Diagnose airconditioning druk en temperatuur

Onderwerpen:

  • Airconditioning werkt niet goed
  • Systeemdruk in het aircosysteem
  • Diagnosestellen aan de hand van de systeemdrukken
  • Diagnosestellen aan de hand van druk en temperatuur
    – oververhitting
    – nakoeling

Airconditioning werkt niet goed:
Bij klachten over een slechte werking van de airconditioning proberen we te achterhalen wat de klacht precies inhoudt. Ook proberen we meer informatie te verzamelen over wanneer de airco voor het laatst onderhoud heeft gehad.

  • Controleer de uitstroomtemperatuur vanuit de geopende ventilatieroosters met ingeschakelde airco (het liefst op de recirculatiestand of MAX-stand, hier wordt de recirculatie automatisch ingeschakeld);
  • Bij onvoldoende afgekoelde lucht: nagaan of de airco al meer dan vier jaar geen onderhoud gehad. Controleer in dat geval of er voldoende koudemiddel in het systeem aanwezig is;
  • Controleer de drukken bij uit- en ingeschakeld aircosysteem en controleer de temperaturen van de onderdelen. Hierover gaan de volgende paragrafen.

Systeemdruk in het aircosysteem:
Met manometers kunnen we de druk in het aircosysteem controleren. De slangen dienen op de serviceaansluitingen van het aircosysteem te worden aangesloten. Bij het aandraaien van de nippels zal de koudemiddel vanuit de airco naar de manometers stromen. Indien het systeem leeg is, zullen de wijzers verdraaien en de druk van het systeem aangeven. In de onderstaande afbeelding is een dergelijke druktester te zien. De drukmeters zijn ook aanwezig op een servicestation (airco-vulapparaat).

De drukmeter in de afbeelding bevat twee wijzers en drie slangen.

  • Blauw is lage druk;
  • Rood is hoge druk;
  • De gele slang in de drukmeter heeft als functie om stikstof aan het systeem toe te voegen voor een lekdetectie.

Als de airconditioning al enige tijd uitstaat, zullen de meters na het aansluiten ongeveer dezelfde druk aangeven. Na het starten van de motor zal de lagedruk dalen en de hogedruk stijgen. De druk is gerelateerd aan de temperatuur: wanneer de temperatuur stijgt, neemt de temperatuur ook toe. En visaversa.

  • De lagedruk daalt door de temperatuurslaging van het koudemiddel nadat het de verdamper uitstroomt;
  • De hogedruk stijgt doordat het vloeibare koudemiddel na het verlaten van de condensor is opgewarmd.

De druk zal na enkele minuten stabiliseren. De verdamper koelt namelijk niet verder af dan enkele graden boven het vriespunt en de ventilator zuigt een constante buitenluchttemperatuur door de condensor. 

Op het moment dat de airconditioning niet meer goed functioneert, kunnen we naast het uitlezen van het storingsgeheugen (mogelijk staat er een storing in van een druksensor) de temperatuur meten, maar ook met de manometers de drukken aflezen om een diagnose te stellen. De hoogte van de druk zegt iets over de staat van het systeem.

Drukmeter airconditioning

De getoonde drukken zien we bij een goed werkend systeem. De blauwe meter geeft de lagedruk aan (2 bar) en de rode de hogedruk (18 bar). De drukken zijn sterk afhankelijk van de temperatuur: zodra de temperatuur van de buitenlucht, verdamper of andere onderdelen verandert, zien we dit ook direct terug in de druk.

De gekleurde gedeeltes op de wijzerplaten geven de werkdrukken aan:

  • Lagedruk: tussen de 0,5 en 3,5 bar;
  • Hogedruk: tussen de 9,5 en 25 bar.

We vinden in auto’s compressors van de volgende typen kantelplaten:

  • Vaste slag: de lagedruk (zuigdruk) varieert tussen de 1 en 1,5 bar. De magneetkoppeling schakelt de compressor in en uit;
  • Variabele slag met continue opbrengst: de kantelplaat wordt mechanisch versteld. De lagedruk is constant 2 bar, ongeacht het compressortoerental. Een magneetkoppeling zorgt voor de aandrijving;
  • Variabele slag met geregelde opbrengst: de kantelplaat wordt elektrisch geregeld. De zuigdruk varieert tussen de 2 en 5 bar en hangt af van de ECU-aansturing. Er is bij dit type compressor geen magneetkoppeling aanwezig.

Diagnosestellen aan de hand van de systeemdrukken:
In de vorige paragraaf zagen we de systeemdruk van een goed werkend systeem. In het geval van een storing kunnen we dit veelal in de drukken terugzien. Of we nu te maken hebben met een lek waardoor er te weinig koudemiddel aanwezig is, of wanneer er bij een service juist te veel is gevuld, door het aflezen van de drukken kom je erachter. In deze paragraaf behandelen we de mogelijke oorzaken van een te hoge of te lage druk in het hoge- of lagedrukcircuit. Let wel op de compressor-uitvoering!

Lagedruk en hogedruk 0 bar

  • Koudemiddeldruk bedraagt 0 bar, er is dus geen druk in het systeem. Het systeem is leeg en moet op lekkages worden gecontroleerd, alvorens men het systeem opnieuw vult.

Lagedruk en hogedruk gelijk

  • De druk bij in- of uitgeschakelde airco verandert niet: de aircopomp functioneert niet. Vermoedelijk slaat de pomp niet in (inschakelvoorwaarde van de ECU) of de magneetkoppeling is defect. 

Lagedruk hoog, hogedruk normaal

  • Geopend expansieventiel;
  • Defecte kachelklep in kachelhuis waardoor warme lucht van de verwarming in de verdamper terecht komt. Knijp de koelvloeistofslang naar de kachelradiateur af om te kijken of dit invloed heeft op de lagedruk.

Lagedruk hoog, hogedruk hoog

  • Te veel koudemiddel;
  • De condensor raakt oververhit door een restrictie (wellicht een beschadiging zichtbaar?) of de koelventilator functioneert niet;
  • Te veel olie in het systeem: wellicht is het systeem recent bijgevuld met teveel olie;
  • Lucht in het systeem.

Lagedruk hoog, hogedruk laag

  • Expansieventiel heeft een te grote doorgang, of blijft geopend;
  • Compressor defect. Probeer de compressor handmatig te draaien en controleer de weerstand;
  • Regelventiel voor variabele opbrengst van de compressor defect.

Lagedruk laag, hogedruk laag

  • Te weinig koudemiddel;
  • Compressor defect. Controleer of de druk bij uitgeschakelde compressor goed is, maar ingeschakeld deze drukken geeft;
  • Hogedrukzijde deels verstopt (druk bij uitgeschakeld systeem moet dan wel goed zijn).

Lagedruk laag, hogedruk hoog

  • Te veel koudemiddel in combinatie met ander probleem;
  • Restrictie in de hogedrukzijde, bijv. door een verbogen leiding als gevolg van een aanrijding;
  • Verstopt expansieventiel, wellicht door ijsvorming.

Diagnosestellen aan de hand van de druk en temperatuur:
Zoals in de eerste paragraaf al is beschreven, passen moderne aircocompressors met een variabele slag met continue opbrengst de druk aan de omstandigheden aan. De lagedruk (zuigzijde) bedraagt constant 2 bar, ongeacht het motortoerental. Wanneer we 2 bar meten, zegt dus nog niet zoveel over de werking van het systeem. Met temperatuurmetingen kunnen we hier wel een diagnose aan stellen.

In de onderstaande tabel zijn de voorgeschreven temperaturen beschreven bij een goed werkend systeem. De temperaturen zijn richtwaarden van een aircosysteem die minimaal 10 minuten is ingeschakeld en bij kamertamperatuur. Bij extreem hoge buitenluchttemperaturen kunnen de temperaturen en drukken in het aircosysteem afwijken.

  • Met een temperatuurmeting kan een goede diagnose worden gesteld;
  • De temperatuur van de compressor mag de 90 °C niet overschrijden: de olie kan gaan koken;
  • Een temperatuurverschil van 30 °C tussen de in- en uitgang van de condensor is in orde. Een lagere temperatuur kan door een slechte doorgang in de condensor komen, waardoor hij minder goed werkt.

De volgende afbeeldingen toont een lagedruk van 2 bar, hogedruk van 18 bar en een temperatuur van 6 °C op de zuigleiding na de verdamper (uitgang verdamper naar de compressor).

In de verdamper gaat het koudemiddel over van verzadigde damp (damp-vloeistof) naar volledig gasvormig. De temperatuur van het koudemiddel stijgt van 2-5 °C (vanuit het expansieventiel) Naar 6-8 °C aan de uitgang van de condensor.

Oververhitting:
Met de gemeten druk en temperatuur kunnen we de oververhitting berekenen. De oververhitting is het verschil tussen de zuigleidingtemperatuur en de verdampingstemperatuur van het koudemiddel.

Met de volgende vijf stappen kunnen we de werking controleren:

  1. Bij uitgeschakelde airco bedragen de hoge- en lagedruk beiden 6 bar. Dit is in orde;
  2. Bij ingeschakelde airco zakt de lagedruk nar 2 bar. Deze druk wordt afgeregeld door de variabele compressor. De hogedrukt hangt van de condensortemperatuur af: hier meten we 12 bar.
  3. De temperatuur aan de uitgang van de condensor meten we met een infrarood thermometer: deze is 6 °C;
  4. We zoeken de verdampingstemperatuur van het koudemiddel op die overeenkomt met de waarde die we op de lagedrukleiding hebben gemeten: bij de druk van 2 bar is de verdampingstemperatuur 1 °C;
  5. De oververhitting berekenen we door de verdampingstemperatuur van de zuigleidingtemperatuur af te trekken: (6 – 1) = 5 °C.

Bij een goed werkend systeem bedraagt de oververhitting, rond de 5 á 6 °C, dus aan de hand van deze meting kunnen we concluderen dat de airco in orde is.

Verdampingstemperatuur R134a bij verschillende temperaturen

Bij klachten over een slecht werkende airco kunnen we de bovenstaande vijf stappen doorlopen om iets te kunnen zeggen over de staat waarin de airco zich bevindt.

  1. Uitgeschakeld bedragen de drukken 6 bar. Er is koudemiddel aanwezig;
  2. Met de motor en airco ingeschakeld zakt de lagedruk naar 2 bar en de hogedruk naar 12,0 bar. De pomp schakelt in en de airco in principe nu goed moeten koelen;
  3. We meten met een infrarood thermometer (zie afbeelding) op de uitgangsleiding van de condensor een temperatuur van 13,2 °C. Dit is beduidend hoger dan de 7 °C in de vorige paragraaf;
  4. De lagedruk is wederom 2 bar, dus de verdampingstemperatuur van het koudemiddel is 1 °C;
  5. De oververhitting bedraagt: (13,2 – 1) = 12,2 °C.

We zien hierin een veel hoger temperatuurverschil dan in het voorbeeld met een goed werkende airco. Daarmee wordt het temperatuurverschil met de doorstromende lucht ook kleiner. De interieurlucht wordt daardoor minder goed gekoeld. De passagiers in de auto merken dit op als een niet goed werkende airco.

Wanneer de oververhitting groter is dan 6 °C, is de vulhoeveelheid van de installatie te laag. Bij het leeghalen van het systeem zal men bijv. 200 gram uit het systeem halen, terwijl de maximale vulhoeveelheid 800 gram is.

Nakoeling:
Naast de temperatuurmeting aan de condensor, kan ook de nakoeling worden bepaald. Onder nakoeling verstaan we het verschil in condensatietemperatuur en de temperatuur aan de uitgang van de condensor. Hiermee kunnen we o.a. een te hoge of lage vulhoeveelheid vaststellen, en weten we zeker dat er vloeistof uit de condensor komt. De nakoeling bedraagt meestal tussen de 5 en 15 °C.

  • Geen nakoeling betekent te weinig koudemiddel;
  • Teveel nakoeling komt door teveel koudemiddel.

Om de nakoeling te bepalen volgen we de volgende stappen:

  1. Bij een ingeschakeld systeem bepalen we de condensatietemperatuur van het koudemiddel in de uitgangsleiding aan de condensor: in de tabel vinden we bij 12 bar een condensatietemperatuur 50 °C;
  2. We meten met de thermometer een temperatuur van 40 °C aan de uitgang van de condensor;
  3. De nakoeling berekenen we als volgt: nakoeling = condensatietemperatuur – temperatuur uitgang condensor, dus (50 – 40) = 10 °C. Deze temperatuur is in orde.

Gerelateerde pagina: