- Состав и работа системы кондиционирования воздуха в автомобиле
- Функции компрессора
- Конденсатор
- испаритель
- Термостатический расширительный клапан
- Вентилятор
- Система кондиционирования воздуха в автомобиле
- Система кондиционирования: как она устроена, принцип работы, достоинства и недостатки
- Автоэлектрик запретил заряжать гаджеты через прикуриватель: чем это грозит?
- Автослесарь назвал 3 вещи, которые нужно заменить в б/у авто, чтобы оно не ломалось годами
- В России создадут единую автомобильную платформу, которая объединит модели трех сегментов
- Самое популярное на этой неделе.
- Гаишник разъяснил, почему водители стали повально снимать ветровики с автомобилей
- Инспектор назвал машины, которые почти не останавливают для проверки ГАИ
- Бюджетная Lada Iskra будет надежнее «Весты»: кузов новинки полностью защищен от коррозии
- В России создадут единую автомобильную платформу, которая объединит модели трех сегментов
- В автосалоне рассказали, как убить двигатель, проверяя уровень масла
- История появления автокондиционеров
- Как устроена система
- Каков принцип работы данного сервиса
- Преимущества и недостатки системы
- Наиболее популярные поломки системы
- Основные советы, соблюдение которых позволит продлить срок эксплуатации системы
Сегодня мы рассмотрим физику явлений, определяющих работу каждого кондиционера.
Как известно, каждое вещество может находиться в трех состояниях: твердом, влажном и газообразном.
При различных воздействиях оно может переходить из одного состояния в другое. В автомобильном кондиционере на фазовые превращения влияет хладагент — фреон.
Отметим основные природные явления, происходящие с хладагентом в системах кондиционирования.
1. объемное сжатие. При объемном сжатии газа происходит его нагрев.
2. объемное расширение. Объемное расширение вызывает повышение температуры хладагента.
3. испарение — переход из влажного состояния в газообразное.
4. концентрация — переход от газа к влаге.
При испарении и конденсации происходят фазы вещества, характеризующиеся испарением и конденсацией скрытой теплоты. Это явление сопряжено с выделением и поглощением большого количества тепла по сравнению с нагреванием или охлаждением в ситуации фазового превращения.
Для понимания рассмотрим пример с водой. Чтобы превратить 1 кг воды в пар (при заданных условиях), необходимо затратить — на испарение — 100 Вт энергии, а на нагрев — около 1000 Вт, то есть в десять раз больше энергии. Обратное тоже верно.
При парообразовании из 1 кг воды выделяется 1000 Вт при фазовом переходе и 100 Вт при охлаждении. Таким образом, кондиционирование воздуха основано на явлении фазовых переходов хладагентов.
Состав и работа системы кондиционирования воздуха в автомобиле
Система кондиционирования воздуха в автомобиле состоит из следующих узлов
Система кондиционирования воздуха в автомобиле работает следующим образом Компрессор работает от электростанции (и требует много энергии). Этот элемент, работая, обеспечивает циркуляцию хладагента в замкнутой системе.
Первоначально он попадает в конденсатор, где становится влажным. Затем этот переход сопровождается положительной теплопередачей в окружающую среду, что приводит к изменению кумулятивного состояния хладагента.
После конденсатора хладагент направляется к испарителю через вспомогательное оборудование системы. Там снова образуются газы — процессы, изменяющие состояние вещества.
Все это сопровождается активным поглощением тепла. Испаритель также расположен под приборной панелью и поэтому поглощает тепло из салона. Поглощение тепла также сопровождается выделением холода и распространяется по салону благодаря вентилятору, расположенному перед испарителем. После испарителя хладагент поступает в компрессор, и весь процесс повторяется в полном объеме.
Далее рассмотрим подробнее каждый из блоков.
Функции компрессора
Компрессор осуществляет бешеное объемное сжатие и тем самым реализует свой нагрев. Компрессор представляет собой насос. Шкивы компрессора работают на приводном ремне от двигателя автомобиля. На входе в компрессор находится фреоновый газ, который сжимается в компрессоре. За счет объемного сжатия фреон нагревается, и на вход конденсатора поступает газ фреон под высоким давлением и температурой около +90c.
Конденсатор
Конденсатор конденсирует и охлаждает фреон. Конденсатор представляет собой теплообменник, в котором происходит процесс теплопередачи; тепловая энергия фреона передается в окружающую среду через пластины конденсатора. Фреон охлаждается и большая его часть переходит во влажную фазу. На выходе из конденсатора температура фреона составляет около +50c, в основном в жидкой фазе. Затем фреон поступает в ресивер. В ресивере происходит отделение влажной фазы от газообразной, отделение механических примесей (от работы компрессора) и промывка от обезвоживания фреона. На выходе из ресивера находится горячий жидкий фреон, который с помощью ТРВ поступает в испаритель.
испаритель
Испаритель представляет собой теплообменник с терморегулирующим клапаном (ТРВ) на входе. В испарителе происходит объемное расширение (падение температуры), нагрев и испарение фреона. ТРВ представляет собой клапан диаметром около 2 мм. Разные диаметры приводят к разным перепадам давления. Весь контур кондиционера разделен на две зоны. Зона высокого давления (от компрессора до ТРВ) и зона низкого давления (от ТРВ до компрессора).
Фреон под давлением поступает в испаритель, где его объем и температура уменьшаются. Затем вентилятор испарителя прогоняет горячий поток из кабины через пластины испарителя. Происходит теплообмен. Пластины нагреваются, фреон нагревается до испарителя, фреон начинает испаряться, а активное тепло отводится от пластин испарителя. Оно переходит в газообразное состояние и поступает в компрессор. Затем цикл повторяется.
Термостатический расширительный клапан
ТРВ — это терморегулирующий клапан, который регулирует поток фреона в испаритель. Для регулирования потока ТРВ открывает и закрывает проходные отверстия. Поршень клапана связан с мембраной, которая действует от газа к тепловому пути клапана. Термолоток вплотную прилегает к выпускной трубе и регулируется таким образом, чтобы предотвратить замерзание выхлопа. Это означает, что при появлении инея клапан полностью прерывает подачу хладагента в испаритель. Таким образом, система кондиционирования воздуха является саморегулирующейся. На рисунке выше показана типичная схема системы кондиционирования.
Вентилятор
На схеме выше показаны два вентилятора: осевой для конденсатора и центробежный для испарителя. Их задача — направлять поток воздуха через пластины теплообменника, обеспечивая тем самым необходимое охлаждение конденсатора и тепловую нагрузку на испаритель. Повреждение любого из вентиляторов неизбежно скажется на работе системы кондиционирования.
Система кондиционирования воздуха в автомобиле
Бельва, Н. П. Автомобиль / Н. Бельва Системы кондиционирования воздуха. — Текст: прямой // New Scientist. -2018. — № 49 (235). — с. 25-27. -URL: https: //moluch. ru/archive/235/54660/ (Дата обращения: 17. 11. 2024).
Автомобильные кондиционеры — это разновидность систем кондиционирования воздуха, устанавливаемых в автомобилях, которые позволяют охлаждать воздух в салоне и устранять посторонние запахи.
Автомобильные системы кондиционирования отличаются тем, что для своей работы они не используют электричество, а используют часть энергии, которую дает двигатель. Мощность двигателя для работы кондиционера передается ремнем. Для теплообмена холодильник кондиционера располагается в передней части автомобиля и улучшает воздушный поток. Вода из испарителя кондиционера стекает прямо под автомобиль, поэтому при работе кондиционера под автомобилем часто можно увидеть лужи.
Впервые такие установки появились на автомобилях в качестве дополнительного компонента в США в 1933 году. В основном они использовались в представительских автомобилях и роскошных лимузинах.
Первым автомобилем, который мог похвастаться заводской установкой кондиционера, стал Packard в 1939 году. Однако такая установка была очень дорогой и стоила более трети стоимости этого автомобиля. Кроме того, в дополнение к блокам под капотом и в салоне, этот блок занимал почти половину багажного отделения, но был эффективным и примитивным. Поэтому этот вариант не пользовался популярностью и был снят с производства после 1941 года.
С другой стороны, стремительное развитие технологий в начале 1950-х годов и значительное повышение уровня автомобильных аксессуаров привели к тому, что к 1954 году кондиционер можно было устанавливать в качестве опции в большинстве автомобилей американских марок. Например, в 1952 году кондиционер предлагался в качестве опции на Chrysler Impala. Как и предыдущие версии, AirTMP (Chrysler’s Air Condyser) имел основной блок в багажнике автомобиля, но занимал гораздо меньше места, чем его предшественник. Его производительность также значительно возросла, теперь он мог охладить салон огромного легкового автомобиля Chrysler на 50-30 градусов за две минуты.
Кроме того, в отличие от самых примитивных образцов, они были существенно тише и имели более совершенную систему управления потоками холодного воздуха, которая равномерно распределяла весь желчный воздух по салону и работала не только с рециркуляцией, но и с поступлением воздуха в систему. через большую решетку радиатора на заднем крыле автомобиля. В 1955 году эта система перекочевала практически на весь модельный ряд Crysler Corporation.
До наступления эры автоматического кондиционирования воздуха в южных штатах заправочные станции предоставляли услугу подачи холодного воздуха в автомобиль.
Революция в области автокондиционирования произошла в 1954 году, когда Nash Kelvinator стал пионером комплексной системы вентиляции и отопления, которая включала в себя и отопление, и кондиционирование воздуха, и размещала все аксессуары под капотом, не отнимая багажного отделения. Нагретый или холодный воздух поступал в современные автомобили, а также через вентиляционные отверстия в лобовом стекле автомобиля.
С тех пор практически все производители использовали эту схему, что привело к развитию систем кондиционирования. В результате популярность этих систем в нашей экономически развитой стране начала стремительно расти. К концу 1980-х годов в США около 90 % автомобилей были оснащены системами кондиционирования.
В СССР системы кондиционирования касались только правительственных автомобилей. Пионером стал ЗИЛ-111А, запущенный в серийное производство в 1959 году. Этот автомобиль был оснащен советским кондиционером с тем же началом, что и иномарки.
Рисунок 2. Первый советский автомобиль с кондиционером.
Кондиционеры стали доступны массовому покупателю в отечественном автопроме после распада Советского Союза. В конце 2000-х годов такие системы появились в прайс-листе различных модификаций Волги 3110, а первая модель LADA с заводской установкой кондиционера появилась только в 2007 году.
Как правило, схема работы системы кондиционирования автомобиля остается неизменной уже около 50 лет. Вносились лишь различные дополнительные фильтры, системы автоматического управления и незначительные корректировки для улучшения работы системы.
Одним из основных компонентов системы является компрессор, который перемещает хладагент по всей системе. В качестве хладагента обычно используется фло-он. Компрессор работает от двигателя: через ременную передачу. Поэтому, когда в автомобиле работает кондиционер, расход топлива увеличивается.
Компрессор сжимает фреон, который нагревается, и направляет его в конденсатор. Там фреон охлаждается вентилятором и переходит во влажное состояние по трубам конденсатора, который отдает холодильнику тепло, отдаваемое им в атмосферу.
Затем хладагент проходит через систему очистки и поступает в испаритель, где начинает кипеть, переходит в газ и переохлаждается. Именно это испаритель выводит в салон через вентилятор, приготовленный фреон возвращается в компрессор, и цикл повторяется.
Рисунок 3. Схема системы кондиционирования воздуха в автомобиле
Многие водители ошибочно полагают, что при работе кондиционера система отопления отключается. Кондиционер и отопление могут работать одновременно — горячий воздух из радиатора отопления и холодный воздух из испарителя смешиваются. Поскольку радиатор и испаритель находятся в одном блоке, движение часто обеспечивается одним и тем же вентилятором.
Существует два типа автомобильных систем кондиционирования: кондиционирование воздуха и кондиционирование воздуха. Кондиционер отличается от воздушного кондиционера тем, что второй управляется механически и только охлаждает воздух. Системы кондиционирования воздуха управляются автоматически и не только охлаждают, но и нагревают воздух, смешивая холодные потоки воздуха для создания комфортной температуры внутри автомобиля в определенный момент.
Поэтому при использовании кондиционера водитель должен выбрать желаемую температуру в салоне, а система регулирует ее в соответствии с этим показателем. Владельцы обычных кондиционеров должны постоянно включать и выключать его для поддержания комфортной температуры.
Ключевые термины (генерируются автоматически): кондиционер, автомобиль, охлаждение воздуха, автомобильный кондиционер, система, салон, салон автомобиля, система кондиционирования, США, автомобиль.
Система кондиционирования: как она устроена, принцип работы, достоинства и недостатки
Автоэлектрик запретил заряжать гаджеты через прикуриватель: чем это грозит?
Автослесарь назвал 3 вещи, которые нужно заменить в б/у авто, чтобы оно не ломалось годами
В России создадут единую автомобильную платформу, которая объединит модели трех сегментов
Самое популярное на этой неделе.
Гаишник разъяснил, почему водители стали повально снимать ветровики с автомобилей
Инспектор назвал машины, которые почти не останавливают для проверки ГАИ
Бюджетная Lada Iskra будет надежнее «Весты»: кузов новинки полностью защищен от коррозии
В России создадут единую автомобильную платформу, которая объединит модели трех сегментов
В автосалоне рассказали, как убить двигатель, проверяя уровень масла
Большинство современных автопроизводителей заинтересованы в комфорте пассажиров и водителя, поэтому оснащают свои новые автомобили целым рядом помощников. Одной из самых важных систем является кондиционер. Благодаря его наличию, в теплое время года в салоне автомобиля можно создать благоприятную климатическую обстановку. В современных условиях большинство производителей новых моделей устанавливают кондиционер даже в моделях эконом-класса. Как и многие другие автомобильные агрегаты, системы кондиционирования имеют специфические устройства, свои положительные и отрицательные стороны, а также определенные принципы работы, о которых мы расскажем ниже.
История появления автокондиционеров
Впервые система, способная охлаждать воздух в салоне автомобиля, была применена американским производителем в 1933 году. Впоследствии разработчики новых моделей стали оснащать подобными услугами самые дорогие модели и лимузины. Основное отличие старых вариантов систем кондиционирования от современных заключается в размерах. В этих вариантах установки размещались в кузове автомобиля. Кроме того, существенным недостатком можно объяснить отсутствие системы управления кондиционером.
Как устроена система
Работа системы охлаждения в автомобиле обязательно должна включать в себя следующее
Каков принцип работы данного сервиса
Системы кондиционирования воздуха работают по принципу замкнутого цикла. Газ фреон, подаваемый в систему, сам находится под давлением работающего компрессора. В результате давление в системе повышается, и фреон нагревается. Нагретый материал перенаправляется в конденсатор. Там, благодаря выделению накопленного тепла, фреон конденсируется и превращается в жидкость под высоким давлением. Затем хладагент по трубопроводу системы поступает в осушитель, где очищается от различных частиц и капель воды, делая сам механизм неэффективным.
На следующем этапе хладагент проходит через расширительный клапан. При этом давление в системе снижается, а сам хладагент начинает превращаться в газ. На последнем этапе фреон перемещается в испаритель, где из-за значительного падения давления происходит испарение и поглощение тепла изнутри автомобиля. Пройдя через испаритель, хладагент возвращается в компрессор, и весь процесс повторяется снова.
Преимущества и недостатки системы
Системы кондиционирования предназначены для создания приятной климатической среды внутри автомобиля, но у них есть как положительные, так и отрицательные стороны. К плюсам можно отнести только одно — в теплые периоды можно регулировать комфортную температуру в салоне. При этом для ее создания водителю не нужно открывать окна автомобиля. Нет необходимости запускать еще одну вытяжку воздуха, нагнетаемого в салон, так как этот помощник позволяет охлаждать имеющийся в салоне воздух.
Однако среди недостатков этой системы можно выделить следующие
Наиболее популярные поломки системы
Как и любое другое устройство, система охлаждения подвержена различным видам износа. К наиболее распространенным видам повреждений автомобильного кондиционера относятся
Основные советы, соблюдение которых позволит продлить срок эксплуатации системы
Чтобы обеспечить максимальное охлаждение автомобиля, владельцы должны следовать следующим рекомендациям
В целом, система кондиционирования является важным элементом автомобиля и повышает комфорт пассажиров. В то же время наличие более современных услуг, таких как кондиционирование воздуха, снижает популярность кондиционеров в автомобилях.
detector