Теория и практика работы автомобильного кондиционера

[Santer]

Кондиционер отбирает у воздуха тепло и понижает уровень его влажности. Поэтому воздух в салоне всегда более прохладный и менее влажный, что создает ощущение свежести.

Как он работает?
Стандартный кондиционер состоит из нескольких узлов, соединенных герметичной системой трубок. Система заполнена хладагентом, который переходит из жидкой формы в газообразную и обратно, перенося тепло из салона.

Самой важной деталью, от которой зависит эффективность работы кондиционера, является регулирующий вентиль. Вентиль установлен на испарителе, размещенном в салоне автомобиля. Хладагент в виде жидкости под высоким давлением поступает через регулирующий вентиль в испаритель, где разбрызгивается в виде газо-капельной смеси (тумана). Регулирующий вентиль может быть игольчатым или типа диафрагмы.

Внутри игольчатого вентиля есть отверстие, а расположенная в отверстии иголка способна больше или меньше перекрывать его, изменяя, таким образом, эффективное сечение. Игла приводится в действие от термодатчика, расположенного внутри испарителя.

Жидкий хладагент, проходя через маленькое отверстие в вентиле, испаряется и превращается в газ под низким давлением. Этот процесс сопровождается резким падением температуры. Чем меньше отверстие, тем холоднее становится хладагент, то есть температуру в испарителе можно регулировать, вводя или выводя иглу из отверстия. Температура поверхности испарителя должна быть близка к точке замерзания воды, но не ниже ее, иначе на испарителе образуется лед, что затруднит движение воздуха и передачу тепла хладагенту.

Как уже говорилось, вместо игольчатого вентиля иногда устанавливается диафрагма. В ней нет движущихся частей, поэтому расход хладагента в испаритель не регулируется, но подача его контролируется при помощи термореле или реле давления. Превратившись в газ низкого давления, хладагент проходит по испарителю (теплообменнику) и отбирает тепло у воздуха в салоне. Для большей эффективности этого процесса теплообменник снабжен ребрами. Содержащаяся в воздухе влага конденсируется на внешней поверхности теплообменника и сливается вне салона. Воздух, пройдя через теплообменник, возвращается в салон более холодным и сухим.

Накопленное хладагентом тепло необходимо отдать в атмосферу, для чего хладагент с помощью компрессора направляется в конденсатор (это еще один теплообменник, расположенный обычно в передней части автомобиля).

Компрессор, задача которого - прогонять хладагент по трубкам системы, перенося тепло с низкого температурного уровня на более высокий, работает по принципу насоса и приводится ремнем от двигателя через электромагнитную муфту, чтобы кондиционер можно было отключать. Когда компрессор работает, он создает разрежение, которое "высасывает" газообразный хладагент из испарителя.

Внутри компрессора давление хладагента повышается, и он поступает в конденсатор, но уже в виде газа под высоким давлением. В конденсаторе газ превращается снова в жидкость, при этом содержащееся в ней тепло рассеивается с поверхности конденсатора в атмосферу. Из конденсатора хладагент - уже в виде жидкости под давлением - снова подается на регулирующий вентиль, и цикл повторяется.

Дополнительные фишки


На практике в описанную схему входят еще кое-какие узлы, в частности, "ресивер-осушитель", который часто (но не всегда) монтируется между конденсатором и регулирующим вентилем. Это устройство (его иногда называют "аккумулятором") фильтрует хладагент и удаляет из него влагу. Иногда осушитель снабжается цветовым индикатором, который показывает, когда его пора заменить (это, значит, что он набрал максимум влаги). В систему трубок, (между конденсатором и испарителем) иногда встраивают смотровое стекло, и тогда можно наблюдать за состоянием хладагента (наличие ненужных пузырьков и т.д.).

В систему кондиционирования входят также нагнетатель, прогоняющий воздух через испаритель, и вентилятор с термостатом, повышающий эффективность работы конденсатора. Обычно в систему входит также датчик давления с выключателем. Он расположен рядом с ресивером-осушителем и управляет работой компрессора и вентилятора конденсатора, а также поддерживает оптимальное давление в системе (разное для разных систем).

В большинстве систем над испарителем крепится еще и нагревательный элемент. Поток воздуха с помощью "смесительной заслонки" распределяется между испарителем и нагревателем так, чтобы придать ему желаемую температуру.

А как с экологией?


Еще недавно в автокондиционерах применялся фреон R12. Потом было установлено, что содержащиеся в нем хлорфторуглероды губительно воздействуют на озоновый слой, поэтому сейчас выпускать R12 в атмосферу запрещено. К тому же, под воздействием открытого пламени R12 выделяет смертельный газ фосген. Пока еще разрешено заполнять им кондиционеры прежних выпусков, как разрешается и эксплуатация этих кондиционеров.

Соответственно, цена на фреон R12 повышается на 5-10 % в месяц. В конце концов она станет такой, что "перезаряжать" старые системы станет просто разорительно. Уже сейчас фреон R12 стоит на Западе $150 за килограмм, а два года назад стоил $65. В современных системах используется более "экологичный" хладагент - R134А.

Системы, рассчитанные на R134А, устроены так, чтобы при обслуживании и ремонте не было утечек. Для этого в нужных местах установлены специальные клапаны и другие приспособления.

Теоретически, R134А можно закачать и в старый кондиционер, внеся соответствующие изменения. Однако, этот хладагент процентов на 15 менее эффективен, чем R12, поэтому кондиционер старого типа будет с ним работать хуже. Кроме того, существует еще одна проблема: хладагент R134А просачивается, хотя и слабо, через шланги, сделанные из чистой резины. Для этого вещества необходимы специальные шланги с внутренней нейлоновой сплеткой. В то же время в старых системах применяются так называемые "заершенные" соединительные штуцеры, которые способны прорвать эту оплетку. Одним словом, на данный момент выгоднее пользоваться старым хладагентом.

Вообще-то, существуют так называемые "заместительные" хладагенты, предназначенные для замены R12 и не требующие дорогой переделки системы на R134А, но, как говорят специалисты, их нельзя и на пушечный выстрел подпускать к кондиционеру. Некоторые из этих веществ содержат бутан, который может воспламениться внутри системы, кроме того, он погубит тестовое оборудование.

Если вы хотите перейти с R12 на R134А, то лучше всего поменять вместе с хладагентом масло (минеральное на синтетическое) в системе, установить новый ресивер-осушитель, сменить резиновые шланги и проверить работу всех узлов. Тогда есть надежда, что система будет работать удовлетворительно.

Чтобы все работало


Для того, чтобы система кондиционирования хорошо работала, нужно уметь с ней обращаться. Например, многие не понимают, что кондиционер только тогда будет работать эффективно, когда в машине закрыты все окна, а также люк (если есть). Чтобы быстрее охладить салон в очень жаркий день, нужно на минуту-другую открыть все двери, чтобы машину продуло, затем все закрыть и включить кондиционер (при работающем двигателе).

Осушающее воздействие кондиционера снижает запотевание ветрового и боковых стекол салона, поэтому иногда кондиционер полезно включать одновременно с печкой. Правда, многие климатические системы не предусматривают одновременной работы кондиционера и печки.

В системе кондиционирования есть масло, которое циркулирует вместе с хладагентом. Если система долго бездействует, некоторые ее детали, в частности неопреновые прокладки, пересыхают и разрушаются, давая течь. Поэтому желательно раз в неделю включать кондиционер не меньше, чем на десять минут, в том числе и зимой, чтобы масло смазало все узлы системы.

Что можно починить


Кондиционеры не подлежат "домашнему" любительскому ремонту. Этот номер не пройдет. Хладагент - вещество капризное, для его полной откачки и закачки нового требуется профессиональное оборудование, а чтобы обеспечить полную герметичность, нужны специальные высокочувствительные приборы для выявления утечек.

Если кондиционер сломался, значит, как минимум, какие-то детали нужно заменить, в том числе специальные трубки и фитинги, но существует множество их типоразмеров. А для крепления трубок к фитингам применяются специальные обжимные приспособления.

ак что, если у вас возникли проблемы с кондиционером, полагайтесь только на специалистов. Обращайтесь в фирмы, которые производят сложный ремонт, а не только закачивают улетучившийся хладагент. Если хладагент "ушел" из системы, то вначале нужно найти причину, иначе новый хладагент улетучится точно так же!

Аналогично, если у вас заклинило компрессор, то просто заменить его недостаточно - через несколько месяцев его снова заклинит. Нужно вначале удалить из системы стружку и другой мусор, а затем промыть ее специальным растворителем или азотом. Придется также заменить ресивер-осушитель (в нем осталась стружка) и закачать свежий хладагент.

Чаще всего получает повреждение конденсатор. Он расположен перед автомобильным радиатором и защищен только радиаторной решеткой. Второй проблемой является отказ игольчатого вентиля (он забивается грязью). Прочищая вентиль, необходимо удалить из него грязь, а не проталкивать ее внутрь!

Возникают и другие проблемы - например, шумит компрессор. Обычно это говорит о его близком конце. Легко проверить состояние приводного ремня. В некоторых машинах компрессор приводится отдельным ремнем. Это удачный вариант. Однако, современные автомобили часто оборудованы длинным "многофункциональным" ремнем, который приводит в движение сразу несколько устройств, часто, в том числе, и водяной насос. Так что, если подшипник ведущего шкива компрессора кондиционера вдруг заклинит, вы никуда не уедете, пока не найдете ремень меньшего размера, чтобы "обойти" компрессор!

Другие аспекты


Если все-таки произошла утечка хладагента через резиновые шланги, то их замена довольно проблематична, так как трудно надежно загерметизировать новые шланги на старых алюминиевых фитингах.

Имейте в виду, что кондиционер может не включиться, если окружающая температура ниже заданной, или если давление в системе намного ниже (утечка хладагента) или выше оптимального.

Нарушают работу кондиционера избыток масла, избыток хладагента, попадание в систему воздуха или влаги, сильное загрязнение ребер конденсатора или испарителя, неисправность системы охлаждения автомобиля (перегрев), а также проскальзывание муфты компрессора.



(с)