Überhitzung und Unterkühlung: Praxiswissen zur F-Gas-Prüfung

Bitten Sie eine Gruppe angehender Kältetechniker, Überhitzung zu definieren, und Sie erhalten ein Dutzend Antworten, von denen die meisten nur zur Hälfte stimmen. Fragen Sie, wo der Messfühler angesetzt werden muss und welches Drosselorgan die Antwort verändert, wird es still im Raum. Diese Wissenslücke ist entscheidend, denn Überhitzung und Unterkühlung stehen im Mittelpunkt der Prüfung für das EU-F-Gas-Zertifikat A1 und Ihrer Arbeit an einer laufenden Anlage.

Diese Anleitung richtet sich gezielt an Auszubildende – so, als würden Sie mit einer Monteurhilfe in der Hand an einem Verflüssigungssatz stehen und die Zusammenhänge erklären. Anschließend stellt sie den Bezug zu dem her, was die F-Gas-Prüfung tatsächlich von Ihnen verlangt.

 

 

Wo die beiden Messungen durchgeführt werden

Bevor es um die Theorie geht, prägen Sie sich die Messstellen ein. Die Farbcodierung einer Monteurhilfe ist keine Dekoration – sie entspricht unmittelbar den beiden Messungen.

• Unterkühlung – gemessen am Serviceventil der Flüssigkeitsleitung des Außengeräts. Rotes Manometer, roter Schlauch, Hochdruckseite, Rohr mit kleinem Durchmesser.
• Überhitzung – gemessen am Serviceventil der Dampfleitung (Saugleitung). Blaues Manometer, blauer Schlauch, Niederdruckseite, Rohr mit großem Durchmesser.

„Die Dampfleitung hat immer einen größeren Durchmesser als die Flüssigkeitsleitung.“

Dieser eine Satz erspart Auszubildenden so manche peinliche Situation. Wenn Sie unsicher sind, an welchem Anschluss Sie messen, gibt Ihnen der Rohrdurchmesser die Antwort.

Für beide Messungen benötigen Sie dieselben zwei Eingangsgrößen: einen Druckmesswert, aus dem die Sättigungstemperatur ermittelt wird, und die tatsächliche Leitungstemperatur, die mit einem digitalen Messfühler im Abstand von wenigen Zoll zum Anschluss gemessen wird.

 

Was Unterkühlung tatsächlich bedeutet

Unterkühlung ist die Temperaturabsenkung des flüssigen Kältemittels, nachdem es vollständig verflüssigt wurde.

Verfolgen Sie den Weg des Kältemittels durch den Verflüssiger. Dampf mit hohem Druck und hoher Temperatur verlässt den Verdichter und tritt in das Rohrregister ein. Luft wird über die Lamellen gesaugt und nimmt die aus der Anlage abgegebene Wärme auf. Das Kältemittel kühlt als Dampf ab, bis es den Sättigungszustand erreicht. An diesem Punkt passiert etwas Entscheidendes:

„Sobald der Sättigungszustand erreicht ist, sinkt die Temperatur nicht mehr. Es findet nur noch der Phasenwechsel von Dampf zu Flüssigkeit statt.“

Ungefähr auf halber Strecke durch das Rohrregister ist das Kältemittel vollständig flüssig. Erst dann kann seine Temperatur wieder sinken. Diese weitere Temperaturabsenkung unter die Sättigungstemperatur ist die Unterkühlung.

Der folgende Punkt führt häufig zu Verwirrung und verdient es, zweimal gelesen zu werden: Sie messen den Druck in einem Zustand und die Temperatur in einem anderen. Der am Anschluss der Flüssigkeitsleitung gemessene Druck spiegelt den Sättigungszustand im Rohrregister des Verflüssigers wider. Die an der Flüssigkeitsleitung gemessene Temperatur ist die Temperatur des vollständig verflüssigten Kältemittels, nachdem es zusätzliche Wärme abgegeben hat. Die Differenz zwischen der zugehörigen Sättigungstemperatur und dieser Temperatur ist die Unterkühlung.

Rechenbeispiel (R-410A):

Schritt	Messwert
Druck in der Flüssigkeitsleitung	300 psig
Daraus ermittelte Sättigungstemperatur	94 °F
Tatsächliche Temperatur der Flüssigkeitsleitung	84 °F
Unterkühlung	10 K (10 °F)

Bei älteren Monteurhilfen sind Druck-Temperatur-Skalen auf dem Zifferblatt aufgedruckt – ein grüner Innenring für R-22 und ein rosa Ring für R-410A. Digitale Monteurhilfen übernehmen die Umrechnung für Sie. Das Prinzip bleibt in beiden Fällen gleich: Aus dem Druck erhalten Sie die Sättigungstemperatur, mehr nicht.

 

Was Überhitzung tatsächlich bedeutet

Verfolgen Sie nun dasselbe Kältemittel weiter in den Verdampfer.

Die unterkühlte Flüssigkeit strömt durch die dünne Flüssigkeitsleitung zum Drosselorgan. Dort wird der Druck abgesenkt, wodurch auch die Temperatur sinkt. Aus den Verteilerrohren tritt bereits ein Gemisch aus – ungefähr 80 % Flüssigkeit und 20 % Flashgas. Es gelangt bereits im Sättigungszustand in das Rohrregister.

Während es Wärme aus der über das Rohrregister strömenden Luft aufnimmt, wird es nicht wärmer. Es verdampft:

• Eintritt: ~80 % Flüssigkeit / 20 % Dampf
• Auf halber Strecke: ~50 % Flüssigkeit / 50 % Dampf
• Später: ~20 % Flüssigkeit / 80 % Dampf
• Danach: 100 % Dampf

Erst an diesem letzten Punkt, wenn jeder Tropfen verdampft ist, kann die Temperatur des Kältemittels wieder steigen. Dieser Temperaturanstieg ist die Überhitzung.

Am Verdampferaustritt gemessen heißt sie Verdampferüberhitzung. Wird sie am Verflüssigungssatz nach dem Durchströmen der Dampfleitung gemessen, heißt sie Gesamtüberhitzung. Bei einer korrekt installierten Anlage mit gedämmter Saugleitung sollten beide Werte bis auf etwa ein Grad übereinstimmen – es sei denn, die Leitung ist, wie im Video erwähnt, im Erdreich verlegt oder schlecht gedämmt.

Rechenbeispiel (R-410A):

Schritt	Messwert
Saugdruck	120 psig
Daraus ermittelte Sättigungstemperatur	41 °F
Tatsächliche Temperatur der Dampfleitung	54 °F
Gesamtüberhitzung	13 K (13 °F)

„Der einzige Grund, warum wir genau hier den Druck messen, ist die Ermittlung der Sättigungstemperatur.“

Denken Sie daran, wenn der Prüfer fragt, warum der Saugdruck allein keinen Aufschluss über die Füllmenge gibt.

 

Warum das Drosselorgan die Methode bestimmt

Dieser Punkt ist für die Prüfung zum EU-F-Gas-Zertifikat A1 wichtig. Er gehört unmittelbar zu den Themen Thermodynamik und Umgang mit Kältemitteln der EU-Ausgabe.

Thermostatisches Expansionsventil (TEV / TXV) → Befüllung nach Unterkühlung.

Ein TEV erfasst die Temperatur der Dampfleitung über seinen Fühler und den Druck in der Dampfleitung über den äußeren Druckausgleich. Diese wirken im Kräftegleichgewicht mit der Federkraft. Das Ventil öffnet und schließt, um die Überhitzung unabhängig von der Wärmelast konstant zu halten:

„Seine Aufgabe besteht darin, die Überhitzung zu überwachen und den Kältemittelstrom so anzupassen, dass die Überhitzung möglichst konstant bleibt.“

Da das Ventil die Überhitzung gezielt konstant hält, lässt sich daran nicht erkennen, ob die Füllmenge stimmt. An der Unterkühlung schon. Vergleichen Sie die gemessene Unterkühlung mit dem Sollwert des Herstellers auf dem Typenschild. Ist dieser nicht vorne angegeben, nehmen Sie die Verkleidung ab und sehen Sie darunter nach.

• Gemessene Unterkühlung höher als der Sollwert → überfüllt
• Gemessene Unterkühlung niedriger als der Sollwert → unterfüllt

Ein Sollwert von 14 K bei einem Messwert von 10 K bedeutet, dass Kältemittel nachgefüllt werden muss.

Feste Drosselöffnung (Kapillarrohr oder Drosselkolben) → Befüllung nach Gesamtüberhitzung.

Ein Drosselkolben oder Kapillarrohr hat einen festen Öffnungsquerschnitt. Es kann nicht nachregeln. Dieselbe Verengung lässt unabhängig von der Last denselben Durchfluss zu. Deshalb schwankt die Überhitzung sowohl mit der Füllmenge als auch mit den Betriebsbedingungen – genau das macht sie zu einem brauchbaren Indikator für die Befüllung.

Das entscheidende Erkennungsmerkmal: Ein an der Saugleitung befestigter Fühler und eine äußere Druckausgleichsleitung weisen auf ein TEV hin. Fehlen Fühler und Druckausgleichsleitung, nehmen Sie die Abdeckung ab und prüfen Sie, was eingebaut ist.

 

Der Überhitzungssollwert ist veränderlich

Hier machen Auszubildende am häufigsten Fehler. Auf dem Typenschild steht kein Überhitzungssollwert, und es gibt keinen universellen Druckwert, den Sie einstellen können.

„Bei einer Anlage mit fester Drosselöffnung ist der Überhitzungssollwert veränderlich.“

Um den Sollwert zu ermitteln, benötigen Sie zwei Messungen:

1. Feuchtkugeltemperatur der Innenluft, gemessen an der Rückluft mit einem digitalen Psychrometer.
2. Trockenkugeltemperatur der Außenluft, gemessen in der Nähe des Verflüssigungssatzes – ohne direkte Sonneneinstrahlung und außerhalb des ausgeblasenen Luftstroms.

Tragen Sie beide Werte in ein Diagramm zur Bestimmung der Sollüberhitzung ein oder geben Sie sie in eine digitale Monteurhilfe oder App ein. Daraus ergibt sich der Sollwert.

Derselbe Messwert von 13 K bedeutet je nach Sollwert das Gegenteil:

• Sollwert 17 K, Messwert 13 K → überfüllt
• Sollwert 9 K, Messwert 13 K → unterfüllt

Der Messwert allein verrät Ihnen nicht, welcher Fall vorliegt. Genau solche Interpretationsfragen bringen Kandidaten unter Prüfungsbedingungen ins Stolpern.

 

Warum dies für die Einhaltung der F-Gas-Vorschriften wichtig ist

Das alles ist keineswegs nur Theorie. Eine korrekte Befüllung unterstützt die Einhaltung der Verordnung (EU) 2024/573:

• Art. 4 verlangt Vorkehrungen zur Vermeidung von Emissionen, durchführbare Maßnahmen zur Minimierung von Leckagen und die unverzügliche Reparatur festgestellter Undichtigkeiten. Eine Befüllung nach Gefühl birgt sowohl das Risiko einer Überfüllung als auch wiederholter Nachfüllungen, die eine Leckage verdecken.
• Art. 5 legt vorbehaltlich bestimmter Ausnahmen Pflichten zur Dichtheitskontrolle ab 5 Tonnen CO2-Äquivalent für Gase des Anhangs I oder ab 1 kg für Gase des Anhangs II Abschnitt 1 fest. Die Kontrollintervalle hängen von der Menge ab und verdoppeln sich, wenn ein Leckage-Erkennungssystem installiert ist. Um diese Pflichten zu erfüllen, müssen Sie die tatsächliche Füllmenge kennen und wissen, ob die Anlage sie hält.
• Art. 7 verlangt für Einrichtungen, die vorgeschriebenen Dichtheitskontrollen unterliegen, Aufzeichnungen über hinzugefügtes und zurückgewonnenes Kältemittel. Wenn Sie bei einer solchen Einrichtung Kältemittel nachfüllen, um eine zu geringe Unterkühlung zu korrigieren, muss die Menge dokumentiert werden.
• Verordnung (EG) Nr. 1516/2007, Art. 7 beschreibt indirekte Methoden, die eine Sicht- und manuelle Prüfung mit der Analyse von Betriebsparametern, einschließlich Drücken und Temperaturen, verbinden. Überhitzung und Unterkühlung können diese Analyse unterstützen. Bei Verdacht auf eine Leckage muss diese mit einer direkten Methode untersucht werden.

Der letzte Punkt ist für die Prüfung zum EU-F-Gas-Zertifikat A1 besonders hervorzuheben. Überhitzung und Unterkühlung sind nicht nur Hilfsmittel bei der Befüllung. Sie sind Diagnoseparameter, die unmittelbar in die indirekte Dichtheitskontrolle einfließen. Zeigt eine Anlage eine geringe Unterkühlung, ohne dass Hinweise auf einen Wartungsfehler vorliegen, sollte sich die Frage stellen, wohin das Kältemittel gelangt ist.

Eine absichtliche Freisetzung, die für die vorgesehene Verwendung technisch nicht notwendig ist, ist nach Art. 4 Abs. 1 verboten. Art. 8 verlangt die Rückgewinnung von F-Gasen aus Kältemittelkreisläufen von Kälteanlagen, Klimaanlagen und Wärmepumpen durch entsprechend zertifiziertes Personal. Verordnung (EU) 2024/573.

 

Wie F-Gas Exam Prep Sie dabei unterstützt

Wenn Sie Überhitzung und Unterkühlung verstehen, können Sie Prüfungsfragen zu Drosselorganen und Kältemittelfüllmengen besser beantworten.

Die App F-Gas Pro – A1 Prüfungsvorbereitung unterstützt Sie bei der Vorbereitung auf die Prüfung zum EU-F-Gas-Zertifikat A1:

• Über 540 prüfungsnahe Fragen zu 15 Themen, darunter Thermodynamik, Expansionsventile und Umgang mit Kältemitteln.
• Übungsprüfungen mit Zeitlimit, um das Beantworten von Fragen innerhalb einer vorgegebenen Zeit zu üben.
• Lernkarten und 12 Rechner zur Unterstützung beim Wiederholen und Berechnen.
• Ausführliche Erklärungen zu jeder Antwort, einschließlich der Gründe dafür, Messwerte anhand des jeweiligen Sollwerts zu beurteilen.

Bearbeiten Sie die Themen Thermodynamik und Umgang mit Kältemitteln, um die Interpretation von Überhitzungs- und Unterkühlungsmesswerten zu üben. Die App ist für iOS und Android verfügbar. Sie ist ein unabhängiges Lernhilfsmittel und ersetzt weder einen anerkannten Schulungskurs noch eine Prüfung.