Jak działa klimatyzacja samochodowa

Czego brakuje na tym zdjęciu? Klimatyzacja samochodowa. Stockbyte / Getty Images

Zatrzymałeś się w korku w sierpniowe popołudnie. Pot spływa z szyi aż do pleców, aż koszula go wchłonie, tworząc wilgotną plamę między Tobą a siedzeniem. Twoje nogi są albo przyklejone do winylowej tapicerki, albo kłujące przez tani aksamit. Twoje dłonie mają wrażenie, że zaraz ześlizgną się z kierownicy, i jesteś wdzięczny, że Twoje brwi powstrzymują pot przed wpadaniem do oczu. Cóż, głównie.

Czego brakuje na tym zdjęciu? Klimatyzacja samochodowa. Stało się niemal uniwersalne, ponieważ od lata 2010 roku 99 procent wszystkich nowych samochodów jest w niego wyposażonych. Kiedy go brakuje, zauważamy.

Jest też z nami dłużej, niż mogłoby się wydawać. Packard wynalazł samochodowy układ klimatyzacji już w 1939 roku, aw 1940 roku był pierwszą firmą samochodową, która zaoferowała fabryczną klimatyzację. Oczywiście ten wczesny system nie miał termostatu, ale było to lepsze niż brak niczego. Pomysł przyjął się jednak i do 1969 r. Ponad połowa wszystkich nowych samochodów była sprzedawana z wbudowaną klimatyzacją. Nie dotyczy to również klimatyzatorów z rynku wtórnego, które można było zainstalować podczas pierwszej fali upałów w roku, kiedy nowy właściciel żałował, że szczypał grosza w salonie w styczniu.

Ostatecznie ustalono, że czynnik chłodniczy używany od dziesięcioleci w samochodowych układach klimatyzacji, znany jako R-12, CFC-12, lub nazwę marki Freon, uszkadzał warstwę ozonową (to chlorofluorowęglowodór). Jego produkcja została zakazana w Stanach Zjednoczonych i alternatywa o nazwie R-134a lub HFC-134a, był wymagany dla wszystkich samochodów wyprodukowanych po 1996 roku. Obecnie każdy samochód starszy niż ten wymaga doposażenia w nowy system, który może wykorzystywać nowszy, bezpieczniejszy czynnik chłodniczy.

Klimatyzacja działa prawie tak samo przez cały okres swojego istnienia: chłodzi i usuwa wilgoć z powietrza. System składa się z trzech głównych części - kompresor, skraplacz, i parownik -- aby to osiągnąć, a także kilka innych części, które zapewniają płynne działanie systemu. Przyjrzyjmy się każdemu.

Zawartość

1. Strona wysokiego ciśnienia
2. Strona niskiego ciśnienia
3. Ładowanie klimatyzacji samochodu

Wszystkie układy klimatyzacji samochodowej są (prawie) zamkniętymi obiegami po stronie wysokiego i niskiego ciśnienia. Zaczniemy od strony wysokiego ciśnienia prowadzącej od silnika do przedziału pasażerskiego:

Kompresor: Sprężarka to pompa napędzana paskiem przymocowanym do wału korbowego silnika. Czynnik chłodniczy zasysany do sprężarki ma postać gazową o niskim ciśnieniu. Gdy gaz znajdzie się w pompie, sprężarka zasługuje na swoją nazwę. Pasek napędza pompę, która poddaje gazowi ciśnienie i wypycha go do skraplacza. Sprężarki nie mogą sprężać cieczy, tylko gazy. Kiedy przejdziemy przez system, zobaczysz, że istnieją inne części, których zadaniem jest wychwytywanie wody, która przypadkowo dostanie się do pętli prądu przemiennego.

Skraplacz: Skraplacz jest w zasadzie chłodnicą i służy temu samemu celowi, co ten w Twoim samochodzie: wypromieniowywaniu ciepła z układu. Czynnik chłodniczy wpływa do skraplacza jako gaz pod ciśnieniem ze sprężarki. Proces zwiększania ciśnienia gazu i przemieszczania go do skraplacza wytwarza ciepło, ale powietrze opływające skręcane rurki skraplacza chłodzi czynnik chłodniczy, aż ponownie utworzy ciecz. Wyobraź sobie, że para schładza się i skrapla z powrotem do wody i masz pomysł. Ciekły czynnik chłodniczy jest teraz cieczą pod wysokim ciśnieniem i prawie gotowy do schłodzenia samochodu.

Odbiornik-suszarka: Najpierw jednak należy przygotować czynnik chłodniczy do parownika. Gdy wypływa ze skraplacza, ciecz przepływa przez mały zbiornik zainstalowany w przewodzie. Ta suszarka-odbieralnik zawiera osuszacze, małe granulki, które przyciągają wodę. Widzieliście paczki środków osuszających w pudełkach po butach, gdzie robią to samo: przyciągają wodę z powietrza, aby nowe buty były świeże i gotowe dla stóp. (Zwykle mają napis „Nie jeść”). W suszarce odbierającej usuwają wodę, która dostała się do systemu. Jeśli woda pozostanie i prawdopodobnie utworzy kryształki lodu, może to spowodować uszkodzenie układu klimatyzacji.

To wystarczająco wysokie ciśnienie dla każdego, więc przejdźmy do niskociśnieniowej strony systemu.

Termiczny zawór rozprężny (TXV): Tutaj system przechodzi ze strony wysokiego ciśnienia na stronę niskiego ciśnienia. Gdybyś dotknął tej części systemu, poczułbyś, jak zmienia się z gorącej na zimną.

Ciekły czynnik chłodniczy pod wysokim ciśnieniem przepływa z odbieralnika-osuszacza przez zawór rozprężny, gdzie może się rozszerzyć. To rozszerzenie zmniejsza ciśnienie czynnika chłodniczego, dzięki czemu może on przedostać się do parownika. Zawór wyczuwa ciśnienie i reguluje przepływ czynnika chłodniczego, co umożliwia systemowi stabilną pracę, ale ruchome części zaworu mogą się zużywać i czasami wymagają wymiany.

Niektóre pojazdy mają rurka kryzy zamiast zaworu rozprężnego, ale służy temu samemu celowi, umożliwiając rozszerzenie się czynnika chłodniczego i obniżenie ciśnienia przed wejściem cieczy do parownika. Kryza umożliwia przepływ czynnika chłodniczego ze stałą prędkością i nie ma ruchomych części, ale z czasem może zostać zatkana przez zanieczyszczenia. Systemy z dyszą automatycznie włączają i wyłączają układ klimatyzacji w celu regulacji przepływu czynnika chłodniczego do parownika.

Parownik: Tu dzieje się magia. Podczas gdy wszystkie pozostałe części systemu znajdują się w komorze silnika, ta znajduje się w kabinie, zwykle nad miejscem na nogi po stronie pasażera. Wygląda również jak grzejnik ze zwojem rur i żeber, ale jego zadaniem jest raczej pochłanianie ciepła niż jego rozpraszanie.

Czynnik chłodniczy wpływa do wężownicy parownika jako zimna ciecz o niskim ciśnieniu, najlepiej o temperaturze 32 stopni Fahrenheita (0 stopni Celsjusza), dlatego nie chcesz, aby w układzie była woda. Czynnik chłodniczy nie zamarza w tej temperaturze, ale ma bardzo niską temperaturę wrzenia. Ciepło w kabinie samochodu wystarczy, aby R-134a w parowniku zagotował się i ponownie stał się gazem, podobnie jak woda zamieniająca się w parę. W postaci gazowej czynnik chłodniczy może pochłaniać dużo ciepła.

Gaz wydostaje się z parownika - i z przedziału pasażerskiego samochodu, zabierając ze sobą ciepło. Wentylator nadmuchujący zewnętrzną stronę wężownicy parownika wdmuchuje chłodne powietrze do kabiny pasażerskiej. Następnie czynnik chłodniczy w postaci gazowej wchodzi do sprężarki, gdzie jest sprężany i cały proces rozpoczyna się od nowa.

Jeśli system wykorzystuje rurkę z kryzą, pojawi się akumulator między parownikiem a sprężarką. Rurka z kryzą czasami wpuszcza zbyt dużo czynnika chłodniczego do parownika i nie wszystko wrze. Ponieważ sprężarka nie może sprężać cieczy, tylko gaz, akumulator zatrzymuje nadmiar cieczy, zanim dostanie się do sprężarki.

Parownik usuwa również wilgoć z powietrza w samochodzie, co zapewnia uczucie chłodu. Woda w powietrzu skrapla się na wężownicy parownika, wraz z brudem, pyłkami i wszystkim innym unoszącym się w kabinie. Kiedy zatrzymujesz samochód i widzisz kapiącą wodę pod spodem, to prawdopodobnie woda z parownika klimatyzacji i nie ma się czym martwić.

Wszyscy słyszeliśmy o „ładowaniu AC”, więc przyjrzymy się temu w następnej kolejności.

Asortyment samochodowych wskaźników klimatyzacji Thinkstock / Comstock Images / Getty Images

Wiosną większość z nas zaczyna widzieć reklamy warsztatów samochodowych, które oferują oferty doładowania klimatyzacji samochodu na nadchodzące lato. Co sprawia, że ​​pytamy, co to jest ładowanie AC? Czy jest to wymagane, jak wymiana oleju? Czy klimatyzacja w moim samochodzie wymaga doładowania? Czy to kolejne oszustwo, które warsztaty mogą przyciągać niczego nie podejrzewających klientów?

Odpowiedź na to ostatnie brzmi zdecydowanie nie; ładowanie klimatyzatora nie jest oszustwem. Oznacza to po prostu, że do systemu został dodany świeży czynnik chłodniczy. Jeśli czynnika chłodniczego jest trochę za mało, można go uzupełnić, tak samo, jakbyś miał trochę za mało oleju w silniku. Jeśli jednak jest naprawdę niski, czynnik chłodniczy nadal znajdujący się w układzie należy spuścić i wymienić. Ten proces czyszczenia systemu i dodawania nowego płynu nazywa się ładowanie.

W obu przypadkach straciłeś trochę czynnika chłodniczego, co nie jest takie świetne. Chociaż R-134a jest lepszy dla środowiska niż freon, Agencja Ochrony Środowiska wolałaby raczej nie dopuszczać do wycieku czynnika chłodniczego z klimatyzacji do gleby i rzek. Jeśli zamierzasz opróżnić i naładować system, Agencja Ochrony Środowiska zaleca, aby technik przyjrzał się systemowi, aby znaleźć źródło wycieku i go naprawić. Nie wymagają naprawy, ale naprawdę chcieliby, żebyś to zrobił.

W tym artykule dużo mówiono o R-134a jako zamienniku dla dużego, złego freonu, ale są też inne, które zostały zatwierdzone przez EPA. R-134a wyróżnia się tym, że jest najczęściej testowanym i zalecanym przez producentów czynnikiem chłodniczym, ale są też inne o nazwach takich jak Free Zone, Freeze 12 i Kar Kool, na które EPA zezwoli w samochodowych układach klimatyzacji [źródło: EPA].

Powiązane artykuły

• Jak działają klimatyzatory
• Jak działają samochodowe systemy chłodzenia
• Jak freon jest wykorzystywany w klimatyzacji?
• Jak działa termostat w układzie chłodzenia samochodu?
• Jak konserwować klimatyzator

Źródła

• Magazyn motoryzacyjny. „Historia klimatyzacji samochodowej”. Lipiec 2010. (1 lutego 2012) http://www.automobilemag.com/features/news/1007_automotive_air_conditoning_history/index.html
• Rodzinne części samochodowe. „Samochodowe systemy klimatyzacji”. (25 stycznia 2012) http://www.familycar.com/ac1.htm
• AirconCars.com. „Jak działa klimatyzacja”. (25 stycznia 2012) http://www.airconcars.com/html/how_it_works.html
• AirCondition.com. „Jak czynnik chłodniczy przepływa przez system”. (1 lutego 2012) http://www.aircondition.com/tech/questions/13/
• Wszystko o automatycznych systemach klimatyzacji. „Kryzy i zawory rozprężne”. (1 lutego 2012) http://www.autoacsystems.com/fasttrack/otubes.html
• Agencja Ochrony Środowiska. „Doładowanie klimatyzatora w Twoim samochodzie czynnikiem chłodniczym”. 19 sierpnia 2010 r. (1 lutego 2012 r.) Http://epa.gov/Ozone/title6/609/recharge.html
• Agencja Ochrony Środowiska. „Zamienniki w klimatyzatorach samochodowych”. 7 października 2011. (2 lutego 2012) http://www.epa.gov/ozone/snap/refrigerants/lists/mvacs.html