Как работает автомобильный кондиционер?

В последнее время в наших широтах вместе с приходом лета наступает и аномальная жара, когда температура воздуха на улице повышается до +40° и это вместе с повышенной влажностью для нас уже стало привычным явлением. Автомобилистов это вынуждает пользоваться автомобильными кондиционерами, если они имеются, ну а если нет, то владельцы машин все чаще задумываются об их установке.
Раньше автомобильный кондиционер был чем-то наподобие атрибута роскоши, но в нынешнее время они встречаются даже в транспортных средствах бюджетного класса. Хотя по прежнему сегодня есть много машин, на которых отсутствует кондиционер, обычно это подержанные транспортные средства.
Итак, с самого начала следует рассказать о комфортных условиях микроклимата, которые являются самыми оптимальными для организма человека (влажность и температура воздуха) и их можно изменять в зависимости от длительности поездки и температуры внешней среды. Существенную роль в кондиционировании играют также и потоки воздуха, которые можно направлять на разные части тела.
Конечно же отличия в комфорте водителя авто без кондиционера и с кондиционером имеются и они огромные. Помимо комфорта еще одним очень важным фактором считается безопасность езды, ведь известно, что у водителей при неблагоприятных условиях быстрота реакции и сконцентрированность сильно понижаются.
Чтобы определить комфортную температуру в салоне транспортного средства, учитывается величина воздухообмена и температура наружного воздуха. Сервисное пособие для машин Ауди и Фольксваген приводит следующие значения:
• большой воздухообмен 8 кг/мин, высокая температура салона – 28 °С;
• при умеренных температурах, например 10 °С;
• при высоких температурах около 40 °С;
• малый воздухообмен 4 кг/мин и умеренная температура салона 21,5 °С;
• при низких температурах на улице больше -20 °С;
• большой воздухообмен 10 кг/мин при умеренной температуре салона в 23 С.
Как уже упоминалось, комфортными условиями считаются самые оптимальные условия для организма с учетом влажности и температуры воздуха. Наверное ни у кого не вызывает сомнения то, что самые обычные системы отопления и вентиляции, которые уже успели полюбить владельцы ВАЗов ограничиваются только подачей тепла и обдувом салона, что делает их почти бессильными жарким летом. Удалить избыточную влажность из салона машины и охладить воздух до приемлемых показателей способен только кондиционер.
Так какой же принцип работы имеет кондиционер? На самом деле по утверждению специалистов кондиционеры имеют примерно такую же схему работы, как и обычные бытовые холодильники. Автомобильный кондиционер является герметичной системой, именно в ней и происходит циркуляция фреона. Работает он по тому принципу физики, в котором говорится, что когда вещество переходит в газообразное вещество с жидкого, оно поглощает тепло, а когда происходит обратный процесс, то есть газообразное вещество превращается в жидкость – это тепло отдается обратно. В нашем случае тем веществом, которое находится в системе кондиционирования, является хладагент, а именно – фреон. Задача фреона в автомобильном кондиционере состоит в поглощении тепла из салона, что позволяет поддерживать комфортную температуру. Когда фреон находится в газообразном состоянии, он поглощает тепло и только при переходе в жидкое состояние – выделяет его. Благодаря данной системе тепло из салона машины может переноситься за его пределы.
Компрессоры, используемые в автомобильных кондиционерах, могут быть нескольких видов, между собой они отличаются типом и приводом. Наибольше сегодня распространены компрессоры роторного или поршневого типа, в движения их можно привести коленчатым валом, они имеют самый больший КПД и считаются самыми простыми. Плюсом тех компрессоров, которые имеют собственный привод является то, что они способны работать при выключенном моторе машины. Компания Sander специально разработала компрессоры, работающие от собственного привода или от мотора в зависимости от режима, они применяются на транспортных средствах с системами старт-стоп.
Каждая модель автомобиля получила свою отдельную компоновку системы кондиционирования. Между собой кондиционеры еще отличаются схемой работы, в этом плане их делят на две группы. В первую группу вошли кондиционеры, получившие регулировку потока хладагента при помощи терморегулирующего вентилятора и ресивера-осушителя, а ко второй группе относятся кондиционеры, в которых регулировка потока хладагента ведется посредством дросселя и аккумулятора. К первой группе относятся кондиционеры корейских, итальянских, французских и японских машин. Ко второму типу относятся кондиционеры автомобилей марки Ауди и Фольксваген, а также большинства американских машин.
Важной частью автомобильного кондиционера является конденсатор, он представляет собой медный или алюминиевый теплообменник, именно в нем и конденсируется хладагент.
Основным источником прохлады в транспортном средстве стал испаритель. Он является теплообменником в медном или алюминиевом исполнении, в нем хладагент преобразуется в газообразную фазу из жидкой.
В автомобильных кондиционерах имеется два вентилятора обдува. Основным заданием вентилятора испарителя является подача в салон авто прохладного воздуха, а главным заданием вентилятора конденсатора стало снятие с него избытков тепла.

Очень важной частью любого автомобильного кондиционера является его система защиты и управления, представляющая собой набор разных датчиков и специальных исполнительных устройств, таких как:
Электромагнитная муфта, запускающая компрессор при включении системы кондиционирования.
Блок управления, обрабатывающий все сигналы, поступающие от датчиков и управляющий дополнительными устройствами, тем самым обеспечивая оптимальное давление хладагента и нужную хладопроизводительность.
Манометрический выключатель посылает сигналы для отключения компрессора при аварийно высоком давлении или при слишком низком. Если давление избыточное, то посылается команда включить на одну ступень выше вентилятор конденсатора. Если же давление повышается до критической степени, клапан предохранения начинает стравливать хладагент, пока в системе не нормализуется давление.
При слишком высокой температуре хладагента термовыключатель включает вентилятор. А при угрозе обледенения компрессор отключается с помощью датчика температуры испарителя. При высокой температуре фреона компрессор тоже отключается, только в этот раз благодаря датчику температуры охлаждающей жидкости.
Обычно охлажденный воздух имеет температуру намного ниже, чем необходимо, поэтому его часть направляется через заслонку в теплообменник обогревателя и там нагревается. Те системы кондиционирования, которые получили ручное управление позволяют водителю самостоятельно определять в салоне заданную температуру с помощью регулировки степени открытия заслонки и скорости вращения вентилятора, подаваемого в салон свежий воздух.
Подавляющее большинство современных машин имеют автоматическое управление кондиционером. Сегодня имеется несколько климатических систем, которые между собой отличаются функциональностью. Водитель задает в салоне определенную температуру, которая автоматически корректируется и поддерживается на нужном уровне с учетом разных данных, полученных от тех датчиков, которые информируют о температуре наружного воздуха, солнечном излучении и прочих данных.
Температуру за бортом вымеривает датчик наружного воздуха. За температурой воздуха, который выходит из испарителя следит датчик температуры в канале воздуховода. Скорость вращения салонного вентилятора зависит от данных полученных датчиком солнечного излучения.
В салоне микроклимат может делиться на несколько зон, обычно на одну или две, но в люксовых машинах их может быть четыре, причем для каждой зоны можно задавать отдельные параметры.
Блок управления обрабатывает всю информацию от датчиков и управляет исполнительными устройствами. Поддерживать заданную температуру в климатических зонах можно с помощью приводов, управляющих заслонками.
Климатическая система может работать и в автоматическом режиме, в таком случае диапазон температур составляет от 18 °С до 28 °С. Надо отметить, что если кондиционер находится в автоматическом режиме работы, то включается в момент включения зажигания и выводит значение заданной температуры и показания датчиков на панель управления. Владелец имеет возможность задать нужную температуру, выходящую за рамки указанного диапазона, значит, в таком случае автомобильный кондиционер начнет работать с максимальной теплопроизводительностью или хладопроизводительностью. Установка автоматически выключается, если температура наружного воздуха составляет меньше 5 °С.
Если вы решили, что кондиционер вам необходим и приобрели его для своей машины, но не имеете достаточного опыта для его монтажа, лучше всего доверить это сервису с хорошей репутацией.
Опишем вкратце процедуру монтажа системы кондиционирования:
Компрессор ставится в отсеке двигателя, недалеко от шкива коленвала силового агрегата. При монтаже в некоторых случаях нудно демонтировать генератор, воздушный фильтр и прочее. Необходимо выбрать такое положение шкива компрессора, чтобы ремень привода натянулся без перекосов с нужным натяжением.
Конденсатор ставится перед родным радиатором отопления, с ним вместе можно также устанавливать и дополнительный вентилятор.
В большинстве случаев испаритель ставится под торпедо.
Для прокладки трубопроводных магистралей в моторный отсек, возможно, придется сверлить дополнительные отверстия. При этом магистрали обязательно должны надежно соединяться между собой и крепится. Нельзя прикреплять магистрали при помощи хомутов, так как для данной цели имеются специально предназначенные крепления.
После всего этого надо подключить электропроводку, после чего программируется электронный блок управления силовым агрегатом, делается вакуумирование и заправляется фреон.
Стоимость монтажа системы кондиционирования варьируется в широком диапазоне.