EAT-244 Diagnose Airconditioning

EAT-244 Diagnose Airconditioning Zelfstudie en huiswerk 10-08

2 Inhoud INTRODUCTIE 3 DOELSTELLINGEN 4 PRINCIPE AIRCO-INSTALLATIE 5 ONDERDELEN AIRCO-INSTALLATIE 7 CONDENSOR 8 EXPANSIE-APPARATUUR EN VERDAMPER 9 CAPILLAIR 10 TEV 11 LEIDINGEN, SLANGEN EN VERBINDINGEN 13 SCHAKELAARS 13 KOUDEMIDDELEN 15 TEST- EN ONDERHOUDSWERKZAAMHEDEN 16

3 Introductie Met dit zelfstudiepakket kun je je voorbereiden op de Regionale Praktijktraining. Tijdens de training ga je een aantal werkorders uitvoeren. De informatie in dit zelfstudiepakket kan je helpen om die werkorders snel en doeltreffend uit te voeren. Verder is de zelfstudie een aanvulling op de theorieleerstof van je beroepsopleiding. In het zelfstudiepakket staan ook huiswerkvragen en opdrachten. Daarmee kun je controleren of je de stof goed begrijpt. Maak de vragen en opdrachten en bespreek ze met je leermeester. Je kunt je vragen natuurlijk ook tijdens de RPTdag aan de trainer stellen. De RPT-dag bestaat uit drie onderdelen: Theoriedeel Hier behandelen we kort de onderwerpen uit het zelfstudiepakket. Als bepaalde dingen in het zelfstudiepakket je niet duidelijk zijn, noteer ze dan. Dan kunnen we die tijdens het theoriedeel bespreken. Praktijkdeel Hier ga je aan de slag met de werkorders aan voertuigen of onderdelen daarvan. Voor vragen of uitleg kun je terecht bij de trainer. Hij is je vraagbaak en coach. Informatie en schema s kun je vinden in de werkplaatshandboeken en op de Infopunten. Op de Infopunten kun je onder andere internet en digitale handboeken raadplegen. Beoordeling Aan het einde van de RPT-dag vult de trainer een beoordelingsformulier in. Je krijgt dit formulier mee. Hierop staan de beoordelingen voor de uitgevoerde werkorders. Ook geeft de trainer een algehele beoordeling voor de manier waarop je de hele dag gewerkt hebt. De beoordeling voor de verschillende onderdelen is Goed (G), Voldoende (V) of Onvoldoende (O). Succes!

4 Doelstellingen Na afloop van deze dag kun je met betrekking tot: Mobi-Airco: stapsgewijs een storingsanalyse opstellen in een aantal gesimuleerde cases veel voorkomende storingen lokaliseren en oplossen Elektrisch schema: aan de hand van een elektrisch schema met legenda de onderdelen van het elektrische circuit van de aircoinstallatie benoemen en de werking verklaren de diverse elektrische componenten vinden in een bestaand systeem Voelpuntentabel I en II: de diverse voelpunten vinden met behulp van een voelpuntentabel aangeven of de installatie goed functioneert de oorzaak van het niet goed functioneren van de installatie herkennen aan de hand van de gegevens in de voelpuntentabel een airco-systeem controleren aan de hand van een voelpuntentabel

5 Controle Airco I en II: de airco-installatie inspecteren zonder CFK-handelingen uit te voeren een oordeel geven over de staat en de werking van de installatie de onderdelen van een installatie met vaste smoring lokaliseren, benoemen en de functie van de onderdelen beschrijven de onderdelen van een installatie met variabele smoring lokaliseren, benoemen en de functie van de onderdelen beschrijven. Principe airco-installatie De werking van een airconditioning berust op het principe dat voor het verdampen van een vloeistof warmte nodig is die wordt onttrokken aan de omgeving. De vloeistof is in dit geval het koudemiddel dat in de installatie circuleert. De omgeving is in dit geval het interieur van het voertuig. De airco-installatie bestaat uit de volgende onderdelen: 1 Compressor 2 Condensor 3 Expansie-apparatuur 4 Verdamper 5 Accumulator of filter/droger 6 Leidingen, slangen en verbindingen 7 Schakelaars 8 Koudemiddel. Tijdens het circuleren van het koudemiddel in de installatie ondergaat dit middel verschillende toestandsveranderingen. Door de compressor wordt het koudemiddel (gasvormig) gecomprimeerd In de condensor wordt het middel afgekoeld, waar het zal condenseren naar vloeibare vorm In het expansie-apparaat zal de druk verlaagd worden In de verdamper zal het koudemiddel verdampen In de compressor wordt het opnieuw gecomprimeerd.

Condensor Hogedrukzijde Compressor Lagedrukzijde Verdamper Zelfstudie en huiswerk 6 1 Op welke twee manieren kun je vloeistof laten verdampen (= koken)? 1 2 We noemen dit proces van verdampen en comprimeren een kringproces, omdat het continu herhaald wordt. Het is een gesloten systeem dat eenmaal gevuld slechts beperkt onderhoud behoeft. Dit onderhoud is echter erg belangrijk om het systeem bedrijfszeker te houden. Hogedrukzijde Lagedrukzijde Compressor Condensor Verdamper 2 Noem drie vormen van onderhoud aan een aircoinstallatie. Expansieapparaat Expansieapparaat 1 2 3

Condensor Hogedrukzijde Compressor Expansieapparaat Lagedrukzijde Verdamper Zelfstudie en huiswerk 7 In de niet-stek-geautoriseerde werkplaats mogen slechts beperkt handelingen uitgevoerd worden aan de aircoinstallatie. Alle koeltechnische bedrijven in Nederland die handelingen op het gebied van CFK s (Chloor Fluor Koolwaterstoffen) en HFK s (het milieuvriendelijker alternatief) verrichten, moeten over een STEK-erkenning en een gediplomeerd monteur beschikken. Het gaat hier dan om handelingen zoals het vullen en legen van airco s, waarbij het risico bestaat dat er koudemiddel ontsnapt uit het systeem. Desondanks is er ook zonder de zogenaamde CFK-handelingen een redelijk goede storingsdiagnose uit te voeren aan de installatie. Een goede kennis van de werking van de installatie is daarvoor wel een vereiste. Onderdelen airco-installatie De compressor We beginnen in het kringproces bij de compressor. De compressor wordt door de motor met een V-riem of een multi-v-riem aangedreven. De compressor kan alleen koudemiddel in gasvorm comprimeren. Wanneer vloeibaar koudemiddel de compressor zou bereiken, zou deze worden vernield. De aanvoer van koudemiddel naar de compressor bestaat dus uit lagedrukgas met een lage temperatuur. De compressor comprimeert vervolgens het gas tot hogedrukgas met een hoge temperatuur. De temperatuurverhoging is een gevolg van het comprimeren. De compressorpoelie is niet vast gekoppeld aan de compressoras. Dit is gedaan om het systeem uit te kunnen schakelen. De compres sorpoelie wordt aan de as gekoppeld met een elektromagnetische koppeling. In de airco-systemen in personenauto s worden voornamelijk twee soorten compressoren toegepast: met vaste opbrengst en met variabele opbrengst. De compressor met een vaste opbrengst schakelt continu in en uit, terwijl de com pressor met een variabele opbrengst alleen bij het aanzetten van de airco inschakelt. Het inschakelen van de compressor is te horen aan een duidelijke klik.

8 3 Noteer de voordelen van een compressor met een variabele opbrengst ten opzichte van een compressor met een vaste opbrengst. De condensor Eenmaal gecomprimeerd wordt het hete gas naar de condensor geperst. De druk kan variëren van 8 tot 25 bar en de temperatuur ligt dan boven de 40 C. In de condensor wordt het hete gasvormige koudemiddel door de voorbijstromende lucht zover afgekoeld, dat het aan de uitgang van de condensor weer vloeibaar is. Het koudemiddel is dus weer overgegaan van heet gas naar een warme tot hete vloeistof onder een hoge druk. A Koele lucht B Verwarmde lucht 1 Gasvormig koudemiddel 2 Vloeibaar koudemiddel 4 Op welke twee manieren kun je een damp over laten gaan naar vloeistof? 1 2

9 5 Welke manier passen we toe in de condensor? De condensor bevindt zich voor de radiateur. Wanneer de rijwind onvoldoende is, wordt de condensor afgekoeld door de koelventilator. Bij enkele merken draait de koelventilator continu. Voor een goede werking moet de condensor schoon zijn. De lucht moet er ongehinderd doorheen gaan om het koudemiddel voldoende af te koelen. Expansie-apparatuur en verdamper Nu het koudemiddel weer vloeibaar is, kunnen we het laten verdampen. Door een beperkte hoeveelheid koudemiddel te laten ontsnappen in de verdamper, kan deze beperkte hoeveelheid verdampen als gevolg van de lagere druk in de verdamper. De warmte die nodig is voor het verdampen van het koudemiddel zal worden onttrokken aan de directe omgeving van het koudemiddel, in dit geval de verdamper. De lucht die in het interieur recirculeert of wordt toegevoerd, wordt door de afgekoelde verdamper geleid. Deze lucht zal zijn warmte afgeven aan de verdamper en dus indirect aan het koudemiddel en zodoende afkoelen.

10 De ingespoten hoeveelheid koudemiddel in de verdamper is erg belangrijk. Na de verdamper moet namelijk het koudemiddel volledig in gasvorm zijn overgegaan (behalve bij een capillairsysteem), om de compressor niet te beschadigen. De juiste hoeveelheid ingespoten koudemiddel is die waarbij net voor de uitgang van de verdamper alle koudemiddel verdampt is. 6 Waarom mag het vloeibare koudemiddel de compressor niet bereiken? Om de ingespoten hoeveelheid koudemiddel in de verdamper nauwkeurig te doseren zijn er een aantal systemen mogelijk. De expansie-apparaten zijn: Capillair Dit is een vaste smoring die een vaste hoeveelheid koudemiddel in de verdamper toelaat, maar niet kan variëren naar behoefte. Het capillair zit vaak in de leiding en is dus moeilijk te 1 inlaat hogedruk 2 gaasfilter 3 gekalibreerde opening 4 O-ring 5 uitlaat lagedruk herkennen. Door het temperatuurverschil in de leiding, als gevolg van de verdamping, is de plaats waar het capillair ingebouwd zit, wel te voelen. Met dit systeem is er geen terugkoppeling mogelijk die de ingespoten hoeveelheid aanpast als dit te veel blijkt te zijn.

11 1 aansluiting lagedrukschakelaar 2 aansluiting naar compressor 3 inlaat vanaf verdamper 4 kunststof kap 5 U-buis 6 gaasfilter 7 compressorolie 8 droogelement We passen bij dit systeem dan ook een beveiliging toe door een accumulator in het lagedrukgedeelte te plaatsen voor de compressor, zodat eventueel nog niet verdampte koudemiddel alsnog kan verdampen. Tevens wordt hierin het dampvormige koudemiddel gefilterd en het water afgescheiden dat zich in het koudemiddel bevindt. 3 4 2 1 7 Zal bij een werkende airco-installatie met capillair de accumulator koud of warm aanvoelen en waarom? 5 8 7 6 TEV Deze afkorting staat voor thermostatisch expansieventiel. Dit expansieventiel zit gemonteerd op de ingang van de verdamper en heeft een voeler (meetelement) op de uitgaande leiding van de verdamper. Boven het membraan, in de leiding naar het meetelement en in het meetelement zelf bevindt zich koudemiddel. Als de temperatuur aan het eind van de verdamper stijgt, stijgt ook de temperatuur van het meetelement. membraan capillaire buis gekalibreerde opening verdamper kogelklep meetelement van druk/ tankdroger veer

12 Hierdoor stijgt de druk in het meetelement en boven het membraan, waardoor het membraan de klep verder van de zitting duwt en er meer koudemiddel in de verdamper wordt toegelaten. Dit ventiel regelt dus continu. Blokventiel Een andere uitvoering van de TEV is het blokventiel. De werking is in principe hetzelfde, maar deze heeft een geïntegreerd meet-element. Het blokventiel zit gemonteerd op de in- en uitgaande leiding van de verdamper. 4 3 lagedrukschakelaar hogedrukschakelaar kijkglas naar expansieklep 5 2 van condensor filter absorptiemiddel 6 7 1 8 1 ventielinlaat vanaf filter/droger 2 ventieluitlaat naar compressor 3 meetelement 4 membraan 5 ventielinlaat vanaf verdamper 6 ventieluitlaat naar verdamper 7 kogelklep 8 veer Bij de systemen die zijn uitgevoerd met een TEV is het dus niet nodig een accumulator te plaatsen na de verdamper. Bij deze systemen wordt er een filter/droger geplaatst, na de condensor en voor de TEV, om te dienen als: voorraadvat filter/waterafscheider. 8 Zal bij een werkende airco-installatie met TEV de filter/droger koud of warm aanvoelen en waarom?

13 9 Welke verschillen ken je verder nog tussen de accumulator bij het capillair-systeem en de filter/ droger bij het TEV-systeem? Leidingen, slangen en verbindingen De leidingen worden gekoppeld door middel van een wartel en een O-ring. De O-ringen van een R-12 installatie kunnen niet worden gebruikt voor een R134A installatie. Bepaal dus eerst waarmee het systeem gevuld is. Dit is te herkennen aan een sticker en aan de vulnippels. Afdichtringen mogen maar eenmaal worden gebruikt en moeten voor montage met de juiste compressorolie worden ingevet. Wacht bij het vernieuwen of plaatsen van leidingen in het airco-systeem zo lang mogelijk met het weghalen van de afsluitpluggen; dit om het binnendringen van vocht en vuil tot een minimum te beperken. Schakelaars In het elektrische circuit voor het in- en uitschakelen van de compressor diverse schakelaars gemonteerd. Daarnaast kunnen in het circuit schakelaars zitten die afhankelijk van de druk één of twee koelventilatoren bedienen. Deze schakelaars zijn enkelvoudig of gecombineerd uitgevoerd en kunnen op verschillende plaatsen in het airco-circuit zijn aangebracht. Lagedrukschakelaar Bij een te lage druk in het systeem (lager dan 2 bar) schakelt de lagedrukschakelaar de compressor uit. Een mogelijke oorzaak van een te lage druk in het systeem is onvoldoende koudemiddel. Hogedrukschakelaar De hogedrukschakelaar schakelt de compressor uit als er een te hoge druk ontstaat in het circuit (ongeveer 30 bar). Deze te hoge druk kan bijvoorbeeld ontstaan door het uitvallen van de elektrische ventilator(en) die de condensor koelt/koelen.

14 Druksensor Bij moderne airco-installaties wordt vaak een druksensor gebruikt, die de druk doorgeeft aan de regeleenheid. De regeleenheid bepaalt dan wanneer de compressor uitgeschakeld wordt. Een bijkomend voordeel is dat de druk uitleesbaar is (EOBD). Anti-ijsschakelaar Deze schakelaar is verbonden met een voeler op het verdamperoppervlak. Als de temperatuur van de verdamper te laag wordt, dat wil zeggen lager dan 1 C, dan bestaat de kans op ijsvorming op de verdamper. De compressor wordt dan uitgeschakeld. Vollastschakelaar Een nadeel van een airco-installatie is dat de compressor nog al wat vermogen opneemt en dus ook het brandstofverbruik verhoogt. De vollastschakelaar schakelt de compressor uit als het volle motorvermogen wordt gevraagd. Schakelaars kunnen ook gecombineerd zijn. Een voorbeeld hiervan is de trinary, een combinatie van een lage- en hogedrukschakelaar en een ventilatorschakelaar (HD/MD/LDschakelaar). Deze schakelt bijvoorbeeld: de compressor uit onder de 2 bar de compressor uit boven ca. 30 bar de koelventilator in boven ca. 17 bar. + 12 V S3 S1 R1 17 bar 2-27 bar K S4 M S2 1 2 3 4 5 6 7 ECU S1 airco-schakelaar S2 ijsbeveiliger S3 trinary S4 aanjagerschakelaar R1 koppelingsrelais M aanjagermotor K koppeling _

15 Koudemiddelen Het koudemiddel is het transportmiddel dat de opgenomen warmte uit de verdamper door laat stromen naar de condensor en daar weer afstaat aan de omgevingslucht. Door de toestandsveranderingen van vloeistof naar gas en weer naar vloeistof kan het koudemiddel een grote hoeveelheid warmte opnemen en weer afstaan. We noemen dit proces het verdampings- en condensatieproces. Om een vloeistof te verdampen moeten we warmte toevoeren. Om een damp te laten condenseren moeten we warmte afvoeren. In airco s van motorvoertuigen komen we twee soorten koudemiddelen tegen. In de wat oudere voertuigen is dat R12. Dit middel is een CFK en zeer schadelijk voor het milieu. Vanaf 1-1-2001 mogen airco s niet meer gevuld worden met R12.Vanaf 1-1-1994 wordt in nieuwe airco s alleen nog maar R134a worden toegepast. R134a is een HFK. Omdat daarvan de schadelijke gevolgen voor het milieu nog niet bekend zijn, gelden dezelfde milieu-maatregelen als bij het toepassen van R12. Bij normale buitenluchtdruk verdampt (= kookt) het koudemiddel al bij ongeveer 30 C. Het kookpunt is echter sterk afhankelijk van de druk (zie tabel op de volgende pagina. Overdruk (bar) Kookpunt R12 ( C) Kookpunt R134a ( C) 00-30 -27 01-13 -10 02-01 00 03 08 09 04 15 15 05 22 21 06 27 26 08 37 35 10 45 42 12 52 49 14 59 55 16 65 61 18 70 66 20 75 70 Overeenkomsten R12 en R134a: Kleurloos en reukloos Bij hoge concentraties kan zuurstofgebrek optreden Niet brandbaar en niet explosief Niet giftig Neemt vocht op Zwaarder dan lucht

16 Vuildelen in de installatie bezinken moeilijk en kunnen zich door de gehele installatie verplaatsen Nadelige invloed broeikaseffect Kenmerken R12: Zeer gevaarlijk bij open vuur, er kan dodelijk fosgeengas ontstaan Reageert met lood, magnesium en magnesiumlegeringen Reageert met vele soorten kunststof Mengbaar met minerale olie Gaat met toevoegingen uit de smeerolie chemische reacties aan Verdampt koudemiddel bevat chloor dat de ozonlaag aantast Natuurlijke afbraakperiode in de atmosfeer bedraagt 120 jaar Kenmerken R134a Alleen mengbaar met synthetische smeerolie PAG (Poly- Alkyl-Glycol) Tast geen metalen aan Tast wel slangen en afdichtingen aan van een R12-systeem Bevat geen chloor Natuurlijke afbreekperiode in de atmosfeer is 15 jaar BELANGRIJK: Vanwege bovengenoemde verschillen mogen de koudemiddelen R12 en R134a nooit door elkaar worden gebruikt. Test- en onderhoudswerkzaamheden Onderhoudswerkzaamheden tijdens het normale onderhoud van het voertuig beperken zich tot: Controle op lekkages, te herkennen aan vette plekken. Een plaats die gevoelig is voor lekkage is de keerring van de compressor Controle van de toestand en de spanning van de aandrijfriem van de compressor Vervangen van het interieurfilter, indien aanwezig Controle op werking van de airco-installatie: De airco moet op temperatuur zijn, ongeveer 10 minuten werken De temperatuur moet op koud zijn ingesteld De aanjager op maximaal Motortoerental op 1500 t/m Gesloten portieren en geopende voorportierramen Kachelklep op recirculatie.

17 Meet na enkele minuten de temperatuur van de lucht uit de uitstroomopeningen. Deze moet bij goed functioneren ca. 10 tot 15 K. lager liggen. Controle aan de hand van een voelpuntentabel Om het systeem zonder drukken te meten toch te kunnen controleren, kun je gebruik maken van de voelpuntentabel. In deze tabel (zie volgende pagina) staan diverse punten. Door met de hand te voelen kun je een indruk krijgen of het systeem goed functioneert. 10 Vul de onderstaande tabel in voor een goed werkende airco. De benodigde gegevens zijn uit deze zelfstudie te halen. Voelpunten Temperatuur leidingen Systeemdruk Expansieventiel ijskoud koel warm heet hoog laag ingang verdamper uitgang verdamper ingang compressor uitgang compressor ingang condensor uitgang condensor ingang filter/ droger uitgang filter/ droger Dit is het einde van de Zelfstudie. Deze Zelfstudie is zo universeel mogelijk opgezet. Er bestaat echter in de praktijk geen universele airco-installatie. Alle fabrikanten hebben hun eigen uitvoeringen en oplossingen. Als je hierover onduidelijkheden bent tegengekomen of vragen hebt, zoek dit dan uit in je eigen werksituatie en breng het op de RPT-dag ter sprake tijdens de behandeling van de Zelfstudie. Veel succes op de RPT-dag.