

Beim Verdichten des Kältemittels entsteht Hitze, wodurch auch das Kältemittel auf eine Temperatur von 50° bis 70° Celsius erwärmt wird. Die Aufgabe, das Kältemittel wieder herunter zu kühlen, übernimmt der Kondensator der Klimaanlage, der nach dem Wärmetauscher-Prinzip arbeitet. Hierfür wird das gasförmige und erhitzte Kältemittel in gasförmigem Zustand durch eine Rohrschlange geführt, die serpentinenartig geformt ist und die bei Bedarf von Kühlerlüftern unterstützt wird. Auf diese Weise kühlt das Kältemittel ab und kondensiert. Zurückversetzt in den flüssigen Zustand wird es über den Trockner weitergeleitet.

Synonyme für den Klimakondensator: Klimakühler, Kaltemittelkühler, Kältemittelkondensator

Klimakondendensator

Anfälligkeiten des Klimakondensators

Wenn die Klimaanlage nicht mehr richtig arbeitet, beispielsweise nach einem Winter, ist oftmals im Kondensator der Ursprung des Defekts zu finden. Denn das Bauteil wird im Kfz direkt hinter dem Kühlergrill montiert und ist daher das perfekte Ziel für Steinschlag wie er etwa durch Streusplitt im Winter entsteht. Kleine Steinchen durchschlagen die Lamellen und die Leitungen schnell. Ein kleines Leck reicht bereits aus, um Kältemittel austreten zu lassen. Da die Klimaanlage im Winter in der Regel nicht im Betrieb ist, wird der Defekt lange nicht bemerkt und der Kältemittelstand hat genug Zeit zu sinken. Der Klimakondensator zählt ebenso zu den nicht ganz günstigen Teilen. Für den Golf VII 2.0 TDI kostet dieser bei VW über 300 €. Im Zubehör ist dieser für deutlich weniger Geld zu haben.

Bekanntheit erlangte der Klimakondensator durch eine Rückrufaktion des japanischen Herstellers Toyota im Jahre 2013. Wasser das am Kühler kondensierte konnte einen Kurzschluss in den Airbagsteuergeräten auslösen – Toyota musste 900.000 Fahrzeuge zurückrufen

Der Klimakondensator ist äußeren Einflüssen ausgesetzt, vor allem durch Steinschlag

Der Klimakondensator ist äußeren Einflüssen ausgesetzt, vor allem durch Steinschlag

Der Trockner der Klimaamlage

Der Trockner besteht aus einer Trocknerflasche und einem innenliegenden Filter. Die Funktion des Trockners in der Klimaanlage besteht darin, das System vor Schäden zu bewahren, indem es – wie der Name bereits andeutet – Schmutzpartikel ausfiltert und es vor Feuchtigkeit schützt, indem es dem Kältemittel dank der hygroskopischen Bestandteile Wasser entzieht, wenn das Kältemittel durch den Trockenfilter geleitet wird. Auf diese Weise wird das System vor Korrosion und Funktionsstörungen bewahrt.

Synonyme für den Trockner: Filtertrockner, Klimatrockner

Folgen eines verschlissenen Trockners

Beginnt die Klimaanlage in einigen Bereichen zu korrodieren oder versagen die beweglichen Teile des Systems ihren Dienst, kann die Ursache in Trockner liegen. Denn wie alle Filter handelt es sich beim Filtertrockners der Klimaanlage um ein Verschleißteil, das regelmäßig gewechselt werden sollte. Geschieht dies nicht und wird die Klimaanlage mit gesättigtem Filter weiterbetrieben, gelangen Wasser und Schmutzpartikel ins System, Folgeschäden sind vorprogrammiert. Das Wechselintervall schreibt der Hersteller vor. Auch wenn die Anlage aus einem irgendeinem Grund geöffnet wurde, sollte der Filtertrocknergewechselt werden. Filterpatronen sind nicht teuer und bereits für deutlich unter 50 € erhältlich.

Das Expansionsventil der Klimaanlage

Das Expansionsventil beziehungsweise Drosselventil kann mit einer Stauwehr verglichen werden. Vor dem Ventil herrscht durch den verengten Strömungsquerschnitt ein gleichbleibend hoher Druck, das Arbeitsfluid wird in der Regel in einem siedenden Zustand in das Expansionsventil geleitet. Im Expansionsventil selbst verdampft bereits ein Teil des Kältemittels, ein weiterer Teil bleibt im flüssigen Zustand und wird durch eine Membran in den Verdampfer geleitet, wo es sich ausdehnt und auch der flüssige Teil seinen Aggregatzustand in gasförmig ändert, wodurch der Umgebungsluft die Wärme entzogen wird. Bei diesem Bauteil handelt es sich um ein Präzisionsgerät welches dem Verdampfer stets diejenige Menge des Arbeitsfluids zuführt. Die weitere Funktion des Expansionsventils besteht darin, den Kompressor zu schützen, indem es ihn daran hindert, flüssiges Arbeitsfluid anzusaugen.

Synonyme für das Expansionsventil: Drosselventil

Das Expansionsventil an der Spritzwand eines VW Polo 9N3

Das Expansionsventil an der Spritzwand eines VW Polo 9N3

Folgen eines defekten Expansionsventils

Das Expansionsventil ist anfällig für Überhitzung oder Vereisung sowie Undichtigkeiten. Sollte der Filtertrockner nicht mehr richtig arbeiten, können auch Verschmutzungen das Expansionsventil lahmlegen. Die Folgen sind Über- oder Unterdruck im Klimasystem und daraus resultierend eine schlechte Klimaleistung oder gar ein Ausfall der Klimaanlage.

Der Verdampfer der Klimaanlage

Im Verdampfer entspannt sich das durch das Expansionsventil zugeführte Kältemittel und geht durch den Zustrom von Wärme aus der Umgebungsluft des Verdampfers in den gasförmigen Zustand über und kühlt aus. Auf diese Weise kühlt die Umgebungsluft ab, bevor sie in den Innenraum des Fahrzeuges geleitet wird. Dies wird durch den Innenraumlüfter gewährleistet, welcher für einen Austausch der kalten und warmen Luft sorgt. Die zweite Aufgabe des Verdampfers liegt in der Reinigung und Entfeuchtung der Umgebungsluft, da sich die Feuchtigkeit der abgekühlten Luft sowie Schwebstoffe am Verdampfer absetzen.

Folgen eines defektes Verdampfers

Der Verdampfer an sich ist ein robustes Bauteil, vorausgesetzt der Innenraumlüfter funktioniert ordnungsgemäß. Arbeitet der Innenraumlüfter nicht mehr, kann der Verdampfer vereisen. Der Verdampfer kann zudem die Ursache für eine Begleiterscheinung sein, die regelmäßig nach der langen Ruhezeit im Winter auftritt. In dieser Zeit können sich aufgrund des Kondenswassers, welches der Verdampfer anzieht, Pilze und Bakterien bilden. Die Folge ist ein modriger Geruch, der aus der Lüftung strömt. In diesem Fall sollte die Klimaanlage dringend gereinigt werden, da dies eine Gesundheitsgefährdung darstellen kann.

die Klimaanlage hält sich bedeckt, in modernen Motorräuen ist kaum etwas von den Bauteilen zu sehen

die Klimaanlage hält sich bedeckt, in modernen Motorräuen ist kaum etwas von den Bauteilen zu sehen

Das Kältemittel der Klimaanlage

Das Kältemittel ist ein sogenanntes Arbeitsfluid in der Klimaanlage, das zur Wärmeübertragung eingesetzt wird, wobei es bei „niedriger Temperatur und niedrigem Druck Wärme aufnimmt und bei höherer Temperatur und höherem Druck Wärme abgibt“ (DIN EN 378-1 Abs. 3.7.1), wobei sich stets der Aggregatzustand des Arbeitsfluids ändert. Derzeit ist für Neuwagen in der gesamten EU der Einsatz des Kältemittels R1234yf vorgeschrieben.

Folgen eines zu geringem Kühlmittelstandes oder eines zu altem Kühlmittels

Das Kältemittel an sich ist nahezu frei von Anfälligkeiten, solange der Filter regelmäßig gewechselt und auf den Stand des Kältemittels geachtet wird, da bei einem zu niedrigen Stand die Klimaanlage nicht mehr ordnungsgemäß funktioniert. Eine Faustregel besagt, dass eine intakte Klimaanlage jährlich rund 15 Prozent ihres Kältemittels verliert. Es muss also regelmäßig nachgefüllt werden. Kältemittel sind in den vergangenen Jahren durch einen Streit in die Aufmerksamkeit geraten, den der Konzern Daimler und die EU ausfechten. Die Europäische Union hat das Kältemittel R134a aus dem Verkehr gezogen, weil es schädliche Auswirkungen auf die Umwelt hat und die Autobauer verpflichtet, künftig nur noch das Kältemittel R1234yf einzusetzen.

Wir freuen uns über Eure Anmerkungen und Euer Feedback zum Artikel. Viel Spaß wünscht das Daparto erklärt Team.

P.S. Wir haben nahezu jedes Ersatzteil für jedes Fahrzeug im Angebot – schaut doch mal rein auf www.daparto.de

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2 Comments

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  1. Hallo,

    ich habe ein Audi A6 4F Limo Quattro 06/2010.
    Bei dem Audi funktioniert die Klimaanlage nicht.
    Vermutung ist der Druckschalter, weil beim auslesen
    Der Kältemittel Remperatur 129 Grad steht. Wo sitzt
    Der Druckschalter? Danke

    1. Hallo Kaba,

      vielen Dank für Deine Antwort. Der Druckschalter der Klimaanlage beim A6 4F sitzt links oben am Verdampfer und kann einfach heraus gedreht werden ohne das die Anlage Druck verliert. Passende Ersatzteile findest Du hier

      Grüße
      Dein Daparto Team

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