Klimaanlagen für Automobile

Die ersten Klimatisierungssysteme für Autos entstanden bereits vor dem Zweiten Weltkrieg. Diese Sonderausstattung kostete damals bis zu einem Drittel des Fahrzeugpreises. In den USA galten solche Geräte 1933 bereits als fester Bestandteil von Wohnräumen. Erst 1936 begannen Ingenieure jedoch damit, Kühlsysteme für verschiedene Fahrzeuge zu entwickeln. Die ersten Klimaanlagen wurden in Straßenzügen zur Personenbeförderung eingesetzt. Das Funktionsprinzip einer Autoklimaanlage entsprach dem eines Kühlschranks und hat sich bis heute im Kern nicht verändert. Trotzdem wissen nur wenige, woraus dieses System eigentlich besteht.

Das wichtigste Wort im Begriff „Autoklimaanlage“ ist „System“. Das bedeutet, dass sie aus mehreren Komponenten besteht, die wie bei den meisten anderen Systemen funktionieren und miteinander zusammenarbeiten müssen. In diesem Artikel erfahren Sie, welche Teile für den ordnungsgemäßen Betrieb einer Klimaanlage benötigt werden. So können Sie nachvollziehen, wie das System arbeitet. Außerdem enthält der Beitrag praktische Tipps, wie Sie die einzelnen Komponenten der Klimaanlage in gutem Zustand halten. Abschließend erfahren Sie, woran sich ein Defekt der Klimaanlage erkennen lässt und wie sich die Ursache des Problems beseitigen lässt.

Welche Teile gehören zur Klimaanlage?

In modernen Pkw verfügt die AC sowohl über eine „manuelle“ als auch über eine automatische Steuerung (Klimaautomatik). Unabhängig davon, wie die AC gesteuert wird, ist ihr Aufbau in beiden Fällen gleich.

Die Klimaanlage besteht aus folgenden Bauteilen:

• einem Kompressor, der das Kältemittel zu Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur verdichtet
• einem Kühler (Kondensator), in dem das Kältemittel abgekühlt wird und in den flüssigen Zustand übergeht
• einem Filtertrockner, in dem das Kältemittel gefiltert wird und in einen Zwischenzustand übergeht (Niederdruckflüssigkeit)
• einem Verdampfer, in dem das flüssige Kältemittel unter Kälteabgabe in Dampf umgewandelt wird
• Leitungen, die das Transportsystem für das Kältemittel bilden
• auch Füllventil sowie Druck- und Temperatursensoren gehören zur Klimaanlage

Die automatische Klimaanlagensteuerung unterscheidet sich von der mechanischen Steuerung durch einen Prozessor, der ein vorgegebenes Programm für die in den Innenraum einströmende Lufttemperatur ausführt. Die Temperatur im Fahrgastraum wird über Änderungen der Gebläsedrehzahl und der Klappenstellung geregelt. Wenn keine Kühlung erforderlich ist, kann die Automatik außerdem den Kompressor der Klimaanlage abschalten.

Die Funktion der Klimaanlage beruht auf der Eigenschaft von Freon, beim Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Zustand Wärme aufzunehmen und sie bei der Rückumwandlung wieder abzugeben. So lässt sich der Prozess kurz erklären. Tatsächlich durchlaufen die Bauteile der Klimaanlage einen recht umfangreichen Ablauf, der jedoch leicht zu verstehen ist.

Kompressor

Der Kompressor ist eines der wichtigsten Bauteile der gesamten Klimaanlage. Mit Kompressor ist die Einheit aus Kompressor selbst, elektromagnetischer Kupplung und Antriebsriemenscheibe mit Lager gemeint. Dieses Bauteil der Klimaanlage hat zwei Aufgaben:

• es verdichtet das gasförmige Kältemittel von 1–3 bar auf 12–20 bar
• es sorgt für die Zirkulation des Freons durch das System

Es handelt sich um einen recht komplexen, präzisen und daher teuren Mechanismus. Der Kompressor ist sehr empfindlich gegenüber Schmutz, flüssigem Freon auf der Saugseite, „trockenem“ Betrieb (ohne oder mit unzureichender Schmierung), zu hohem Druck (über 30 bar) und hohen Temperaturen (über 90 °C). Angesammelter Schmutz (mechanische Verunreinigungen) im System führt zu sehr schnellem Verschleiß des Kompressors; eine Reparatur ist dann nicht mehr möglich.

Kondensator oder Kühler

Der Kondensator ist ein Wärmetauscher, der sich in der Regel vor dem Motorkühler befindet. Er dient dazu, das Kältemittel ähnlich abzukühlen, wie der Kühler das Motorkühlmittel abkühlt. Kondensatoren bestehen meist aus dünnem Aluminium und werden häufig durch starke innere oder äußere Korrosion beschädigt. Äußere Korrosion entsteht meist durch Streusalz und Witterungseinflüsse. Innere Korrosion ist die Folge von Verunreinigungen im System, auf die wir später noch eingehen.

Um die Kühlleistung zu verbessern und die Lebensdauer Ihres Kondensators zu verlängern, sollten Sie ihn sauber halten. Verwenden Sie einen Gartenschlauch mit mäßigem Druck, um die Oberfläche zu reinigen und Insekten, Ablagerungen und Straßenschmutz zu entfernen. Oder bitten Sie die Mitarbeiter der Waschanlage, den Kühler Ihres Autos auszuspülen; achten Sie jedoch darauf, sie darauf hinzuweisen, den Wasserstrahl entsprechend einzustellen. Wasser mit hohem Druck kann sonst die Lamellen des Kondensators zusammendrücken.

Verdampfer

Der Verdampfer ist der zweite Wärmetauscher in der Klimaanlage Ihres Fahrzeugs. Er befindet sich entweder direkt an der Spritzwand oder im Fahrzeuginnenraum. Dieses Bauteil macht die Luft kalt. Der Verdampfer ist einer der größten Speicherorte für Kompressoröl im System. Das ist ein wichtiger Faktor bei der Behebung von Problemen, die mit Verunreinigungen der Autoklimaanlage zusammenhängen. Die im System entstehenden Säuren mischen sich gut mit dem Kälteöl. Enthält der Verdampfer viel von diesem Öl (normalerweise 0,08–0,118 l), enthält er folglich auch eine große Menge stark korrosiver Säuren. Das kann zu einem vorzeitigen Ausfall des Verdampfers führen.

Außerdem verstopft der Ablaufschlauch dieses Klimaanlagenbauteils häufig durch Schmutz, der über den Lufteinlass eindringt (Blätter, Pappelflaum usw.). Dadurch wird der Verdampfer zu einem idealen Nährboden für Bakterien, Sporen und Schimmel. Mit der Zeit können sie die Ursache eines wirklich unangenehmen Geruchs werden. Eine der besten Maßnahmen gegen Gerüche ist die Verwendung von Produkten, die den Verdampfer desinfizieren und reinigen und direkt auf seine Oberfläche aufgetragen werden. Das Besprühen der Lüftungskanäle überdeckt das Problem lediglich, ohne es zu lösen.

Filtertrockner oder Akkumulator-Trockner

Ihr System verfügt über eines dieser Klimaanlagenbauteile. Da sie ungefähr dieselbe Funktion erfüllen, werden die Begriffe Trockner und Akkumulator häufig synonym verwendet.

• Der Filtertrockner ist in der Druckleitung zwischen Kondensator und Regelventil eingebaut.
• Der Akkumulator-Trockner ist auf der Niederdruckseite direkt nach dem Verdampfer und vor dem Kompressor installiert.

Funktionell erfüllen sie dieselbe Aufgabe. Vorbeugende Maßnahmen gibt es für sie nicht. Bei Wartungsarbeiten werden sie jedoch oft übersehen. Ja, sie kosten Geld, aber eine Autoklimaanlage zu reparieren, ohne den Filtertrockner zu ersetzen, ist so, als würde man nach dem Einbau eines neuen Motors die alten Ölfilter weiterverwenden. Klingt absurd? Ja. Passiert das jeden Tag? Ja, und zwar viel häufiger, als man denkt.

Warum ist der Austausch des Filtertrockners so wichtig?

Betrachten Sie ihn zunächst als einfachen Filter. Jeder Filter hat unabhängig von seiner Bauart eine begrenzte Lebensdauer. Wenn Ihr Filtertrockner verstopft ist (durch Schmutz aus dem System, Korrosion oder Feuchtigkeit), kann die gesamte Klimaanlage beeinträchtigt werden, weil ein Element des Systems nicht richtig funktioniert. Da die Feuchtigkeitsabsorber immer leichter werden, empfiehlt es sich, Filtertrockner alle 3–4 Jahre zu wechseln, auch wenn das System ohne Unterbrechungen funktioniert hat.

Wie arbeiten die Teile der Klimaanlage zusammen?

Das Funktionsprinzip der Klimaanlage ist recht einfach:

• Der Kompressor verdichtet das gasförmige Kältemittel auf 12–20 bar, wodurch es sich auf 50–80 Grad Celsius erwärmt, und fördert es in den Kondensator.
• Im Kondensator wird Freon durch den guten Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft abgekühlt (durch den Fahrtwind während der Fahrt oder durch ein zusätzliches Gebläse bei stehendem Fahrzeug) und verflüssigt sich an den Innenwänden des Kondensators.
• Danach gelangt das flüssige Freon in den Filtertrockner, wo das Kältemittel von Schmutz gefiltert, von Wasser getrocknet und der flüssige Anteil vom gasförmigen getrennt wird.
• Nach dem Trockner strömt das flüssige Freon durch eine kleine Öffnung (Expansionsrohr). Dadurch fällt der Druck des Kältemittels stark auf 1–3 bar ab, und es gelangt in den Verdampfer.
• Der Verdampfer ist im Grunde ein Kondensator, nur in anderer Form. Seine Aufgabe besteht darin, einen effizienten Wärmeaustausch zwischen dem Kältemittel und der Luft zu ermöglichen, die durch die Waben des Verdampfers strömt. Wenn flüssiges Freon mit niedrigem Druck in den Verdampfer gelangt, beginnt es intensiv zu verdampfen und sich wieder in Gas umzuwandeln, wobei der Verdampfer selbst auf 0–10 °C abgekühlt wird.
• Das gasförmige Freon gelangt bei niedrigem Druck erneut in den Kompressor, wird dort verdichtet, und der Kreislauf schließt sich. Zur Schmierung des Kompressors wird eine kleine Menge Spezialöl verwendet, das sich im flüssigen Kältemittel löst.
• Das Heizungsgebläse des Fahrgastraums fördert Luft durch den kalten Verdampfer, wodurch sie abgekühlt wird. Der gesamte Vorgang wird vom Steuergerät mithilfe mehrerer Druck- und Temperatursensoren überwacht, die sich an verschiedenen Stellen des Systems befinden.

Wie Sie sehen, ist alles recht einfach. Dieser „Kühlschrank“ würde wie Millionen Haushaltskühlschränke jahrzehntelang ohne Reparaturen arbeiten, gäbe es nicht ständige Vibrationen, Temperaturschwankungen, Feuchtigkeit und schädliche Umwelteinflüsse.

Ursachen und Diagnose von Defekten an Klimaanlagenteilen

Da das Gerät unter recht schwierigen Bedingungen arbeitet (Staub, Schmutz, Vibrationen usw.), ist die Klimaanlage nicht vor Ausfällen geschützt. Am häufigsten sind Fahrzeughalter mit folgenden Anzeichen einer Klimaanlagenstörung konfrontiert:

• Unterbrechungen oder ungleichmäßiger Betrieb;
• schwache Luftkühlung im Fahrzeuginnenraum;
• ungewöhnliche Geräusche sowohl während des Betriebs der Klimaanlage als auch nach dem Ausschalten;
• unangenehme Gerüche während des Betriebs.

Diese Symptome können verschiedene Ursachen haben. Deshalb muss das Gerät diagnostiziert werden. Zunächst sollten grundlegende Daten zum Betrieb der Klimaanlage gesammelt werden. Gehen Sie dazu wie folgt vor:

• Starten Sie den Motor und schalten Sie die Klimaanlage auf volle Leistung.
• Hören Sie genau hin: Fremdgeräusche können darauf hinweisen, dass eines der wichtigen Klimaanlagenbauteile, der Kompressor, repariert oder ersetzt werden muss.
• Prüfen Sie die Luft, die aus den Gebläseöffnungen austritt. Ist sie warm, kalt oder hat sie dieselbe Temperatur wie der Innenraum? Ändert sich die Temperatur des Luftstroms?
• Ändern Sie die Luftdruckeinstellungen und prüfen Sie, ob sich der Luftstrom entsprechend verändert.
• Riechen Sie an der ausströmenden Luft. Bei einem ungewöhnlichen Geruch muss möglicherweise eines der Nebenbauteile der Klimaanlage ersetzt werden: der Innenraumfilter.
• Prüfen Sie die Sicherungen. Am besten ermitteln Sie die Position des Sicherungskastens anhand der Anleitung, da er sich im Kofferraum, unter der Motorhaube oder sogar im Bereich der Fahrerfüße befinden kann.

Luftstrom und weitere Klimaanlagenteile prüfen

• Stellen Sie sicher, dass die Luft aus den ausgewählten Öffnungen austritt. Stellen Sie den Regler in eine andere Position und prüfen Sie, ob sich der Luftstrom verlagert hat. Falls nicht, ist vermutlich der Antrieb der Luftklappen defekt, und die Klappen im Armaturenbrett müssen ersetzt werden.
• Sehen Sie sich den Innenraumluftfilter an: Verstopfungen durch Ablagerungen und Schmutz können den Luftdruck beeinträchtigen und unangenehme Gerüche verursachen. In solchen Fällen reicht es aus, diese Teile der Klimaanlage zu ersetzen.
• Erhöhen Sie die Lufttemperatur. Wenn die Luftstromgeschwindigkeit abnimmt, kann der Elektromotor des Gebläses defekt sein.

Lufttemperatur und weitere Klimaanlagenteile prüfen

• Reinigen Sie die Vorderseite des Kondensators (meist an der Vorderseite des Kühlers). Entfernen Sie vorsichtig Schmutz, Blätter, Flusen und andere Ablagerungen.
• Prüfen Sie die Kompressorkupplung. Meist befindet sie sich direkt hinter dem Kühlergrill und sieht aus wie ein kleiner Motor mit einem Rad am Ende. Starten Sie das Auto und prüfen Sie, ob sich das Rad dreht. Falls nicht, ist der Kompressor defekt.
• Prüfen Sie die Spannung des Kompressor-Riemens. Wenn er durchhängt, muss er ersetzt werden.
• Untersuchen Sie die Schläuche, die die Einheiten der Klimaanlage verbinden. Bei Ölflecken ist wahrscheinlich Kältemittel ausgetreten.
• Wenn die zunächst gekühlte Luft warm wird, kann sich zu viel Luft und Feuchtigkeit im System befinden, wodurch Komponenten eingefroren sind. Am besten wird das System mit einer Vakuumpumpe evakuiert oder gespült.

Die eigenständige Feststellung einer Störung ist kein Grund, auf den Besuch bei einem Fachmann zu verzichten. Wir hoffen, dass unser Artikel die Teile der Klimaanlage verständlich erklärt hat und Ihnen hilft, sie in einwandfreiem Zustand zu halten. Wenn Sie nach Teilen für Klimaanlagen suchen, können Sie unseren praktischen Service nutzen.

FAQ zu Klimaanlagen für Automobile

• Was sind die wichtigsten Komponenten einer Autoklimaanlage?

Im Allgemeinen umfasst eine Autoklimaanlage:

1. Kompressor;
2. Hoch- und Niederdruckleitungen;
3. Kondensator;
4. Trockner;
5. thermostatisches Expansionsventil oder Drossel;
6. Verdampfer;
7. elektrische Ausrüstung (Temperatursensoren, Elektrolüfter, elektromagnetische Kupplung usw.).

• Was ist das Grundprinzip einer Autoklimaanlage?

Das Grundprinzip einer Autoklimaanlage ist die Fähigkeit von Flüssigkeiten, beim Verdampfen Wärme aufzunehmen und sie beim Kondensieren wieder abzugeben. Das heißt: Die Autoklimaanlage nimmt über den Verdampfer Wärme auf (sie kühlt den Innenraum mit einem Strom gekühlter Luft) und gibt sie dort an die Umgebung ab, wo sich der Kondensator befindet.

• Was ist das teuerste Teil einer Klimaanlage?

Das teuerste Teil einer Klimaanlage beim Austausch und bei der Reparatur ist der Klimakompressor. Die Preise unterscheiden sich jedoch je nach Anbieter. Bei PartSouq finden Sie zum Beispiel Klimaanlagenteile zu erschwinglichen Preisen.