Кондиционирование воздуха — это регулирование температуры, влажности, очищение и циркулирование воздуха. Кондиционирование автомобиля — это не просто искусственное охлаждение воздуха, но и создание комфортности для водителя и пассажиров путём поддержания микроклимата внутри салона, удаления влаги, пыли и загрязнённого воздуха.
При смазывании спиртом кожи можно почувствовать прохладу, это связано с тем, что спирт, испаряясь с поверхности кожи отнимает тепло. Аналогичным образом прохлада, возникающая при разбрызгивании воды летом, объясняется испарением скрытого тепла, отнимаемого у воздуха над поверхностью земли. Действие системы кондиционирования опирается на следующие законы физики:
1. Тепло всегда перемещается из физического тела с высокой температурой в физическое тело с низкой температуой. Тепло является одним из видов энергии, а температура — одной из единиц измерения величины энергии.
2. Для превращения жидкости в газообразное состояние необходимо тепло.
3. Если сжать газ, то температура и давление газа возрастают.
На основании этих законов, система кондиционирования работает следующим образом: хладагент в жидком состоянии, превращаясь в газообразное, поглощает из атмосферы тепло. Высокотемпературный газ, сжимаясь, достигает высокой температуры, немного большей, чем температура окружающего воздуха. Воздух (температура ниже, чем температура газа в системе), поглощая тепло, превращает газ в жидкость. Жидкость, возвращаясь к начальной точке цикла, используется вновь. Для получения низкой температуры достаточно отнять «скрытое» тепло испаряющегося вещества.
Цикл охлаждения. Хладагент циклично циркулирует в закрытом контуре — это называется циклом хладагента. Явления, возникающие в процессе циркуляции хладагента в пределах цикла, связаны с изменением значений давления и температуры при преврвщении хладагента в газ и конденсации вновь в жидкость. Газ хладагент всасывается и сжимается компрессором до высоких температуры (80°С) и давления (15 кг/см2). Из компрессора хладагент поступает на конденсатор и принудительно охдаждается вентилятором конденсатора, отдавая при этом «скрытое» тепло конденсации воздуху, проходящему через конденсатор. Хладагент превращается в жидкость. Температура при этом составляет примерно 50°С. Превращённый в жидкость хладагент, после удаления влаги и пыли в фильтре-осушителе, поступает на расширительный клапа, где жидкий хладагент высокого давления, резко расширяясь, превращается в хладагент туманообразного состояния с низкой температурой (-2°С) и давлением (2 кг/см2), который далее проходит в испаритель. В испарителе, с помощью вентиляторов, у туманообразного хладагента отбирается «скрытое» тепло испарения, охлаждая воздух в окрестности. Одновременно с охлаждением, из туманообразного состояния хладагент превращается в газообразное и всасывается компрессором для повторного цикла. Циркулируя таким образом, хдадагент осуществляет охлаждение.
На данный момент в автомобильных системах кондиционирования воздуха используются две основные схемы:
— с ресивером осушителем и терморегулирующим вентилем;
— с аккумулятором и расширительной трубкой.
Начнем с рассмотрения системы с ресивером и терморегулирующим вентилем. На всасывающей стороне находится испаритель и трубопровод по которому хладагент поступает в компрессор. На компрессоре располагается датчик давления и сервисный штуцер низкого давления. На нагнетающей стороне находятся конденсатор, ресивер – осушитель, расширительный клапан с баллоном термодатчика, трубопровод с сервисным штуцером высокого давления и датчик давления.
При включении электромагнитной муфты компрессора, газообразный хладагент всасывается и сжимается комрпессором до высоких температур и давления, после чего поступает в конденсатор, где газ высокого давления и температуры переходит из газообразного состояния в жидкость, отдавая «скрытое тепло конденсации» воздуху, проходящему через конденсатор. Температрура хладагента на входе в компрессор составляет 80, а на выходе 50 градусов цельсия. Теплый жидкий хладагент поступает в ресивер – осушитель, где происходит его фильтрация от мелких частиц и пыли, удаление влаги. Далее ждикий хладагент высокого давления поступает в расширительный клапан, где он испаряется и переходит в состояние жидкость – пар с низкой температурой и давлением (-2 градуса, 2 бар). Далее этот хладагент попадает в испаритель, где из туманообразного состояния переходит в газообразноe (жидкий хладагент при низком давлении кипит, отнимая теплоту от стенок испарителя) и всасывается компрессором для повторного цикла.
В другой системе – с аккумулятором и расширительной трубкой, на выходе из испарителя установлен аккумулятор, где происходит удаление влаги из хладагента с перегревом жидкого хладагента, который может поступить из испарителя. То есть функцию ресивера осушителя выполняет аккумулятор и фильтрующий элемент расширительной трубки. Аккумулятор предохраняет компрессор от попадания в него жидкого хладагента, который может вывести его из строя вследствии гидроудара. Компрессор в этой схеме работает циклически, получая команды на пуск-остановку от блока управления по сигналам с датчиков давления и температуры.
Существуют системы с двумя и тремя испарителями, в этом случае увеличивается система фреонопроводов, где появляются новые элементы — тройники на всасывающей и нагнетающей части.
Компрессор – агрегат, обеспечивающий циркуляцию хладагента в герметичном контуре кондиционера. Существует три основных вида компрессоров: компрессоры поршневого, лопастного и спирального типов. Приводной вал всех типов компрессоров вращается от электромагнитной муфты, которая сама, в свою очередь, приводится во вращение от шкива коленчатого вала двигателя автомобиля через приводной ремень и потребляет мощность от 7 до 11 кВт (от 10 до 15 л.с.). Если на электромагнитную муфту не подается напряжение, то вращается только сам шкив муфты и крутящий момент с нее не передается на вал компрессора – компрессор выключен. При подаче напряжения питания на катушку электромагнитной муфты диск со ступицей, насаженной на вал компрессора, притягивается электромагнитной силой к фрикционной поверхности электромагнитной муфты и начинает вращаться вместе со шкивом и тем самым передает крутящий момент на вал компрессора – компрессор включаается.В компрессоре газообразный хладагент низкого давления, поступающий из испарителя, превращается в газ высокого давления и температуры. Масло, которое циркулирует по системе вместе с хладагентом, смазывает рабочие поверхности компрессора.
В автомобильных системах кондиционирования воздуха используются поршневые, ротационные, спиральные и винтовые компрессоры с сальниковым уплотнением по валу. Наиболее широко используются, в основном аксиально поршневые компрессоры двух типов: с наклонной шайбой и с качающейся (косой) шайбой. Компрессор — самый сложный элемент системы кондиционирования воздуха. И, следовательно, самый дорогой. В случае выхода из строя компрессора требуется достаточно дорогостоящий ремонт, а в случае неисправности компрессора, при которой происходит разрушение его элементов и попадание их в систему, после ремонта или замены компрессора, необходимо производить промывку системы и замену фильтра-осушителя (ресивера осушителя или аккумулятора) и терморегулирующего вентиля. Стоимость этих работ, практически, сопоставима с покупкой нового автомобильного кондиционера. Поэтому очень важно обнаружить и ликвидировать неисправность компрессора еще на ранней стадии. Это сбережет ваши время и деньги.
Для того чтобы компрессор кондиционера служил долго и исправно, необходимо своевременно производить техническое обслуживание автокондиционера и выполнять не сложные рекомендации по эксплуатации автомобильных кондиционеров.
Испаритель – это теплообменник в котором происходит испарение хладагента с отбором тепла. Под воздействием теплого воздуха, который прогоняется вентилятором через ребра испарителя, хладагент закипает и переходит в газообразное состояние. При этом происходит отбор тепла из воздуха. Воздух, прошедший через оребрение испарителя охлаждается, температура в салоне автомобиля понижается. Влага, содержащаяся в воздухе конденсируется на испарителе, стекает и через дренажную трубку удаляется из автомобиля. Поэтому под автомобилем с работающим кондиционером можно увидеть лужу или влажное пятно. Таким образом воздух, который поступает в салон автомобиля, после прохождения через испаритель становится прохладнее и суше. Что обеспечивает комфортные условия водителям и пассажирам.
Влажный микроклимат в корпусе испарителя благоприятен для развития патогенных бактерий и вирусов, которые могут быть причиной неприятного запаха и вирусных инфекций. Если часто беспокоит неприятный влажный запах при включении автомобильного кондиционера – это говорит о том, забилась дренажная трубка или отстутствует фильтр салона. Следовательно вся грязь, пыль, тополиный пух и насекомые попадают на влажную поверхность испарителя. Существуют специальные препараты для антибактериальной обработки испарителя и воздуховодов автомобильной системы кондиционирования воздуха. Если фильтр салона не предусмотрен заводом изготовителем (американские и некоторые европейские автомобили), то избавиться от запаха тины или болота в салоне автомобиля можно только при демонтаже испарителя. Для того чтобы извлечь испаритель, необходимо произвести достаточно большой объем работ – разобрать торпеду, стравить хладагент из системы и т.д. Кроме того, при отсутствии фильтра салона, часто бывает, что испаритель забивается настолько сильно, что практически перестает поступать воздух в салон автомобиля. Вентилятор отопителя работает на максимальных оборотах, а ни кондиционер, ни печка в холодное время года не работают. В этом случае, для восстановления циркуляции воздуха, также требуется демонтировать испаритель и очищать гофры теплообменника.
Возможные неисправности кондиционера.
Для своевременного обращения в специализированный автоцентр и устранения неисправности на ранней стадии, необходимо уметь самостоятельно обнаружить неполадки в работе системы кондиционирования. Ниже мы расскажем как можно выявить наиболее распространенные из них без использования специального оборудования.
Визуальный осмотр системы автомобильного кондиционера:
— проверить состояние и натяжение приводных ремней шкива компрессора;
— проверить состояние вентилятора радиатора кондиционера провернув его за лопасти рукой. Для проверки работы вентилятора можно поступить следующим образом — отсоединить провод, питающий электродвигатель и присоединить его напрямую к аккумуляторной батарее. Если двигатель исправен, то вентилятор начнет крутиться.
— проверить состояние радиатора кондиционера (конденсоратора), ребра не должны быть забиты грязью, погнуты или сломаны. При необходимости очистите их от грязи и набившихся насекомых сухой щеткой.
— проверить нет ли на элементах автокондиционера подтеков масла. Так как, компрессорное масло циркулирует в системе, растворенное в хладагенте, то масляное пятно может указывать на наличие утечки хладагента в этом месте.
— оценить состояние хладагента по смотровому окошку на ресивере осушителе (кроме систем с расширительной трубкой) при включенном кондиционере. Для этого необходимо запустить двигатель, включить автокондиционер и подождать несколько минут для того чтобы система вышла на режим устойчивой работы. Что можно определить по смотровому окну?
Смотровое окно чистое. При включении появляются пузырьки, которые, через некоторое время пропадают.
а) В системе достаточное количество хладагента;
б) В системе отсутствует хладагент, в этом случае холодный воздух не будет поступать в салон;
в) В системе избыток хладагента, но проверить это можно только при помощи блока манометров.
Отдельные пузырьки или пена. Возможно, низкий уровень хладагента или в систему попал воздух. Временное, непродолжительное появление пузырьков может быть следствием прерывистой работы электромагнитной муфты компрессора или тем, что кондиционер был включен только что.
Пузырьки в хладагенте идут сплошным потоком. Очень низкий уровень хладагента в системе. Необходимо выключить кондиционер и обратится в сервисный центр для выяснения и устранения причины утечки фреона и заправки системы.
Полосы масла. Очень низкий уровень хладагента в системе. Необходимо выключить кондиционер и обратится в сервисный центр для выяснения и устранения причины утечки фреона и заправки системы.
Потемнение или помутнение хладагента. Скорее всего вышел из строя фильтр осушитель и произошло попадание влагопоглатителя в магистраль или загрязнение хладагента.
Проверить нет ли посторонних шумов при работе системы кондиционирования воздуха. Шум в районе компрессора при выключенном кондиционере:
а) перетянут приводной ремень;
б) вышел из строя подшипник компрессора;
Посторонний шум при включенном кондиционере указывает на неисправность внутри компрессора.
Обмерзание элементов системы. Обмерзание элементов системы говорит о том что в этом месте имеется нарушение циркуляции хладагента в системе.
Неприятный запах в салоне, запотевание стекол — нарушен слив конденсата из корпуса испарителя через дренажную трубку. Необходимо устранить неисправность и рекомендуется обработать испаритель специальным антибактериальным раствором.
В случае обнаружения неисправности, если появились сбои в работе системы, снизилась хладопроизводительность кондиционера — мы рекомендуем обратиться в специализированный сервсный центр по обслуживанию автомобильных кондиционеров.
