Klimatisierung von Fahrzeugen

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Chrysler Imperial von 1953 mit "Airtemp" System.

Klimaanlagen sollen die Luft im Fahrzeuginnenraum konditionieren. Dazu kann Außenluft auf dem Weg in den Fahrzeuginnenbereich 1. gefiltert, 2. mit Innenluft vermischt, 3. gekühlt und 4. erwärmt werden. Die letzten beiden Stufen können zum Entzug von Feuchtigkeit dienen, dass speziell in der kühlen Jahreszeit hilft von innen beschlagene Scheiben zu vermeiden. Diese Funktion dient, neben dem Komfort, einer besseren Sicht und damit der Verkehrssicherheit. Oftmals ist ausschließlich die Funktion "kühlen" der Klimaanlage zugeordnet. Kann eine Anlage nicht aktiv kühlen, wird sie im Fahrzeug als Heizung bezeichnet.

Die erste voll funktionsfähige Klimaanlage nach heutigem Prinzip soll von W.H.Carrier 1911 erfunden worden sein. Im Bereich der Klimaanlagen im Automobil wurden diese zuerst 1938 von Nash, und im selben Jahr auch von Studebaker eingebaut.[1] Der grundsätzliche Aufbau ist seitdem im Wesentlichen unverändert, die Ansteuerung und Ausprägung sind jedoch immer weiter verbessert worden. Im Oberklassesegment waren Klimaanlagen in großen Stückzahlen seit den späten 1960er Jahren anzutreffen, heute gehören sie zum Standardumfang moderner Fahrzeuge.

Allgemeines[Bearbeiten]

Taster mit Funktionsbeleuchtung und Drehsteller zum Einstellen der Luftmenge und Temperatur einer Klimaanlage (BMW)

Käufer können meist zwischen zwei Klimasystemen wählen: der manuell regelbaren Klimaanlage und der selbst regelnden Klimaautomatik.

  • Bei der manuellen Variante kühlt die Anlage nur in der jeweils eingestellten Stufe. Kühlt der Fahrzeuginnenraum nun im Betrieb zu weit ab, muss manuell nachjustiert werden. Auch können wechselnde Umgebungsverhältnisse (z.B. Tunnelfahrt oder sich ändernde Sonnenstrahlung) eine manuelle Anpassung der Kühlstufe erforderlich machen.
  • Bei der Klimaautomatik hingegen stellt der Kunde die gewünschte Temperatur ein, und die Technik sorgt (z.B. mit Hilfe von Temperatursensoren im Innenraum) für eine konstante Temperatur durch automatische Regelung der Kühlleistung. Die Klimaanlage arbeitet in dem Maße, bis die eingestellte Temperatur erreicht ist bzw. gehalten wird. Detektieren Sensoren eine Abweichung von der eingestellten Temperatur, wird die Kälteleistung automatisch angepasst.

Durch die Funktionsart arbeitet eine Klimaautomatik meist effizienter, was zu einer Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs führt: Nur die jeweils erforderliche Leistung wird von der Anlage abgerufen, der (häufig) unnötige Dauerbetrieb wird vermieden.

Moderne Klimaanlagen regeln neben der Innenraumtemperatur auch die Luftmenge (durch automatische Wahl der Gebläsestufe) und die Luftverteilung (durch Ansteuern der verschiedenen Luftauslässe im Fußbereich, Personenanströmer oder die der Scheibe). Einige Anlagen nutzen für eine verbesserte Regelung einen Sonnenstandssensor (auch: Solarsensor). Dieser ermittelt Einstrahlrichtung und -stärke der Sonnenstrahlung und führt zu einer Abkühlung der betroffenen Seite des Fahrzeugs oder des gesamten Fahrzeuginnenraums, um den Wärmeeintrag durch die Sonne zu kompensieren. Manche Fahrzeuge besitzen eine automatische Umluftfunktion, die bei schlechter Außenluft aktiviert wird oder schalten bei Einlegen des Rückwärtsgangs vorübergehend auf Umluftbetrieb, um das Ansaugen der eigenen Abgase zu vermeiden.

Eine erweiterte Variante stellt vor allem in hochklassigeren Fahrzeugen die Mehrzonen-Klimaanlage dar: Sie ermöglicht eine separate Einstellung für Fahrer und Beifahrer (bei einigen können auch für den Fondbereich separate Einstellungen vorgenommen werden).

Funktion[Bearbeiten]

Eine Kompressionsklimaanlage funktioniert wie ein Kühlschrank. In einem Wärmetauscher wird durch einen kontinuierlich erzeugten Verdampfungsprozess ein Medium abgekühlt. Im Alltagsgebrauch ist dieser Effekt beispielsweise beim Leeren einer Sprühdose erlebbar, wobei die entstehende Verdunstungskälte des Treibmittels der Sprühdose Wärme entzieht und diese dadurch abkühlt. Dieser Effekt wird in der Klimaanlage mit Hilfe eines Kältemittels innerhalb eines geschlossenen Systems kontinuierlich erzeugt.

Kältekreislauf[Bearbeiten]

Schaubild einer Kompressionskältemaschine – 1: Kältekompressor mit Magnetkupplung 2. Kondensator mit Elektrolüfter 3. Flüssigkeitsbehälter mit Filtertrockner 4. Expansionsventil 5. Verdampfer 6. Gebläse 7. Temperaturfühler 8. Ausgleichsleitung 9. Temperatur-Unterdruckschalter

Das in einem geschlossenen Kreislauf und unter hohem Druck stehende flüssige Kältemittel wird durch ein Expansionsventil (2) in einen Raum mit niedrigerem Druck (blauer Kreislaufteil) entspannt. Dabei wird das flüssige Kältemittel in den Verdampfer (3) eingespritzt, es kann sich ausdehnen und wechselt den Aggregatzustand zu gasförmig. Das entsprechende Bauteil wird als Verdampfer (3) bezeichnet und ist in der Regel im Gebläsekasten hinter der Instrumententafel verbaut. Das Expansionsventil ist somit die Stelle, an der sich das Kältemittel in den Verdampfer (3) entspannt und diesen abkühlt.

Das Kältemittel besitzt bei Normaldruck einen eher niedrigen Siedepunkt (ca. −23 °C) und verdampft hier bereits bei niedrigen Temperaturen. Die für die Kabine zu kühlende Luft, die zur Kraftstoffeinsparung hauptsächlich aus bereits abgekühlter Umluft und nur wenig warmer Außenluft besteht, wird nun außen an den Lamellen des Verdampfers (3) im Gebläsekasten vorbeigeleitet. Die für den Verdampfungsprozess des Kältemittels notwendige Wärme im Verdampfer (3) wird der vorbeiströmenden Luft entzogen und kühlt diese ab. Gleichzeitig kann die Luft durch Kondensation auch Feuchtigkeit abgeben, da kalte Luft weniger Feuchtigkeit binden kann als warme. Das entstehende Kondenswasser an den Lamellen des Verdampfers wird durch einen Schlauch nach außen geleitet. So erklären sich Wasserlachen aus Kondenswasser unter geparkten Fahrzeugen. Die abgekühlte Luft wird durch anschließende Erwärmung trockener und über die Ausströmer in den Fahrzeuginnenraum geleitet.

Klimakompressor mit Riemenscheibe.

Das durch die Verdunstung im Verdampfer (3) gasförmig gewordene Kältemittel wird nun zum Kompressor (4) weitergeleitet. Dieser stellt das Herzstück einer Klimaanlage dar, und sorgt für den Transport des Kältemittels im System. Der in der Regel vom Fahrzeugmotor durch Riemenantrieb angetriebene Kompressor saugt das gasförmige Kältemittel an und verdichtet es im roten Kreislaufteil stark (ca. 15 bar). Dabei steigt die Temperatur des Kältemittels auf ca. 56 °C.

Danach wird das komprimierte, gasförmige und heiße Kältemittelgas in einem nachgeschalteten Kondensator (1) abgekühlt um es zu verflüssigen. Dabei wird der aufgrund des hohen Drucks deutlich über −23 °C liegende Taupunkt des Kältemittels unterschritten, so dass sich dieses wieder verflüssigt. Die dabei entstehende Kondensationswärme wird, ähnlich wie beim Motorkühler, üblicherweise an die Außenluft abgegeben. Daher ist dieser im Regelfall im Karosserievorbau vor dem Motorkühler im Fahrtwind stehend verbaut und ähnelt diesem in Erscheinungsbild und Größe. In der Regel wird dieser durch einen Lüfter ergänzt, um z. B. bei Stau die nötige Wärmeabfuhr zu gewährleisten.

Bevor das Kältemittel nun wieder in den Verdampfer (3) gelangt, wird dem Kältemittel in einem Filtertrockner (nicht eingezeichnet) gegebenenfalls eingeschleppte Feuchtigkeit und Verunreinigungen (z. B. Abriebteile vom Kompressor) entzogen. Das gereinigte und verflüssigte Kältemittel gelangt nun wieder zum Expansionsventil (2). Hier wird das flüssige Kältemittel in den Verdampfer (3) eingespritzt. So schließt sich der Kreislauf aus Verdunstung und Kompression.

Klimaregelung[Bearbeiten]

Fahrzeuge mit Klimaautomatik verfügen heute meist auch über eine Außentemperaturanzeige mit Frostwarner. Der von Fahrtwind, Motorabwärme und direkter Sonneneinstrahlung entkoppelt verbaute Temperatursensor versorgt auch die Klimaanlagensteuerung mit der Außentemperatur. Aus der Differenz zwischen der einstellbaren Sollkabinentemperatur (meist +16 °C bis +30 °C) und der gemessenen Außentemperatur wird automatisch zwischen Heiz- und Kühlbetrieb umgeschaltet sowie auch die anzufordernde Heiz- und Kälteleistung bestimmt.

Energieverbrauch[Bearbeiten]

So lange die Klimaanlagensteuerung weniger bis keine Kälte anfordert, wird mit geeigneten Mitteln dafür gesorgt, dass der Kompressor (4) weniger Druck aufbauen kann, somit widerstandsärmer über den Riemenantrieb mitläuft, den Verbrennungsmotor weniger bremst und damit ebenfalls weniger bis keinen zusätzlichen Kraftstoff verbraucht. Oft übernimmt auch diese Funktion das Expansionsventil (2), das dann nicht mehr vollständig schließt, sondern noch entsprechend geöffnet bleibt. Deshalb nennt man dieses Ventil auch "Drossel" (2).

Moderne Fahrzeuge verfügen oft auch über ein sogenanntes „Intelligentes Energiemanagement“. Neben der Hauptfunktion „bedarfsgerechte Batterienachladung“ erfüllen hochentwickelte Exemplare eine weitere Funktion: Sobald von Zusatzverbrauchern wie Lichtmaschine und Kompressor keine Maximalleistung angefordert wird, wird deren Betrieb von teuren Zeiten in solche verschoben, in denen Energie ungleich preiswerter zur Verfügung steht. Am billigsten ist diese während des Betriebs der Motorbremse. Hier steht Energie sozusagen als Abfallprodukt zur Verfügung. Der Motor soll maximal abgebremst werden, ohne Werkstattkosten für Bremsenverschleiß zu verursachen oder gar die Bremsflüssigkeit zum Sieden zu bringen. Stattdessen wird mit dem Energieüberschuss die Batterie nachgeladen sowie der Verdampferkühlkörper bei reduzierter Lüfterleistung mit "Kälte aufgeladen". Am zweitbilligsten ist Energie bei niedriger Motordrehzahl und hoher Drehmomentabnahme, da hier der Wirkungsgrad von Verbrennungsmotoren maximal ist. Am zweitteuersten ist Energie bei hoher Motordrehzahl und am teuersten während des Leerlaufs, da es hier einzig auf die Erhaltung des selbständigen Verbrennungsmotorlaufs bei minimalem Treibstoffverbrauch ankommt. Hier wird der Energiekonsum von Zusatzverbrauchern zu Gunsten des Gesamtverbrauchs nach Möglichkeit reduziert oder ganz unterbunden. Zusatzverbraucher benötigen für deren Anpassung an diese Wechsel der Betriebsarten eine gewisse Verzögerungszeit.

Kraftstoffmehrverbrauch[Bearbeiten]

Die Verdichtung des Kältemittelgases benötigt Leistung. Der Betrieb des Klimakompressors erhöht daher den Arbeitswiderstand des Motors und somit auch den Verbrauch. Der Mehrverbrauch ist von der Geschwindigkeit weitgehend unabhängig[2] und liegt bei sachgemäßer, nicht verbrauchsoptimierter Benutzung bei in Deutschland üblichen Außentemperaturen zwischen 0,2 und 0,5 l pro Stunde. Der rechnerische Mehrverbrauch pro gefahrenen Kilometer ist damit von der benötigten Zeit abhängig, der prozentuale Mehrverbrauch zusätzlich vom Durchschnittsverbrauch.

Verschiedene Verbraucherschutzorganisationen plädieren dafür, den Mehrverbrauch durch die Klimaanlage in den Fahrzeugdaten mit auszuweisen.

Verbrauchsoptimierte Benutzung von Fahrzeugklimaanlagen[Bearbeiten]

Klimaanlagen verursachen Betriebskosten für Kraftstoff und Werkstattkosten für Kühlmittelersatz und Verdichterwellenverschleiß. Die Verwendung der Klimaanlage sollte diese Faktoren gering halten. Nur tatsächlich notwendiger Kühlbedarf sollte erzeugt und jedes Verschwenden vermieden werden.

Bereits beim Parken sollte ein Platz bevorzugt werden, der vor dem beabsichtigten Fahrtantritt einige Zeit im Schatten liegt. Einmal aufgestaute Hitze im Fahrzeug sollte zunächst über offene Türen und Fenster entlassen werden. Das kann auch durch das Luftgebläse erfolgen, integrierte Standheizungen nennen diese Möglichkeit auch „Standlüftung“. Erst danach sollte die Klimaanlage eingeschaltet werden. Moderne Klimaautomatiken können einige dieser Schritte automatisch übernehmen (Spülbetrieb).

Im Sommer sollten die Luftauslässe vorzugsweise dorthin gerichtet werden, wo die Kühle zuerst und am intensivsten wahrgenommen wird, also (je nach gesundheitlicher Verträglichkeit) vorzugsweise auf Gesicht, Hals, Achseln, Arme oder Oberkörper der anwesenden Insassen. Gegebenenfalls können Luftauslässe für nicht belegte Sitzplätze verschlossen werden.

Die Solltemperatur sollte nicht zu gering sein und maximal 5 Kelvin (= °C) unterhalb der Außentemperatur liegen, so dass der Luftstrom nur dezent kühl, auf keinen Fall jedoch unangenehm kalt oder gar frostig erscheint.

Während des Betriebs sollten selbstverständlich auch weder Fenster, noch Schiebedach oder gar Verdeck/Hardtop offen sein, da sonst warme "Falschluft" eindringen würde. Türen sind, wie beim Kühlschrank, möglichst selten und nur kurz zu öffnen. Vor unvermeidbaren externen Unterhaltungen ist vorzugsweise auszusteigen.

Rechtzeitig vor Annäherung an eine Schlechtluftquelle ist vollständig der Umluftbetrieb zu aktivieren. Das schont stets auch den AC-Pollenfilter, der dadurch länger verstopfungsfrei bleibt und damit langfristig sowohl Luftqualität, als auch Strom- und Treibstoffersparnis fördert.

Fehlbedienung durch fehlangepasste Einstellung[Bearbeiten]

Wird eine sehr niedrige Sollkabinentemperatur (z. B. 16 °C) und nur schwacher Luftstrom einstellt, wird nicht nur die Kabine, sondern unverhältnismäßig stark auch der Raum hinter dem Armaturenbrett gekühlt. Dabei wird der Verdampfer im Gebläsekasten stark abgekühlt, ohne diese Kälte angemessen in die Kabine zu fördern. Die Kälte wirkt stattdessen durch Wärmeleitung und Konvektion auf die Nachbarräume Kabine, Motorraum und außen. Diese im Allgemeinen fehlerhafte Einstellung führt zu erhöhtem Treibstoffverbrauch und Lagerverschleiß, trotz nur mäßiger Kühlleistung in der Kabine (Motor- und Außenraum benötigen keiner Kühlung durch die Klimaanlage).

Fehlbedienung durch langfristig abgeschaltete Klimaanlage[Bearbeiten]

Viele Nutzer glauben, mit einer ständig abgeschalteten Klimaanlage Betriebskosten sparen zu können (Kälte über Kompressor und Motor aus Kraftstoff). Langfristig führt die Nichtbenutzung zu Schäden an der Anlage: Der Klimaanlagenkompressor wird auch bei abgeschalteter Anlage per Riemen vom Verbrennungsmotor angetrieben und lediglich drucklos gehalten. Ist die Anlage nun nie aktiv, können die Lager der Verdichterwelle zu wenig Schmierung erhalten, dadurch langfristig undicht werden und dann ständig Kühlmittel verlieren. Anschließende Abdichtung und Kühlmittelnachfüllung sind sehr teuer. Auch im Winter sollte die Klimaanlage daher nicht ständig abgeschaltet bleiben. Stattdessen empfiehlt sich die Einstellung einer Solltemperatur, die über der gemessenen Außentemperatur liegt. Dabei wird die Steuerung zunächst ebenfalls keine Kälte anfordern und den Kompressor vorwiegend ohne Mehrverbrauch leer mitlaufen lassen. Da die Anlage nicht fest abgeschaltet ist, sollte die Steuerung zur Niedrighaltung der Pannenquote geeignete Gegenmaßnahmen wie z. B. einen entsprechenden „Pumpenkick“ veranlassen. Dabei wird in erforderlichen Mindestintervallen kurzzeitig Kälte angefordert, um die Verdichterwellenlager zu schmieren.

Fehlbedienung durch langfristig abgeschaltete Lüftung[Bearbeiten]

Eine ständig abgeschaltete Lüftung kann Betriebskosten sparen (Batteriestrom über Lichtmaschine aus Kraftstoff). Langfristig können jedoch Probleme entstehen: Alle Luftschächte des Gebläsekastens einschließlich Verdampferlamellen werden dann langfristig nicht mehr mit Luft gespült und unterliegen dauerhaft einem ähnlichen Temperaturverlauf wie außen. Dadurch kann im Lüftungskreislauf ein potenzieller Nährboden mit lange verfügbarer Wachstumszeit für z. B. Pilzbefall entstehen. Schon bei einmaliger Wiederinbetriebnahme (ggf. auch des Nachbesitzers) können somit Gesundheitsgefährdungen auftreten. Reinigung oder Austausch hinter dem Armaturenbrett sowie der Wiedereinbau sind arbeitszeitintensiv.

Wirkung[Bearbeiten]

Komfort und Sicherheit[Bearbeiten]

Klimabedienteil einer Klimaautomatik aus den 1970er Jahren (Mercedes-Benz W 123)

Der Nebeneffekt, der bei Einschalten der Klimaanlage das Beschlagen der Scheiben verhindert, liegt darin begründet, dass kältere Luft grundsätzlich weniger Feuchtigkeit enthalten kann als wärmere. Kleinere Wasserlachen unter dem Fahrzeug beim Parken sind auf das der gekühlten Luft durch Absenken des Taupunkts anfallende Luftfeuchtigkeit in Form von Wasser als auch bei vereisten Verdampfer durch „Abtauen“ des Verdampfers der Klimaanlage zurückzuführen.[1]

Ehemals als verzichtbarer Luxus abgetan, erlebten Kfz-Klimaanlagen in Deutschland ab den 1980er Jahren einen regelrechten Boom. Dies wurde auch durch aerodynamisch optimierte Karosserien bzw. Verglasung gefördert: Schräg stehende Windschutz- und Seitenscheiben führten zu einer beschleunigten Innenraumaufheizung bei Sonnenstrahlung. Durch Klimaanlagen wird häufig ein gesteigerter Komfort empfunden, was auch die Sicherheit fördert. Insbesondere bei hohen Temperaturen kann die Konzentration des Fahrers erheblich abnehmen.

Heute gehört die Klimaanlage im Pkw zur Standardausstattung und sorgt nicht nur für kühle, sondern auch für saubere Luft im Innenraum durch einen entsprechenden Filter. Gereinigt wird die Luft mittels eines Kabinenluftfilters, auch bekannt unter den Bezeichnungen Pollen- oder Innenraumfilter. Dadurch werden Passagiere vor Pollen, Dieselruß, Feinstaub, Ozon und anderen Reizgasen geschützt. In bestimmten Fahrzeugklassen gilt heute ein Gebrauchtfahrzeug ohne Klimaanlage schon als nahezu unverkäuflich.

Erkältungen durch Betrieb von Klimaanlagen[Bearbeiten]

Bisweilen ist die Rede davon, das Passagiere der Meinung sind, sich durch den Betrieb einer Klimaanlage im Fahrzeug eine Erkältung zugezogen zu haben. Die traditionelle und immer noch weit verbreitete Annahme, Erkältungen würden regelmäßig allein durch Kälte – im wissenschaftlichen Sinne von Wärmeentzug als pathophysiologischer Mechanismus – beziehungsweise Kälteverursacher oder -formen wie beispielsweise Zugluft, Nässe oder Unterkühlung verursacht, ist nicht korrekt. Beim Betrieb einer Klimaanlage wird meist der einströmenden Luft Feuchtigkeit entzogen. Daher neigen die Schleimhäute im Hals-Nasen- und Rachenraum eher dazu, auszutrocknen. Auf den ausgetrockneten Schleimhäuten können sich leichter Bakterien ansiedeln, die einen viralen Infekt begünstigen können. Daher sollte man bei klimatisierten Fahrzeugen auf ausreichende Flüssigkeitszufuhr achten. Darüber hinaus ist eine regelmäßige Desinfektion und Filtertausch im Rahmen der Wartung einer Klimaanlage empfehlenswert.

Wartung und Nachrüstung[Bearbeiten]

Klimawartung[Bearbeiten]

„Hang-on“-Klimaanlage: Aftermarket-System aus den 1970er Jahren, das unter der I-Tafel verbaut wird.

Klimaanlagen im Auto müssen nicht wartungsfrei sein. Kälteanlagen in Kraftfahrzeugen weisen Kältemittelverluste auf, die durch den Einbau „offener Verdichter“ hervorgerufen werden. Normalerweise sind die Verluste über die Lebenszeit zu gering und haben keine Auswirkung. Die Verluste werden in erster Linie durch undichte Verdichterwellenabdichtungen verursacht. Begünstigt werden die Undichtheiten, wenn der Verdichter im Winter nicht eingeschaltet wird und der Wellenabdichtung kein Öl zugeführt wird. Hinzu kommen mögliche Undichtheiten an lösbaren Verbindungen, die durch Vibrationen (Motor und Straße) verursacht werden können. Die Anlage sollte etwa alle zwei bis vier Jahre auf etwaige Verluste an Kältemittel überprüft werden; spätestens aber, wenn die Kühlleistung nachlässt. Beim Öffnen der Anlage empfiehlt sich der Tausch des Trocknerfilters.

Kühlmittelschwund kann auch als Indikator für den Verdichterwellenverschleiß genutzt werden. Ersetzte Kältemittelmengen sollten grundsätzlich im Serviceheft protokolliert werden. Die Überschreitung kumulierter Grenzmengen legt vor weiterem Nachfüllen die Abdichtung nahe (meist Neulagerung oder Austausch des Kompressors).

Haushaltskühl- und Gefriergeräte unterscheiden sich von Fahrzeugklimaanlagen in folgenden Punkten: Der Kompressor läuft ohne „Winterleerlauf“, also regelmäßig bei Kälteanforderungen. Die Einzelkomponenten sind kompakt und relativ gut zugänglich verbaut. Sie sind nicht mit einem weiteren teuren Gebrauchsgegenstand (Fahrzeug) fest verbunden. Da Abdichtung und Nachfüllen des separaten Geräts weitaus teurer als ein Neukauf sind, gilt Kühlmittelschwund hier als irreparabler Totalschaden.

Nachträglicher Einbau[Bearbeiten]

Klimaanlagen können auch nachgerüstet werden. Der Aufwand dafür ist jedoch oft erheblich, da meist das Armaturenbrett ausgebaut werden muss, um den Verdampfer installieren zu können. Der Einsatz von FCKW-Kältemitteln wie R12 (Freon) ist seit langem verboten. Stand der Technik ist die Verwendung des fluorierten Kohlenwasserstoffes R134a. Zum Austausch von R12 in alten Klimaanlagen eignet sich das Gemisch R413a, welches nur zu 88 % aus R134a besteht, im Gegensatz zu R134a aber ähnliche Fließ- und Schmier-Eigenschaften wie R12 aufweist.

Kältemittel[Bearbeiten]

Allgemeines[Bearbeiten]

Die Auswahl geeigneter Kältemittel zur Fahrzeugklimatisierung aus der zur Verfügung stehenden breiten Palette ist relativ gering. So muss bei extremen Umgebungsbedingungen (bis ca. 90 °C) noch sicher verflüssigt werden können, was einen hohen CP (Spezifische Wärmekapazität bei Gasen) des Kältemittels erfordert. Zugleich sollen die Drucke dabei auf einem niedrigen, beherrschbaren Niveau liegen und das Kältemittel, sowie Öl mit den meisten im Automobilbau favorisierten Werkstoffen kompatibel sein. So erfordert die Schwingungsabkopplung vom sich bewegenden Motor immer noch flexible Schlauchverbindungen, die für das Kältemittel undurchlässig sein müssen und von diesem nicht angegriffen werden. Bis zur Jahrtausendwende war ausschließlich R12 in der Anwendung, was aber wegen seines hohen Zerstörpotentiales gegenüber der Ozonschicht in allen Anwendungen verboten wurde. Als designierter Nachfolger war R134a gewählt, welches sich aber ebenso aufgrund seiner Klimawirksamkeit im „Phase-Out“-Zeitfenster befindet.

Mit der MAC-Directive der EU ((2006/40/EC)[3] aus 2006 verbietet diese den Einsatz von FKWs mit einem GWP-Wert größer 150 (dazu zählt auch R134a) in Klimaanlagen neu zugelassener Fahrzeugtypen ab 31. Dezember 2011. In Zukunft soll stattdessen Kohlendioxid (R744) zum Einsatz kommen. Es hat ein vielfach geringeres Treibhauspotenzial als herkömmliche Kältemittel (GWP von 1) und trägt nicht zum Abbau der Ozonschicht bei. Zudem zeigte es bei Testfahrten in fast allen Fällen eine höhere Energieeffizienz als R134a. Die Entscheidung für CO2 (R744) wurde auf der sogenannten „grünen“ IAA 2007 vom Verbandspräsident der Automobilbauer (VDA), Matthias Wissmann als gemeinschaftliches Ergebnis bekanntgegeben. Am Vorabend noch gab BMW eine Pressemitteilung heraus, weltweit das erste Serienfahrzeug mit dieser Technologie ausliefern zu wollen. Kältetechnische Komponenten für die erforderlichen Hochdruck-Systeme wurden entwickelt. Im weiteren zeitlichen Verlauf wendeten sich alle Hersteller jedoch von CO2 ab.

Manche Autohersteller warben für das gefährlichere 2,3,3,3-Tetrafluorpropen – ASHRAE Bezeichnung R1234yf – (Handelsname z. B. „Solstice“), da sich dieses auch in den bisherigen Klimaanlagen verwenden lässt. Dieser Stoff ist relativ klimafreundlich, aber brennbar und wird weltweit von nur 2 US-Herstellern produziert (DuPont und Honeywell). Bei Löschversuchen nach einem Unfall kann gefährliche Flusssäure entstehen.[4]

Im September 2012 gab Mercedes bekannt, das Kältemittel R1234yf aufgrund seiner Entzündbarkeit nicht weiter verwenden zu wollen. Bereits damit befüllte Fahrzeuge werden in die Werkstätten zurückgerufen. Die Füllung wird gegen R134a ausgetauscht. Trotz des bestehenden Verbotes hat die EU-Kommission eine Ausnahmeregelung[5] erlassen, die den weiteren Einsatz von R134a bis längstens 31. Dezember 2012 gestattete. Der Grund dafür bestand im eklatanten Lieferverzug der beiden Haupthersteller für das neue Kältemittel R1234yf.

Mit Luft als Kältemittel arbeitet der einfach aufgebaute Schukey-Motor.

Vertragsverletzungsverfahren gegen Deutschland[Bearbeiten]

Im Anschluss an ein mehrmonatiges Pilotverfahren hat die EU am 23. Januar 2014 ein Vertragsverletzungsverfahren gegen Deutschland eingeleitet, weil das Rückbefüllen eines mit neuem Kältemittel R1234yf genehmigten Fahrzeug auf das alte Kältemittel R134a genauso rechtswidrig ist, wie die Aufnahme neuer Fahrzeuge als Erweiterung in alte bestehende Fahrzeugtypgenehmigungen. Das Vertragsverletzungsverfahren ist im ersten Schritt die Folge des Vorgehens Deutschlands im Zusammenhang mit verschiedensten Fahrzeugtypgenehmigungen der Firma Daimler. Weitere Fälle auch in anderen Mitgliedsstaaten (z. B. Vereinigtes Königreich, Belgien und Luxemburg) werden seitens EU ebenfalls untersucht.[6]

Am 25. September 2014 hat die EU den zweiten Schritt des Vertragsverletzungsverfahren gegen Deutschland eingeleitet.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b O.V.: „Wie funktioniert eine Klimaanlage?“, in: SPRINT – Das Mitsubishi Automagazin, 04/2007, S. 50
  2. Dieter Schlenz und Dietmar Fischer: PKW-Klimatisierung: Klimakonzepte, Regelungsstrategien und Entwicklungsmethoden für Fahrzeuge mit deutlich reduziertem Kraftstoffverbrauch expert verlag, 2000, ISBN 9783816918189
  3. http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2006:161:0012:0018:en:PDF
  4. Vorlage:Internetquelle/Wartung/Zugriffsdatum nicht im ISO-FormatVorlage:Internetquelle/Wartung/Datum nicht im ISO-FormatAndreas Halbach, Christian Rohde: Gefahr im Auto – Streit um neues Kühlmittel, Veröffentlichung bei KI-Kälte, Luft, Klimatechnik. Frontal21, 28. Oktober 2008, abgerufen am 20. Februar 2011.
  5. http://ec.europa.eu/enterprise/sectors/automotive/files/environment/mac/note-macs-april-2012_en.pdf
  6. http://ec.europa.eu/enterprise/sectors/automotive/environment/macs/index_en.htm

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Klimatisierung von Fahrzeugen – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien