Experimente:
Versuch: Latentwärmespeicher
Versuch: Kühlung durch verdunstende Lösemittel

Zur Funktion eines Autos gehört eine effektive Regelung des Innenraumklimas.

Zunächst wird mit der Abwärme des Motors geheizt, indem am heißen Motor Luft entlang und dann in den Innenraum geführt wird. Für rasches Aufheizen z. B. im Winter nutzt man Latentwärmespeicher, die auf der Kristallisation von Salzhydrat-Schmelzen beruhen (-> Versuch).

Klimaanlagen im Auto funktionieren prinzipiell wie ein Kühlschrank. Eine bei niedriger Temperatur siedende Flüssigkeit kommt mit dem Innenraum in Kontakt und entzieht diesem Wärme (-> Versuch). Dabei verdampft die Flüssigkeit. (Im Kühlschrank hörst du dabei manchmal ein typisches Gluckern.) Außerhalb des zu kühlenden Raums befindet sich ein Kompressor, der den Dampf wieder zur Flüssigkeit verdichtet. Die dabei freigesetzte Verdampfungswärme wird an die äußere Umgebung abgegeben. Der Betrieb einer Klimaanlage erfordert also Energie, man schätzt 6-10 % des gesamten Energiebedarfs eines Autos.

Die Funktion der Kühlaggregate in Autos beruhen zum größten Teil auf FCKW (Frigene). Der Hauptvertreter ist Freon mit der Codebezeichnung R 12, CCl₂F₂ (R steht für engl. refrigerant, Kältemittel). Sein Siedepunkt liegt bei -30 °C. Diese Stoffe sind als Ozonkiller bekannt, da sie bei der Entstehung der stratosphärischen Ozonausdünnung eine wichtige Rolle spielen. Deshalb verzichtet man zunehmend auf den Einsatz.

In Deutschland gibt es seit 1991 die FCKW-Halon-Verbots-Verordnung, nach der ab dem 30.6.98 keine Klimaanlage mehr mit Halonen gefüllt werden darf. Immerhin gibt es in Deutschland aber noch 1,2 Millionen veraltete Autoklimaanlagen, die weiterbetrieben werden dürfen. Beim Betrieb gelangen durch Undichtigkeiten allein schätzungsweise jährlich 300 t FCKW in die Atmosphäre. Nachfüllen darf das Halon offiziell keiner, getan wird es aber doch. Da bei uns keine FCKW mehr synthetisiert werden, gibt es auch bei uns Tendenzen zu einem Markt mit Schmuggelware, vor allem aus Rußland und China. Die USA bedienen sich mit FCKW aus Mexiko. Mittlerweile sind die FCKW zum weltweit bedeutendsten Schmuggelgut geworden (und nicht etwa die Rauschgifte, wie einige meinen).

Bei uns greift man deshalb wieder auf klassische Kühlmittel wie Ammoniak oder niedrigsiedende Alkane zurück. Moderne Auto-Klimaanlagen, die ja eigentlich hauptsächlich Kühlanlagen sind, werden zunehmend statt mit FCKW mit flüssigem CO₂ betrieben. Dadurch entfällt die aufwendige Technologie des Gasauffangens bei Wartung und Reparatur der Anlagen, die bei Nutzung der FCKW aus Umweltschutzgründen gesetzlich vorgeschrieben ist. Allerdings erhöht sich dadurch der Innendruck der Anlagen auf 30 bar, ein technisches Problem, das leicht lösbar ist. (In diesem Zusammenhang interessieren vielleicht die kritischen Daten von CO₂: Kritischer Druck 73,9 bar, kritische Temperatur +31,1 °C. Das sind die Bedingungen, ab denen das Gas verflüssigt werden kann.)

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