Funktion der Kraftfahrzeugklimaanlage

08 Aug 2:02 pm

KlimakompressorEine Klimaanlage basiert grundsätzlich auf dem Wärmepumpenprinzip. Es handelt sich um einen geschlossenen Kreislauf, in dem ein Klimagas, heutzutage das FCKW-freie R134a, durch die Klimaleitungen gepumpt wird. Der Siedepunkt von R134a bei Atmosphärendruck liegt bei ca. -27°C. Bei steigendem Druck steigt auch der Siedepunkt an, er beträgt bei 350 kPa 2°C und bei 1550 kPa 60°C. Das Klimagas entzieht der Umgebung beim Wechsel vom flüssigen in den gasförmigen Zustand Wärme, die beim Wechsel vom gasförmigen in den flüssigen Zustand wieder an die Umgebung abgegeben wird.

Der Klimakompressor erzeugt auf der Hochdruckseite einen Druck von ca. 1550 kPa und pumpt das etwa 60°C heiße Gas zunächst durch die Klimaleitung in den Trockner. Hier werden dem Klimagas eventuell vorhandene Restfeuchtigkeit und Verunreinigungen entzogen. Da warme Luft mehr Wasser aufnehmen kann als kalte, würde ohne den Trockner das enthaltene Wasser im kalten Bereich des Systems kondensieren und langfristig Schäden verursachen.

Das entfeuchtete Gas strömt anschließend durch den Kondensator. Dabei gibt es seine Wärme an die Umgebungsluft ab. Der Kondensator ist so dimensioniert, dass das Gas beim Ausströmen flüssig wird. Es ist jedoch immernoch sehr heiß und steht unter hohem Druck. Der Temperaturabfall im Kondensator beträgt nur rund 10-30°C. Der wesentliche Temperaturabfall findet im Expansionsventil statt.

Das Expansionsventil ist das Gegenteil des Kompressors. Dem ankommenden, noch etwa 30-50°C heißen Gas wird die Möglichkeit gegeben, in einen größeren Raum zu expandieren. Das Volumen des Gases nimmt dabei zu und sowohl die Temperatur als auch der Druck sinken stark ab. Derselbe Effekt tritt auch bei Spraydosen auf; die Dose kühlt während des Sprühvorgangs merklich ab. Hinter dem Expansionsventil beträgt die Temperatur des Klimagases etwa 2°C bei einem Druck von 350 kPa, es ist jedoch immernoch flüssig. Die nächste Station auf der Niederdruckseite ist der Verdampfer.

Der Verdampfer ist der zweite Wärmetauscher des Systems. Er ist so dimensioniert, dass das durchströmende Gas soviel Wärme aus der Umgebung aufnimmt, dass es beim Austreten aus dem Verdampfer wieder gasförmig ist. Dadurch kühlt die Umgebungsluft ab und wird über das Lüftungssystems des Fahrzeugs in die Fahrgastzelle transportiert. Das gasförmige Klimagas gelangt jetzt wieder zum Klimakompressor und der Kreislauf beginnt von vorn. Die für diesen Kreislauf benötigte Energie erhält der Klimakompressor entweder per Riemenantrieb direkt vom Motor oder beispielsweise beim Toyota Prius II über einen Elektromotor.

Tags: , , , ,

Kommentare sind geschlossen