Система кондиционирования воздуха в автомобиле

ЧТО ТАКОЕ ХЛАДАГЕНТ

Хладагент является легко летучим веществом, играющим роль передатчика тепла при циркулировании внутри контура охлаждающей системы. Имеется несколоко видов хладагента, а во фреоновом ряду имеются: R-11, R-12, R-14, R-21, R-22. Из них в автомобилях применяется фреон R-12.

Внимание! Причиной невозможности использования в автомобилях других хладагентов фреонового ряда являются следующие особенности:

R-11: Если превысить точку кипения 23,77 С, то хорошо распространяется в смаочных маслах. Поэтому используют как очищающее средство системы А/С автомобиля.

R-14: Точка температуры превращения газа в жидкость         

-45,5 С, которая очень низка.

R-21: Хотя слаб, но ядовита и высока точка кипения.

R-22: Имеет свойства растворения резины, нельзя использовать прокладки из резины.

Особенности фреонового газа R-12, используемого в автомобилях, следующие:

Велика «скрытая» теплота испарения и легко превращается в жидкость.

Не горит и не взрывается.

Химически устойчив и не меняется.

Не ядовит. Нет свойства окисления.

Не портит продукты питания и одежду.

Легко приобрести.

СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ

1 – испаритель; 2 – компрессор; 3 – ресивер; 4 - конденсатор

Компрессор вращается от передачи муфты компрессора вращающегося момента шкивом коленчатого вала через приводной ремень. Если на магнитную муфту не подается напряжение, то вращается только сам шкиф муфты компрессора и не вращается вал компрессора. При подаче напряжения на магнитную муфту диск и втулка муфты перемещаются назад и соединяются со шкивом. Шкив и диск под действием сил становятся едиными и приводят во вращение вал компрессора.

Компрессор, в зависимости от вращающегося его вала превращает газообразное состояние хладагента низкого давления, идущего от испарителя, в газ высокой темперетуры и высокого давления. Масло, перемещающее вместе с хладогентом, играет роль смазки. Поршень при вращении вала компрессора приводится в движение эксцентриком, в зависимости от давления выпускает соответствующее количество газа изменением хода поршня и угла поворота и перемещающегося диска.

Конденсатор устанавливается перед радиатором и выполняет функцию превращения газообразного высокотемпературного хладагента, идущего от компрессора в жидкое состояние выделением тепла в атмосферу. Количество выделяемого хладогентом тепла в конденсаторе определяется количеством поглощенного испарителем тепла из вне и работой компрессора, необходимой для сжатия газа. Для конденсатора результат теплоотдачи прямо влияет на эффект охлаждения холодильной устоновки, поэтому, обычно он устанавливается на самой передней части автомобиля и принудительно охлаждается воздухом вентилятора системы охлаждения двигателя и потоком воздуха, возникающим при движении автомобиля.

Хладагент, прошедший через расширительныйклапан, став легкоиспаряющимся с низким давлением, при прохождении в туманообразном состоянии через патрубок испарителя, под действием потока воздуха от вентилятора, испаряясь превращается в газ. При этом рёбра патрубка становятся холодными от теплоты парообразования, и воздух внутри автомобиля становится прохладным. Кроме того, влага, содержащаяся в воздухе, от охлаждения превращается в воду и вместе с пылью по спусковому трубопроводу выбрасывается из автомобиля.

Так как при таком теплообмене между хладагентом и воздухом используется трубопровод и рёбра, нужно, чтобы на контактной поверхности с воздухом не оседали вода и пыль. Образование льда и инея на испарителе происходит также и на частях рёбер. При достижении тёплого воздуха до рёбер, охлаждаясь ниже температуры росы, на рёбрах появляются водяные капли. При этом в случае охлаждения рёбер до температуры ниже 0 С, возникшие водяные капли либо замерзают, либо водяные пары воздуха оседают в виде инея, заметно ухудшая характеристики системы охлаждения. Поэтому для предотвращения замерзания испарителя предусматривается управление терморегулятором или компрессором с переменным напором.

Ресивер установлен между линией выпуска испарителя и компрессора. Получая от испарителя смешанный хладагент низкого давления в жидком и газообразном состоянии и масло, газообразный хладагент отправляется непосредственно к компрессору, а жидкий хладагент попадает в компрессор после испарения от нагрева окружающим теплом. А масло возвращается к компрессору через спускное отверстие. В нижней части аккумулятора находится запечатанный сушитель, который выполняет работу по удалению влаги и примесей в системе.

ВОЗДУШНЫЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ

При использовании воздушной системы кондиционирования получение холода обходится дороже, чем в других системах охлаждения. В значительной мере это определяется сложностью системы охлаждения, которая, в свою очередь, связана с технологическими трудностями изготовления ее агрегатов, большим числом агрегатов, их значительной стоимостью и т.д.

При конструировании воздушной системы наиболее трудными оказываются две задачи: получение максимально возможного перепада между температурами входа и выхода обрабатываемого воздуха (в этих типах машин он бывает постоянным в широком интервале температур) и получение максимального эффекта шумоглушащих устройств.

Особенностью кондиционеров с воздушной системой охлаждения является также необходимосьт больших мощностей для привода агригатов. На  одном из таких кондиционеров с воздушной системой охлаждения (на рисунке ниже).

1 – фильтр; 2 – осушитель; 3 – компрессор; 4 – воздушный теплообменник; 5 – холодильник; 6 – вентилятор; 7 – клапан; 8 – кран.

Атмосферный воздух засасывания в систему кондиционера компрессором 3, предварительно подвергаясь очистке от пыли в фильтре 1. Осушка воздуха производится в осушителях 2, установленных перед компрессором. Производить осушку воздуха путем конденсации или вымораживания паров воды за счет глубокого расширения в трубохолодильнике нецелесообразно, так как это связано с увеличением габаритов последнего и мощности компрессора.

Нагретый в результате сжатия в компрессоре рабочий воздух предварительно охлаждается атмосферным воздухом в воздухо-воздушном теплообменнике 4. Более глубокое охлаждение воздуха производится в трубохолодильнике 5. Работа расширения передается вентилятору, при помощи которого охлаждающий атмосферный воздух протягивается через теплообменник 4. После трубохолодильника воздух через кран 8 поступает в обьект. Кран 8 предназначен для поддержание заданного температурного режима в обьекте путем смещения холодильного воздуха с горячим воздухом, подводимым по воздухопроводу через редукционный клапан 7.  

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мы считаем, что система кондиционирования автомобиля очень необходима, и особенно в авто эксплуатируемых в странах «вечного» лета. Но фреоновая система кондиционирования очень неэкологична, хотя и имеет, сравнительно с другими системами охлаждения, высокий КПД, небольшую металоёмкость, не требуется больших мощностей на привод агрегатов, невысокую стоимость. Абсорбционная и воздушная система кондиционирования пока в автомобилях не применяется в связи с тем, что они имеют большую металоёмкость, требуют больших мощностей на привод компонентов, имеют небольшой КПД. Но зато эти системы экологически чистые и на окружающюю среду фактически не влияют, за счёт того, что не применяется фреон.

В последнее время человечество начинает задумываться о мире в котором оно живёт и чтобы не потерять его остатки начинает принимать меры по устранению фреоновых и других систем разрушающих озоновый слой. И по этому будем надеется на то, что что будут изобретены или доработаны системы охлаждения, которые будут заменять фреоновые.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.      Журнал «АВТОМОБИЛИ» 3’ 1998 года.

2.      «Холодильные машины» Под редакцией проф. Н.Н. Кошкина 1973 г.

3.      «Абсорбционные холодильные машины» И.С. Бадылькес, Р.Л. Данилов 1966 г. Москва. Пищевая промышленность.

4.      «Устройство, эксплуатация и ремонт автомобильных систем кондиционирования зарубежных марок автомобилей».

14