Manometer, Drücke und Temperaturen: Kältemittelfüllung prüfen

Monteurhilfen und Thermometer unterstützen Arbeiten beim Umgang mit Kältemitteln, darunter indirekte Dichtheitskontrollen und die Rückgewinnung. Die Verordnung (EU) 2024/573 legt in Art. 5 die Anforderungen an Dichtheitskontrollen und in Art. 8 die Anforderungen an die Rückgewinnung fest. In diesem Schulungsvideo von AC Service Tech zeigt Craig Migliaccio angehenden Technikern, wie sie Manovakuummeter ablesen, Druck in Sättigungstemperatur umrechnen, den Inhalt einer Flasche bestimmen und schließlich die Füllmenge einer laufenden Anlage prüfen. Das Video verwendet US-Einheiten, deshalb habe ich durchgehend metrische Entsprechungen ergänzt. Diese Grundlagen sind für die Prüfung zum EU-F-Gas-Zertifikat A1 gemäß Durchführungsverordnung (EU) 2024/2215 relevant. Sie werden in den Themen Thermodynamik und Lecksuche der EU-Ausgabe behandelt.

 

Eine Monteurhilfe mit Manovakuummeter ablesen

Das blaue Manometer gehört zur Niederdruckseite, auch Saug- oder Dampfseite genannt. Es ist ein Manovakuummeter: Auf einer Skala zeigt es Überdruck an, auf der anderen Unterdruck in Zoll Quecksilbersäule beziehungsweise Millibar bei metrischen Ausführungen. Deshalb beobachten Sie dieses Manometer während der Evakuierung. Das rote Manometer gehört zur Hochdruckseite, also zur Flüssigkeitsleitung. Seine Skala reicht deutlich höher, weshalb die Teilstriche enger beieinanderliegen.

Achten Sie auf zwei Details:

• Skalenteilung. Bei der analogen Monteurhilfe im Video entspricht jeder kleine Teilstrich 5 psig, also etwa 0,35 bar. Zählen Sie die Teilstriche zwischen den aufgedruckten Zahlen, bevor Sie einen Wert ablesen. Rechnen Sie damit, dass sich das rote Manometer weniger genau ablesen lässt als das blaue.
• Die inneren Skalenringe. Unterhalb der Druckskala befinden sich farbige Ringe für bestimmte Kältemittel, hier R-22, R-410A und R-404A. Diese Ringe bilden eine vereinfachte Druck-Temperatur-Tabelle auf dem Zifferblatt ab. Lesen Sie den Druck am äußeren Ring ab und gehen Sie dann an derselben Position zum Ring für Ihr Kältemittel, um die Sättigungstemperatur abzulesen.

„Denken Sie daran: Eine digitale Monteurhilfe rechnet den Druck für Sie in die Sättigungstemperatur um.“

Digitale Monteurhilfen nehmen Ihnen das Rechnen ab. Für Ihre Prüfung zum EU-F-Gas-Zertifikat A1 müssen Sie jedoch weiterhin verstehen, was der Wert bedeutet.

 

Gesättigtes Kältemittel und die Druck-Temperatur-Tabelle

Ein Kältemittel ist gesättigt, wenn Flüssigkeit und Dampf gemeinsam im selben Raum vorliegen. In diesem Zustand sind Druck und Temperatur fest miteinander verknüpft: Ist einer der beiden Werte festgelegt, steht auch der andere fest. Darauf beruht jede Druck-Temperatur-Tabelle (PT-Tabelle). Dieser Zusammenhang ist ein zentraler Bestandteil des Themas Thermodynamik.

Das Video verdeutlicht dies anhand desselben Messwerts auf beiden Manometern. Bei 169 psig, also etwa 11,7 bar Überdruck, beträgt die Sättigungstemperatur für R-22 89 °F (32 °C), für R-410A dagegen nur 59 °F (15 °C). Derselbe Druck ergibt sehr unterschiedliche Temperaturen. Deshalb müssen Sie das Kältemittel kennen, bevor Sie den Manometerwert sinnvoll auswerten können.

Um eine gedruckte Tabelle zu verwenden, benötigen Sie als Ausgangswert entweder einen Druck oder eine Temperatur. Bei einer Umgebungstemperatur von 78 °F (25,5 °C) sollte eine R-410A-Flasche laut Tabelle etwa 229 psig (15,8 bar Überdruck) aufweisen. Eine R-22-Flasche sollte bei derselben Temperatur dagegen etwa 139 psig (9,6 bar Überdruck) anzeigen.

Merksatz: Gemische wie R-410A und R-404A weisen zwischen Siedepunkt und Taupunkt einen geringen Temperaturgleit auf. Auf Manometerskalen und in einfachen Tabellen ist meist der Taupunkt angegeben. Diesen benötigen Sie für die Überhitzung; für die Unterkühlung verwenden Sie den Siedepunkt. Für neuere A2L-Gemische wie R-454B gilt dieselbe Regel. R-32 ist ein Einstoffkältemittel, daher sind Siede- und Taupunkttemperatur gleich.

 

Eine Flasche vor der Verwendung prüfen

Schließen Sie ein Manometer an eine Flasche an, die mehrere Stunden in einem Raum gestanden hat. Lesen Sie den Druck ab, ermitteln Sie daraus die Sättigungstemperatur für das auf dem Etikett angegebene Kältemittel und vergleichen Sie diese mit der am Flaschenmantel gemessenen Temperatur. Drei Ergebnisse sind möglich:

1. Die Sättigungstemperatur entspricht der Umgebungstemperatur. Der Messwert passt zu gesättigtem Kältemittel, beweist aber weder dessen Identität noch dessen Reinheit. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Flasche fast voll oder fast leer ist. Solange noch Flüssigkeit vorhanden ist, bleibt der Druck gleich.
2. Die Sättigungstemperatur liegt deutlich unter der Umgebungstemperatur. Es ist nur noch Dampf vorhanden, sofern das Kältemittel richtig identifiziert wurde und die Flasche Umgebungstemperatur erreicht hat. Im Video ergab die Umrechnung bei einer Flasche ohne Flüssigkeit 40 °F (4 °C), während die Umgebungstemperatur 75 °F (24 °C) betrug. Es ist noch Kältemittel vorhanden, mit dem weiterhin sicher umgegangen werden muss.
3. Die Sättigungstemperatur liegt über der Umgebungstemperatur. Die Flasche könnte mit nicht kondensierbaren Gasen verunreinigt sein. Ein Messwert von 259 psig (17,9 bar Überdruck) ergab eine Sättigungstemperatur von 86 °F (30 °C) in einem Raum mit 78 °F (25,5 °C). Möglicherweise wurde bei der Rückgewinnung Luft durch eine undichte Stelle der Anlage angesaugt.

„Auch wenn die Flasche mit einer Kältemittelkennzeichnung versehen ist, prüfen Sie vor der Verwendung unbedingt die Sättigungstemperatur des Kältemittels in der Flasche.“

Dies ist sowohl für die fachgerechte Praxis als auch im Rahmen der Verordnung (EU) 2024/573 wichtig. Art. 8 verlangt die Rückgewinnung von F-Gasen aus den betreffenden Einrichtungen und nach deren Außerbetriebnahme das Recycling, die Aufarbeitung oder die Zerstörung dieser Gase. Art. 8 Abs. 6 verbietet die Wiederbefüllung von Einrichtungen mit zurückgewonnenen Gasen aus Anhang I oder Anhang II Abschnitt 1, sofern diese nicht recycelt oder aufgearbeitet wurden. Jede Recycling-Flasche sollte mit ihrem Inhalt gekennzeichnet sein. Verlassen Sie sich zur Identifizierung des Kältemittels nicht auf die Flaschenfarbe. Fehlt die Kennzeichnung, bestimmen Sie den Inhalt vor der Verwendung mit einem geeigneten Kältemittel-Analysegerät. Ein Druck-Temperatur-Vergleich allein kann weder die Identität noch die Reinheit nachweisen. Dies wird im Thema Umgang mit Kältemitteln behandelt.

 

Was eine Anlage mit ausgeglichenen Drücken vor dem Einschalten verrät

Bei einer Anlage mit fester Drosselöffnung, die eine Zeit lang ausgeschaltet war, gleichen sich die Drücke aus, sodass beide Manometer denselben Druck anzeigen. Bei einem thermostatischen Expansionsventil kann ein geringer Druckunterschied bestehen bleiben. Erwarten Sie dort daher keinen vollständigen Druckausgleich.

Merksatz: Gleiche Drücke auf der Hoch- und Niederdruckseite zeigen, dass ein Druckausgleich stattgefunden hat. Sie beweisen für sich allein weder, dass noch flüssiges Kältemittel vorhanden ist, noch, dass die Füllung frei von Verunreinigungen ist.

Dieser einzelne Messwert kann bei der Diagnose helfen, wenn das Kältemittel bekannt ist und die Anlage Umgebungstemperatur erreicht hat:

Aus dem Druck ermittelte Sättigungstemperatur im Vergleich zur Umgebungstemperatur	Aussage
Entspricht der Umgebungstemperatur (76 °F / 24 °C im Video)	Passt zu gesättigtem Kältemittel; beweist keine Reinheit
Deutlich über der Umgebungstemperatur (95 °F / 35 °C bei ~297 psig)	Möglicherweise nicht kondensierbare Gase oder falsch identifiziertes Kältemittel
Deutlich unter der Umgebungstemperatur (36 °F / 2 °C bei 110 psig)	Passt zu ausschließlich dampfförmigem Kältemittel; möglichen Kältemittelverlust untersuchen

Der letzte Fall gibt Anlass, nach einer möglichen undichten Stelle zu suchen. Nach Art. 5 der Verordnung (EU) 2024/573 sind bei ortsfesten Kälteanlagen, Klimaanlagen und Wärmepumpen grundsätzlich regelmäßige Dichtheitskontrollen vorgeschrieben, sobald sie Gase aus Anhang I in einer Menge ab 5 Tonnen CO2-Äquivalent oder Gase aus Anhang II Abschnitt 1 ab 1 kg enthalten. Für bestimmte gekennzeichnete hermetisch geschlossene Einrichtungen gelten Ausnahmen. Art. 4 Abs. 5 verlangt, festgestellte Undichtigkeiten unverzüglich zu reparieren. Bei ortsfesten Einrichtungen, die der Pflicht zur Dichtheitskontrolle unterliegen, muss eine zertifizierte Person die Reparatur nach mindestens 24 Betriebsstunden und spätestens einen Monat nach der Reparatur überprüfen. Finden und reparieren Sie die undichte Stelle vor dem erneuten Befüllen. Füllen Sie nicht einfach nur Kältemittel nach.

Bevor Sie sich auf diese Auswertung verlassen, prüfen Sie die Kältemittelart anhand des Typenschilds am Außengerät, der Kennzeichnung am Verdichter oder am Kopf des Expansionsventils. Typenschilder bleichen im Sonnenlicht aus und können unleserlich werden. In diesem Fall ist ein Kältemittel-Analysegerät die sichere Lösung.

Wichtig: Setzen Sie die Kältemittelart niemals als bekannt voraus. Wenn Sie den falschen Skalenring ablesen, erhalten Sie eine falsche Sättigungstemperatur. Durch das Hinzufügen eines falschen Kältemittels entsteht eine Mischfüllung. Halten Sie verschiedene Kältemittel bei der Rückgewinnung getrennt und veranlassen Sie eine geeignete Behandlung verunreinigter Kältemittel.

 

Die Füllmenge anhand der Unterkühlung prüfen

Vor der Prüfung einer laufenden Anlage nennt das Video folgende Voraussetzungen: korrekter Luftvolumenstrom am Innengerät, bekanntes Drosselorgan, bekanntes Kältemittel und 10 bis 15 Minuten Laufzeit zur Stabilisierung. Anschließend richtet sich die Methode nach dem Drosselorgan. Bei einem thermostatischen Expansionsventil verwenden Sie die Unterkühlung, da das Ventil die Überhitzung am Verdampfer regelt. Dies knüpft direkt an die Themen Expansionsventile und Verflüssiger an.

Die Unterkühlung ergibt sich aus der am roten Manometer ermittelten Sättigungstemperatur bei der Verflüssigung minus der tatsächlichen Temperatur der Flüssigkeitsleitung. Im Video:

• Sättigungstemperatur bei der Verflüssigung für R-410A: 104 °F (40 °C)
• Temperatur der Flüssigkeitsleitung: 92 °F (33,3 °C)
• Unterkühlung: 12 °F, etwa 6,7 K

Die Sollunterkühlung finden Sie auf dem Typenschild oder auf der Innenseite der Wartungsabdeckung. Wenn kein Wert angegeben ist, empfiehlt das Video 11 °F (etwa 6 K) für einstufige und zweistufige Geräte mit ausschließlicher Kühlfunktion. Die Auswertung ist einfach:

• Istwert unter Sollwert: Füllmenge zu gering, Kältemittel hinzufügen (nachdem die undichte Stelle gefunden wurde).
• Istwert über Sollwert: Anlage überfüllt, Kältemittel zurückgewinnen.
• Innerhalb von plus oder minus 3 °F (etwa 1,5 K) des Sollwerts: Füllmenge korrekt.

 

Die Füllmenge anhand der Gesamtüberhitzung prüfen

Bei einer Anlage mit fester Drosselöffnung, einer Kolbendrossel oder einem Kapillarrohr gibt es kein Ventil, das die Überhitzung regelt. Daher dient die Überhitzung als Indikator für die Füllmenge. Wird sie am Außengerät gemessen, spricht man von Gesamtüberhitzung: tatsächliche Temperatur der Saugleitung minus der am blauen Manometer ermittelten Sättigungstemperatur bei der Verdampfung.

„Merken Sie sich: Es ist die tatsächliche Leitungstemperatur minus der Sättigungstemperatur. Bei der Unterkühlung war es die Sättigungstemperatur minus der tatsächlichen Temperatur.“

Im Video ergeben 56 °F an der Saugleitung minus 42 °F Sättigungstemperatur eine Gesamtüberhitzung von 14 °F, also etwa 7,8 K.

Der Sollwert ist keine feste Zahl. Er hängt von der Last ab. Deshalb müssen Sie die Feuchtkugeltemperatur der Innenluft nahe am Verdampfer und die Trockenkugeltemperatur der Außenluft im Schatten messen, etwa 30 cm vom Lufteintritt des Verflüssigers entfernt und außerhalb des heißen Abluftstroms. Verwenden Sie beide Werte in einem Diagramm für die Sollüberhitzung oder in einer App. Bei 68 °F Feuchtkugeltemperatur und 85 °F Trockenkugeltemperatur ergab sich ein Sollwert von 19 °F (10,5 K). Da die Anlage während des Betriebs die Innenluft entfeuchtet, sinkt die Feuchtkugeltemperatur und der Sollwert verändert sich. Messen Sie deshalb während der Arbeit wiederholt nach.

• Gesamtüberhitzung über Sollwert: Füllmenge zu gering.
• Gesamtüberhitzung unter Sollwert: Anlage überfüllt.
• Innerhalb von plus oder minus 2 °F (etwa 1 K): korrekt.

In beiden Fällen gilt: Wenn Sie wegen einer Undichtigkeit Kältemittel hinzufügen müssen, finden und reparieren Sie zuerst die undichte Stelle. Art. 4 Abs. 5 der Verordnung (EU) 2024/573 verlangt, festgestellte F-Gas-Undichtigkeiten unverzüglich zu reparieren. Lecksuche und Reparatur sind auch für die Prüfung zum EU-F-Gas-Zertifikat A1 relevant.

 

Wie F-Gas Exam Prep Sie dabei unterstützt

Sättigung, PT-Tabellen, Flaschenprüfungen, Überhitzung und Unterkühlung gehören zu den theoretischen Kenntnissen und praktischen Fertigkeiten, die für das EU-F-Gas-Zertifikat A1 geprüft werden. F-Gas Pro – A1 Exam Prep ist für iOS und Android verfügbar und bietet:

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Gehen Sie einen Druck-Temperatur-Vergleich aus Ihrer praktischen Ausbildung durch und üben Sie anschließend Fragen im Thema Thermodynamik. F-Gas Pro – A1 Exam Prep ist eine unabhängige Lernhilfe, steht in keiner Verbindung zu einer Zertifizierungsstelle und ersetzt weder einen anerkannten Schulungskurs noch eine Prüfung.