Was Überhitzung wirklich aussagt — den Verdampfer technisch verstehen

Fragen Sie einen Techniker, was Überhitzung ist, und Sie bekommen meist die Rechenformel als Antwort: Saugleitungstemperatur minus Sättigungstemperatur. So berechnen Sie die Überhitzung. Das erklärt aber nicht, was sie ist. Die Berechnung zu lernen und die Bedeutung zu verstehen, sind zwei sehr unterschiedliche Aufgaben. Das Verständnis der Überhitzung gehört zur Prüfung für das EU-F-Gas-Zertifikat A1 gemäß Durchführungsverordnung (EU) 2024/2215.

Dieser Beitrag erklärt, was die Überhitzung im Verdampfer tatsächlich aussagt, warum sie bei der Beurteilung der Kältemittelfüllung so wichtig ist und wie Sie sie zusammen mit der Unterkühlung nutzen, statt diese durch sie zu ersetzen.

 

 

Die entscheidende Definition

Der Ausbilder in dieser Unterrichtseinheit gibt sich mit den Lehrbuchantworten seiner Teilnehmer nicht zufrieden — „aus dem Haus aufgenommene Wärme“, „die Temperatur liegt über dem Siedepunkt“, „sie zeigt, dass das TEV funktioniert“. Er fragt weiter, bis er bei der wirklich aussagekräftigen Erklärung ankommt:

„Die Überhitzung ist ein Maß dafür, wie viel der Verdampferrohrschlange mit siedendem Kältemittel gefüllt ist.“

Alles Weitere ergibt sich daraus. Flüssiges Kältemittel tritt in das Drosselorgan ein, sein Druck sinkt und es beginnt sofort zu sieden. Auf der Austrittsseite des Expansionsorgans liegen ungefähr 70 % Flüssigkeit und 30 % Dampf vor. Beim Durchströmen der Rohrschlange siedet es weiter. Solange noch Flüssigkeit vorhanden ist, bleibt es auf einer konstanten Sättigungstemperatur. Erst wenn der letzte Tropfen verdampft ist, steigt die Temperatur des Kältemittels wieder an. Dieser Temperaturanstieg ist die Überhitzung.

Ein niedriger Überhitzungswert zeigt also, dass der Siedevorgang fast bis zum Austritt der Rohrschlange anhielt. Ein hoher Wert zeigt, dass er früh endete und ein großer Teil der Rohrschlange nur noch fühlbare Wärme auf trockenen Dampf übertrug — ein deutlich weniger wirksamer Vorgang als die Übertragung latenter Wärme.

 

Zwei Dinge, die Sie über einen Verdampfer wissen müssen

Bei jedem Verdampfer sind vor allem zwei Fragen entscheidend:

1. Bei welcher Temperatur siedet das Kältemittel? Das ist die Verdampfungstemperatur. Sie ergibt sich aus der Sättigungstemperatur auf der Saugseite: Lesen Sie den Überdruck ab und ermitteln Sie daraus mithilfe einer Druck-Temperatur-Tabelle oder einer Kältemittel-App die Temperatur.
2. In welchem Anteil der Rohrschlange findet dieser Siedevorgang statt? Das zeigt die Überhitzung.

Beachten Sie die Strömungsrichtung, die das ermöglicht. Ein Verflüssiger wird von oben gespeist und erzeugt unten Flüssigkeit. Ein Verdampfer wird von unten gespeist, und oben tritt Dampf aus. Hat man es einmal gesehen, ist es offensichtlich. Weist niemand darauf hin, kann man es jahrelang übersehen.

Beachten Sie außerdem, dass die Verdampfungstemperatur nur während des Siedens des Kältemittels tatsächlich vorliegt. Wenn Sie angeben, dass eine Rohrschlange bei 7 °C arbeitet, beschreiben Sie nur den Bereich im Sättigungszustand. Der Dampf am Austritt der Rohrschlange ist genau um den Betrag der Überhitzung wärmer.

 

Warum die Verdampfungstemperatur allein nicht ausreicht

Ein kälterer Verdampfer entfeuchtet besser, hat aber thermodynamische Nachteile. Die folgende Erklärung sollten Sie sich für die Prüfung einprägen:

• Bei niedrigerem Saugdruck liegen die Dampfmoleküle weiter auseinander.
• Größere Abstände bedeuten eine geringere Dichte — das Gas ist leichter.
• Ein Verdichter fördert ein bestimmtes Volumen. Jeder Hub eines Kolbenverdichters oder jeder Umlauf eines Scrollverdichters verdrängt das gleiche Volumen.
• Gleiches Volumen × weniger Masse pro Volumeneinheit = weniger geförderte Kältemittelmasse pro Umdrehung.

Ein geringerer Massenstrom bedeutet weniger Kälteleistung und weniger Kühlung pro Watt aufgenommener Leistung. Außerdem steigt das Druckverhältnis. Dadurch erhöht sich die Verdichtungsendtemperatur und die Lebensdauer des Verdichters sinkt.

„Alles, was wir im Kältemittelkreislauf tun, ist ein Balanceakt.“

Genau deshalb sind sowohl zu wenig als auch zu viel Kältemittel problematisch. Ein Drosselorgan, das zu wenig einspeist, ist ebenso fehlerhaft wie eines, das zu viel einspeist. Staut sich mehr Flüssigkeit im Verflüssiger, steigt die Wahrscheinlichkeit, dass reine Flüssigkeit am Expansionsorgan ankommt. Gleichzeitig verringert sich jedoch die wirksame Verflüssigungsfläche, die Verflüssigungstemperatur und der Hochdruck steigen, und das Druckverhältnis verschlechtert sich erneut.

All das setzt eines voraus: In der Anlage befindet sich ausschließlich das Kältemittel, von dem Sie ausgehen. Bei Luft, Feuchtigkeit, Stickstoff oder einer Verunreinigung durch ein anderes Kältemittel ist, wie der Ausbilder es ausdrückt, jede Vorhersage hinfällig. Die erwarteten Drücke stimmen nicht mit den tatsächlichen überein, und kein Messwert ist mehr verlässlich. Anhang I der Durchführungsverordnung (EU) 2024/2215 umfasst als Prüfungsanforderungen für A1 unter anderem die Evakuierung zur Entfernung von Luft und Feuchtigkeit, die Rückgewinnung von Kältemitteln und deren sichere Handhabung. Eine verunreinigte Füllung beeinträchtigt nicht nur die Leistung, sondern macht auch eine zuverlässige Diagnose unmöglich.

 

Niedrigere Überhitzung ist effizienter — und riskanter

Wenn niedrigere Überhitzung eine besser gefüllte und besser genutzte Rohrschlange bedeutet, warum dann nicht einfach 1 K anstreben?

Weil ein thermostatisches Expansionsventil eine minimale stabile Überhitzung benötigt. Das Ventil gleicht den Fühlerdruck gegen den Verdampferdruck und den Federdruck aus. Dafür braucht es einen Arbeitsbereich, innerhalb dessen es regeln kann. Wird dieser Bereich auf null reduziert, beginnt das Ventil zu pendeln, speist zu viel Kältemittel ein und lässt Flüssigkeit über die Saugleitung zum Verdichter zurückströmen.

Der Vergleich aus dem Unterricht trifft es gut:

„Hat jemand schon einmal diese Tuninggeräte gesehen, mit denen man mehr Leistung aus einem Motor herausholen, ihn aber auch ruinieren kann? Hier ist es genauso. Je niedriger die Überhitzung, desto größer das Risiko.“

Besprochene typische Werte:

Messstelle	Typischer Zielwert	Hinweise
Austritt der Verdampferrohrschlange	6–14 °F (ungefähr 3–8 K)	Hier regelt das Drosselorgan tatsächlich
Nenneinstellung des TEV	10 °F ± 5 °F	Vom Hersteller angegebener Ventilbereich
Saugeintritt des Verdichters	Bis zu 20 °F akzeptabel	Verdichterhersteller verlangen hier häufig etwa 20 °F

Beachten Sie, dass diese Faustregeln aus einer US-Schulung stammen und auf Fahrenheit beruhen. In der EU-Praxis arbeiten Sie mit Kelvin. Rechnen Sie die Werte daher um, bevor Sie sie angeben. Das Prinzip bleibt gleich: eine mäßige, geregelte Überhitzung am Austritt der Rohrschlange und genügend Überhitzung am Verdichter, damit garantiert trockener Dampf in den Sauganschluss eintritt.

„Wir stellen die Überhitzung innen ein — und was regelt die Überhitzung? Das Drosselorgan.“

Damit bringt der Ausbilder sein Argument zu der Forderung von Verdichterherstellern nach 20 °F Überhitzung am Verdichter auf den Punkt. Sie können diesen Wert verlangen; Sie können ihn dort aber nicht direkt regeln. Sie regeln das Drosselorgan am Verdampfer. Was am Verdichter ankommt, hängt davon ab, wie sich der Dampf auf dem Weg durch die Rohrleitung verändert.

 

Der Messort beeinflusst den Messwert

Bei kurzen, gut gedämmten Verbindungsleitungen in kühler Umgebung liegen die Saugleitungstemperaturen innen und außen nahe beieinander. Der Unterschied spielt dann kaum eine Rolle. Bei 15–25 Meter langen Leitungen durch einen heißen Dachraum ist er dagegen sehr wichtig.

Gehen Sie das Beispiel wie im Unterricht durch. Angenommen, Sie messen außen am Verflüssigungssatz 25 K Überhitzung. Ist das schlecht? Prüfen Sie die Saugleitungstemperatur außen und vergleichen Sie sie mit der Saugleitungstemperatur am Verdampfer. Ist die Saugleitung innen 10 K kälter als außen, beträgt die tatsächliche Überhitzung am Austritt der Rohrschlange 15 K — und liegt damit im zulässigen Bereich. Das Ventil erfüllt seine Aufgabe.

Aber — und diesen Punkt übergehen Techniker oft — 25 K Überhitzung am Verdichter sind trotzdem keine gute Nachricht. Dieser Verdichter wird während seiner gesamten Lebensdauer zu heiß laufen. Er fällt nicht nächste Woche aus. Vielleicht fällt er aber schon im zwölften statt erst im fünfzehnten Jahr aus. Der Schaden gehört in dieselbe Kategorie wie eine nachlässige Evakuierung:

„Es ist ja nicht so, dass Sie unzureichend evakuieren und die Anlage zehn Minuten nach Ihrer Abfahrt explodiert. Es bedeutet, dass Sie ihre Lebensdauer um Jahre verkürzt haben.“

Lange Verbindungsleitungen durch nicht klimatisierte Räume sind eine bekannte Ursache erhöhter Ausfallraten von Verdichtern. Dämmen Sie sorgfältig, wählen Sie einen sinnvollen Leitungsverlauf und dokumentieren Sie zumindest die Bedingungen, auf die Sie keinen Einfluss haben.

 

Überhitzung als Diagnosegröße, nicht als Befüllungsmethode

Fragen Sie Techniker, wie man die Füllmenge einer Anlage mit TEV prüft, kommt meist sofort die Antwort: über die Unterkühlung. Das ist richtig — allerdings nur unter Voraussetzungen, die selten überprüft werden.

Die Unterkühlung ist die maßgebliche Größe beim Befüllen, sofern alles andere funktioniert:

• Der Luftstrom am Innengerät ist korrekt
• Der Luftstrom am Verflüssiger ist korrekt
• Am Filtertrockner in der Flüssigkeitsleitung liegt kein nennenswerter Temperaturabfall vor
• Das Ventil erhält ausreichend unterkühlte Flüssigkeit, damit es genau dosieren kann
• Das Ventil selbst funktioniert

Wenn Sie den Zielwert für die Unterkühlung erreichen, obwohl die Verdampfungstemperatur, die Überhitzung oder die Differenz zwischen Verflüssigungs- und Umgebungstemperatur nicht stimmt, haben Sie lediglich einen Zahlenwert erreicht, ohne eine Diagnose zu stellen.

Die Überhitzung dient dabei als Indikator für die Ventilfunktion:

• Überhitzung zu niedrig → das Ventil speist zu viel ein
• Überhitzung zu hoch → das Ventil speist zu wenig ein
• …allerdings erst, nachdem Sie Luftstrom, Verengungen und Flüssigkeitsversorgung als Ursachen ausgeschlossen haben

„Ventile werden ständig falsch diagnostiziert, weil wir nicht zuerst all die anderen Dinge prüfen, die wir prüfen sollten.“

Gewöhnen Sie sich an, mehrere Messgrößen miteinander abzugleichen. Wiegen Sie die Füllmenge nach Herstellerangaben ein und überprüfen Sie das Ergebnis anschließend anhand von Unterkühlung, Verdampfungstemperatur, Überhitzung und Verflüssigungstemperatur. Wenn vier Messwerte zusammenpassen und einer stark abweicht, ist die wahrscheinlichste Ursache die Messung selbst: ein schlecht angeklemmter Fühler, ein Manometeranschluss, der den Schraderventileinsatz nicht vollständig eindrückt, oder das falsche Kältemittel in der App. Liegt der Fehler tatsächlich an der Anlage, weichen normalerweise zwei oder mehr Messwerte gemeinsam ab.

Und die feste Regel, mit der Sie solche Messfehler stets erkennen: Es kann weder negative Überhitzung noch negative Unterkühlung geben. Die tatsächliche Rohrtemperatur liegt immer auf oder über der Sättigungstemperatur. Zeigen Ihre Messwerte etwas anderes, beenden Sie die Fehlersuche an der Anlage und prüfen Sie stattdessen Ihre Messgeräte.

 

Was das für Ihre Prüfung zum EU-F-Gas-Zertifikat A1 bedeutet

Die Prüfung zum EU-F-Gas-Zertifikat A1 umfasst die thermodynamischen Grundlagen und den sicheren, fachkundigen Umgang mit Kältemitteln gemäß Verordnung (EU) 2024/573 und Durchführungsverordnung (EU) 2024/2215. Die Überhitzung berührt mehrere Themen der EU-Ausgabe:

• Thermodynamik — Sättigung, latente und fühlbare Wärme sowie der Zusammenhang zwischen Druck und Siedetemperatur. Rechnen Sie mit Fragen dazu, warum die Temperatur des Kältemittels während des Siedens konstant bleibt und was nach dem Ende des Siedevorgangs passiert.
• Umwelt & Vorschriften und EU-F-Gas-Recht — eine Anlage mit schlecht geregelter Überhitzung arbeitet ineffizient, verbraucht mehr Strom und verursacht mehr indirekte Emissionen. Art. 10 Abs. 5 Buchst. f der Verordnung (EU) 2024/573 umfasst Maßnahmen zur Verbesserung oder Aufrechterhaltung der Energieeffizienz von Einrichtungen als Bestandteil der Zertifizierungs- und Ausbildungsanforderungen.
• Lecksuche und Umgang mit Kältemitteln — Druck- und Temperaturmessungen unterstützen die indirekte Dichtheitskontrolle, die in Anhang I der Durchführungsverordnung (EU) 2024/2215 behandelt wird. Ungewöhnlich hohe Überhitzung bei niedrigem Saugdruck ist ein klassisches Anzeichen für eine zu geringe Füllmenge. Das sollte eine gründliche Lecksuche auslösen, statt lediglich Kältemittel nachzufüllen. Art. 4 Abs. 5 der Verordnung (EU) 2024/573 verlangt, dass festgestellte F-Gas-Leckagen unverzüglich repariert werden.
• Prüfungen vor Inbetriebnahme — Manometerwerte interpretieren, Druck-Temperatur-Beziehungen nutzen und vor der Übergabe den ordnungsgemäßen Anlagenbetrieb bestätigen.

In der praktischen Prüfung wird erwartet, dass Sie eine Monteurhilfe und einen Temperaturfühler fachkundig einsetzen, eine Druck-Temperatur-Tabelle oder App für das jeweilige Kältemittel ablesen und die Bedeutung Ihrer Werte erklären können. „Es sind zehn Grad“ ist ein Messwert. „Die Rohrschlange wird ausreichend versorgt, das Ventil regelt innerhalb seines Arbeitsbereichs und der Verdichter erhält trockenen Dampf mit einer ausreichenden Sicherheitsreserve“ ist eine Antwort.

 

Wie F-Gas Exam Prep Sie dabei unterstützt

Um Überhitzung grundsätzlich zu verstehen und dieses Wissen in der Prüfung abrufen zu können, brauchen Sie Übung.

Die App F-Gas Pro – A1 Exam Prep ist für iOS und Android verfügbar und bietet:

• Über 540 prüfungsnahe Fragen zu 15 Themen, darunter Thermodynamik
• Übungsprüfungen mit Zeitbegrenzung, um das Beantworten von Fragen innerhalb einer vorgegebenen Zeit zu üben
• Lernkarten und 12 Rechner zur Unterstützung beim Wiederholen und Rechnen
• Ausführliche Erklärungen zu jeder Antwort, damit Sie die Begründung für jede richtige Antwort nachvollziehen können

Bearbeiten Sie zuerst Thermodynamik, danach Lecksuche und Umgang mit Kältemitteln. Die Konzepte dieses Beitrags — latente und fühlbare Wärme, Sättigungstemperatur, Massenstrom und Dichte sowie das Einspeiseverhalten von Ventilen — sind für mehrere Bereiche des A1-Lehrplans relevant. Die App ist eine unabhängige Lernhilfe, steht in keiner Verbindung zu einer Zertifizierungsstelle und ersetzt weder einen anerkannten Ausbildungskurs noch eine Prüfung.