Das Expansions- und Drosselventil

Zwischen zwei Welten

Das Expansions-/Drosselventil ist nach dem Klimakompressor, dem Klimakondensator und dem Filter-Trockner die vierte Komponente auf der Hochdruckseite des Klimakreislaufs. Das flüssige und vom Filter-Trockner gereinigte Kältemittel erreicht immer noch unter Druck das Expansions-/Drosselventil. Da es sich bei diesem Ventil um eine „Engstelle“ handelt, entspannt sich das Kältemittel schlagartig. Durch den Druckabfall geht das Kältemittel in den gasförmigen Zustand über. Nun ist es auf der Niederdruckseite angekommen.

Aufgabe von Expansions- und Drosselventilen

Das Expansionsventil

Das Expansionsventil sitzt in einem kleinen, meist quaderförmigen Gehäuse. Um die Niederdruck- und die Hochdruckleitungen des Kältemittels anzuschließen, hat es vier Anschlüsse. Im Inneren reguliert eine Nadel die Durchflussmenge der Hochdruckleitung. Die Nadel wird über eine Membran gesteuert. Eine Feder liefert die notwendige Rückstellkraft.

Das Drosselventil

Das Drosselventil hat im Grunde dieselbe aber etwas vereinfachte Funktion. Wie der Name sagt, drosselt das Ventil den Durchfluss des Kältemittels. Durch den rapiden Druckabfall kommt es zur Abkühlung. Ein feines Sieb im Drosselventil übernimmt dann das Einsprühen des Kältemittels in den Verdampfer. Klimaanlagen mit Drosselventil haben, statt einem Filter-Trockner, einen Akkumulator mit einer ähnlichen Filter- und Speicherfunktion. Der Akkumulator befindet sich jedoch auf der Niederdruckseite zwischen Verdampfer und Klimakompressor. Er stellt sicher, dass kein flüssiges Kältemittel in den Klimakompressor gelangt und diesen dadurch beschädigt.

Was Expansions- und Drosselventil machen, ist reine Physik: Das unter Druck stehende flüssige Kältemittel entspannt sich nach dem Ventil – es expandiert. Durch diese Expansion wird es heruntergekühlt und fein in den Verdampfer eingespritzt. Der Abfall des Drucks sorgt dafür, dass der Siedepunkt des Kältemittels sinken und in einen gasförmigen Zustand übergehen kann. Bei diesem Vorgang entsteht Verdunstungskälte. Für eine immer optimale Kühlleistung im Verdampfer regelt das Expansionsventil temperaturabhängig den Kältemittelfluss. Beispiel: Steigt die Temperatur des Kältemittels am Ende des Verdampfers an, dehnt es sich im Expansionsventil aus. Dadurch wird die Einspritzmenge zum Verdampfer erhöht. Das verhindert, dass sich das Kältemittel wieder verflüssigt. Sinkt die Temperatur des Kältemittels am Ende des Verdampfers, nimmt das Volumen im Expansionsventil ab. Daraufhin verringert das Expansionsventil den Kältemittelfluss zum Verdampfer. Im Anschluss wird das Kältemittel gasförmig zum Klimakompressor weitergeleitet.

Flüssigkeiten lassen sich nicht wie Gase komprimieren. Ohne Expansions- oder Drosselventil käme es zu schweren Schäden am Klimakompressor.

Funktion Expansionsventil

Funktion Drosselventil

Häufige Ausfallursachen

Expansions- und Drosselventil müssen eine Menge Druck und Temperaturunterschiede aushalten. Dennoch sind sie im Inneren sehr filigran aufgebaut. Durch ihre exponierte Lage und Funktion macht sich ein Ausfall der Komponente schnell durch schlechte Kühlleistung oder den Totalausfall der Klimaanlage bemerkbar. Grund für den Ausfall sind zumeist Verschmutzungen (Fremdkörper wie metallischer Abrieb) im System. Dadurch setzen sich Expansions- und Drosselventil zu und verlieren ihre Funktion. Aber auch Temperaturprobleme durch Überhitzung oder Vereisung sowie Undichtigkeiten an den Bauteilen oder an den Anschlussleitungen können zu einem Ausfall führen. Meist wird dadurch der Klimakompressor in Mitleidenschaft gezogen.

Schäden and Expansions- und Drosselventilen vermeiden

 

Um Schäden an der gesamten Klimaanlage oder dem Expansions-/Drosselventil zu vermeiden, solltest du bei der Arbeit an der Klimaanlage mit Sorgfalt vorgehen und ein paar wichtige Punkte beachten:

  • Bei Verschmutzungen das Klimasystem spülen und Expansions- oder Drosselventil immer erneuern. Denn diese können nicht gespült werden!
  • Korrekte Anzugsdrehmomente anwenden
  • Immer die dazugehörigen Dichtungen erneuern und diese niemals trocken montieren
  • Auf generelle Sauberkeit bei der Montage achten

Haben deine Kunden Probleme mit der Klimaanlage, solltest du folge Prüfschritte einhalten:

  • Sichtprüfung auf äußerliche Beschädigungen
  • Akustische Prüfung auf Geräuschentwicklung
  • Anschlussleitungen auf festen und korrekten Sitz prüfen
  • Bauteil und Anschlüsse auf Dichtheit prüfen
  • Temperaturmessung am Leitungssystem
  • Druckmessung bei eingeschaltetem Klimakompressor und laufendem Motor

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