Gliederung. BSZ für Technik 1 Industrieschule Kraftfahrzeugmechatroniker (2. Fachstufe) Gründe für eine Klimaanlage

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1 BSZ für Technik 1 Industrieschule Kraftfahrzeugmechatroniker (2. Fachstufe) LF 9: Serviceaufgaben an Komfort- und Sicherheitssystemen durchführen Thema: Warten von Klimaanlagen Gliederung 1. Einleitung 2. Physikalische Grundlagen 3. Kältemittelkreislauf Sicherheitshinweise 6. Servicegeräte 7. Hinweise zur Fehlersuche Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 2 Gründe für eine Klimaanlage Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 3 1

2 Gründe für eine Klimaanlage > daher wird diese Einrichtung zu Recht Klimaanlage genannt.< Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 4 Gründe für eine Klimaanlage Für Sie als Techniker ist es daher enorm wichtig, gute theoretische und praktische Kenntnisse von der Fahrzeugklimatisierung zu besitzen, so daß Sie zu jeder Zeit, egal ob während der Installation, der Wartung oder Reparatur immer richtig handeln können. Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 5 Physikalische Grundlagen - Feste Stoffe Es handelt sich dabei um Stoffe, die -Flüssige Stoffe Es handelt sich dabei um Stoffe, die -Gasförmige Stoffe Es handelt sich dabei um Stoffe, Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 6 2

3 Physikalische Grundlagen -10 C - 8 C 0 C 0 C 0 C a b c d e Bild a: zeigt einen Eiswürfel mit einer Temperatur von -10 C. Bild b: Durch Zugabe von Wärmeenergie erhöht sich die Temperatur des Eiswürfels auf -8 C. Bild c: Nun werden auf der Oberfläche des Eiswürfels einige Wassertropfen sichtbar. Das Schmelzen des Eises hat begonnen. Die Temperatur liegt jetzt bei 0 C. Bild d: Das Eis schmilzt weiter, bis es vollkommen vom festen in den flüssigen Zustand übergegangen ist. Bild e: Beobachtet man das Thermometer, so kann man feststellen, daß während der Schmelzphase die Temperatur stets 0 C beträgt. Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 7 Physikalische Grundlagen 40 C 100 C 100 C 100 C 110 C F F F f g h i j Bild f: Wird weiterhin Wärme zugeführt, so zeigt das Thermometer eine ständige Erhöhung der Temperatur an. Bild g: Das Thermometer zeigt eine Temperatur von 100 C an. Bild h: Das Wasser fängt an zu sieden und scheidet dabei eine große Menge Dampf aus. Die Siedephase oder Verdampfungsphase des Wassers hat somit begonnen. Bild i: Die Siedephase geht weiter, solange Flüssigkeit im Gefäß vorhanden ist. In dieser Phase zeigt das im kochenden Wasser befindliche Thermometer stets 100 C an. Bild j: Wenn der entstehende Dampf in einem dafür bestimmten Gefäß aufgefangen und weiterhin Wärme zugeführt wird, bis keine Flüssigkeit mehr vorhanden ist, so merkt man, daß die Temperatur weiterhin steigt und 100 C schrittweise überschreitet. Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 8 Physikalische Grundlagen - 10 C - 8 C 0 C 0 C 0 C 40 C a b c d e 100 C 100 C 100 C 110 C Ausgleichsgewicht f g h i j Von der Schmelze zum Siedepunkt bei stetiger Zugabe von Wärmeenergie. Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 9 3

4 Druck und Aggregatzustände Eis Ein fester Stoff überträgt den Druck in eine Richtung (z.b. auf seine Auflagefläche) Wasser Flüssigkeiten drücken auf alle Flächen, die sie umschließen Gas Gase üben einen Druck nach allen Seiten aus Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 10 Wie können wir Druck sichtbar machen? Hierzu werden Manometer verwendet, die wir in zwei Kategorien einteilen: Differenzdruck- Manometer - - Atmosphärenüberdruck- Anzeiger Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 11 Wie können wir Druck sichtbar machen? Unterdruckmesser: Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 12 4

5 t 151 C 100 C 68 C Schema Druck / Temperatur des Wassers Dampf Z Flüssigkeit p p = absoluter Druck (in bar) t = Temperatur (in C) Führt man eine erhebliche Anzahl von Versuchen durch, so kann man ein Schema aufstellen, in dem die darin enthaltene Kurve Z alle möglichen Kombinationen Druck / Temperatur aufweist, in denen der flüssige Aggregatzustand und der gesättigte Wasserdampf im Gleichgewicht stehen. Fügt man an diesen Stellen Wärme hinzu, so verwandelt sich die Flüssigkeit in Dampf, führt man hingegen Wärme ab, so verwandelt sich der Dampf in Flüssigkeit. 13 Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 13 Die Dampfdruckkurven Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 14 Das Kältemittel Physikalische Daten der Kältemittel R12 R 134A Chemische Formel Chemische Bezeichnung Siedepunkt bei 760 Torr Erstarrungspunkt Kritische Temperatur Kritischer Druck Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 15 5

6 Das Kältemittel Der Verdampfungprozeß ist das bei Klimaanlagen in Fahrzeugen verwendete Verfahren. Man arbeitet dabei mit einem leicht siedenden Stoff, den wir als Kältemittel bezeichnen. Die angewandten Kältemittel sind: Dichlordifluormethan (R12), dass bei -30 C siedet und Tetrafluorethan (R134A), dass bei -25 C siedet. Die angegebenen Siedepunkte entsprechen der Siedetemperatur bei normalem Atmosphärendruck: (760 Torr = 1013,25 Millibar = 101,3 kpa). Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 16 Druck / Temperatur des Kältemittels R134a 80 Dampf Bei 15 bar Überdruck haben wir eine Temperatur von 56 C Flüssigkeit , p = absoluter Druck (in bar) = Temperatur (in C) Bei Umgebungsdruck hat R134a eine Temperatur von -26,1 C p Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 17 Was ist bei der Verwendung von Kältemittelöl zu beachten? Das Kältemittelöl für R134a Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 18 6

7 Das Kältemittelöl für R134a Bezeichnung: PAG = Poly-Alkylen-Glykol Eigenschaften: - hohes Lösungsvermögen mit Kältemittel - gute Schmiereigenschaften - säurefrei - stark hygroskopisch (wasseranziehend) - mit anderen Ölen nicht mischbar zu beachten: - darf nicht in älteren Kälteanlagen mit Kältemittel R12 verwendet werden, da es sich mit diesem nicht verträgt. Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 19 Das Kältemittelöl für R134a Wie sieht die Verteilung der Ölmenge im Kältemittelkreislauf in etwa aus? Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 20 Kältemittelkreislauf Hochdruck Niederdruck Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 21 7

8 Kältemittelkreislauf mit Expansionsventil =16 Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 22 Kältemittelkreislauf mit Expansionsdrossel A B C D E F G H I Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 23 Klimakompressor Taumelscheibenkompressor Der Verdichtungsprozeß Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 24 8

9 Klimakompressor Die von DIAVIA eingesetzten Kompressortypen Leistungsgeregelte Kompressoren nicht leistungsgeregelte Kompressoren Hubkolbenkompressor Harrison V5 Flügelzellenkompress Seiko-Seiki Hubkolbenkompressor Sanden Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 25 Klimakompressor Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 26 Klimakompressor Der selbstregelnde Kompressor läuft... Regelbereich des Kompressors: Alle Regelstellungen zwischen oberen Anschlag (100%) und und unterem Anschlag (ca. 5%) durch Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 27 9

10 niedrige Förderleistung hoher Kammerdruck Klimakompressor Hochdruck Niederdruck Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 28 hohe Förderleistung niedriger Kammerdruck Klimakompressor Hochdruck Niederdruck Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 29 Klimakompressor Überdruckabblasventil Öffnungsdruck: ca. 3,8 MPa Schließdruck: ca. 3,0-3,5 MPa Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 30 10

11 Magnetkupplung Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 31 A 0,5 Mitnehmerscheibe Magnetkupplung Riemen - scheibe A Die Spule wird nicht mit Spannung versorgt: Es gibt keinen Kontakt zwischen der Mitnehmerscheibe (1) und der Riemenscheibe (2). Die Riemenscheibe dreht sich mit dem Lager im Leerlauf. B Mitnehmerscheibe 0,0 Riemenscheibe B Die Spule wird mit Spannung versorgt: Es entsteht somit ein Magnetfeld, das die Mitnehmerscheibe anzieht, die Federkraft wird überwunden, die Scheibe stellt einen Kontakt mit der Riemenscheibe her. Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 32 Klimakompressor Der extern geregelte Kompressor läuft immer mit Regelbereich des Kompressors: Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 33 11

12 Kondensator Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 34 Paralleldurchfluß Kondensator Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 35 Kondensatorlüfter Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 36 12

13 Eingang Vorratsbehälter/Trocknerflasche Ausgang Die Trocknerflasche hat 3 Aufgaben: Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 37 Vorratsbehälter/Trocknerflasche Wichtig: Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 38 Vorratsbehälter/Trocknerflasche B A A = B = 1 = 2 = 3 = 4 = Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 39 13

14 1 Blockexpansionsventil Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 40 Blockexpansionsventil Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 41 Blockexpansionsventil Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 42 14

15 Blockexpansionsventil Das Expansionsventil arbeitet im Zusammenspiel von 3 Kräften: 1. P (Fö) P (Vd) P (Fe) Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 43 Blockexpansionsventil Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 44 Blockexpansionsventil Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 45 15

16 Blockexpansionsventil Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 46 Expansionsdrossel Allgemein: Im Gegensatz zu der Expansionsventilregelung erfolgt die Einspritzung des flüssigen Kältemittels in den Verdampfer bei der Drosselregelung durch eine Drossel. Hierdurch bedingt ist in der Hochdruckseite nach dem Kondensator kein Flüssigkeitsbehälter verbaut. Statt dessen ist in der Niederdruckseite ein Auffangbehälter installiert. Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 47 Funktion: Expansionsdrossel Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 48 16

17 Expansionsdrossel Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 49 Verdampfer Aufgabe des Verdampfers: Rundrohr-Verdampfer Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 50 Verdampfer Aufgabe des Verdampfers: Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 51 17

18 Innenraumlüfter / Gebläse Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 52 Geber für Verdampfertemperatur Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 53 Druckschalter / Hochdruckgeber Druckschalter Hochdruckgeber Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 54 18

19 Druckschalter Der Druckschalter überwacht die Drücke im Kältekreislauf, er wird im Bereich der Hochdruckseite montiert. 1. Aufgaben: Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 55 Hochdruckgeber A Impulsbreite B Signalabstand, Periodendauer Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 56 Hochdruckgeber Bei niedrigem Druck Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 57 19

20 Hochdruckgeber Bei hohem (steigendem) Druck Warten von Klimaanlagen St. Reichardt Druckschalter / Trinaryschalter Aufgaben: Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 59 Sicherheitshinweise Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 60 20

21 Hochdruck Servicegeräte Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 61 Hinweise zur Fehlersuche Richtwerte für Manometeranzeigen Saugdruck (Niederdruckmanometer) Aussentemperatur Druck C bar (Überdruck) ca. 2,0 ca. 2,5 ca. 3,0 Kondensationsdruck (Hochdruckmanometer) Aussentemperatur Druck C bar (Überdruck) ca. 8 ca. 13 ca. 16 ca. 18 Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 62 Hinweise zur Niederdruck Fehlersuche zu nieder zu hoch zu nieder normal zu hoch Warten von Klimaanlagen St. Reichardt 63 21