Kategorie Diskussion:Experimentelle Kältemittel

Version vom 22. August 2018, 23:36 Uhr von Janihani (Diskussion | Beiträge)
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Die Klimaanlage des A2 ist für das Kältemittel R134a ausgelegt und hat nur mit diesem Kältemittel eine Betriebserlaubnis. Nun werden allerdings seit 2011 die Produktions- und Importkontingente für dieses Kältemittel schrittweise reduziert, da R134a ein vergleichsweise hohes Treibhaus-Potential von 1430 (CO2 = 1) hat. Seit 2017 dürfen zudem keine Neufahrzeuge mehr mit R134a befüllt werden. Die Folge ist ein massiver Preisanstieg (etwa Vervierfachung in 2018 gegenüber dem Vorjahr) für das Kältemittel sowie erwartete Engpässe in heißen Sommern.

R1234yf

Neufahrzeuge die seit 2017 zugelassen werden, erhalten ein neues Kältemittel R1234yf, welches nur noch ein Treibhauspotential von 4,4 hat und grundsätzlich auch das R134a im A2 ersetzen könnte.

Allerdings hat dieses Kältemittel den gravierenden Nachteil, dass es brennbar ist und dabei gefährliche Verbrennungsprodukte entstehen (Flourwasserstoff). Es ist anzunehmen, dass in Neufahrzeugen Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, die das Gefährdungspotential für Insassen und Rettungskräften bei Unfällen und Löscharbeiten reduzieren. Aus diesem Grund darf das R134a derzeit (2018) nicht ohne Verlust der Betriebserlaubnis durch R1234yf ersetzt werden.

R600a/R290 oder Isobutan/Propan

Wirklich erstaunlich ist, dass eine Mischung aus den Kältemitteln R600a (Isobutan) und R290 (Propan) durchaus geeignet sind, um in der Klimaanlage des Audi A2 ihren Dienst zu tun.

Das ideale Mischungsverhältnis um ein ähnliches Siede- und Kondensationsverhalten wie R134a zu erreichen ist:

  • Füllmenge etwa 40% von R134a, also 0,4 x 550g = 220g
  • 45% Propan (R290) - etwa 100g
  • 55% Isopropan (R600a) - etwa 120g

Vorteile

  • äußerst günstig (komplette Füllung ab 1-3 Euro)
  • geringes Treibhauspotential etwa 3
  • do-it-yourself Potential
  • Erprobt u.a. in Australien und USA

Nachteile

  • brennbar (R134a ist nicht brennbar)

Campinggas / Kartuschengas

Abgesehen von der optimalen Mischung aus R290/R600a funktioniert auch das, was in handelsübliche Gaskartuschen für den Campingbedarf gefüllt wird. Dabei ist aber zu bedenken, dass sich in den 5 und 11kg Gasflaschen meist nur ein grob definiertes Gemisch aus Propan (R290) und n-Butan (nicht Isobutan) befindet. Etwas genauer ist die Gas-Zusammensetzung auf den 600ml Gaskartuschen beschrieben (bspw. 30% Propan und 70% n-Butan) und manchmal auch auf den 190g Gaskartuschen für Campingkocher

600ml Gaskartusche aus dem Baumarkt

ABER: Auch diese Mischungen aus n-Butan und Propan funktionieren in der Klimaanlage des A2. Ob und welche Folgen dies für die Klimakomponenten hat bzw. haben kann ist zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels nicht bekannt.

Füllapparatur

Wer sich auf eigene Gefahr entscheidet ein anderes Kältemittel als R134a in die Klimaanlage des A2 zu füllen, wird auf das Problem stoßen, dass die Anschlüsse natürlich nicht kompatibel sind.

Ganz allgemein verfügen Gasflaschen mit Brenngasen über ein Linksgewinde, unbrennbare (Klima)-Gase hingegen über ein Rechtsgewinde.

Daraus ergibt sich folgendes Problem:

  • Eine 5 bzw. 11kg Gasflasche in Deutschland hat einen W21,8 1/14" LH Anschluss (Whitworth Gewinde).
  • Die Gaskartuschen aus den Baumärkten haben dagegen ein 7/16" Rechtsgewinde.
  • Kältemittelschläuche und -kupplungen für R134a haben 1/4" Anschlüsse

Die Herausforderung besteht nun darin, brennbares Kältemittel auf die Anschlüsse für R134a zu adaptieren. Im Thread zu diesem Thema wurde einfach der Kältemittelschlauch abgeschnitten und mittels eine Schlauchschelle an einem Brenneraufsatz für die Gaskartusche befestigt.

Grundsätzlich ist beim Umgang mit den brennbaren Kältemitteln R600/R290 (Campinggas/Kartuschengas) und selbst gebauten Adaptern auf Grund der Brennbarkeit erhöhte Vorsicht walten zu lassen. Austretendes Gas kann sich jederzeit entzünden und zu Bränden oder Explosionen führen. Bei der Auslegung von Schläuchen, Kupplungen und Anschüssen ist zu berücksichtigen, das Drücke von über 10 bar beherrscht werden müssen.

R134a Monteurhilfe/Füllarmatur mit Gaskartusche

Anlage leeren, evakuieren, spülen

Beim normalen Klimaservice wird das enthaltene Kältemittel abgesaugt, gewogen und im Vorratsbehälter gespeichert. Entnommenes Öl wird abgeschieden und der Anlage beim neuerlichen Befüllen wieder zugeführt. Anschließend wird in der Anlage ein Unterdruck erzeugt, um weiteres Kältemittel (oder Luft bei einer leeren Anlage) sowie Wasserdampf aus den Klimakreislauf zu entfernen. Hat der Klimaautomat den maximalen Unterdruck aufgebaut, erfolgt die Druckprüfung, bei der über eine gewisse Zeit der Unterdruck konstant bleiben muss. Wurden diese Schritte erfolgreich durchgeführt, beginnt der Klimaautomat mit der Neubefüllung der Klimaanlage.

Bei der Befüllung mit einem alternativen Kältemittel wird ähnlich vorgegangen. Idealerweise geht man von einer leeren bzw. Luft gefüllten Anlage aus, um keine wilde Mischung aus R134a + R600(a)/R290 im System zu haben. Da Luft und die enthaltene Luftfeuchte ein Problem darstellen, muss diese zunächst aus der Anlage verdrängt werden. Ein mögliches Vorgehen kann sein, über den Niederdruckanschluss langsam Kältemittel einströmen zu lassen. Parallel dazu wird das Hochdruckventil geöffnet (für Ausreichend Belüftung sorgen bzw. im Freien arbeiten) und es strömt so lange Luft aus, bis ein deutlicher Gasgeruch wahrnehmbar ist. Da das Kältemittel erheblich schwerer als Luft ist, wird sich bei längerem Stillstand der Anlage das Luftpolster an der höchsten Stelle im System sammeln (ähnlich dem Entmischen einer Öl-Wasser-Emulsion). Somit lässt sich durch wiederholtes Spülen mit Pausen ein großer Teil der Luft aus dem System bekommen.

Nun kann mit dem Befüllen begonnen werden.

Füllvorgang

Nach dem Spülen des Klimakreislaufs benötigen wir noch einen Druckunterschied zwischen Spenderflasche und Klimaanlage. Dies ist die Voraussetzung, damit die erforderliche Menge Kältemittel (etwa 220g) überhaupt eingefüllt werden kann. Stellt man die Gaskartusche (oder die Campinggasflasche) auf den Kopf, befindet sich das flüssige Kältemittel direkt am Kartuschen-/Flaschenventil. Nun wird das Einfüllventil an der Monteurhilfe geöffnet und der Überdruck in der Spenderflasche drückt flüssiges Kältemittel in die Klimaanlage des A2. Gut funktioniert, wenn man das flüssige Kältemittel in den ND-Anschluss der Klimaanlage einfüllt. Während des Einströmens verdampft das Kältemittel in der Klimaanlage und es baut sich ein zunehmender Gegendruck auf. Um die Menge des Kältemittels in der Anlage zu bestimmen muss die Gaskartusche vor und während der Befüllung gewogen werden.

Sollte es nicht möglich sein auf diese Art die ausreichende Menge Kältemittel einzufüllen, kann man versuchen bei laufender Klimaanlage über die Niederdruckseite weiteres flüssiges Kältemittel einströmen zu lassen. Bereits jetzt wird euch der A2 mit einer erstaunlichen Kälteleistung überraschen.

Ausströmtemperatur bei etwa 0°C

Kompressoröl

Das R134a Kompressoröl ist kompatibel mit dem Gasgemisch R600(a)/R290. Aktuell ist noch nicht klar, ob bzw. wie die Menge des ggf. zu ergänzenden Öls zu bestimmen ist.

Folgen

Rein formal erlischt die Betriebserlaubnis für ein Fahrzeug, wenn eine anderes als bei der Typprüfung zugelassenes Kältemittel eingefüllt wird. Das ist insbesondere beim Wechsel zu brennbaren Kältemitteln verständlich. Es sollte sich von selbst verstehen, dass jeder A2 Pilot das auf eigene Verantwortung und im Bewusstsein der möglichen Folgen tut. Auch sollte man das vor anderen Fahrern des Autos nicht verheimlichen und über die möglichen Gefahren aufklären. Weil A2 Fahrer grundsätzlich faire Zeitgenossen sind, wird auch niemand mit einer Klimaanlage die mit alternativem Kältemittel befüllt ist zu einem normalen R134a Klimaservice fahren und auch beim Verkauf des Fahrzeugs über diese Modifikation informieren.

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