Принцип работы и устройство автокондиционера

Зачем нужен кондиционер - вопрос достаточно легкий.  Стоит летним солнечным днем час-другой посидеть в накаленной железной коробке, и каждому становится ясно, насколько приятнее жить с кондиционером. Автомобиль в этом смысле - та же «железная коробка» , но притом ещё и идущая с приличной скоростью, а потому проблема комфорта водителя здесь постоянно соседствует с вопросами его безопасности. Даже здоровый выносливый человек чувствует себя хорошо в условиях достаточно узкого диапазона температур: при +5 градусов Цельсия становится холодно, а при +25 жара уже начинает раздражать, т.е мешает адекватно реагировать на обстановку вокруг. Если же температура в салоне превысила +25, то вероятность ошибок в управлении транспортом сильно возрастает; замедляется реакция, слабеет внимание - человеку просто плохо!

Открытые окна и люки не всегда решают проблему наилучшим образом; созавая прохладу, они пропускают внутрь салона пыль, запахи и сквозняки, которые отнюдь не приятны и далеко не полезны для здоровья, а потому самым эффективным средством устранения целого ряда летних неприятностей остается кондиционер.

Принцип работы кодиционера состоит в том, чтобы забрать лишнее тепло из воздуха, поступающего в салон машины, и передать его наружу. В качестве переносчика тепла выступает хладагент - газ, которым заполнена система и который циркулирует в ней, постоянно переходя из жидкого в газообразное состояние и наоборот. Движение хладагента и его сжатие, приводящее к сжижению, обеспечивает компрессор (см. рис.), конденсация газа происходит в радиаторе (см. рис.), причем этот процесс идет с выделением тепла в окружающую среду, т.е. позволяет «сбросить» взятое в салоне тепло. Затем жидкий хладагент движется в испаритель (см. рис.), где снова переходит в газообразное состояние - такая метаморфоза требует уже поглощения тепла, т.е., испаряясь, хладагент забирает очередную «порцию жары» из салона. Газ снова возвращается в радиатор, конденсируется, отдает тепло и цикл начинается заново. Естественно, что конструкция кондиционера не исчерпывается тремя основными частями. Для обеспечения нормальной работы требуются дополнительные элементы: ресивер (см. рис.), который служит резервуаром для жидкого хладагента и отвечает за его очистку от примесей; расширительный клапан или трубка, регулирующие количество хладагента, поступающего в испаритель; вентиляторы, помогающие передаче тепла с радиатора в воздух; различные датчики, обеспечивающие контроль над системой и, конечно, приборы управления, которые доводят до техники сведения о пожеланиях её владельца. Тем не менее набор основных составляющих частей кондиционера остается неизменным и во многом определяет его характеристики и стоимость.

Компрессор (1) - основной и самый сложный агрегат системы. Компрессор связан непосредственно с двигателем машины, а потому подбирается под определенный тип двигателя индивидуально. Работает компрессор только при условии работы двигателя автомобиля. Радиатор, он же конденсатор (2) - важная, но, увы, самая уязвимая часть кондиционера. Радиатор может устанавливаться по-разному: под капотом машины или сверху, на крыше, но в любом случае он оказывается связан с внешней средой, т.е. подвержен её воздействиям. Механические повреждения, грязь, агрессивная атмосфера города приводят к коррозии металла и радиатор выходит из строя. Учитывая это обстоятельство, стоит особое внимание обращать на качество радиатора и материал, из которого он изготовлен. Обычно используют алюминиевые или медные радиаторы; но более устойчивым к повреждениям считается медный, срок его службы значительно дольше. Для лучшего теплообмена перед радиатором устанавливается электровентилятор, который увеличивает эффективность системы. При желании можно установить два вентилятора, второй будет играть роль вспомогательного в «сложных ситуациях» , т.е при сильной жаре. Испаритель (3) - обычно расположен в салоне автомобиля вместе с радиатором отопителя на пути входящего воздушного потока. Горячий воздух, прошедший над радиатором отопителя машины, охлаждается над испарителем кондиционера до нужной температуры и попадает в салон.

При этом возможны два варианта забора воздуха: с улицы (кондиционер без рециркуляции) или из самого салона (кондиционер с рециркуляцией). В первом случае воздушный поток проходит через фильтры, которые максимально очищают его от пыли и примесей, во втором случае жесткая фильтрация не требуется, т.к. воздух салона загрязнен меньше, чем уличный, а значит вероятность засорения испарителя значительно ниже. Кроме того, рециркуляция повышает эффективность работы кондиционера, поскольку температура салонного воздуха уже снижена по отношению к наружному, т.е. поддержание заданных водителем параметров требует меньших усилий и расходов.

Для разных типов автомобилей положение испарителей может быть разным. В легковых автомобилях испаритель стоит около водителя; в микроавтобусах его располагают под потолком в конце салона или впереди, над водителем; возможен так же вариант двухконтурного кондиционера, где используются два испарителя - и на потолке пассажирского салона и у водителя.

В качестве хладагента обычно выступает фреон R12 или R134a. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, но более современный вариант - R134a, он считается более безопасным с точки зрения экологии, а потому его использование предпочтительнее. Следует помнить, что разные типы хладагентов несовместимы! Заправляя кондиционер нужно использовать всегда только один тип и учитывать, что он требует и своего определенного типа компрессорного масла, которое заправляется вместе с хладагентом.

Система управления кондиционером представлена двумя основными вариантами: ручным и автоматическим.

Панель ручного управления (1) позволяет регулировать температуру , распределение потоков воздуха в салоне, а также управлять работой компрессора и вентиляторов кондиционера. Недостаток такой системы в том, что человеку приходится самостоятельно следить за изменениями внешней «погоды» и постоянно вручную подстраивать под неё технику. Во время движения это неудобно. Панель автоматического управления (2) предоставляет водителю все те же возможности, что и ручное управление, но "мониторинг среды» происходит автоматически. Задача пользователя - определить желаемые параметры климата в салоне; далее электроника, ориентируясь на показания различных датчиков, будет поддерживать их без участия человека.