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Die Klimaanlage im Auto

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Während Klimaanlagen früher noch als Luxus galten und nur in hochpreisigen Fahrzeugen eingesetzt wurden, sind sie heute mittlerweile bereits in der Standardausstattung erhältlich. Selbstverständlich können sie als Sonderausstattung für jedes Fahrzeug geordert werden. Angenehme Temperaturen im Fahrzeuginnenraum sind längst nicht mehr nur Luxus, sondern dienen maßgeblich der Sicherheit der Fahrzeuginsassen. Bei Hitze nimmt die Konzentrationsfähigkeit beim Fahren erheblich ab und so steigt auch das Unfallrisiko erheblich an. Um dies zu vermeiden, ist eine funktionstüchtige Klimaanlage von Vorteil. Damit sie auch ordnungsgemäß funktioniert, sollte sie in regelmäßigen Abständen gewartet werden.

Wie ist eine Klimaanlage aufgebaut?

Ähnlich einem Kühlschrank ist auch bei der Klimaanlage der Hauptbestandteil ein Kältemittel in einen Kreislauf eingebunden. Durch die Änderung seines Aggregatzustandes nimmt es einerseits Wärme auf und gibt sie an anderer Stelle wieder ab. Die Funktionen im Detail:
Ein Klimakompressor saugt zunächst das gasförmige Kältemittel an und verdichtet es, woraufhin es sich durch den hohen Druck erhitzt. Das erwärmte, gasförmige Kältemittel wird nun über Leitungen zum Kondensator (Kühler) geführt. Dieser sitzt in der Fahrzeugfront und ist meist mit Zusatzlüftern ausgestattet, um das Kältemittel schnell abkühlen zu können. Im Kondensator geht das noch gasförmige Kältemittel durch die Kühlung wieder in einen flüssigen – aber weiterhin unter hohen Druck stehenden – Zustand über. Im anschließenden Trockner werden noch eventuell anfallendes Wasser sowie Fremdstoffe aus dem Kühlmittel gefiltert, bevor es weiter in das Expansionsventil fließt. Nachdem es das enge Ventil passiert hat, kann sich die Flüssigkeit im Verdampfer wieder entspannen und nimmt dadurch wieder seinen gasförmigen Aggregatzustand an.
Die für diesen Prozess benötigte Wärme muss der am Verdampfer vorbeiströmenden Luft entzogen werden. Die durch den Wärmeaustausch entstandene kalte Luft wird jetzt vom Ventilationssystem in den Innenraum des Fahrzeuges geleitet, um ihn abzukühlen. Der Kreislauf beginnt erneut, wenn der Kompressor das gasförmige Kältemittel wieder ansaugt. Die kühle Luft wird aber nicht direkt in den Innenraum geleitet, sondern muss vorher den Innenraumfilter passieren. Seine Aufgabe ist es, Schadstoffe und Pollen aus der Luft zu entfernen und den Innenraum mit der gereinigten Luft zu versorgen.

Manuelle Einstellung - Monika Wisniewska @ fotolia.com
Manuelle Einstellung – Monika Wisniewska @ fotolia.com

Bauteile wie der Kompressor, der Verdampfer oder das Expansionsventil werden bei der regelmäßigen Wartung geprüft. Aber auch Dichtungen oder Schläuche sind nicht wartungsfrei: Sie sollten am besten jährlich überprüft werden, um festzustellen, ob undichte Stellen vorliegen. Der Klimakompressor kann in verschiedene Bauarten unterschieden werden, wobei der Taumelscheibenkompressor die am häufigsten genutzte Bauart ist. Er besteht aus einem Gehäuse mit Verdichterteilen und Ventilen sowie einem Anschlussstutzen für die Kältemittelleitungen. Eine Riemenscheibe mit Magnetkupplung setzt beim Einschalten der Klimaanlage über einen Keilriemen den am Motorblock befestigten Kompressor in Gang.

Was wird als Kältemittel eingesetzt?

Das früher verwendete Tetrafluorethan, Kurzname R134a, hatte ein zu hohes Treibhauspotenzial und so wurde eine EG-Richtlinie verabschiedet, ab 2011 nur noch Kältemittel mit einem Treibhauspotenzial kleiner 150 einzusetzen. Dies galt für Fahrzeuge, denen ab dem 1. Januar 2011 eine Typgenehmigung für den Betrieb in der EU erteilt wurde. Fahrzeuge mit dem Kältemittel R134a dürfen seit dem 1. Januar 2017 nicht mehr erstmals zugelassen werden. Aber auch das neue Kältemittel R1234yf des US-Chemieunternehmens Honeywell und Dupont, welches seitdem eingesetzt wird, ist umstritten, da das hochentzündliche Kältemittel bei Motorbränden hochgiftige Chemikalien freisetzen kann.
Eine andere Alternative ist der Einsatz von CO2 (Kohlenstoffdioxid) als Kältemittel in Klimaanlagen. Das nicht brennbare, kostengünstig einsetzbare Gas schädigt das Klima etwa 1.430-mal weniger als das früher verwendete Kältemittel R134a. Zudem bildet es keine Zerfallsprodukte und ist dank seiner hohen Kälteleistung ein ideales Kältemittel für diesen Einsatz. Mit CO2, auch Kältemittel R774 genannt, können auch Wärmepumpen betrieben werden. Sie können weiterhin dabei helfen, im Winter mit Kühl- und Heizkonzepten zusätzliche Energie zu sparen.
So setzen bereits viele Autohersteller wie Daimler oder VW auf CO2 als Kältemittel in künftigen Fahrzeugen. Mercedes-Benz übernahm für die Entwicklung von CO2 als Kältemittel eine Vorreiterrolle. In Europa werden in der S- und E-Klasse als weltweit ersten Serienfahrzeugen CO2-Klimaanlagen angeboten. Da ein flottenweiter Einsatz der CO2-Klimaanlagen bis zum konkreten Stichtag der EU-Richtlinie zum 1. Januar 2017 nicht einzuhalten war, entwickelte der Autohersteller sichere Lösungen für seine Fahrzeuge, in denen das entflammbare Kältemittel R1234yf zum Einsatz kommt. Auslöser für die Entwicklung der CO2-Klimaanlagen bei Daimler war ein Crashtest, bei dem wegen eines Brands im Motorraum durch Austritt des Kältemittels R1234yf die stark ätzende Flusssäure (Fluorwasserstoffsäure) entstanden war.

Auch der VW-Konzern plant, seine Fahrzeugflotte sukzessiv mit dem neuen Kältemittel CO2 auszurüsten. Die VW-Tochter Audi wird bereits 2017 CO2-Klimaanlagen in ihren Fahrzeugen verbauen, vermutlich zuerst in der Oberklasselimousine A8. Der Einsatz von CO2 als Kältemittel ist wurde bereits 1988 entdeckt, aber die Entwicklung und Überzeugung für das klimafreundlichere Kältemittel dauerte bis 2007, als sich die deutschen OEMs und deren Zulieferer zusammen mit dem VDA dazu bereit erklärten, CO2 in den Klimaanlagen ihrer Serienfahrzeuge zu nutzen.

Wo liegt der Unterschied zwischen Klimaanlage und Klimaautomatik?

Eine Klimaanlage ist die manuelle Version einer Klimatisierung im Fahrzeug. Es wird eine Stufe gewählt, in der gekühlt werden soll. Ist die Temperatur zu niedrig, muss manuell nachjustiert werden. Eine Klimaautomatik dagegen passt die Temperatur des Innenraums der vom Fahrer/Beifahrer gewählten Wunschtemperatur an. Sensoren sorgen dafür, dass die Klimaautomatik die Temperatur einstellt und beibehält. Im Vergleich zu einer manuellen Klimaanlage kann eine Klimaautomatik durchaus den Verbrauch senken, weil sie unnötige Leistung vermeidet.

Ob manuelle Klimaanlage oder Klimaautomatik: Der Verbrauch des Fahrzeuges steigt beim Benutzen beider Varianten an. Das ist vor allem dadurch zu erklären, dass der Arbeitswiderstand des Motors durch den Klimakompressor erhöht wird. Ein Mehrverbrauch von 0,5 bis 1,0 Liter Kraftstoff auf 100 km sind durchaus realistisch. Dabei ist zwischen manueller, halbautomatischer und vollautomatischer Klimaanlage zu unterscheiden. Die vollautomatische Klimaanlage kann auch im ADAC-Klimaanlagentest mit dem geringsten Mehrverbrauch punkten.
Bei reinen Elektrofahrzeugen senken eingeschaltete Klimaanlagen erfahrungsgemäß die Reichweite teils erheblich. So hat auch der ADAC den Reichweitenverlust von Elektroautos beim Kühlen mit Klimaanlage bei einer Außentemperatur von 30 °C getestet und herausgefunden, dass eine Minderung der Reichweite von knapp 6 bis zu 22 Prozent verzeichnet werden kann.

Der richtige Umgang mit der Klimaanlage

Natürlich ist vorausschauendes Parken im Schatten eine gute Möglichkeit, um das Auto nicht zu sehr von der Sonne aufheizen zu lassen. Aber manchmal ist das eben nicht möglich. Ist der Innenraum des Fahrzeuges trotz eventueller Maßnahmen wie Sonnenschutzrollos oder Sonnenschutzblenden heiß geworden, empfiehlt es sich, vor Beginn der Fahrt alle Türen zu öffnen, um einen Großteil der Hitze aus dem Auto zu entlassen. Wird die Klimaanlage nun bei der Fahrt eingeschaltet, sollten alle Fenster geschlossen bleiben, damit die Klimaanlage keine unnötige Leistung erbringen muss. Allgemein sollte man die Temperatur im Innenraum so einstellen, dass sie etwa 5 °C unter der Außentemperatur und bei längeren Fahrten nicht unter 22 °C liegt, damit keine Erkältungen auftreten. Bei Umluftbetrieb ist nicht nur die Energieersparnis besonders groß, auch der Pollenfilter setzt nicht so schnell zu und muss daher seltener ausgetauscht werden.
Die Klimaanlage gar nicht anzuschalten, um sie zu schonen, ist aber keine Möglichkeit! Mindestens einmal im Monat, auch in den Wintermonaten, sollte die Klimaanlage für einige Minuten angeschaltet werden. Wird dies nicht beachtet, kann das Schmiermittel des Kolbens nicht mehr gleichmäßig verteilt werden. Die Komponenten werden undicht und das Kältemittel kann austreten. Das ist nicht nur schädlich für die Umwelt, sondern in der Reparatur teuer. Wird die Klimaanlage längere Zeit – zum Beispiel im Winter – nicht eingeschaltet, können sich Schimmelpilze und Bakterien am Verdampfer vermehren. Diese werden beim Einschalten der Anlage dann mit der Luft im Innenraum verteilt, was gesundheitsschädlich für die Insassen des Fahrzeuges werden kann.
Einen Schimmelpilzbefall in der Klimaanlage erkennt man unweigerlich am Geruch: Ist die abgesonderte Luft stinkig oder riecht faulig und modrig, ist dies ein sicheres Zeichen für Schimmelpilze. Da sich Schimmelpilze nur an Stellen bilden, an denen es feucht ist, kann man davon ausgehen, dass sich durch verstopfte Ablaufventile oder Ablaufleitungen Kondenswasser am Verdampfer gebildet hat.
Restfeuchtigkeit am Verdampfer kann man ganz einfach bekämpfen, indem die Klimaanlage etwa 3 Minuten vor dem Parken ausgeschaltet wird. Das normale Gebläse sollte so die Restfeuchtigkeit bekämpfen können. Um im Anschluss eine Desinfektion der Klimaanlage durchzuführen, kann eine Werkstatt aufgesucht oder die Desinfektion selbst durchgeführt werden. Diese ist auch für Laien recht einfach machbar. Auch der regelmäßige Wechsel des Innenraumfilters ist wichtig, um die Entstehung von Gerüchen und Bakterien zu vermeiden. Der Wechsel wird meist bei der Inspektion vorgenommen; beim Klima-Service ist er ein fester Bestandteil der Untersuchung.

Wie bemerke ich, dass die Klimaanlage defekt ist?

Neben dem erwähnten schlechten Geruch bei Nutzung der Klimaanlage weist vor allem eine verminderte Kühlleistung auf einen Defekt hin. Jetzt sollte die Klimaanlage unbedingt auf mögliche Leckagen untersucht werden, um zu verhindern, dass zu viel Kältemittel verloren geht. Eine verminderte Kühlleistung muss aber nicht unbedingt auf ein Leck hinweisen; der natürliche Schwund des Kältemittels ist im Laufe des Jahres normal. Ist zu wenig Kältemittel im Kreislauf, kann es bei Bedarf in der Werkstatt nachgefüllt werden.

Klima-Service

Damit die Klimaanlage im Auto langfristig funktioniert, ist es wichtig, den regelmäßigen Klima-Service wahrzunehmen. Hier werden alle wichtigen Komponenten der Anlage wie Kompressor, Kondensator, Verdampfer oder Expansionsventil sowie Dichtungen und Schläuche überprüft. Der Klima-Service sollte mindestens alle zwei Jahre durchgeführt werden, auch wenn es nicht im Serviceheft vorgesehen ist. Auch das Nachfüllen und das Austauschen des Kältemittels sind Teile des Klima-Services und dürfen nur von Fachleuten mit den entsprechend Geräten durchgeführt werden. Auch der Innenraum wird in der Werkstatt bei eingeschalteter Klimaanlage auf Gerüche untersucht, um gegebenenfalls eine Desinfektion folgen zu lassen. Eine regelmäßige Wartung der Klimaanlage schont übrigens nicht nur die Umwelt, sondern auf lange Sicht auch den Geldbeutel, da sichergestellt wird, dass keine teuren Komponenten wie Kompressor oder Kondensator Schäden erleiden.

Die Kosten der Klimawartung hängen davon ab, welche Leistungen durchgeführt wurden.
Ist nur eine reine Sichtprüfung fällig, liegen die Kosten etwa zwischen 20 und 40 Euro.
Eine gründliche Reinigung der Klimaanlage sowie das Auffüllen des Kältemittels kann sich – je nach Werkstatt – auf 50 bis 150 Euro belaufen. Unser Tipp: Den Klima-Service nicht erst im Sommer ins Auge fassen, wenn die Temperaturen schon hoch sind. Am besten eignet sich für diesen Termin das Frühjahr, wenn die Klimaanlage noch keine hohe Leistung erbringen muss.

Addendum

Artikel aus dem green car magazine.

Titelbild: Die Klimaanlage im Auto – Copyright antic @ fotolia.com

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