Виды, преимущества и недостатки автономных автомобильных кондиционеров

Что такое хладагент?

Хладагент – это вещество, которое может легко переходить из одного агрегатного состояния в другое. Циркулируя по контуру системы, обеспечивает исправную работу кондиционера.

Некоторое время назад в кондиционерах применялся хлорсодержащий фреон R12. Однако данное вещество оказывало негативное влияние на озоновый атмосферный слой. Поэтому во всех автомобилях, выпущенных после 1993 года, стал применяться фторсодержащий R134a. Вещества этих двух типов являются несовместимыми.

Также существует новое поколение – R1234yf. Это наиболее экологически безопасный хладагент, который, однако, является воспламеняющимся веществом. До 2017 года автомобильные кондиционеры крайне редко адаптировались под новый хладагент. Однако сегодня многие страны начали постепенно переходить именно на R1234yf .

R134a является наиболее распространенным хладагентом в современных автомобилях

История

Самые первые климатические системы для автомобилей появились еще до Второй мировой войны. Стоила эта опция, как треть машины. В нашей стране, а точнее в отечественном автопроме, климатические системы стали устанавливать на «АвтоВАЗе» намного позже.
В 1933 году в Соединенных Штатах эти устройства считались неотъемлемой частью жилых помещений. В 1936 году инженеры занялись разработкой систем охлаждения воздуха для различных транспортных средств. Первые климатические установки появились в автопоездах для пассажиров. Принцип работы кондиционера автомобильного был такой же, как и в холодильниках. Он не изменился и сегодня.
Самый первый автомобиль, который комплектовался такой комфортной новинкой – Packard. Но монтаж обходился достаточно дорого – за 700 долларов можно было смело приобрести новую машину. Установка обходилась в 274 доллара – это одна треть стоимости. Среди неудобств этой первой модели выделялся большой объем системы. Установка занимала половину свободного места в багажнике, а автоматического управления еще не было. Эти приборы не получили хорошего отзыва и популярности. Их выпуск прекратился. В 1941 году к этой теме снова вернулись – это был американский Cadillac.
Началась война и все разработки пришлось прекратить. Возобновить работу удалось лишь после войны. В 1954 году инженеры совершили революцию в производстве этих климатических систем для авто. Так, на моделях марки Nach-Kelvinator стали монтировать настоящий климат-контроль, состоящий из вентиляции и отопления. Также система включала в себя кондиционер и отопитель. Этот климат отличался значительно меньшими размерами и помещался под капотом. Эти устройства стали более популярны, и спрос на них постоянно рос. Принцип работы кондиционера автомобильного с тех пор не менялся.
В начале 90-х годов в Штатах практически все авто, сходившие с конвейера, оснащались системами охлаждения воздуха. В нашей стране такие опции ставились лишь на авто членов правительства. Первый отечественный кондиционер устанавливался на отечественный ЗИЛ-111. В 60-х годах некоторые примитивные модели устанавливали на грузовики. И лишь в 1976 году по указу правительства этими системами стали комплектовать комбайны, грузовики, самосвалы.

Терморегулирующий клапан (ТРВ) автомобильного кондиционера

Расширительный клапан это усройство для регулирования количества хладагента, поступающего в испаритель.

Расширительный клапан является дросселем переменного сечения. Расширительный клапан устанавливается после фильтра осушителя, на впускном патрубке испарителя.

Расширительный клапан понижает давление и температуру хладагента настолько, чтобы при прохождении его через испаритель, обеспечить его испарение и интенсивный теплообмен. Калиброванное отверстие понижает давление входящей в клапан жидкости. Хладагент, поступающий из фильтра осушителя, представляет собой жидкость, под высоким давлением. Проходя через отверстие терморегулирующего вентиля, хладагент распыляется, при этом температура и давление хладагента понижается. Все это облегчает дальнейший процесс испарения хладагента в испарителе.

Как происходит процесс регулирования количества хладагента, проходящего через терморегулирующий вентиль?

Баллон термодатчика находится в термоконтакте с выпускным патрубком испарителя. Внутри баллона капиллярной трубки и сильфона находится газ – хладагент R12. При повышении температуры выпускного патрубка испарителя, давление хладагента R12 в термодатчике увеличивается и сильфон растягивается. Дно сильфона, через тягу давит на шарик или иглу, который перемещаясь, увеличивает поток хладагента, проходящего через расширительный клапан, вызывая понижение температуры выходной трубки и испарителя. Давления хладагента R12 в термодатчике уменьшается, сильфон сжимается, шарик перекрывает дроссель, вызывая уменьшение потока хладагента.

Как заправить систему в случае утечки фреона?

Многие водители осуществляют заправку бездумно. Они не задумываются о том, куда именно пропал фреон, и нормально ли это вообще. Некоторые даже знают, что у них есть протечка в системе кондиционирования, из-за которой газ улетучивается

В этом случае тоже необходимо заправить кондиционер, но сделать это важно правильно. На многих СТО предлагают за 500 рублей добавить в фреон специальный краситель, который будет улетучиваться вместе с фреоном

Затем при освещении системы ультрафиолетом протечку можно будет легко обнаружить – на месте протечки будет отчетливо видна краска.

Есть и другие способы определения утечки. Самый простой и дешевый, который часто практикуется на многих СТО, заключается в нанесении на радиатор или систему кондиционера мыльного раствора. Если раствор попадает на место утечки, то на этом месте образуется и начинает надуваться мыльный пузырь. Таким простым и бесплатным способом удается найти течь в системе кондиционирования буквально в течение 10 минут. Не нужно добавлять краску в фреон и ждать пару дней, когда эта краска улетучится. Таким способом обнаружения утечки можно самостоятельно ее выявить, правда, для этого необходимо знать, где находятся магистрали с фреоном. Чаще всего утечки обнаруживаются на местах стыков разных магистралей или на самом радиаторе – на него необходимо наносить мыльный раствор в первую очередь.

Рекомендации при использовании

Кондиционер в автомобиле — это не только приятная прохлада в жару, но и безопасность автомобилиста. Спасение от высоких температур — это повышение концентрации внимания (которое из-за жары, увы, снижается). Более того, при использовании системы кондиционирования можно забыть о том, что такое потные стёкла на окнах машины.

@CarGurus

Чтобы исключить риски негативного воздействия, следует соблюдать ряд рекомендаций при его использовании:

• Включать нужно не сразу. Для начала следует открыть окна на пару минут для проветривания. Оставить стёкла опущенными нужно и на какое-то время после включения кондиционера.
• Если комфортно ездить с самой низкой температурой, то снижать её к этому показателю нужно не сразу, а постепенно.
• Поток воздуха должен быть направлен не в лицо, а примерно в центр салона.
• Несколько раз в год желательно производить антибактериальную обработку.
• Менять фильтр нужно ещё до его выхода из строя. Проводить эту процедуру необходимо не менее, чем раз в год.

Связь самочувствия водителя и микроклимата в салоне

Вопросам обеспечения комфортных условий пребывания в автомобиле уделяют внимание все производители. По результатам многочисленных исследований установлено, что наиболее комфортными климатическими показателями для водителя/пассажиров является температура в диапазоне 18 – 20° С при уровне влажности 40 – 70%

Понижение температуры до 10 – 15° С приводит к переохлаждению организма и замедлению мыслительных и физиологических процессов. Повышение температуры до 25° С и выше приводит к повышенной утомляемости, снижению концентрации, появлению признаков сонливости. Дальнейшее повышение температуры до 30° С становится опасным – у водителя нарушается координация движений, реакция становится замедленной, способности адекватно оценивать дорожную обстановку резко снижаются.

Система вентиляции в принципе не способна контролировать микроклимат – в жаркую погоду при движении на малых скоростях (например, в городском потоке) она становится вообще бесполезной. Спасти может только кондиционер, поэтому водители, машины которых не оснащены современной системой кондиционирования, задумываются об её установке. Поскольку их транспортное средство не рассчитано на это, потребуются как минимум базовые знания о том, как устроен и работает это устройство.

Устройство компрессора кондиционера автомобиля

Задача компрессора – обеспечить перемещение фреона по замкнутому контуру. После компрессора фреон попадает в конденсор, где благодаря обдуву воздухом, производимым вентилятором, он охлаждается, конденсируясь на трубках радиатора, меняя своё агрегатное состояние на жидкое. Проходя через ресивер, хладагент очищается от загрязнений и поступает в терморегулируемый вентиль, задача которого – дозировано впрыскивать фреон в испаритель. Это узел, который непосредственно отвечает за охлаждение салона. Здесь хладагент в виде аэрозоли охлаждается ещё больше, переходя в газообразное состояние. Рабочий орган испарителя – это радиатор, или система трубок. Контактируя с ними, фреон охлаждает их поверхность, а вентилятор сдувает холод назад в салон.

Хладагент же двигается дальше, находясь в достаточно охлаждённом состоянии, попадая обратно в компрессор. Таким образом, круг замыкается, обеспечивая непрерывное поступление холодного воздуха в салон автомобиля. Участок от компрессора до ТРВ называют магистралью высокого давления, область от испарителя до компрессора – зоной низкого давления. Рабочие параметры автокондиционера контролируют датчики: при избыточном давлении, которое возникает, например, когда автомобиль стоит в пробке, вентилятор включается на полную мощность, помогая конденсору выполнить свою работу – преобразовать газ в жидкость и тем самым разгрузить магистраль. Если это не помогает, срабатывает датчик аварийного давления, отключающий кондиционер.

Мы уже упоминали, что компрессор потребляет немало энергии, отнимая у силового агрегата порядка 5 – 15 лошадиных сил, и этот отбор мощности на слабых моторах весьма ощутимо сказывается на динамических характеристиках. Кроме того, работающий кондиционер становится причиной роста расхода топлива (до 1 литра на 100 км.), что заставляет многих водителей ездить с выключенной системой кондиционирования, несмотря на адскую жару. Понятно, что открытые окна при невысокой скорости движения малоэффективны, а при скоростной езде это мощный источник сквозняков. Так что если хочешь ездить с комфортом, нужно смириться с дополнительными расходами и снижением приёмистости двигателя.

Комфортный микроклимат

Интуитивно все мы примерно понимаем, какими должны быть температура и влажность, чтобы наше самочувствие не страдало. Между тем понятие комфортного микроклимата оперирует вполне определёнными характеристиками, основанными на многочисленных исследованиях. Оптимальные для человеческого организма условия – не константа, поскольку показатели температуры/влажности внутри салона зависят от внешних условий, а также длительности предстоящей поездки. Для одних людей оптимальным будет обдув прохладным воздухом верхней части тела, другие чувствуют себя намного лучше, если в первую очередь охлаждаются ноги.

Неблагоприятная среда сказывается и на безопасности: если водителю жарко, его скорость реакции и ясность мышления заметно снижаются. Многим нашим читателям будет интересно ознакомиться с таким документом, как сервисное пособие от Audi с описанием значений неблагоприятных условий для водителя и пассажиров, требующих включения кондиционера (которое один к одному совпадает с оценками специалистов Volkswagen):

• если снаружи температура воздуха опускается до -20º C;
• если при обеспечении воздухообмена в салоне на уровне 8 кг./минуту температура остаётся высокой (28º C и выше);
• при температуре снаружи более 35º C;
• если в салоне при воздухообмене 10 кг./минуту температура составляет от 23º C;
• когда температура в салоне – 10º C или ниже;
• если в салоне при воздухообмене 4 кг./минуту температура составляет 2/15º C.

Автомобили, которые оснащены только системой вентиляции (а таковыми является многочисленное семейство ВАЗов), летом оказываются бессильными перед изнуряющим зноем. Обеспечить достаточное охлаждение воздуха в салоне и избавить его от избыточной влажности в состоянии только кондиционер. Так что этот климатический прибор становится стандартом де-факто для практически всех конфигураций новых автомобилей.

Компрессор автокондиционера

Компрессор автокондиционера является главным элементом системы и служит для сжатия газообразного хладагента низкого давления и обеспечения циркуляции хладагента в системе. Имеются более 40 различных видов компрессоров, которые используются сегодня, но наибольшее распространение получили поршневые и роторно – лопастные.

Поршневые компрессоры автокондиционера имеют один и более поршней, объединенных по разным схемам: в ряд, соосно друг другу, горизонтально опозитно (поршни направлены в разные стороны) или V-образно. Большинство используемых в настоящее время компрессоров автокондиционера имеют несколько поршней, которые приводятся в движение «качающей шайбой», которая насажена на вал компрессора. При вращении вала, качающаяся шайба перемещает поршни в осевом направлении, заставляя их сжимать хладагент.

Компрессоры автокондиционера лопастного типа состоят из ротора, имеющего несколько лопастей и корпуса прецизионной формы. При вращении ротора лопасти образуют полости с переменным объемом. Хладагент через впускное отверстие попадает в очередную полость. Далее, при вращении ротора, объем этой полости уменьшается. Выпускное отверстие распологается там, где лопасти достигают наименьшего размера, хладагент , соответственно, наибольшего давления.
Привод компрессора автокондиционера осуществляется приводным ремнем от шкива коленчатого вала автомобиля через шкив электромагнитной муфты. Муфта с электромагнитным управлением рассоединяет сам компрессор и его приводной шкив, когда это необходимо, или когда работа компрессора не требуется. В старых конструкциях компрессоров муфта представляет собой соленоид, объединенный с ведущим шкивом компрессора и вращающийся вместе с ним. Во всех новых конструкциях компрессоров муфта неподвижна. В большинстве компрессоров соленоид расположен за ведущим шкивом компрессора, или сбоку от него, а нажимной диск муфты – перед шкивом. При включении системы кондиционирования на соленоид подается питание, возникает магнитное поле, прижимающее нажимной диск к ведущему шкиву. Так вращающий момент поступает к компрессору. см.Рис.

При работе автомобильного кондиционера, компрессор «отбирает» от двигателя от 1,5 до 15 л.с.мощности.

Смазка трущихся частей компрессора осуществляется специальным компрессорным маслом, которое циркулирует в системе, растворенное в хладагенте. Марка масла зависит от используемого в системе хладагента. Для каждого конкретного типа компрессора рекомендован свой перечень масел компрессорных масел

Устройство автомобильного кондиционера

Любой автомобильный кондиционер состоит из пяти основных узлов:

1. Компрессор. Может быть поршневым, лопастными или любым другим.
2. Конденсатор, чаще всего расположенный в передней части двигательного отсека за радиаторной решеткой.
3. Расширительный клапан, который регулирует подачу хладагента в испаритель.
4. Испаритель, расположенный в салоне.
5. Расширительная емкость с осушителем, через которую хладагент проходит на пути к испарителю.

Все элементы соединены между собой трубками и гибкими шлангами, по которым хладагент циркулирует в жидком и газообразном состоянии. Хладагент это особая смесь из веществ с подходящими физическими свойствами с добавлением устойчивого к холоду компрессорного масла.

Фактическая конструкция кондиционера может отличаться дополнительными узлами. Так, в некоторых авто конденсатор снабжается вентилятором для охлаждения, иные – снабжаются расширительным клапаном с цифровым управлением и тому подобное.

Компрессор вращается за счет двигателя, и соответствующее движение передается через ремень или электромагнитный контур (чаще всего в электромобилях и гибридных авто). Для успешного обслуживания кондиционера достаточно понимать конструктивные нюансы только своего авто.

Технически к системе автомобильного кондиционера также относятся крыльчатки в салоне, воздушные фильтры, вентиляторы, обдувающие конденсатор и множество других компонентов. Но их разнообразие очень велико, а принципиальная роль в работе кондиционера не так значительна, как основных узлов.

Преимущества автономного автокондиционера

В принципе, эффективность обеих типов портативных автомобильных кондиционеров примерно одинакова. Если говорить о стоимости, то она тоже лежит в одном ценовом диапазоне, и это, в принципе, немалая сумма – в районе тысячи долларов. Поэтому такие сплит-системы устанавливают преимущественно в грузовики и микроавтобусы, а также в легковые авто, оборудованные верхним люком. С точки зрения сложности монтажа при наличии минимального опыта и соответствующего инструмента установка в проем верхнего люка займёт не более 2 – 3 часов. Если для этого потребуется вырезать окошко (при условии, что хозяин согласен на такой тюнинг), монтаж займёт примерно вдвое больше времени.

В обслуживании водяной автомобильный кондиционер от прикуривателя намного проще, ремонт его также потребует минимальных вложений средств, да и с точки зрения энергопотребления этот вариант намного более предпочтителен. Одна из основных проблем – наличие ёмкости для воды. Для грузовиков это не проблема – 30 – 40-литровый бак можно установить, например, на задней плоскости кабины. Не проблема найти место для воды и в микроавтобусе, а вот с легковым автомобилем немного сложнее.

Хотя, если честно, для поездок в пределах города достаточно и меньшего объёма, поскольку расход воды для климатических систем данного типа составляет в пределах 2 – 5 литров в час: чем выше температура воздуха на улице (и в салоне соответственно) – тем больше расход. Вода годится обычная водопроводная. Периодический уход за баком состоит в его чистке и обеззараживании – раз в год, обычно в конце сезона, в него заливается специальный антисептик (в виде порошка или жидкости), после чего система хорошенько просушивается. Разумеется, не обходится и без использования фильтра, задерживающего крупные и средние частицы мусора, предотвращающего быстрое засорение трубопроводов. Такой кондиционер можно эксплуатировать не только в жару, но и в межсезонье, если требуется приток свежего осушенного воздуха.

Виды

В нынешнее время существуют кондиционеры 3 видов. Их устройство отличается, что объяснимо использованием разных схем функционирования. Каждый из них рассмотрен в нижеуказанной таблице.

Какие бывают автомобильные кондиционеры: классификация

Кондиционер накрышный Webasto Cool Top Vario 10E

При выборе подходящей охлаждающей установки надо обращать внимание и на существующие типы. Среди разнообразия выделяют:

1. Приборы с ручным управлением. Регулятор находится на приборной панели, а водитель сам контролирует, включает и устанавливает необходимую мощность работы. Новые модели дополнительно оснащены датчиком температуры, потому могут передавать на панель показатели.
2. Автоматические или системы климат-контроль. Обдув и обогрев салона обеспечивается при обнаружении колебаний свойственных температур покоя. Устройство запускается автоматически, не требует от водителя постоянной регулировки.

Самодельный автокондиционер

Можно сделать вариант автокондиционера своими руками (который будет тоже довольно эффективным).

Для этого необходимо взять пластиковый контейнер, компьютерный вентилятор, пластиковую трубу-воздуховод. В крышку пластикового контейнера надо встроить вентилятор и воздуховод. Вентилятор подключается в сеть (12 В). В качестве хладагента используем лёд. Вентилятор «гонит» воздух через контейнер со льдом, охлаждённый воздух подаётся в салон автомобиля. Самодельная система будет работать, пока не растает лёд.

Самостоятельная диагностика автокондиционера

Знание того, как правильно пользоваться кондиционером в машине, вовсе не означает, что за ним не следует ухаживать и вовремя проверять работоспособность его узлов и деталей. Обычно такую процедуру автовладельцы выполняют ранней весной, накануне сезона высокой температуры. Очень важным фактором, влияющим на качество и долговечность работы климатической системы, является объём фреона, находящегося в системе. Нехватка хладагента чревата такими неприятностями, как недостаточное охлаждение воздуха в салоне, а также повышенная нагрузка на компрессор, вследствие чего он изнашивается и выходит из строя намного быстрее.

Причина недостаточного уровня фреона может заключаться как в его недозаправке, так и из-за разгерметизации контура (например, при появлении микротрещин на корпусе конденсатора, при повреждениях трубок, по которым циркулирует фреон, при изнашивании прокладок и т. д.). Подобную неприятность можно диагностировать самостоятельно, не прибегая к услугам специалистов. Прежде всего, необходимо выяснить уровень хладагента, рекомендованный автопроизводителем. Обычно он указывается в руководстве по эксплуатации транспортного средства в миллилитрах.

Проверить нехватку фреона можно несколькими способами. Для начала прислушайтесь, не слышно ли звуков щёлкающего характера в районе компрессора при включении системы кондиционирования. При их наличии можете смело отправляться в ближайший автосервис для дозаправки кондиционера. Отсутствие щелчков не означает, что с объёмом фреона в системе всё в порядке. Второй способ диагностирования этой неисправности заключается в визуальном осмотре трубок устройства. Если в каком-нибудь месте обнаружите разводы масла – это означает, что имеет место быть утечка фреона.

Появление неприятных запахов в салоне свидетельствует о том, что испаритель требует проведения антибактериальной обработки. В результате длительной эксплуатации в этом узле создаются благоприятные условия для размножения бактерий и микробов, скапливающихся на трубках радиатора. При включении климатической системы поток воздуха вместе с продуктами жизнедеятельности этой микрофлоры устремляется в салон, формируя стойкий неприятный запах. Следует отметить, что и вдыхать такой воздух – опасно для здоровья. Поэтому дезинфекция испарителя вместе с заменой фильтров автокондиционера – операция, которую следует выполнять, не дожидаясь появления зловония.

Не забываем про масло в системе

Если вам пришлось-таки снимать компрессор автомобильного кондиционера и ремонтировать, то есть вероятность, что вы нарушили баланс масла внутри системы для ее правильного функционирования. Чтобы потом не появились новые проблемы, связанные уже с этим участником охлаждения, есть несколько рекомендаций от опытных автомобилистов. Когда вы демонтировали компрессор, в системе масло в определенном количестве осталось, потому что не все успело стечь с магистралей. В первую очередь, если вами произведена замена компрессора, то эти остатки надо принудительно слить. Во все новые агрегаты масло уже заправлено в нужном количестве.

Слив масла из магистралей

Если вы просто делали ремонт, а потом устройство поставили на место, то масло придется долить. Но количество берется не с потолка, потому что избыток этого компонента в системе чреват заклиниванием, после которого вам поможет только замена компрессора. Когда вы сняли устройство, слейте из него масло, замерив объем. После ремонта вам придется залить в компрессор новое (предпочтительнее) или то же самое, а количество взять на 40 г больше. Правда, эту цифру лучше уточнять в документации к модели вашего устройства. Заливать масло следует через порт высокого давления, в ином случае есть риск не достичь нужного вакуумирования внутри агрегата.

Главная →

Устройство → Система охлаждения, обогрева и вентиляции → Кондиционер →