Leckaαeprüfunα bei einer Klimaanlage

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wartung einer Klimaanlage, insbesondere einer Kfz-Klimaanlage, bei dem im Rahmen einer Dichtheitsprüfung der von Kältemittel entleerte Kühlkreislauf der Klimaanlage mit einem Prüfgas bei definiertem Druck beaufschlagt und änderungen dieses Druckes über ein Zeitintervall registriert und ausgewertet werden.

Bei der Wartung von Kfz-Klimaanlagen werden sogenannte Klima-Service- Geräte eingesetzt. Diese erlauben nach Anschluss an die Klimaanlage ihre weitestgehend automatisierte Wartung. Zur Wartung der Klimaanlage gehört stets eine Dichtheitsprüfung, da Kfz-Klimaanlagen häufig undicht werden. Leckage am Kühlkreislauf lässt Kältemittel austreten, was die Umwelt direkt und - durch den gesteigerten Energieverbrauch - indirekt schädigt.

Ein wichtiger Aspekt bei Klima-Service-Geräten ist der Grad der Automatisierung der Prozesse. Im Idealfall arbeiten diese Geräte nach Anschluss vollkommen selbständig, was einen effizienten Werkstattbetrieb ermöglicht. Im Hinblick auf die Lecksuche werden derzeit Vakuumtests, Drucktests mit Stickstoff und das Einfüllen von UV-Lecksuchadditiven als Teil von automatisierten Faltungsprozessen eingesetzt.

Beim Vakuumtest wird mittels einer Vakuumpumpe in dem Kühlkreislauf der Fahrzeugklimaanlage ein Vakuum erzeugt. Anschließend wird beobachtet, ob der Unterdruck innerhalb des Kühlkreislaufs über ein zulässiges Maß abfällt, was auf Einströmen von Umgebungsluft durch eine Leckage hinweist.

Diese Art der Dichtheitsprüfung ist äußerst ungenau. Nur sehr große Lecks werden erkannt. Die Lokalisierung des Lecks ist ohne Befüllung der Anlage mit einem zusätzlichen Lecksuchmedium - wie unten beschriebenes UV- Suchadditiv - nicht möglich.

Ein besseres Verfahren zur Durchführung einer Dichtheitsprüfung ist die Druckprüfung mit Stickstoff. Hierbei wird die Klimaanlage nicht evakuiert, sondern mit Stickstoff beaufschlagt. Anschließend werden änderungen dieses Drucks über ein Zeitintervall registriert und ausgewertet. Falls der Druck unter ein zulässiges Maß sinkt, deutet dies auf eine Leckage hin, die sodann zwecks Stopfung näher geortet werden muss.

Zur Lokalisierung verwendet man Lecksuchsprays, die auf den Kühlkreislauf aufgesprüht werden. An undichten Stellen wirft das Lecksuchspray Blasen, wie bei einem undichten Fahrradschlauch, den man in einen Eimer Wasser taucht. Der Nachteil einer Lecksuche mit Lecksuchsprays besteht darin, dass auch hier nur äußerst große Leckagen sichtbar gemacht werden können. Zwar zeigt das Klima-Service-Geräte die Existenz eines Lecks an, das Lokalisieren erfolgt von Hand. Falls die undichte Stelle nicht mit Lecksuchspray gefunden werden kann muss der Stickstoff aus der Anlage abgelassen und ein genaueres Lecksuchverfahren angewandt werden. Für die Werkstatt bedeutet dies einen großen Zeitverlust und somit einen hohen Kostenaufwand.

Zur genauen Ortung einer undichten Stelle wird die Lecksuche mit Hilfe von UV- Lecksuchadditiven durchgeführt. Hierzu wird eine unter ultravioletten Strahlung fluoreszierende Flüssigkeit in die Fahrzeugklimaanlage gefüllt. Anschließend wird der Kühlkreislauf mit einer UV-Lampe abgeleuchtet, welche die undichten Stellen sichtbar macht. Ein Verfahren zur Einfüllung eines UV-Lecksuchadditivs in dem Kühlkreislauf einer Klimaanlage ist in der DE 10 2006 036 697 A1 derselben Anmelderin beschrieben.

Der Nachteil der Lecksuche mit UV-Lecksuchadditiven besteht darin, dass diese zunächst in der Klimaanlage verteilt werden müssen, um sicherzustellen, dass es das Leck auch erreicht. Hierzu muss die Klimaanlage für längere Zeit in

Betrieb sein. Darüber hinaus sind die fluoreszierenden Mittel umweltgefährdend.

Ausgehend von dem vorbeschriebenen Stand der Technik und insbesondere von dem Verfahren zur Druckprüfung mit Stickstoff besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung anzugeben, das über einen hohen Automatisierungsgrad verfügt, möglichst rasch 5 durchgeführt werden kann und weniger umweltgefährdend ist.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass als Prüfgas ein Gasgemisch aus Stickstoff und Wasserstoff verwendet wird, und das nach Registrierung eines Druckabfalls der Kühlkreislauf mit einer Wasserstoff-Sonde abgesucht wird.

Das vorliegende Verfahren nutzt weiterhin die bewährte Methode der lo überdruck-Dichtheitsprüfung mit Stickstoff. Die Beobachtung der

Druckänderung über einen Zeitintervall nach Einfüllung des Stickstoffs ist vollkommen automatisierbar. Die Grundidee der vorliegenden Erfindung besteht jedoch darin, das eingestellte Prüfgas so abzuwandeln, dass es zugleich zur

Lokalisierung eines etwaig detektierten Lecks geeignet ist. Hierzu wird dem i5 Stickstoff Wasserstoff beigemischt, der sich mit der erforderlichen Genauigkeit mit Hilfe einer Wasserstoff-Sonde nachweisen lässt.

Der besondere Vorteil ist zunächst in dem Zeitgewinn zu sehen, da ein separates Einfüllen von einem Lecksuchadditiv nach Feststellen einer Leckage entfällt. Darüber hinaus entfällt auch das Laufenlassen der Klimaanlage zur

2o Verteilung des Suchadditivs im Kühlkreislauf, da dies durch den überdruck des eingefüllten Prüfgasgemisches gewährleistet ist. Schließlich ist ein Gasgemisch aus Stickstoff und Wasserstoff - es wird vorzugsweise eine Mischung aus 95% N ₂ und 5% H ₂ vorgeschlagen - vergleichsweise ungefährlich, preiswert und umweltneutral. Das Prüfgas kann somit nach erfolgter Dichtheitsprüfung direkt in 5 die Umwelt entlassen werden, was bei UV-Suchadditiven tunlichst vermieden werden muss. Der leichte Wasserstoff dringt rasch durch kleinste Leckagen und lässt sich mit einer Sonde gut nachweisen. Folglich kommt man mit 5% Wasserstoffanteil im Prüfgas aus, so dass die Entzündungsgefahr äußerst gering ist und zusätzlich vom Stickstoff gesenkt wird.

30 Es sei klargestellt, dass auch das erfindungsgemäße Verfahren nicht vollkommen automatisierbar ist, da die Lokalisierung des Lecks manuell mit der

Wasserstoff-Sonde erfolgen muss. Allerdings erfolgt die Abdichtung des Lecks ohnehin manuell, so dass das Absuchen des Kühlkreislaufs mit der Wasserstoff- Sonde keinen wesentlichen Mehraufwand darstellt. Sofern die Anlage kein Leck aufweist, bleibt das Verfahren - abgesehen vom Anschließen des Klima- Service-Geräts - vollautomatisiert.

Im Kühlkreislauf einer Klimaanlage zirkuliert nicht allein das Kältemittel, sondern auch Kältemaschinenöl, dass zur Schmierung des Kompressors benötigt wird. Nach Ablassen des Kältemittels bleibt das Kältemaschinenöl in der Regel im Kühlkreislauf. Allerdings kommt es vor, dass eine Teilmenge des Kältemaschinenöls bei Ablassen des Prüfgases aus dem Kühlkreislauf mitgerissen wird, mit der Folge, dass der notwendige Füllstand unterschritten wird. Um Schaden vom Kompressor abzuwenden und einen umweltgefährlichen Austritt des Kältemaschinenöls zu verhindern, schlägt die Erfindung vor, mitgerissenes Kältemaschinenöl aus dem abgelassenen Prüfgas abzuscheiden und die abgeschiedene Menge an Kältemaschinenöl dem Kühlkreislauf wieder zuzufügen. Das Abscheiden erfolgt in einem ölabscheider, der baulich im Klima- Service-Gerät unterzubringen ist. Nach Durchlaufen des ölabscheiders kann das Prüfgas in die Umwelt entspannt werden.

Es sei klargestellt, dass nicht das abgeschiedene Kältemaschinenöl selbst, sondern nur seine Menge dem Kühlkreislauf wieder zugeführt werden soll. So ist es in der Praxis möglich, das mitgerissene Kältemaschinenöl zu entsorgen und der Klimaanlage frisches Kältemaschinenöl einzuführen. Ebenso gut kann aber auch das abgeschiedene Kältemaschinenöl wieder zurückgefüllt werden. Durch dieses Vorgehen entfällt die Entsorgung des abgeschiedenen Mittels.

Wenn allerdings frisches Kältemaschinenöl eingefüllt werden soll, ist es erforderlich, die abgeschiedene Menge als Kältemaschinenöl zu bestimmen. Hierzu bietet sich die Wägung an.

Im folgenden wird ein Verfahren zur Wartung einer Klimaanlage beschrieben, welches sowohl von der erfindungsgemäßen Dichtheitsprüfung, als auch von der erfindungsgemäßen Rückführung des Kältemaschinenöls Gebrauch macht.

Das Verfahren wird mit einem Klima-Service-Gerät durchgeführt. An dieses wird eine Druckflasche mit dem Prüfgas aus 95% Stickstoff und 5% Wasserstoff angeschlossen. Das Prüfgas ist unter Druck in der Flasche eingelagert, so dass der erforderliche Prüfdruck nicht vor Ort erzeugt werden muss.

Die Füllschläuche des Klima-Service-Geräts werden sodann mit der Klimaanlage verbunden und der Druckregler der Prüfgasflasche auf 5 bar eingestellt. Das Klima-Service-Gerät saugt nun zunächst das Kältemittel aus dem Kühlkreislauf ab und füllt automatisch das Prüfgas in die Klimaanlage ein. über ein Zeitintervall registriert das Klima-Service-Gerät den in der Anlage herrschenden Druck und wertet diesen aus. Hierbei wird automatisiert geprüft, ob der Druck unter ein zulässiges Maß sinkt.

Ist dies nicht der Fall, wird das Prüfgas vom Klima-Service-Gerät abgelassen. Dabei wird das vom Prüfgas mitgerissene Kältemaschinenöl abgeschieden und gewogen. Während des anschließenden ölfüllprozesses wird die entsprechende Menge automatisch wieder in die Klimaanlage eingeführt.

Registriert die Steuerungstechnik jedoch einen raschen Druckabfall, schlägt die Druckprüfung der Klimaanlage fehl. Das Klima-Service-Gerät stoppt den eigentlichen Wartungsprozess und fordert den Servicetechniker auf, mit Hilfe einer separaten Wasserstoff-Sonde, die als handliches, mobiles Prüfgerät mit einem langen, flexiblen Prüfrüssel ausgeführt ist, den Kühlkreislauf abzusuchen und die Leckage zu orten. Die Wasserstoff-Sonde ist entsprechend empfindlich, so dass selbst kleinste Leckagen ohne Verwendung eines weiteren Lecksuchmediums aufgespürt werden können.

Nachdem der Servicetechniker das Leck geortet hat, bestätigt er dies per Tastendruck am Klima-Service-Gerät und das Prüfgas wird über ein Ablassventil aus der Klimaanlage abgelassen.

Auch hier wird das vom Prüfgas mitgerissene Kältemaschinenöl abgeschieden und gewogen, so dass die entsprechende Menge anschließend wieder eingefüllt werden kann. Die nun entleerte Klimaanlage kann repariert werden.