Kältemittelkreislauf Funktion

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Funktionsvoraussetzungen allgemein

 Motor läuft, Kältemittelkompressor eingeschaltet

 Klimatisierung eingeschaltet

Kältemittelkreislauf allgemein

Die Klimaanlage wird mit dem natürlichen Kältemittel R744 Kohlendioxid (CO2) betrieben.

 CO2 ist zumeist gasförmig verfügbar. Es kann unterhalb einer Temperatur von 31 °C zu einer farblosen Flüssigkeit verdichtet werden. Bei Raumtemperatur wäre hierfür ein Druck von ca. 60 bar nötig. In fester Form findet CO2 als so genanntes Trockeneis Anwendung.

Aufgrund der physikalischen Eigenschaften von CO2 kann nicht genau definiert werden, in welchen Abschnitten des Kältemittelkreislaufs das Kältemittel gasförmig oder flüssig ist. Das Kältemittel kann an verschiedenen Stellen sowohl gasförmig als auch flüssig sein. Dies hängt im Wesentlichen von den Druck- und Temperaturverhältnissen in der Anlage und somit vom jeweiligen Lastfall ab.

Der Kältemitteldurchsatz wird vom Steuergerät Klimatisierung (N22/1) durch das Ansteuern der Magnetkupplung Kältemittelkompressor (A9/7y2) (mit Code B09 (Kältemittelverdichter mit Magnetkupplung)), des Regelventils Kältemittelkompressor (A9y1) (außer Code B09 (Kältemittelverdichter mit Magnetkupplung)), des Regelventils Kältemittelkompressor (A9/7y1) (mit Code B09 (Kältemittelverdichter mit Magnetkupplung)) und des Expansionsventils CO2 gesteuert.

Der Kältemittelkreislauf besteht im Wesentlichen aus folgenden Bauteilen:

 Kältemittelkompressor

 Gaskühler

 Innerer Wärmetauscher

 Akku

 Expansionsventil CO2

 Expansionsventil CO2 Klimaanlage Fond (Typ 222 mit Code 582 (Klima-Anlage im Fond))

 Verdampfer Frontklimaanlage

 Verdampfer Fondklimaanlage (Typ 222 mit Code 582 (Klima-Anlage im Fond))

Die einzelnen Komponenten des Kältemittelkreislaufs sind durch Schlauch- und Rohrleitungen miteinander verbunden und bilden ein geschlossenes System.

Der Kältemittelkreislauf besteht aus folgenden funktionalen Abschnitten:

 Kältemittelvorlauf

 Kältemittelrücklauf

Die Trennpunkte sind der Kältemittelkompressor und das Expansionsventil CO2.

Der Kältemittelkreislauf ist mit Druckbegrenzungselementen und mehreren Sensoren zur Überwachung verschiedener Parameter bestückt. Die Verbindungsstellen der einzelnen Komponenten des Kältemittelkreislaufs sind außerhalb des Fahrgastraums angeordnet oder gekapselt ausgeführt. Zusätzlich wird die CO2-Konzentration im Fahrzeuginnenraum überwacht.

Kältemittelvorlauf

Der Kältemittelkompressor saugt das gasförmige Kältemittel aus dem Verdampfer Frontklimaanlage und dem Verdampfer Fondklimaanlage (Typ 222 mit Code 582 (Klima-Anlage im Fond)) an, verdichtet es und fördert es in den Gaskühler. Das Kältemittel hat vor dem Kältemittelkompressor eine Temperatur von 0 bis 30 °C. Diese steigt durch das Verdichten auf 30 bis 160 °C an. Der Druck steigt von 30 bis 50 bar auf 50 bis 130 bar an. Das verdichtete heiße Kältemittel wird im Gaskühler von der vorbeiströmenden bzw. der vom Lüftermotor (M4/7) angesaugten Außenluft auf 5 bis 55 °C abgekühlt. Anschließend strömt das Kältemittel in den inneren Wärmetauscher. Im inneren Wärmetauscher wird das Kältemittel nochmals auf 5 bis 35 °C abgekühlt. Der innere Wärmetauscher dient der Effizienzsteigerung der Anlage. Das Kältemittel strömt weiter zum Expansionsventil CO2. Dort wird das unter hohem Druck stehende Kältemittel in den Verdampfer Frontklimaanlage entspannt und verdampft.

Bei Typ 222 mit Code 582 (Klima-Anlage im Fond) strömt das Kältemittel zusätzlich weiter zum Expansionsventil CO2 Klimaanlage Fond. Das unter hohem Druck stehende Kältemittel wird dort in den Verdampfer Fondklimaanlage entspannt und verdampft.

 Im inneren Wärmetauscher werden das warme Kältemittel im Kältemittelvorlauf und das kalte Kältemittel im Kältemittelrücklauf, räumlich voneinander getrennt, aneinander vorbeigeführt. Dadurch wird die Temperaturdifferenz herabgesetzt. Das warme Kältemittel im Kältemittelvorlauf wird abgekühlt. Das kalte Kältemittel im Kältemittelrücklauf wird aufgewärmt.

Kältemittelrücklauf

Das unter hohem Druck stehende Kältemittel entspannt sich im Verdampfer Frontklimaanlage und im Verdampfer Fondklimaanlage (Typ 222 mit Code 582 (Klima-Anlage im Fond)) und ändert dadurch seinen Aggregatzustand in gasförmig, wenn es zuvor flüssig war. Die benötigte Verdampfungswärme wird der an den Verdampferlamellen vorbeiströmenden Luft entzogen, wobei sich diese abkühlt. Die abgekühlte Luft wird vom Gebläsemotor (A32m1) und vom Gebläsemotor Fond (Typ 222 mit Code 582 (Klima-Anlage im Fond)) dem Fahrzeuginnenraum zugeführt. Bei Unterschreiten einer bestimmten Verdampfertemperatur schaltet das Steuergerät Klimatisierung den Kältemittelkompressor ab. Das Kältemittel hat am Verdampferausgang eine Temperatur von 0 bis 15 °C. Der Druck des Kältemittels ist durch das Verdampfen auf 30 bis 50 bar abgefallen. Das gasförmige Kältemittel durchströmt den Akku und den inneren Wärmetauscher und wird anschließend vom Kältemittelkompressor angesaugt und verdichtet.