Кондиционер автомобиля – Устройство кондиционера автомобиля

Содержание

Автономные кондиционеры для автомобиля

С наступлением лета поиск прохлады становится достаточно актуальной темой. Нахождение в автомобиле, который дополнительно нагревается за счёт работы мотора, только усугубляет проблему, решение которой очевидно – использование автомобильного кондиционера. Но большинство старых легковушек, а также многие современные модели, являющиеся представителями бюджетного класса, такой опцией похвастаться не могут. В условиях медленного движения из-за плотности автомобильного трафика в больших городах о естественном охлаждении речи не идёт, а штатная система вентиляции оказывается попросту бесполезной. Поэтому водители транспортных средств, не оборудованных климатической системой, вынуждены искать другие варианты спасения от невыносимого летнего зноя.

Актуальность использования автономных кондиционеров для автомобиля.

Разумеется, речь не идёт об использовании бутылок, заполненных льдом и размещённых где-нибудь в зоне у дефлектора. Современный рынок предлагает достаточно обширный спектр портативных кондиционеров, которые запитываются от генератора через разъём прикуривателя. Но насколько эффективны такие устройства? Каковы их достоинства и недостатки, оправдано ли приобретение таких портативных кондиционеров? На этот и другие вопросы, касающиеся создания комфортного микроклимата в автомобиле в жаркое время года, мы и попытаемся ответить.

История вопроса

Если спросить у водителей, имеющих большой стаж езды во времена СССР, то они расскажут, что в те времена автомобильных кондиционеров в нашей стране попросту не существовало, и если не считать открытых окон, то единственным спасением были небольшие вентиляторы, устанавливаемые на торпедо. Правда, назвать такой способ распространённым мы не берёмся: купить такое устройство было нелегко, к тому же его нужно было переделывать, чтобы вентилятор мог работать от бортовой сети. Тем не менее, среди определённых категорий водителей такой способ охлаждения был весьма популярен. О настоящей прохладе в данном случае речь не идёт – вентилятор просто создаёт поток воздуха той же температуры, которая имеется внутри салона, но даже такой обдув – это лучше, чем ничего.

Со временем в продаже появились и другие прототипы портативных кондиционеров, предлагающихся как альтернатива дорогим системам кондиционирования. Проблема питания решается достаточно просто – подключением такого устройства с собственным электромотором к бортовой электросети через гнездо прикуривателя. Но вот с другой важной составляющей – обеспечением притока охлаждённого воздуха – дела обстоят не так хорошо. О создании полноценного кондиционера с хладагентом, циркулирующим по замкнутому контуру, речь не идёт – в этом случае он ничем бы не отличался от обычного автомобильного. Впрочем, такие попытки предпринимались, причём неоднократно, начиная с 80 – 90-х годов прошлого столетия, но сколь-нибудь значительных результатов добиться не удалось. А вот о системах охлаждения вентилируемого типа этого не скажешь – их и сейчас можно приобрести за вполне подъёмные средства.

Особенности портативных автокондиционеров

Для реализации идеи создания автономного автокондиционера на практике требуется решить немало сложных технических задач. Типичный переносной кондиционер в машину представляет собой моноблок (как правило – пластиковый контейнер), в котором и заключены все требуемые для работы детали. Очевидным достоинством такого решения является простота монтажа. Не менее важным моментом многие водители считают полную энергонезависимость такого автономного автокондиционера.

Дело в том, что классическая автомобильная система кондиционирования может работать только при включённом силовом агрегате. Когда машина безнадёжно застряла в пробке в пик полуденного зноя, чтобы не изнывать от жары, приходится не глушить мотор. Многих автовладельцев это раздражает, хотя бы ввиду дороговизны бензина. Автономное устройство может работать и от аккумуляторной батареи, так что это достаточно весомый довод для тех, кто часто вынужден находиться в остановленном на некоторое время транспортном средстве.

Стоит отметить, что в последнее время производители климатического оборудования уже обратили внимание на эту проблему и предпринимают попытки создать штатный автокондиционер, который бы был снабжён собственным электродвигателем. В частности, такая климатическая система уже на протяжении нескольких лет устанавливается в автомобиль Ситроен С4. При неработающем силовом агрегате такой автокондиционер способен работать около пятнадцати минут. Добиться большего пока не удаётся. Причина банальна – автономное устройство должно быть достаточно мощным, чтобы обеспечивать эффективное охлаждение салона, а ёмкость современных аккумуляторных батарей пока ещё недостаточно высока.

Хотя работы ведутся в обоих направлениях (снижение мощности электромотора и увеличение ёмкости АКБ), прорыв, скорее всего, будет достигнут благодаря появлению принципиально новых систем накопления электроэнергии. Оптимизм здесь тем более уместен, что мир постепенно, но неуклонно переходит на электромобили, а значит, интенсивные поиски оптимального решения проблемы автономного электропитания продолжаются, и в подобные исследования инвестируются огромные суммы. Пока же время автономного использования портативных кондиционеров оставляет желать лучшего.

О европейской практике использования автономных кондиционеров

Если кому-то может показаться неубедительным аргумент о необходимости обеспечения работы автокондиционера при заглушённом моторе, то им будет очень полезно узнать, что в ряде южноевропейских государств введены ограничения на использование транспортных средств, не оборудованных стояночными системами охлаждения. В основном это касается водителей грузовиков, от самочувствия которых во многом зависит безопасность дорожного движения. Дело в том, что если автомобиль не оборудован кондиционером, способным работать и ночью (а 30-градусной температурой в ночное время сегодня не удивить никого), его водитель должен ночевать в гостинице.

В противном случае о полноценном ночном отдыхе не может идти и речи (спать с открытыми окнами – не выход, поскольку в этом случае возрастает риск краж и незаконного проникновения в кабину посторонних лиц). Факт нахождения в гостинице должен быть подтверждён соответствующим чеком, однако в ЕС гостиницы – достаточно дорогое удовольствие. Так что намного более выгодным решением является установка портативного автокондиционера. Говорят, что принятие упомянутых ограничительных мер было подстёгнуто участившимися случаями аварий, совершённых из-за плохого состояния водителей (попросту говоря – из-за перегрева). Зафиксированы и случаи летальных исходов из-за теплового удара, полученного за рулём.

Компрессорные автокондиционеры от прикуривателя

По части коэффициента полезного действия при охлаждении салона авто они не имеют равных, поскольку их схема практически не отличается от конструкции обычного автокондиционера. То есть такая климатическая система имеет замкнутый контур, по которому циркулирует хладагент, способный легко переходить из одного агрегатного состояния в другое и при этом генерировать в одном случае – холод, в другом – тепло. Основная проблема заключается в обеспечении требуемого теплоотвода. Штатный кондиционер конструктивно выполнен таким образом, что тепло выводится наружу через моторный отсек. Для портативного устройства такой вариант не годится.

Самым простым решением оказался монтаж прибора в верхнем люке – большинство производителей выпускает такие климатические системы, ориентируясь на размеры люков для разных марок и моделей транспортных средств. Понятно, что при отсутствии люка подобное решение практически неприменимо – не вырезать же в автомобиле дырку в крыше специально для установки автономной климатической системы. Автомобильный кондиционер на крышу имеет и другой существенный минус – высокое энергопотребление. Чтобы обеспечить свою работу с сохранением требуемой степени охлаждения, он должен потреблять порядка 7 – 12 ампер. За восемь часов работы «сядут» даже мощные аккумуляторные батареи, устанавливаемые на грузовики.

Портативные автокондиционеры испарительного типа

Устройства, основанные на теплообмене с участием обыкновенной воды, гораздо менее требовательны к потребляемой мощности. Да и схематически это намного более примитивные приборы, не требующие использования газообразного хладагента.

Схема водяного автомобильного кондиционера проста: он состоит из теплообменника, внешне напоминающего автомобильный воздухофильтр, который заполняется материалом синтетического происхождения, характеризующимся хорошей смачиваемостью и большой площадью испарения. С точки зрения физики, такой теплообменник является обычным испарителем. Вода из внешней ёмкости небольшими порциями подаётся в него посредством слабомощной электропомпы, растекаясь по всей площади влаговпитывающего материала. Одновременно в испаритель подаётся тёплый воздух из салона (для чего используется потребляющий минимум электричества вентилятор). Охлаждение воздуха достигается за счёт испарения воды, при этом его температура понижается на 4 – 10 градусов, в зависимости от объёма испарителя и мощности устройства – в большинстве случаев этого достаточно для создания комфортного микроклимата. Пар же конденсируется и через систему трубопроводов опять направляется в бак, образуя замкнутый цикл.

Современные автокондиционеры водяного типа имеют переключатель режимов работы, а их эффективность во многом зависит от влажности воздуха в салоне: чем он суше, тем большего охлаждения можно добиться при прочих равных параметрах. Главное преимущество автомобильных систем кондиционирования испарительного типа – низкая потребляемая мощность: для перекачки воды и нагнетания воздуха требуется использование помпы и вентилятора, потребляющих вместе мощность порядка 30 – 40 Вт (или тока в 4 ампера). Это обстоятельство позволяет использовать их и во время длительных стоянок, и при движении транспортного средства.

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.

Эффективность автономных автокондиционеров

Большинство портативных автомобильных кондиционеров поставляется из Китая. В этой стране, как известно, очень трепетно относятся к тем сферам и нишам, которые ещё не сформированы полностью и не заполнены. Системы кондиционирования, работающие от прикуривателя, как раз и относятся к таковым: крупные автопроизводители не заинтересованы в производстве данной категории автомобильных аксессуаров, отдавая предпочтение штатно устанавливаемым климатическим системам.

А поскольку даже не очень мощный автокондиционер потребляет минимум 5 – 7 лошадиных сил (в перерасчёте на мощность силового агрегата), для бюджетных малолитражных городских автомобилей такая потеря мощности может оказаться весьма существенной. Их двигатели не отличаются выдающимися показателями силы тяги (100 л. с. – это уже отличный уровень), так что установка на них автокондиционера в заводских условиях производится крайне редко. Если учесть, что при длительной стоянке в жару в районе лобового стекла (и заднего тоже) температура поднимается до 55 – 75 градусов, можно представить себе, сколько энергии нужно будет потратить на то, чтобы охладить воздух в салоне в первое время после начала движения.

Автономный кондиционер для автомобиля запитывается от 12 вольт. По этой причине для обеспечения столь же эффективной работы, как и старшего собрата, потребуется увеличение энергопотребления до непозволительного уровня. А если не сильно нагружать бортовую электросеть во время движения или аккумулятор во время стоянки, производительность такого устройства оказывается в десятки раз меньше. В противном случае, чтобы обеспечить мощность, сравнимую со штатными автокондиционерами, необходимо пропускать токи порядка 100 ампер. Обычная автомобильная проводка на такой подвиг не способна, в результате через несколько минут работы вам придётся менять сгоревший предохранитель и искать более пригодные провода (диаметром не менее сантиметра).

Есть и другие особенности, которые конструкционно ограничивают сферу применения автономных автокондиционеров. Главная из них – это проблема отвода тепла, образующегося в процессе теплопередачи в рабочей камере. В штатных климатических системах отвод осуществляется посредством вывода горячего воздуха извне через моторный отсек. У портативных аналогов такой возможности нет, если не рассматривать упомянутые выше модели, устанавливаемые на крышу. Если не производить отвод генерируемого тепла, коэффициент полезного действия будет стремиться к нулю, поскольку охлаждение выходного потока воздуха будет компенсироваться нагревом самого прибора.

Именно поэтому любые портативные системы кондиционирования, не решающие проблему теплоотвода, будут совершенно бесполезными. Именно таковыми являются устройства, напоминающие обычный бытовой тепловентилятор, устанавливаемый для осушки воздуха в ванных комнатах. Их охлаждающей способности обычно достаточно только для одного человека, да и то при условии, что выходной поток воздуха расположен у самого лица. Лёгкий ветерок, не приносящий удовлетворения в жару, трудно назвать полноценной заменой тому микроклимату, который в состоянии обеспечить обычный автокондиционер.

С законами термодинамики не поспоришь, но это не означает, что решить проблему никак нельзя. В последнее время популярными становятся устройства, использующие в качестве хладагента «батареи холода аккумуляторного типа», попросту говоря – картриджи с сухим льдом, которые часто используются в пищевой промышленности. Они имеются в продаже и стоят относительно немного, обеспечивая вполне приемлемые показатели кондиционирования, будучи установлены в контейнер с вентилятором. Но опять же, от вас потребуется иметь значительный запас такого хладагента, что при дальних поездках не всегда возможно. Но для коротких перемещений в черте города такое решение можно назвать вполне приемлемым.

Выводы

Исходя из вышесказанного, можно утверждать, что любое решение, основанное на использовании автономных автокондиционеров, на данный момент времени трудно назвать соответствующим возможностям штатных климатических систем. Сдерживающие факторы могут быть разными – недостаток мощности, проблема эффективного теплоотвода, конструктивные особенности и так далее. Но если другой возможности охладиться в кабине транспортного средства нет, портативный кондиционер для автомобиля позволит вам ездить с большими удобствами, чем без оного. В крайнем случае, те же картриджи с сухим льдом позволят вам в критической ситуации охладиться, просто приложив их к лицу, лбу или затылочной части головы. Нелишним в машине будет и запас прохладительных напитков, перевозимых в специальной сумке-холодильнике. Наконец, избежать перегрева можно, если распланировать свои поездки утром или вечером, когда на улице не так жарко.

remam.ru

AUTO COND

Принцип работы авто кондиционера

По научному, как работает АВТО кондиционер – это отдельная система автомобиля, которая отвечает за создание и автоматическое поддержание в автомобилях температуры, влажности, чистоты, интенсивности потока воздуха. По сути же – это уникальное изобретение, которое обеспечивает комфортные условия поездки в автомобиле.

Автомобильный кондиционер работает по принципу, что и обычный холодильник, хотя устроен немного по-другому. Он представляет герметичную замкнутую систему, заполненную фреоном и специальным холодильным маслом, растворимым в жидком фреоне и не боящимся низких температур. Масло нужно для смазки компрессора и всей системы.

Устройство:

Как работает авто кондиционер

При нажатии на кнопку включения кондиционера срабатывает электромагнитная муфта, и стальной прижимной диск 3, издав характерный щелчок, примагничивается к шкиву 2. Шкив приводится в движение ремнем и, когда кондиционер выключен, крутится вхолостую. Теперь заработал компрессор 1. Он сжимает газообразный фреон, отчего тот сильно нагревается, и гонит его по трубопроводу в конденсор 4 (в народе его часто называют радиатором кондиционера, в чем есть доля истины, так как в конденсоре сильно нагретый и сжатый фреон охлаждается).

В этом ему помогает вентилятор 5, который включается на первую скорость одновременно с компрессором. Если автомобиль едет — еще лучше, конденсатор дополнительно обдувается набегающим потоком воздуха. Охладившись, сжатый фреон начинает конденсироваться и выходит из конденсатора уже жидким. После этого жидкий фреон проходит через ресивер-осушитель 6. Здесь от него отфильтровываются продукты износа компрессора и прочая грязь.