Принцип работы кондиционера в автомобиле, а также его устройство + видео

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

Существующие виды	Описание
С аккумулятором и расширительной трубкой	На выходе из испарителя находится аккумулятор, где происходит удаление влаги, проникающий при сообщении с испарителем. Он выполняет функцию ресивера-осушителя и замещает основной элемент, обеспечивающий фильтрацию компонента при его проникновении в расширительную трубку. Компрессор обеспечивает работу циклами, получая соответствующую команду от блока управления, соединённого с приборными измерителями давления и температуры.
С ресивером-осушителем и терморегулирующим вентилем	На всасывающей стороне расположен испаритель и трубопровод, при помощи которого хладагент поступает к компрессору. На самом дне находится датчик и обслуживающий штуцер низкого давления. Нагнетающая сторона включает конденсатор, ресивер-осушитель с термодатчиком и датчиком давления. При включении электромагнитной муфты, фреон всасывается и сжимается компрессором под высокими температурами и давлением, а потом проникает в конденсатор. Тёплый хладагент поступает в ресивер, где состав очищается от пыли и влаги и проходит далее в расширительный клапан, где обеспечивается испарение. Для прохождения второго цикла, вещество всасывается компрессором.
Автокондиционер от прикуривателя (портативный, переносной)	Обыкновенный тепловой вентилятор 12 вольт, подключающийся к прикуривателю машины. Принцип работы универсального устройства в том, что он обеспечивает циркуляцию притока воздуха по салону, но снижает температурные показатели незначительно. Есть более совершенные модели оснащённые собственным компрессором, но их в легковом авто затруднительно, может не выдержать предохранитель. Они предназначены в первую очередь для грузовых машин.

Стрелецкий Игорь Павлович

Диагност , стаж работы 15 лет

В грузовиках может использоваться автономный водяной кондиционер, который устанавливают на крыше. Самая популярная марка – Webasto. Кондиционер на воде обеспечивает комфорт водителя во время его отдыха, при нахождении в пробках. Для этого не требуется запуск мотора и наличие топлива. Работает кондиционер бесшумно. Кстати, такое устройство можно установить в абсолютно любую машину. Кроме этого, может применяться такой вариант, как стационарный потолочный кондиционер-моноблок фирмы WAECO. Этот стояночный кондиционер включается в тот момент, когда выключается основное охлаждающее устройство. Для этого также не требуется запуск двигателя.

Кондиционер накрышный Webasto Cool Top Vario 10E

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

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.

Разновидности кондиционеров

Существует несколько видов охлаждающей техники. Все они работают по одинаковому принципу, но все же имеют свои особенности, отличительные черты. Приспособления различаются по типу подачи воздуха, конструкции, способу установки внутреннего блока.

Инверторный

Такой аппарат предназначен для экономии энергии и увеличения срока службы компрессора. Работа осуществляется не рывками в смене режимов «включение-выключение», а непрерывно, но плавно и не в полную силу. Благодаря такой особенности, двигатель не выходит из строя быстро. Скорость вращения компрессора регулируется при помощи преобразования переменного тока в постоянный и обратно, но уже с другой частотой.

Так работает инверторный кондиционерВажно! Добиться экономии электроэнергии с такой установкой удастся только в том случае, если пользоваться им лишь время от времени. При непрерывной эксплуатации более эффективным окажется обычный агрегат, ведь он не будет тратить лишние силы на конвертацию

Сплит-система

Самый распространенный вариант кондиционирующего оборудования, когда отдельные составляющие находятся не в общем корпусе, а разделяются стенкой и соединяются лишь при помощи труб. Обычно компрессор, кулер и теплообменник располагаются со стороны улицы, а блок с дистанционным управлением внутри здания.

Такие системы не подают свежий воздух, а работают только за счет циркуляции воздушных потоков в помещении. Содержащиеся фильтры помогают не только повышать или понижать температуру, но и очищать воздух, удалять пыль, бактерии, ионизировать воздух. Такая разновидность считается самой экономичной и удобной.

Рекомендация! Несмотря на то, что сплит-системы способны работать и на охлаждение, и на обогрев, не стоит включать прибор при сильном морозе. Их эффективная и безопасная эксплуатация обеспечивается при температуре не ниже 15 градусов Цельсия.

Мультисплит-система

Отличие таких установок заключается в том, что они состоят из одного наружного и нескольких внутренних блоков. Данные экземпляры предназначены для создания оптимальных климатических условий сразу в нескольких комнатах или одной очень большой. При всем удобстве и эффективности подобной техники, она имеет свои минусы, такие как высокая стоимость и сложный монтаж, требующий привлечения специалистов.

В такой системе несколько внутренних блоков

Напольный

При невозможности установить обычную настенную модель (например, если комната имеет маленькие размеры, в связи с чем холодный поток будет попадать прямо на людей) используют напольную конструкцию. Если речь идет о стационарном варианте, то он ничем не отличается от обычной сплит-системы, кроме того, что внутренний блок размещается на полу, а не подвешивается на стену.

Мобильный

Модель отличается от стационарной тем, что все элементы системы расположены внутри одного корпуса, а не разделяются на внешний и внутренний. Такие экземпляры имеют следующие особенности:

Их можно свободно перемещать по комнате и ставить в подходящем месте;
Имеют небольшую мощность, в связи с чем способны создавать нужные климатические условия лишь в небольших помещениях;
Шумные компоненты расположены внутри здания, а не на улице, что приводит к высокому шуму при работе на полную силу;
Возникающий в процессе эксплуатации конденсат собирается в специальную емкость, которую необходимо периодически освобождать от скопившейся жидкости;
Отличный вариант для размещения на кухне, летней даче, при съеме жилья или частых командировках.

Для автомобиля

Принцип работы такой системы ничем не отличается от комнатных. Он также способен формировать и поддерживать оптимальный микроклимат в салоне, дополнительно снижая влажность, устраняя неприятные запахи и очищая воздух. Более современные модели оснащены ионизаторами и увлажнителями для повышения комфорта водителя и пассажиров.

Мобильный кондиционер для автомобиля

Устройство автомобильного кондиционера

Охлаждающее устройство представляет большое значение для автовладельца и всех его пассажиров, поскольку способно не только радовать вас прохладой в жаркие дни лета, но также согревать зимой, отапливая салон автомобиля перед поездкой. Более того, дополнительная функция кондиционера в автомобиле – очистка воздуха. Оборудование чаще всего взаимодействует с системами отопления и вентиляцией. Основной задачей автокондиционера остаётся создание микроклимата, оптимального для комфортного пребывания в салоне водителя и пассажиров.

За функции очистки воздуха отвечают фильтры:

электростатический;
катехиновый;
фотокаталитический;
угольный.

Благодаря фильтрующим способностям оборудования воздух в салоне не имеет вредных для здоровья человека примесей, пыли. Антибактериальный эффект наряду с возможностью устранения неприятных запахов – дополнительные аргументы в пользу установки автомобильного кондиционера.

Основную функцию кондиционера выполняет компрессор, от которого зависит эффективность работы системы охлаждения или обогрева. В некоторых случаях агрегат дополняется ресивером-коллектором, призванным защищать компрессор за счёт выпаривания хладагента. Если вспомогательный компонент системы кондиционирования отсутствует, требуется горячее пространство под капотом авто. Так удаётся обеспечивать подходящий уровень испарения охлаждающего вещества в трубках обратного контура, а также в испарителе.

В зимнее время года температура подкапотного пространства существенно снижается, а потому требуется дополнительная установка температурного датчика. Благодаря небольшой детали система узнаёт температуру окружающей среды, вследствие чего кондиционер не включается (при температуре ниже -5 °С).

Автомобильный кондиционер представляет собой полностью герметичную систему, которая заполнена газом-хладагентом, компрессорным маслом. С помощью масла осуществляется эффективная смазка трущихся между собой деталей оборудования. Так удается снизить износ подвижных деталей компрессора, а также достигается уплотнение зазоров. Помимо всего, маслу отводится ещё одна полезная функция – отведение части тепла, выделяемого в процессе трения, а также удаление мелких частиц из оборудования. На протяжении циркуляции в системе кондиционирования происходит смешивание масла с холодильным газом. Оборудование представлено комплексом следующих составляющих:

компрессором;
конденсором;
испарителем;
вентилятором;
предохранительный клапаном;
ресивером-осушителем;
расширительным клапаном;
испаряющим вентилятором.

Благодаря техническому взаимодействию всех компонентов системы охлаждения достигается высокий уровень комфорта в салоне автомобиля.

Расчёт воздуховодов для канального кондиционера

Чтобы правильно рассчитать воздуховоды, необходимо знать максимальную величину скорости воздухопотока в системе и объём воздуха, который проходит за единицу времени. Чем выше скорость воздуха, тем меньше размеры воздуховодов, но выше уровень шума и затраты на электроэнергию. Скорость воздуха для частных домов обычно не превышает 4 м/с, так как при больших скоростях его движение становится очень заметным. В промышленных зданиях скорость воздушного потока может достигать 8 м/с.

Кроме того, необходимо учитывать, что применять низкоскоростные воздуховоды со значительным сечением можно не всегда, так как их тяжело будет устанавливать в пространстве за потолком. Прямоугольные воздуховоды помогают уменьшить высоту этого пространства, однако быстрее и удобнее устанавливать систему из гибких, а также круглых воздуховодов.

Применение прямоугольных воздуховодов позволяет уменьшить размер монтажного зазора под потолком, но круглые каналы легче и удобнее устанавливать

Вычислить площадь воздушного канала можно по формуле Sc=L*2,778/V, где:

V — скорость движения потока воздуха;
L — расход воздуха;
Sc — искомая площадь.

Планирование канальной системы кондиционирования

Нельзя недооценивать всю важность планирования канальной системы кондиционирования помещений. Любое строение по-своему уникально, поэтому в каждом индивидуальном случае подбирается своя определённая система кондиционирования

Установку канальной системы производят в помещениях со значительными площадями (торговые залы, офисы, производство) или в строениях индивидуальной постройки. Объединение нескольких систем в одну способствует извлечению выгоды из оснащения канальным оборудованием относительно маленьких помещений.

Канальные кондиционеры обычно устанавливаются в больших офисных, торговых или промышленных помещениях

Планируя канальную систему, вы должны учесть несколько характеристик:

потребляемая мощность кондиционера;
мощность на обогрев;
мощность для охлаждения;
обмен или производительность воздуха. Выражается как кратность воздухообмена за 60 минут для определённого объёма комнаты;
напор воздуха. Этот показатель критичен для крупных помещений, которые нуждаются в воздуховодных системах значительной протяжённости. Кондиционер, который даёт отличные показатели благодаря скорости воздухопотока для коротких каналов, на длинном канале не потянет массу воздуха при незначительном напоре. А это негативно отразится на эффективности работы системы;
весовые и габаритные параметры.

Планирование системы должен осуществлять профессионал, который правильно произведёт не только все нужные расчёты, но и сможет подобрать нужный вид устройства климатической системы.

Какие датчики есть внутри

В зависимости от модели и бренда, набор датчиков может быть разным. Сосредоточимся на двух основных – датчике температуры (термодатчике) и датчике давления.

Основное их назначение – измерить свой показатель и «принять решение» — дать сигнал об отключении, если показатели критические, включить световой сигнал и так далее. Именно на показателях температурного датчика строится работа таймеров и поддержание заданной температуры.

Самый простой кондиционер имеет в своей системе датчик температуры воздуха и датчик температуры испарителя

От состояния испарителя зависит очень многое, подробно мы говорили об этом важном узле в статье «Что такое испаритель кондиционера»

Температура испарителя зависит напрямую от температуры внешнего воздуха. Температурный датчик, отвечающий за испаритель, постоянно «сравнивает» внутреннюю и внешнюю температуры. Как только перепад становится неприемлемым для системы, он отключает ее.

У более дорогих систем есть термосенсоры наружного воздуха (именно они не позволят включать сплит-систему при «запрещенных» температурах), датчик температуры конденсатора и еще множество других, позволяющий агрегату иметь разные дополнительные функции. К примеру, режим оттаивания, если он есть в кондиционере работает именно за счет показаний датчика. Отлично, если за температурой внутри блока следит отдельный сенсор – он сможет уловить перегревание мотора вентилятора и тоже аварийно отключить систему, чтобы ничего не сломалось.

Датчики или реле давления, как правило, сосредоточены вокруг компрессора и призваны защищать его электродвигатель от опасных изменений давления хладагента. Датчик низкого давления размыкает электрическую цепь, если давление падает ниже нормы, соответственно, датчик высокого давления делает то же самое, если давление превышено.

Система датчиков в каждом кондиционере – основа самодиагностики, которая в том или ином виде есть в каждом кондиционере. Подробно о самодиагностике мы говорили в статье «Коды ошибок кондиционеров».

Промывка и чистка компрессора кондиционера автомобиля

В замкнутую систему не проникают пыль и влага. Но такое случается:

кондиционер может разгерметизироваться, тогда внутрь попадает грязь;
поршни изнашиваются, стружка начинает циркулировать по контуру;
владелец дозаправил неправильное масло, оно вступило в реакцию с рабочей жидкостью, образовались хлопья.

В перечисленных случаях нужно промыть и почистить климатическую технику.

Простому автолюбителю делать это не стоит по нескольким причинам:

нет необходимого оборудования;
не каждый знает сложнейшую технологию чистки узла;
можно отравиться токсичными веществами разложения фреона.

Оцените свои возможности, отгоните машину в автомастерскую.

Откуда берется холод?

Теперь предлагаем узнать, как работает кондиционер в машине. Принцип работы автокондиционера в общем схож с принципом функционирования холодильника, несмотря на разные конструкции агрегатов. Схема кондиционирования в машине в целом представляет герметичную систему, в состав которой входит множество вышеописанных элементов. Принцип работы кондиционера в автомобиле заключается в преобразовании горячего воздушного потока в холодный, в чем агрегату помогают расходные материалы — масло и фреон. Масло используется для смазки компрессорного устройства, а также всей системы в общем.

Что касается фреона, то это специальных расходный материал, который был разработан для эксплуатации в автомобильных кондерах. В отличие от других газов, к примеру, пропана, он безопасен для здоровья человека (автор видео — L0RlC).

https://youtube.com/watch?v=dOZcVTnnFOM

Так как работает кондиционер в машине:

Когда водитель нажимает на кнопку активации, включается муфта с прижимным шкивом. Вал, который также с ним сопряжен, вступает в работе под воздействием приводного ремешка.
Также происходит активация компрессорного устройства, который сжимает газ и передает его на радиаторный узел, где происходит охлаждение фреона.
Более быстрому охлаждению способствует и вентилирующее устройство. Во время движения транспортного средства происходит обдув устройства нагнетающим воздушным потоком. Из-за охлаждения происходит конденсация вещества, после чего фреон передается на ресивер в жидком состоянии. После этого осуществляется процесс фильтрации фреона, в результате чего жидкость передается в очищенном виде дальше.
Когда газ очистится, он поступает в салон машины, выполняя функцию охлаждения, но при этом он проходит через расширительный клапан. Адаптер монтируется на патрубке, по которому фреон передается на испарительный узел. Когда объем газа достигнет необходимого уровня в испарительном устройстве, клапан автоматически перекроет.

В зависимости от системы, охлаждению воздушного потока могут способствовать и различные регуляторы и прочие запчасти.

Электрическая схема кондиционера

Инструкция по заправке

Если после диагностики не выявлено никаких недостатков, то можно начинать заправку системы хладагентом.

Обучающее видео по диагностике, зарядке и ремонту автокондиционеров.

https://youtube.com/watch?v=es9tgFrKDb8

Инструменты и материалы

Для проверки давления в системе и дальнейшей заправки автокондиционера своими руками следует приготовить следующий инструментарий и материалы:

метрологическую станцию;
переходник с краном;
шланги с соответствующими наконечниками;
баллон фреона соответствующего типа: R-12 или R-134а.

Чтобы знать точно, какую марку использовать, надо заглянуть под капот, где обычно приклеена таблица с информацией об используемом хладагенте. При ее отсутствии информацию следует искать в инструкции автомобиля.

Этапы

Последовательность шагов, которые нужно выполнить, чтобы зарядить автокондиционер своими руками состоит из следующих этапов:

Переходник с краном необходимо прикрутить к баллону с фреоном, на котором нанесена резьба.

Когда прикручен переходник, к нему присоединяется заправочный шланг.
Второй конец заправочного шланга соединяется с метрологической станцией. К счетчику станции также следует присоединить еще один заправочный шланг. Таким образом, конструкция для того, чтобы заправить кондиционер фреоном, собрана.
На следующем этапе нужно самостоятельно настроить параметры датчиков счетчика. С помощью регулятора калибровки нужно выставить температуру окружающего воздуха.
Далее нужно присоединить собранную конструкцию к штуцеру, который расположен на трубопроводе с низким давлением

Важно правильно выбрать штуцер. Трубопровод магистрали с высоким давлением меньше по диаметру трубопровода магистрали низкого давления.Определившись со штуцером, с него нужно снять защиту в виде колпачка и сделать тщательную чистку поверхности вокруг штуцера.
Затем заправочный шланг от счетчика нужно соединить со штуцером. Система для заправки готова

Система для заправки готова.

По инструкции заправку производят со стороны низкого давления, когда автомобиль работает. При этом обороты нужно выставить на уровне 1500.
Далее нужно дать поработать системе кондиционирования с максимальной производительностью. Затем нужно перевернуть баллон с хладагентом. В перевернутом состоянии надо открутить кран на переходнике. После этого хладагент начнет поступать в систему. Во время заправки следует отслеживать давление на датчиках станции. Нормой считается давление не больше 285 кПа.
Дозаправку хладагента нужно выполнять пока не станет поступать холодный воздух из трубопровода салона.

Правильность заправки своими руками можно определить через смотровое отверстие, находящееся на фильтре-осушителе. Через него видна жидкость, если в ней отсутствуют пузырьки, то заправка проведена правильно. Самостоятельная заправка и ремонт автокондиционеров позволяет сэкономить на техобслуживании.

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.

Обслуживание и ремонт

Ремонт и обслуживание автокондиционеров в первую очередь сводится к определению, что стало причиной нарушения работы, а после уже устранения неисправности.

Если есть подозрение на утечку хладагента, сначала определяют место утечки. Для этого используют либо газоанализаторы, которые улавливают наличие фреона и могут точно указать, где производится утечка. Вторым методом определения утечки является заправка системы фреоном с добавлением ультрафиолетовой краски, после чего систему освещают ультрафиолетовой лампой. Место утечки укажет красящее вещество.

Видео: Ремонт компрессора кондиционера, Автосервис Автоматика Бош сервис.

Устранение утечки производится либо путем замены поврежденного участка, возможна и запайка образовавшегося отверстия, но сделать это можно только на металлических участках магистрали.

Компрессор, если он заклинил, ремонту не подлежит, его просто заменяют. Но если произошел износ сальника, подшипников, то производится ремонт с заменой изношенных частей.

Сильное загрязнение системы, из-за чего возникли проблемы с ресивером или вентилем решаются путем промывки ее и заливки нового хладагента.

При сильном загрязнении конденсатора и испарителя с внешней стороны производится их очистка и промывка.

Как происходит изменение рабочего объема компрессора?

Когда необходима высокая производительность компрессора, на его вход поступает газообразный хладагент под большим давлением. Как мы знаем, его давление повышается, т.к. слишком много хладагента испарилось в испарителе.

Это давление давит на поршни компрессора. При этом управляющий клапан стравливает давление газа из картера в линию всасывания. В этом случае давление всасывания над поршнями будет выше, чем давление, которое «подпирает» их из картера. Следовательно, это давление будет заставлять поршни увеличивать их ход. Таким образом, увеличивается и рабочий объем цилиндров компрессора.

Когда в испарителе испаряется меньше хладагента, то и давление на линии всасывания будет ниже. Для уменьшения рабочего объема цилиндров часть сжатого поршнями газа (хладагента) направляется в картер. Это давление давит на поршни сзади, заставляя их уменьшить рабочий ход.

Таким образом, изменение рабочего объема компрессора происходит за счет баланса сил на поршнях и под ними – в картере.

Масло для кондиционера

Кроме заправки хладагента, в систему кондиционирования необходимо периодически заливать масло, необходимое для исправной работы компрессора. Выбор вещества напрямую зависит от используемого хладагента. С R12, применяемом в автомобилях, выпущенных до 1994 года, используется минеральное масло Suniso 5G.

В автомобили, работающие на R-134а, заправляются только синтетические масла PAG 46, PAG 100, PAG 150.

В 1994 году также выпускали машины с компрессорами, допускающими использование как R-12, так и R-134a. Но даже если автомобиль сошел с конвейера в данный переходный период, недопустимо смешивать синтетические и минеральные масла. Такая смесь может быстро вывести из строя всю систему.

Устройство и схема компрессора кондиционера

«Сердце» автокондиционера – сложная конструкция, в которой хладагент (фреон) сжимается, превращается в газ с высокой температурой. Компрессор нагнетает хладагент, гонит его по замкнутому кругу.

Автокомпрессор разделяет систему охлаждения на два контура: высокого и низкого давления. В первый входят все элементы до испарителя, во второй – магистраль, которая соединяет испаритель с компрессором.

Устройство компрессора кондиционера автомобиля упрощенно выглядит так: это блок с помпой и электромагнитной муфтой.

Главные узлы компрессора автомобильного кондиционера на схеме:

Лучшие автомобильные компрессоры

Эксперты, оценив рабочие характеристики разных марок компрессоров автомобильных кондиционеров, составили рейтинг лучших агрегатов.

3 позиция – Компрессор Sanden 5H14 A2 12V

Пятипоршневой аппарат весит 7,2 кг, габариты – 285х210х205 мм. Производительность 138 см³/об. Кольца поршневой группы выполнены из высококачественной стали, что обеспечивает большой рабочий ресурс оборудования.

Компрессор Sanden 5H14 A2 12V

Мощный компрессор, предназначенный для рефрижераторов и кондиционеров, работает с жидкостями R134a, R404a, R50. Sanden 5H14 A2 12V поставляется с транспортировочным маслом, которое перед монтажом установки нужно заменить на PAG SP-20, либо аналог. Количество смазки – 180 г.

Цена Sanden 5H14 A2 12V – от 8800 руб.

2 позиция – SAILING Компрессор Кондиционера 2.5 Altima 07

Назначение компрессора – кондиционеры легковых автомобилей отечественных и зарубежных производителей. Поршневое устройство мощностью 2 кВт работает с хладагентом HFC-134a, тип применяемого масла – PAG46. На одну заправку требуется 135 г смазывающего вещества.

SAILING Компрессор Кондиционера 2.5 Altima 07

Тип приводного шкива – 6PK, диаметр – 125 мм.

Цена изделия – от 12800 руб.

Принцип работы кондиционера в автомобиле или как происходит цикл охлаждения?