blinklicht 3/2011 - atr.de

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Kältemittel 1234yf
Umweltfreundliche
Alternative
Seit Anfang dieses Jahres können neue Fahrzeugmodelle
nur noch mit einem alternativen
Kältemittel homologiert werden. Die Markteinführung
von R1234yf ist zwar umstritten,
steht aber kurz bevor. blinklicht zeigt die Auswirkungen
des neuen Kältemittels auf das
Werkstattgeschäft.
Allein in Deutschland werden bereits über 90 Prozent der Neufahrzeuge
mit einer Klimaanlage ausgeliefert. Keines der automobilen
Kühlsysteme ist über die gesamte Lebensdauer zu 100
Prozent dicht. Fachleute schätzen den Kältemittelverlust pro
Fahrzeugklimaanlage über die Lebensdauer auf ein halbes bis
ein ganzes Kilogramm. Das Kältemittel R134a ist nicht gerade
umweltfreundlich. Es besitzt ein hohes Treibhauspotenzial und
trägt damit zur Klimaveränderung bei. Deshalb hat die EU mit
der Richtlinie 2006/40/EG den Einsatz von Kältemitteln mit einem
GWP-Wert (Global Warming Potential) von über 150 verboten.
Diese Regelung bezieht sich auf alle Fahrzeuge der Klasse
M1 (Pkw) und gilt seit Anfang 2011 für alle Fahrzeuge, denen ab
diesem Zeitpunkt eine Typgenehmigung erteilt wird. Ab dem
1. Januar 2017 muss die Klimaanlage aller Neufahrzeuge mit
einem umweltfreundlichen Kältemittel gefüllt sein.
Als alternative Kältemittel sind bereits seit mehreren Jahren CO 2
und R1234yf im Gespräch. CO 2 stand hoch im Kurs, doch die
deutschen Autobauer haben sich anders entschieden. Denn
CO 2 -Klimaanlagen arbeiten mit wesentlich höheren Drücken.
Das hätte die Kosten für die Entwicklung und Produktion neuer
Klimakomponenten nach oben getrieben.
Vor- und Nachteile von R1234yf
R1234yf hingegen verhält sich ähnlich wie R134a. Zudem sollen
R1234yf-Klimaanlagen vor allem bei hohen Temperaturen effizienter
arbeiten als CO 2 -Systeme. Hinter der Bezeichnung
R1234yf verbirgt sich das verflüssigbare Gas Tetrafluorpropen
mit der Handelsbezeichnung HFO-1234yf. Das alternative Kältemittel
hat den GWP-Wert 4. Der GWP-Wert bezieht sich dabei
auf das Treibhauspotenzial von CO 2 . Das bedeutet, dass ein
Kilogramm R1234yf das gleiche Treibhauspotenzial hat wie vier
Kilogramm CO 2 . Zum Vergleich: R134a hat einen GWP-Wert
von 1430. R1234yf ist wie R134a schwerer als Luft und toxikologisch
unbedenklich. Zudem hat es ähnliche thermodynamische
Eigenschaften wie R134a. Allerdings wird R1234yf als
brennbar eingestuft. Laut Herstellerangaben sei diese Gefahr
aber nicht so hoch, wie sie von unterschiedlichen Seiten eingestuft
wird. Denn R1234yf kann nur von einer offenen Flamme
entzündet und am Brennen gehalten werden – im Gegensatz zu
leicht entzündlichen Gasen wie Propan, Acetylen oder Kraftstoffdämpfe,
bei denen zum Entzünden bereits ein Funke ausreicht.
Zudem steht R1234yf in der Kritik, im Brandfall Fluorwasserstoffe
freizusetzen, die in Verbindung mit Wasser gefährliche
Flusssäure bilden. Diese Eigenschaft bestätigen die Entwickler
des alternativen Kältemittels, weisen jedoch darauf hin,
dass auch R134a im Falle eines Fahrzeugbrands bei extrem
hohen Temperaturen noch mehr Fluorwasserstoffe freisetzt.
Daher sei bei einem Unfall im Vergleich zu R134a keine höhere
Gefahr für Fahrzeuginsassen und Rettungskräfte zu erwarten.
R1234yf wurde von den Konzernen DuPont und Honeywell gemeinsam
entwickelt. Künftig werden es die Unternehmen jedoch
unabhängig voneinander verkaufen. Die Handelspreise
stehen noch nicht fest. Als sicher gilt jedoch, dass es wesentlich
teurer sein wird als R134a.
Geringfügige Änderungen
Die Servicekupplungen für R1234yf-Anlagen sind
aufwändig konstruiert und haben eine andere geometrische
Form als R134a-Kupplungen
Der Wechsel auf R1234yf erfordert produktionstechnisch nur
geringe Anpassungen bekannter Klimakomponenten. Der Kompressor
muss lediglich mit einem neuen Öl gefüllt werden, da
sich bisheriges Klimaöl chemisch nicht mit R1234yf verträgt. Es
wird aber weiterhin ein PAG-Öl verwendet, jedoch mit geänderten
Additiven. Bei den Verdampfern wird es nur geringe oder
keine Anpassungen geben – je nachdem, ob sie die Anforderungen
an den Druckabfall erfüllen. Kondensatoren und Leitun-
Die AC1234 von Robinair wurde in enger Zusammenarbeit mit großen
Automobilherstellern entwickelt
gen bleiben unverändert. Lediglich bei der Anschlusstechnik
wird es eine Änderung geben. Künftig werden die Verbindungen
der einzelnen Komponenten wieder geschraubt und mit Metall-/Gummidichtungen
abgedichtet, um eine möglichst hohe
Dichtheit des Systems zu erzielen. Spring-Lock-Verbindungen
wird es nicht mehr geben. Gleiches gilt auch für die Orifice tubes.
Der Trend zu immer geringeren Kältemittelfüllmengen erfordert
den durchgängigen Einsatz von Expansionsventilen.
Letztere werden künftig voraussichtlich so eingestellt sein, dass
sie sowohl für R134a als auch für R1234yf einsetzbar sind.
Auch die Druckverhältnisse im Kältemittelkreislauf werden sich
nur wenig ändern. Im Vergleich zu R134a-Anlagen werden
R1234yf-Systeme einen um 0,5 bar höheren Hochdruck haben
und einen etwas geringeren Niederdruck. Um eine Verwechslung
beim Service auszuschließen, werden R1234yf-Anlagen
geometrisch geänderte Serviceanschlüsse haben. Insgesamt
gehen Fachleute davon aus, dass bei dem Wechsel von R134a
auf R1234yf mit einer Minderkühlleistung von zwei Prozent zu
rechnen ist.
R134a R1234yf
Siedepunkt -26 °C -29 °C
Dampfdruck (25 °C) 6,56 bar 6,64 bar
Dampfdruck (80 °C) 25,97 bar 24,38 bar
Dampfdichte 32,4 kg / m3 37,6 kg / m3 Langfristig zwei Kältemittel
Quelle: TÜV Rheinland
Kfz-Werkstätten müssen sich darauf einstellen, langfristig mit
zwei Kältemitteln arbeiten zu müssen, denn aktuelle Klimaanlagen
lassen sich nicht auf R1234yf umrüsten. Und bis 2017 werden
noch viele Fahrzeuge mit R134a auf den Markt kommen.
Welches Kältemittel im Fahrzeug eingefüllt ist, erkennt der
Fachmann künftig an der Form der Serviceanschlüsse und an
einem Aufkleber im Motorraum.
Für den Klimaservice an R1234yf-Anlagen ist ein spezielles Klimaservicegerät
erforderlich, das aufwändige Brandschutzmaßnahmen
erfüllen muss. Am Ablauf des Klimaservices wird sich
nichts ändern. Hinzu kommt lediglich die vom VDA vorgeschriebene
Kältemittelanalyse vor dem Absaugen des Kältemittels.
Mit dem Einsatz eines im Klimaservicegerät integrierten oder
externen Gasanalysegerätes wollen die Hersteller eine Kontamination
von R1234yf mit anderen Substanzen verhindern.
Auch das Spülen des Kältemittelkreislaufs und die Lecksuche
wird nach den bekannten Methoden ablaufen. Mittlerweile gibt
es auch schon Kontrastmittel für die UV-Lecksuche an 1234yf-
Systemen. Die Lecksuche mit Formiergas wird aufgrund der
hohen Kältemittelpreise eine noch bedeutendere Rolle spielen.
Kein neuer Sachkundenachweis
Für Arbeiten an R1234yf-Anlagen ist kein zusätzlicher Sachkundenachweis
erforderlich. Um die Sicherheit am Arbeitsplatz
beim Umgang mit dem Kältemittel R1234yf zu gewährleisten,
muss eine zündfähige Atmosphäre vermieden werden. Dazu
muss gemäß der BGR 157 eine ausreichende Belüftung sichergestellt
sein. Konkret: Im gesamten Werkstattbereich muss pro
Stunde mindestens ein einfacher Luftwechsel erfolgen. In Arbeitsgruben
ist für den gleichen Zeitraum ein dreifacher Luftwechsel
erforderlich. Zudem sind offenes Feuer, Licht und
Zündquellen, wie zum Beispiel Lichtbogen beim Schweißen, im
Arbeitsbereich nicht zulässig. Zur persönlichen Schutzausrüstung
zählen wie beim Umgang mit R134a langärmlige Arbeitskleidung,
Lederhandschuhe und eine Korbschutzbrille.
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