Klimaanlage

Wie funktioniert eine Klimaanlage?

Eine Klimaanlage beruht wie fast alle Kühlgeräte (z.B. Kühlschränke) auf der Energieauf- bzw. -abgabe durch Änderung des Aggregatzustandes eines Kältemittel: Wird ein Stoff vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand gebracht, so wird dabei Energie (meist in Form von Wärme) aufgenommen und beim Übergang vom gasförmigen in den flüssigen Zustand wird die gleiche Energie wieder abgegeben. Wenn man z.B. Wasser erhitzt (also Energie zuführt), geht es beim Siedepunkt in den gasförmigen Zustand über - es kocht. Kühlt man den Wasserdampf wieder ab (man entzieht ihm also Energie), kondensiert er und wird wieder flüssig.
Bei Klimaanlagen erzwingt man die Aggregatzustandsänderungen allerdings durch Druck, so daß das Kältemittel entweder Wärme abgibt oder aufnimmt:
Der Klimakompressor komprimiert das gerade noch gasförmige Kältemittel, so daß es flüssig wird. Das dadurch erwärmte Kältemittel leitet man durch den Kondensator (den Klimakühler vor dem Wasserkühler), um es dort durch Fahrtwind und Lüfter abzukühlen. Das ist nötig, um beim späteren Entspannen des Kältemittels und Rückkehr in den gasförmigen Zustand eine niedrigere Temperatur als am Ausgangspunkt vor dem Kompressor zu erreichen. Das abgekühlte aber noch flüssige (weil noch unter Druck stehende) Kältemittel wird dann durch den Trockner geleitet, eine Art Filter, in dem das Kältemittel von Kompressorölrückständen und anderen Verunreinigen gesäubert wird. Danach wird es in das Innere des Gebläsekastens geleitet, wo es durch eine Düse in den Verdampfer (den Kühler in dem Gebläsekasten) strömt und durch den Druckverlust an der Düse wieder gasförmig wird - es "verdampft" und nimmt dabei Energie auf und kühlt die Umgebungsluft. Wenn man Verluste außer Acht läßt, nimmt es die gleiche Energie/Wärme auf, die vorher beim Kompressor entstanden ist, weil man aber im Kondensator das Kältemittel abgekühlt hat, ist die Temperatur im Verdampfer exakt um den gleiche Betrag niedriger, um den man das Kältemittel im Kondensator abgekühlt hat - natürlich ebenfalls nur theoretisch ohne Verluste! Von dem Verdampfer geht es gasförmig wieder nach draußen zu Kompressor und der Vorgang wiederholt sich.
Eine Klimaanlage läßt sich NICHT regeln, auch eine Klimatronic nicht! Sie läßt sich über eine Magnetkupplung in der Riemenscheibe des Kompressors nur ein- und ausschalten. Die Temperatur läßt sich nur verändern, indem man die gekühlte Luft teilweise durch dem Heizungswärmetauscher leitet und wieder etwas anwärmt, entweder bei mechanischen Klimaanlagen selbst oder bei Klimatronic elektronisch gesteuert!
In der Hochdruckleitung vom Kompressor zum Kondensator sitzen zwei Druckschalter (beim VR6 kombiniert in einem Gehäuse), von denen einer den minimalen Druck bei ausgeschalteter Klimaanlage überwacht und verhindert, daß bei zu wenig Kältemittel/Ruhedruck die Anlage eingeschaltet werden kann. Der andere überwacht den Druck bei eingeschalteter Anlage und schaltet bei Bedarf den Lüfter eine Stufe höher. Ist der Druck höher als 12-15bar, weil es z.B. sehr warm ist und deshalb das Kältemittel einen "stärkeren Drang" hat, sich zu entspannen, also vom flüssigen in den gasförmigen Zustand zu wechseln, kühlt man es mit Hilfe des Lüfters weiter ab, so daß der Normaldruck wieder hergestellt wird! Ein Außentemperaturschalter sorgt außerdem dafür, daß die Klimaanlage bei weniger als 4°C nicht mehr einschaltet.
Ein weiterer Temperaturschalter am Verdampfer schaltet die Klimaanlage ab, wenn der Verdampfer zu vereisen droht. Der sog. "Muffler" in der Rücklaufleitung (vor dem rechten Domhaus) ist ein Schalldämpfer, der Zisch- und Pfeifgeräusche der Anlage verringert. Der Gebläsekasten hat zusätzlich einen Wasserablauf, weil durch das Abkühlen der Gebläseluft, die durch den Verdampfer strömt, auch die Luftfeuchtigkeit kondensiert und sich im Gebläsekasten sammelt, es ist also völlig normal, wenn sich während oder nach dem Fahren mit Klimaanlage Wasserspuren und Pfützen bilden!
Wegen dem möglichen Verkeimen und Verstopfen des Verdampfers sollte man unbedingt einen Pollenfilter einbauen und regelmäßig erneuern! Außerdem gibt es spezielle Reinigungs- und Desinfektionsmittel für Klimaanlagen, die man gelegentlich in den Luftansaugkanal hineinsprühen sollte. Wenn sich erst einmal unangenehme Gerüche gebildet haben, bekommt man die nur sehr schwer wieder weg!
Im Gegensatz zum normalen Gebläsekasten werden bei dem Klimakasten alle Klappen zur Luftverteilung nicht über Bowdenzüge geöffnet und geschlossen, sondern mit Hilfe von Unterdruckdosen. Der Unterdruck von der Ansaugbrücke wird durch ein Rückschlagventil geleitet und in einem Druckspeicher im linken Kotflügel unter der Batterie gesammelt. Über die Ventile der Heizungs-, Gebläse- und Klimaregler wird er auf die Druckdosen verteilt. Für besonders schnelle Abkühlung hat der Klimakasten außerdem noch eine Umluftklappe.

Was ist beim Umgang mit Klimaanlagen zu beachten?

Beim Arbeiten an Klimaanlagen ist auf äußerste Sauberkeit zu achten, weil das Kältemittel extrem flüchtig ist, deshalb sollten grundsätzlich neue Dichtungen verwendet werden! Selbst bei völlig dichten Anlagen gehen in einem heißen Sommer bis zu 100g Kältemittel verloren, weshalb eine Klima-Anlage alle 3-5 Jahre nachgefüllt werden sollte. Ist eine Klima-Anlage im Spenderfahrzeug noch gefüllt, sollte man sie selbstverständlich nicht einfach öffnen und das Kältemittel in die Atmosphäre entweichen lassen, sondern mit geeigneten Geräten absaugen (lassen) - auch wenn es schon das FCKW-freie Kältemittel ist!
Besonders ausgebaute Kondensatoren und Verdampfer oxidieren durch Luftfeuchtigkeit im Inneren schnell und werden dadurch unbrauchbar, sie sollten daher mit geeigneten Stopfen verschlossen und an einem trockenen Ort bis zum Einbau aufbewahrt werden, neue Klimaanlagen-Teile werden deshalb auch mit Stickstoff gefüllt geliefert. Den Trockner, der als Filter dient, sollte man unbedingt erneuern, weil von ihm die Kühlleistung deutlich abhängt, außerdem empfiehlt es sich, ALLE! Dichtungen gegen neue auszutauschen, auch wenn die Verbindung gar nicht gelöst werden mußte, manche alten Dichtungen vertragen nämlich nicht alle neuen Kältemittel.
Besonders vorsichtig muß man den Kompressor behandeln, er ist hochgenau gearbeitet und entsprechend empfindlich gegen Schmutz im Inneren. Er wird mit einem speziellen Kompressoröl geschmiert, das sehr stark Luftfeuchtigkeit bindet. Mit Wasser angereichertes Öl verursacht Korrosion und Schäden des Kompressors, es sollte erst kurz vor dem Einbau gegen neues getauscht werden. Dazu den Kompressor umdrehen und das Öl herauslaufen lassen, anschließend ca. 100-125ml neues Öl durch die Anschlüsse einfüllen, überflüssiges Öl läuft im eingebauten Zustand wieder aus dem Kompressor. Danach muß die Anlage unbedingt fertig montiert und verschlossen werden, um eine erneute Wasseraufnahme zu verhindern! Am besten füllt man bis zur endgültigen Inbetriebnahme der Anlage ca. 18-20bar Stickstoff ein, damit darf sie aber nicht eingeschaltet werden!
Wenn alles dicht und der Motoreinbau beendet ist, wird der Stickstoff wieder abgesaugt und bei laufendem Motor ca. 800g Kältemittel eingefüllt.


Es gibt drei verschiedene Kältemittel:

1. R12:
   Das R12 ist das alte, inzwischen längst verbotene FCKW-haltige Kältemittel, das (hoffentlich!) heute keiner mehr in Deutschland einfüllt! Von der Kühlleistung das beste, leider aber auch das schädlichste Kältemittel!
2. R434 (oder auch 413):
   Das R434 ist das Ersatzmittel für alte, nicht umgerüstete R12 Anlagen. Ich würde es aber bei einem Neueinbau einer Klimaanlage nicht verwenden, wenn ohnehin schon Kompressoröl und Trockner getauscht wurden.
3. R134a:
   Das R134a ist das Kältemittel, das in allen neuen Anlagen benutzt wird. Es wurde etwa ab Mod. 1994 eingeführt, leider verträgt es sich nicht immer mit den alten Schläuchen, kühlt deutlich schlechter und ist wesentlich flüchtiger, so daß eine R134a Anlage häufiger nachgefüllt werden muß als es mit R12 nötig wäre.

Ob es sich um eine alte oder neue Anlagen handelt, erkennt man leicht an den Einfüllstutzen vor und hinter dem Verdampfer an der Spritzwand auf der Beifahrerseite. Die alten haben meist schwarze und weiße Schutzkappen, unter denen man Ventile ähnlich der Ventile an den Reifen findet, die neuen haben meist rote und blaue Kappen und Einfüllstutzen mit "Schnellkupplungen". Zum Umrüsten einer alten Anlage bekommt man einen universellen Umrüstsatz (Retro-Fit Kit, 357 820 794, 21 Euro), der einige Kupplungsadapter einen Aufkleber (Retrofitted mit R134a...) und eine Anleitung enthält. Zwingend vorgeschrieben für die Umrüstung ist das neue R134a-taugliche Kompressoröl, ein neuer Trockner sowie bei vielen Modellen neue Dichtungen. Alte und neue Schläuche können sich bei den Anschlüssen am Kompressor unterscheiden, ebenso wie die Kompressoren selbst, daher Vorsicht beim Kombinieren verschiedener Baujahre!

Welcher Gebläsekasten kann benutzt werden? Hier werde ich mich ausschließlich auf den Einbau einer Klimaanlage in ein originales G2-Armaturenbrett beschränken.
Der Einbau eines Corrado-Armaturenbrettes (bis Mod. 93) mit Klimaanlage ist auch möglich, aber durch Anpassungsarbeiten deutlich schwieriger (siehe VW-Scene 08.95), ein Einbau mit einem Armaturenbrett vom Golf III oder des neueren Corrados (mit Drehreglern) ist mir bisher nicht bekannt. Bei solchen Umbauten helfen vielleicht die Anleitungen von Shadowdiver und OLI etwas weiter (http://www.wolfsburg-edition.de).

Zum Nachrüsten einer Klimaanlage eignet sich nur das gepolsterte Armaturenbrett von einem GL, GT, GTI,... , nur bei diesem läßt sich das Handschuhfach herausnehmen und durch das viel kleinere Klima-Handschuhfach ersetzen, um den nötigen Platz für den großen Gebläsekasten zu bekommen. Ebenfalls muß dafür die untere Ablage im Beifahrerfußraum getauscht werden. Den eigentlichen Klima-Gebläsekasten (komplett mit großem Gebläsemotor) kann man entweder vom Golf II oder aber auch vom Corrado bis Mod. 93 (mit Schiebereglern) verwenden, der ist nämlich exakt der gleiche wie der des Golf II. Wählt man den Kasten aus einem Golf II muß man aber den Verdampfer samt Expansionsventil vom Corrado VR6 einbauen, weil die Anschlüsse der nötigen Corrado-VR6-Schläuche nicht an das Expansionsventil passen und beim Corrado das Expansionsventil fest mit den Verdampfer verbunden ist!
Für die Kältemittel-Leitungen muß auf der Beifahrerseite der Spritzwand ein größerer Durchbruch sowie eine weitere Befestigungsbohrung angebracht werden. Beim Bohren des Durchbruchs sollte man sich vorsichtig an die benötigte Größe "herantasten" und als Schablone zuerst das Verstärkungsblech, das später von außen aufgeschraubt wird, benutzen und sich danach an den Abdrücken auf der (alten) Dichtung des Verdampferanschlusses orientieren, diese aber danach unbedingt gegen eine neue auswechseln. Die Öffnung sollte keinesfalls zu groß sein, da die Dichtung nur sehr wenig überdeckt und sonst leicht Spritzwasser eindringen kann.
Die Dämmatten im Innenraum sind meist schon etwas größer vorgestanzt. Ebenso auch bei dem zusätzlichen Befestigungspunkt oberhalb des Gebläsekastens in der Nähe der Ansaugöffnung zum Wasserkasten. Dort ist bereits eine eingeschweißte Mutter vorhanden, an der der Kasten mit einer M8er Schraube weiteren Halt bekommt. Die Dichtung des Ansaugschachtes sollte man sicherheitshalber auch erneuern und (wie schon erwähnt) einen Pollenfilter montieren. Für Fahrzeuge, bei denen noch keiner vorhanden war, gibt es einen Nachrüstsatz mit Halterahmen, den es aber auch bei Bosch billiger gibt (natürlich paßt der auch bei Fahrzeugen ohne Klimaanlage).
Um Kondenswasser, das am Verdampfer entsteht und sich im Gebläsekasten sammeln würde, abzuleiten, hat der Kasten unten einen Anschluß, der in einen Wasserablauf mündet und schließlich nach außen führt. Für diesen Ablauf muß ebenfalls eine Bohrung angebracht werden, die Dämmatte ist wie gewohnt vorgestanzt und der Teppich ist an diese Stelle kreuzförmig eingeschnitten. Der Ablauf wird von außen durch die Bohrung auf das Ablaufrohr des Gebläsekastens aufgesteckt und rastet mit dem Gummirand in der Spritzwand ein. Er sitzt, wie auf den Fotos zu sehen, hinter der leicht nach vorn gebogenen, seitlichen Lasche des Wärmeschutzbleches und sollte zur endgültigen Montage aber erst nach Einbau des Teppichs eingesteckt werden (durch den Teppich), sonst muß das Kreuz im Teppich nach vorn aufgeschnitten werden.
Die Unterdruckleitung führt man mit der geeigneten Tülle durch die vorhandene Bohrung auf der Beifahrerseite oberhalb des eingebauten Gebläsekasten nach außen. Sie führt bis zum Unterdruckspeicher vor/unter der Batterie. Dieser Druckspeicher wird von einer Überwurfmutter gehalten, mit der auch der Corrado-Druckspeicher befestigt werden kann. (Beim Corrado sitzt der Druckspeicher eigentlich unter dem rechten Kotflügel und hat deshalb eine zusätzliche Haltelasche, sonst hat er aber die gleiche Form wie der des Golf II und paßt daher problemlos, siehe Fotos.) Die Leitung wird von einem T-Stück unterbrochen, an dem die Unterdruckleitung des Motors angeschlossen wird - natürlich mit einem Rückschlagventil, sonst würde der Speicher keinen Sinn machen!
Bedienen läßt sich die Klimaanlage manuell über die Schieberegler und den vierstufigen Klima-Gebläseschalter (Golf oder Corrado), die passende Golf-Blende eignet sich natürlich auch für die Schieberegler vom Corrado. Man kann sogar den (meiner Meinung nach schöneren) Drehknopf vom Corrado an die Golf-Blende bauen. Damit die Gebläsestufen mit den Schalterstellungen übereinstimmen, muß man ihn allerdings mittig erwärmen und etwas verdrehen.
Alle anderen Teile, z.B. Lüftungskanäle, Armaturenbretthalter, usw. können vom Golf II (auch ohne Klimaanlage) weiterbenutzt werden.

Was paßt am besten in den Motorraum?

Beim Kompressor kann man sowohl den des Golf III VR6 als auch den des Corrado VR6 mit dem entsprechendem "Doppelrippenriemen" (Keilriemen) verwenden. Während die Schläuche und Leitungen vom Golf III für den Golf II ungeeignet sind (andere Schlauchführung, Anordnung und Befestigung des Trockners/Kondensators), passen die vom Corrado VR6 perfekt mit allen Haltern in den Golf II. Lediglich an die Lichtmaschine mußte ich eine zusätzliche Halterung bauen, um den Rücklaufschlauch näher zum Motor zu ziehen und um so zu verhindern, daß er duch den Doppellüfter beschädigt wird. Den Kondensator benutzt man entweder vom Golf II oder vom Corrado und befestigt ihn mit den originalen Golf II Haltern.
Beim Corrado-Kondensator muß man aber die obere Halterung auf der Fahrerseite um 2cm verlängern, außerdem gibt es dabei wieder baujahrbedingte Unterschiede beim Trockner und den entsprechenden Schläuchen und Leitungen.
Die Druckleitung muß im Bereich des Kondensatoranschlusses oberhalb des Druckschalters etwas gebogen werden, weil der Wasserkühler und der Kondensator im Corrado-Frontblech um 2cm gegeneinander versetzt eingebaut sind.
Als Luftführungen verwendet man die entsprechenden Golf II Teile für Klimaanlage für den größten Wasserkühler (z.B. Diesel, aber nicht(!) G60, wegen dem LLK-Anschluß). Die Luftführungen unterscheiden sich noch nach GL- oder CL-Stoßstangen sowie Doppel- oder Jetta-Scheinwerfern, für RallyeGolf-Scheinwerfer müssen sie nachgearbeitet werden.

Elektrik

Auch hier werde ich natürlich keine urheberrechtlich geschützten Schaltpläne veröffentlichen, im Zweifelsfall hilft vielleicht der nächste VW-Händler aus oder man kauft sich die "So wird's gemacht"-Bücher Band 44 und 79.


Grundsätzlich hat man zwei Möglichkeiten bei der Wahl der Klima-Elektrik:

1. Am besten verwendet man den Doppellüfter und das Steuergerät vom Corrado VR6 bis Mod. 93 mit dem passenden Kabelbaum. Hier ist es besonders wichtig, daß der Kabelbaum außen zur gleichen Modellreihe wie der innere gehört, sonst hat man große Probleme, diese zu verbinden, weil fast jeder Stecker und viele Kabelfarben verändert wurden. Weiterhin gibt es baujahrbedingt unterschiedliche Druckschalter, bei denen die Kontakte entweder in einem separaten Gehäuse in einer Reihe (ältere Version) oder direkt am Druckschalter quadratisch angeordnet sind (neuere Version). Es ist also hier sehr hilfreich, wenn man ein komplettes Spenderfahrzeug hat oder wenigstens die Fahrgestellnummer kennt.
   Den Außentemperaturfühler montiert man im Wasserkasten vor dem Motorsteuergerät an einen freien Bolzen mit einer umgebauten Halterung vom Golf III. Beim Golf III sitzt der Temperaturfühler normalerweise an der Hupenhalterung, beim Corrado unterm linken Kotflügel. Um ihn beim Golf II dort zu befestigen, ist entweder das Kabel zu kurz oder keine Durchführung vorhanden.
2. Wahlweise kann man auch einen Golf II Kabelbaum an den VR6 Motor anpassen, das ist jedoch deutlich aufwendiger und auch nicht zu empfehlen, weil man ohne das Lüftersteuergerät die dritte Lüfterstufe des 450W VR6-Lüfters nicht schalten kann.

Bei beiden Varianten benötigt man das ältere Relais auf Steckplatz Nr.1 mit einer "13" aufgedruckt, das neuere Relais mit einer "113" funktioniert nur bei neuen Anlagen mit Drehreglern oder Klimatronic.

Fotos

Diese Fotos zeigen die alte, umgerüstete Corrado-VR6-Klimaanlage mit Golf II Kondensator, Golf G60 Wasserkühler (für Klima!) und Lüftersteuergerät für den 450W Corrado-Doppellüfter in meinem Golf II.

Klimakompressor	Kompressor mit Rücklaufleitung		Kondensator (Klimakühler) mit Trockner
Hoch-/Nieder- druckschalter	Kältemittel- schläuche	Wärmetauscheranschluß und Kondenswasserablauf
Klima-/Lüfter- Steuergerät	Unterdruckspeicher für Gebläsekasten (unter Batterie)		Verdampfer/ Wärmetauscher
Wasserablaufbohrung und Klimadurchführung in der Spritzwand		Eingebauter Klimakasten mit und ohne Armaturenbrett