Klíma-váltás

A „klímaváltozás” elérte az autóipart is. A mi szakmánkban azonban a globális felmelegedés és az üvegházhatás nem az eredmény, hanem maga az ok. A változás tárgya pedig éppen a ma általánosan használt R134a hűtőközeg, melyet az utóbbi időben üvegházhatású gáznak minősítettek. Így tehát új hűtőközeg szükséges, amely természetesen új klímarendszer, rendszerelemek, mindezek mellett új konstrukciójú diagnosztikai és töltőberendezések kifejlesztését igényli.

Az úgynevezett F-gáz rendelet értelmében a régi hűtőközeget, azaz az R134a-t a jövőben nem lehet új típusú gépjárművek klímarendszereinél alkalmazni.

A rendelet a kyoto-i egyezmény következménye, célja pedig, hogy az üvegházhatást okozó gázok kibocsátása az egész járműre nézve, egy sok tényezőből képzett mutató szerint csökkenjen. Ilyen gáz maga a fluor tartalmú R134a is, melyet 2011-től kezdve a 842/2006 EK rendelet értelmében már nem lehet használni gépjárművek klímarendszereinek hűtőközegeként. A rendelet 2008 júliusában lépett életbe és minden EU tagállamra vonatkozik.

A fenntartóiparnak azonban meg kell kezdenie a felkészülést, hiszen a 2011-es hatályba lépés nem zárja ki azt, hogy bármely gyártó ne kezdené el már korábban az új típusú klímarendszerrel szerelni járműveit. A felkészülés azonban nem is olyan egyszerű, mivel az új közeg mibenlétéről, anyagáról még csak irányelvek ismeretesek. Megszokhattuk, hogy a mi szakmánkban egy műszaki problémára legalább két megoldás, gyártói filozófia létezik. Ez a klíma „új világában” sincs másképp, most sem tudtak megállapodni a járműgyártók, rendszerbeszállítók egy egységes hűtőközeg típusban. Két új, tulajdonságaiban, rendszerigényeiben teljesen különböző hűtőközeg áll most a fejlesztések középpontjában, nevezetesen a CO₂ és a HFO1234yf.

A javítóműhelyek számára újabb, rendkívüli beruházást jelent majd ez a változás. Nem csupán teljesen új, a régitől különböző klímatöltő, tisztító- és diagnosztikai berendezéseket kell vásárolni, hanem az új közeg megismerésével és a rendszerek kezelésével foglalkozó továbbképzéseken is részt kell majd venni, mindamellett az új közegtöltő palackjait is tárolni kell valahol. Ez utóbbi, típustól függően igényelhet akár speciális tároló helyet is. Mindezen gondolatok együttese bizonyára a műhelyek specializálódását eredményezi, hiszen lesz, aki az egyik, és lesz, aki a másik hűtőközeges járműveket javítja majd. Hosszútávon azonban mindenképp kell az egyik, vagy másik irányba mozdulni, hiszen a rendelet értelmében 2017-től kezdve, nemcsak az új típusú, de minden új jármű esetében tilos lesz a régi R134-es közeget használni.

A régi autók pedig egyszer csak elfogynak, legalábbis javításbéli számuk elenyésző lesz. De ne szaladjunk ennyire előre, hiszen ez, talán még a távoli jövő. Nem ülhetnek tétlenül azonban a jármű-, klímarendszer-gyártók, fejlesztők, járműipari beszállítók, akiknek az új rendszereket, garázsberendezéseket először is ki kell fejleszteniük, valamint a hozzájuk tartozó teljes műszaki információs hátteret, leírásokat ki kell dolgozniuk.

Az R744 hűtőközeg és klímarendszere

Az R744 hűtőközeg CO2 tartalmú, a világon bárhol elérhető, éppen ezért fajlagos költsége rendkívül alacsony (< 0,1 €/kg). A jó oldóképességű anyag előállítása vegyi folyamatoktól mentes. Az ezzel a közeggel üzemelő rendszer biztonságtechnikai szempontból rendkívül előnyös, ugyanis az R744 nem éghető, mitöbb tűzfojtó hatású. Nagy térfogati hűtőteljesítménnyel rendelkezik, azonban 31 °C felett, a rendszer nyugalmi nyomása mellett (~90 bar) már nem folyékony halmazállapotú, így egy gázhűtő alkalmazása szükséges kondenzátor helyett. A jármű élettartama végén a hűtőközeget egyszerűen kiengedhetjük a levegőbe, jelentős környezetkárosító hatás nélkül. A Német Járműgyártók Szövetsége (VDA) bejelentette, hogy a német gyártók az R744 közegű klímarendszereket fogják használni.

A CO2 hűtőközeg okozta egyik hátrány a nagy rendszernyomás. A kisnyomású körben 30 bar körüli, a nagynyomású körben 130 bar körüli nyomás uralkodik, míg nyugalmi nyomása is 90 bar. A környezeti hőmérsékletingadozásra való érzékenysége miatt szuperkritikus állapotú rendszernek hívjuk. Adott rendszernyomás mellett egy nyári kánikulában, felhevített karosszéria alatt, akár a teljes rendszerben lévő hűtőközeg is gázhalmazállapotúvá válhat. Az R134a-s rendszerrel szemben itt (sokkal) kisebb kompresszort, nagyobb akkumulátort és egy nagyságrenddel nagyobb nyomást kibírni képes csöveket, csőcsatlakozásokat kell alkalmazni. A tengelykapcsoló nélküli kompresszorok lökettérfogata 126 cm3-ről akár 28 cm3-re is lecsökkenhet. A tömítéseket a megnövekedett rendszernyomásnak köszönhetően fémből kell majd készíteni, valamint a kisnyomású oldalra is be kell építeni biztonsági nyomáshatároló, vagy lefújó szelepet.

A rendszer további hátránya az is, hogy jóval nagyobb a helyigénye a motortérben. Ennek megoldására két típusváltozat született. Az egyik egy kombinált, egy házba épített, közbenső hőcserélő- és akkumulátor egységet alkalmaz, a másik egy különálló, „cső a csőben” hőcserélőt. Ebben az esetben nincs szükség külön hőcserélő beiktatására, mivel azt nagynyomású csőként használjuk, azaz helyet spórolunk. A hűtőteljesítményt a hűtőkör igényeihez tudjuk igazítani, anélkül, hogy megváltoztatnánk a közbenső hőcserélő hosszát.

Az expanziós szelepet a prototípus rendszereken az elpárologtatón találjuk, az R134a-s rendszerekhez hasonlóan, míg a hő- és nyomásszenzort a gázhűtő csatlakozójához közel, a szervizszelepet pedig a gázhűtőn helyezték el. A kompresszor és a ventillátorok elektronikus vezérlése a nyomás és hőmérséklet szenzorok jelei alapján egy vezérlőegység segítségével történik. Az új vezérlőegységet azonban diagnosztizálni tudni kell majd…
A szivárgáskereséshez alkalmazható akár vizsgálógáz, vagy a jól bevált UV adalék és UV lámpa páros is. A rendszer azonban különleges PAG olajt igényel, az R134a-s PAG olaj itt nem használható! A hűtőközeg cseréje nagyjából 1 óra alatt végezhető el, melyből a vákuumozásra fordított idő kb. 30 perc. A rendszer tervezett szervizciklusa 5 év.

Az HFO1234yf hűtőközeg és klímarendszere

Az HFO1234yf hűtőközeget, ma úgy látszik, a francia és olasz gyártók részesítik előnyben. Ez a közeg hasonló hűtéstechnikai tulajdonságokkal bír, mint az R134a, nagyságrendileg megegyező rendszernyomással és rendszerfelépítéssel. Annak ellenére, hogy az R134a-s közegű rendszerből néhány alkatrész átemelhető, használható, teljesen új PAG olajt, diagnosztikai eljárásokat és töltőberendezéseket igényel.

A Honeywell és DuPont vegyipari cégek által fejlesztett anyag mesterséges, ún. azeotropikus gázkeverék. A HFO1234yf erősen gyúlékony, lobbanékony anyag, mely jelentős nehézséget okoz az alkalmazás terén. Ez a tulajdonság felvet olyan biztonságtechnikai problémákat is, amelyek egy esetleges ütközés következtében merülhetnek fel. Az anyag és bomlástermékeinek környezetkárosító hatását mind a mai napig vizsgálják. Mindemellett egészségre ártalmas gáz, a hivatalos besorolása Class III, azaz enyhén mérgező kategóriájú. Ez a tulajdonsága körültekintő szervizelést és javításkor teljes lefejtést igényel majd. A használt hűtőközeg gondos tárolása, a műhelyektől való elszállítása és szakszerű semlegesítése, ártalmatlanítása mind-mind megoldandó nehézség, ráadásul az előállított anyag fajlagos költsége is magas (5 €/kg).

Mivel a klímarendszerek lassan alapfelszereltséggé válnak járműveinkben, ezért egyre több autó érkezik majd a javító műhelyekbe is. A szakmának azonban fel kell készülnie az új klímarendszerek és hűtőközegeik okozta újabb kihívásokra is. Ez beruházásokkal fog járni, azonban a versenyben vagy inkább az életben maradáshoz ezt a lépést még a mai, nehézkes gazdasági körülmények között is meg kell tenni.