Split Klima - Dichtheitsprüfung mit Lecksuchspray

Split Klima - Dichtheitsprüfung mit Lecksuchspray

Einführung

Eine zentrale Herausforderung bei Split-Klimaanlagen ist die Dichtheit des Kältesystems. Die Anforderungen an die Dichtheit sind hoch, es dürfen nur wenige Gramm Kältemittel pro Jahr verloren gehen, möchte man über die Lebensdauer der Anlage ohne eine Nachfüllung auskommen. Auch für die Umwelt ist es wichtig, das möglichst wenig Kältemittel aus der Anlage entweicht.

Bördelverbindungen bieten so einiges an Fehlerpotenzial, so dass hier Undichtheiten öfters mal vorkommen. Bei Studien in dem Bereich kam heraus, dass je nach Erfahrung des Handwerkers jede zehnte bis jede hundertste Bördelverbindung undicht ist.

Insofern ist die Dichtheitsprüfung bei jeder Installation wichtig.

Die Dichtheitsprüfung mit Lecksuchsprays gilt in Fachkreisen als Grobtest. In der Fachliteratur findet man Angaben, dass damit nur Lecks gefunden werden können, die größer als 250-500g Kältemittelverlust pro Jahr sind. Deshalb braucht es nach gängiger Fachmeinung immer auch einen Feintest mit einem Kältemittel-Lecksuchgerät (Schnüffler). Dieses kann bis auf etwa 2-5 g/Jahr nachweisen.

Mit etwas Erfahrung und dem richtigen Lecksuchmittel kann man jedoch viel kleinere Lecks sicher nachweisen. Dafür braucht es eine sehr gewissenhafte Inspektion der getesteten Verbindungen.

Nachweisgrenzen

Wo die Nachweisgrenze liegt, lässt sich recht gut berechnen. Gehen wir davon aus, dass wir nach Auftrag der Lecksuchflüssigkeit 15min warten. Wenn in dieser Zeit 1ml Gas ausgetreten ist, sieht man das sofort ganz deutlich über eine kokonartige Ansammlung von vielen Blasen. Siehe hierzu auch Bild 1 und 2.

1ml in 15min entsprechen 35 Liter gasförmiges Kältemittel pro Jahr. 1g flüssiges Kältemittel R32 entsprechen ungefähr 0,37 l Gas. 35 Liter Gas sind also etwa 95g Kältemittel.

95 g Kältemittelverlust wären also sofort für jeden erkennbar. Die Zeit der Beobachtung lässt sich bei guten Lecksuchmitteln problemlos auf 30min erhöhen. Damit wäre ein Nachweis von 47 g sehr komfortabel möglich. Solche Verlustmengen lassen sich kaum übersehen. Damit sind wir natürlich noch weit entfernt von dem, was wir schlussendlich erreichen wollen.  Bei einem Austritt von 47 g Kältemittel im Jahr würde eine typische Anlage nach 3-4 Jahren einen Kältemittelmangel haben.

Wenn man nun die Veschraubungen etwas genauer inspiziert, lassen sich noch viel kleinere Lecks sicher erkennen. Bild 4 zeigt eine ganz kleine Undichtheit. Hier entstehen ganz kleine Blasen, die sich wie einer Perlenkette aneinanderreihen. Nehmen wir hier an, es braucht eine Perlenkette von 10 Blasen für einen sicheren Nachweis. Die Blasengröße schätze ich auf kleiner 1mm, aber rechnen wir ruhig mal großzügig mit einem Volumen pro Blase von 1 mm³. Das wären in 15 min dann 10 mm³ und im Jahr 350400 mm³ = 0,35 l. Und damit sind wir bei einer Nachweisgrenze von gerade mal 1g Kältemittel pro Jahr. (Rechnet bitte nochmal nach, ob ich mich irgendwo vertan habe...)

Wenn man sich also mit Spiegel, Taschenlampe und Lupe den Verschraubungen zuwendet, sind die Angaben in der Fachliteratur widerlegt, dass ein Test mit Lecksuchmitteln nur für Grobtests taugen. Wir haben hier Ergebnisse, die den Lecksuchgeräten gleich kommen und könnten schon mit diesem Test hinreichende Dichtheit nachweisen.

Wichtig für den Nachweis kleinster Undichtheiten ist der Testdruck. Undichtheiten vergrößern sich nämlich quadratisch mit dem Druck. Will man also auch kleinste Undichtheiten nachweisen, sollte man so hoch mit dem Druck, wie möglich. Bei R32 Anlagen wären das typisch 40-42 bar. In der Praxis werden aber Drücke von 20-30 bar auch oft ausreichend sein.

Störende Einflussfaktoren

Was auf dem Labortisch funktioniert, muss noch nicht in der Praxis funktionieren. Mit welchen störenden Einflussfaktoren muss man in der Praxis rechnen?

Erst einmal muss man gut an die Verschraubungen herankommen. Die Verschraubungen müssen ausreichend mit Lecksuchmittel benetzt werden. Nach Möglichkeit so, dass bei der Applikation keine Blasen eingebracht werden. Wenn man vorsichtig mit Pinsel einmal um die Verschraubung geht, sollte man dies hinbekommen. Falls Blasen eingetragen wurden, kann man nochmal abspülen und neu beginnen.

Die Verschraubung am Innengerät ist schwer zu erreichen, wenn sie erstmal an der Wand hängt. Hier kann es Sinn machen, noch vor der Montage der Inneneinheit die Kälteleitungen zu montieren und diese Verschraubungen bereits auf dem Werkstatttisch zu prüfen. So lässt sich das erstklassig inspizieren.

Installierte Anlagen, die man in der Wartung testen möchte, müsste man eigentlich im Heizbetrieb bei maximaler Leistung testen, damit der Druck im Maximum liegt. Hier wären die Kälterohre aber bei 50-60 Grad. Bei diesen Temperaturen würde die Lecksuchflüssigkeit vermutlich zu früh verdunsten, was den Nachweis stören würde. Ich denke, hier wird man mt einem Kompromiss im leichten Heizbetrieb bei vielleicht 30-35 Grad arbeiten müssen. Man wäre dann in einem Druckbereich um 20 bar (statt Maximaldruck von 40bar).

Je nachdem, in welchem Winkel die Verschraubung im Raum steht, kann Lecksuchflüssigkeit mehr oder weniger schnell abtropfen. Man muss also auch unter ungünstigen Winkeln sicherstellen, dass für einen Test von 15-30min noch eine ausreichende dichte Benetzung noch um die ganze Verschraubung vorhanden ist. Hier unterscheiden sich verschiedene Lecksuchflüssigkeiten stark.

Wichtig ist auch, dass man für die Inspektion alle Seiten der Verschraubung genau inspizieren kann. Dies muss je nach Anspruch mit Spiegel, Lupe und guter Beleuchtung erfolgen. Nicht immer einfach, wenn man bei Wind und Wetter auf der Leiter steht.

Regen kann ein kritischer Einflussfaktor sein, weil dadurch das Lecksuchmittel abgespült werden kann. Zu starker Wind kann auch nachteilig sein.

Temperaturen unter Null Grad sind bei vielen Lecksuchmitteln auch ein Problem, weil sie dann einfrieren. Es gibt spezielle Lecksuchmittel, die auch bei negativen Temperaturen funktionieren.

All solche Einflüsse aus der Praxis muss man im Blick behalten, sie können die Prüfergebnisse negativ beeinflussen oder einen Nachweis unmöglich machen.

Lecksuchmittel

Lecksuchmittel am Markt sind ganz unterschiedlich optimiert. Viele Lecksuchsprays sind sehr dünnflüssig und eher dafür optimiert, grobe Undichtheiten innerhalb von 1-5 min sicher zu erkennen. Diese Sprays sind nicht für Feintests geeignet, weil sie z.B. Beobachtungszeiten von 15 min gar nicht überstehen, sie sind vorher abgetropft oder verdunstet. Für einen schnellen Grobtest sind sie allerdings sehr praktisch. Alle mir bekannten Lecksuchsprays aus der Sprühdose sind sehr dünn eingestellt, vermutlich ist dies auch technisch bedingt, damit es sprühfähig ist. Bei Pumpsprühflaschen kann es anders sein, da sind dickflüssigere Abstimmungen möglich.

Im Kältebereich wird sehr oft BigBlu empfohlen, es stammt von Refrigeration Technologies, einem amerikanischem Unternehmen. BigBlu ist dickflüssig genug, um Prüfzeiträume von 30 min zu überbrücken. Leider ist BigBlu auf dem deutschen Markt nur schwer zu bekommen.

Ich habe Alternativen getestet. Naheliegend ist alles, was Blasen macht. Spülmittel funktionieren recht gut. Getestet habe ich Fairy Ultra Konzentrat, Fit, Pril Original, Frosch Zitrone, Lidl Zitrone W5, und zwar alles die Classic-Standard Produkte  ohne Firlefanz.  Die sind am besten, weil alle recht ähnlich in der Konsistenz und keine zusätzlichen Stoffe, die Blasenbildung verringern. Ob Konzentrat oder normal, scheint egal. Alle Spülmittel wurden 1:1 verdünnt mit Wasser. Alle funktionierten gut ohne klar zu beobachtende Unterschiede. Die Standzeit, in der Blasen produziert wurden oder stehengeblieben sind, war bei allen Produkten über 30min. Ob eine Verdünnung von 1:1 das Optimum ist, müsste man noch herausfinden, aber zumindest funktionierte es bei allen gut. 

Auch Pustefix Seifenblasenlösung funktionierte einwandfrei, war aber von der Standzeit nicht ganz so gut, wie Spülmittel oder BigBlu. Bis 30min war aber alles ok. 

Frosch Neutralreinger - ein recht dickflüssiger Reiniger - auch 1:1 mit Wasser verdünnt, war außergewöhnlich gut, was die Standzeit des Schaums angeht. Der hielt weit über 1 Stunde. Pril Original war noch außergewöhnlicher: Auch wenn nach etwa einer Stunde prinzipbedingt alle Lecksuchmittel verdunstet oder im Schaum gebunden sind und deshalb kein weiterer Nachweis mehr möglich ist, war die Stabilität des erzeugten Schaumes bei Pril so hoch, dass selbst nach mehreren Tagen (!) der Schaum noch vorhanden war.

Was die Nachweisqualität angeht, waren diese Alternativen wesentlich besser, als diverse Lecksuchsprays aus der Sprühdose. Dies vor allem, weil die Standzeit deutlich länger ist.

Alternative Produkte sollte man allerdings besonders gut abspülen, weil man nie weiß, wie diese chemisch mit den Kupfer- oder Messingmaterial langfristig reagieren. Wobei Spülmittel und Neutralreiniger eher sanfte Reiniger sind, die Metalle nicht angreifen sollten.

Auftragen des Lecksuchmittels

Beim Auftragen eines Lecksuchmittels ist es wichtig, möglichst keine Blasen einzubringen, weil die eine Deutung gerade bei einer Feinprüfung erschweren. Dies funktioniert z.B. mit einem kleinen Künstlerpinsel recht gut, mit dem man vorsichtig um die Verschraubung geht.

Lecksuchmittel wie BigBlu sollten nicht geschüttelt werden, damit sich in der Flasche keine Blasen bilden. Bei Lecksuchmitteln aus der Sprühdose ist es egal, die sind so eingestellt, dass die Blasen nach dem Sprühen sich schnell auflösen.

Wenn man von oben Platz hat, ist ein Auftrag über eine Tropfflasche mit dünnem Ausgang auch gut machbar.

Man sollte großzügig auftragen, damit alles gut benetzt ist. Es ist wichtig, dass rundherum ein geschlossener Film aufgetragen wurde. Mit einem Pinsel lässt sich dies gut sicherstellen, weil man damit einmal rundherum gehen kann.

Bei SAE-Verschraubungen treten Undichtheiten in der Regel auf der Gewindeseite auf, also zwischen Stutzen und Bördelmutter. Trotzdem sollte man auch immer die andere Seite prüfen, wo das Rohr aus der Bördelmutter austritt.

Prüfung

Wenn es nur um einen Grobtest geht, reicht es, die Verschraubungen nach 2-5 Minuten auf Sicht zu prüfen. Um eine Verschraubung von allen Seiten zu prüfen, sollte man hier einen Inspektionsspiegel nutzen. Auch ein Zahnarztspiegel eignet sich gut.

Wenn man eine Feinprüfung macht, sollte man für hinreichend Licht sorgen. Eine Lupe oder Lupenbrille ist ein gutes Hilfsmittel. Zahnarztspiegel gibt es auch mit einem Vergrößerungsspiegel. Für die Inspektion sollte man sich für jede Verschraubung hinreichend Zeit nehmen. Und es macht Sinn, mehrfach zeitlich zu prüfen, z.B. nach 5, 10 und 15 min und dann nochmal nach 30min. So stellt man sicher, wirklich kleinste Undichtheiten zu finden, hat aber auch Sicherheit, falls eine späte Prüfung gar nicht mehr richtig funktioniert, weil schon zu viel Lecksuchmittel verdunstet ist.

Bei Verdachtsfällen kann man auch nochmal abwischen und neu auftragen. Machmal schmuggeln sich Blasen beim Auftragen ein, die keine Relevanz haben.

Grobe Undichtheiten fallen einem sofort ins Auge durch eine kokonartige Blasenansammlung. 

Feine Undichtheiten zeigen sich durch eine Art Perlenkette aus zahlreichen kleinen Blasen. Ist man sich hier unsicher, gibt es ein weiteres Indiz: Bewegung der Blasen in irgendeiner Form. Durch Neubildung weiterer Blasen bewegt sich in der Regel der Schaum. Jede Bewegung ist ein starkes Indiz dafür, dass eine Undichtheit vorhanden ist. 

Fehlerbilder

Es ist wichtig, eine klare Vorstellung zu haben, wie Undichtheiten bei einem Lecksuchmittel in Erscheinung treten. Nur so können wir sie klar abgrenzen von anderen Phänomenen. Ein wichtiges Phänomen, was es häufig gibt, sind einzelne Blasen, die bereits beim Auftrag des Lecksuchmittels eingetragen wurden. Man sollte deshalb direkt nach dem Auftragen inspizieren, ob man ungünstige Blasen mit im aufgetragenen Film hat. Im Zweifelsfalls wischt man nochmal ab und trägt neu auf. Eine einzelne kleine Blase spielt keine große Rolle, weil man sie auch weiter beobachten kann und weil die sie sich klar abgrenzt von den typischen Fehlerbildern.

Bild 1: Beispiel einer groben Undichtheit mit BigBlu nach 15min:

Bild 2: Beispiel einer groben Undichtheit mit Fairy Ultra Spülmittel + Wasser 1:1 nach 15min:

Bild 3: Beispiel Lecksuchspray Liqui-Moly grobe Undichtheit nach 15min:

Bild 4: Beispiel sehr kleine Undichtheit mit BigBlu nach 15 min. Es entsteht eine Art Perlenkette aus ganz kleinen Blasen:

Bild 5: Kleines Leck nach 60 min. Anfangs war nur eine Perlenkette, die später zu zahlreichen Schichten Perlenketten heranwuchs: