Onderwerp:
- Wprowadzenie
- Działanie układu klimatyzacji
Przedmowa:
Układ klimatyzacji odpowiada za chłodzenie i osuszanie napływającego powietrza, co pomaga stworzyć komfortowe środowisko dla pasażerów pojazdu. Oprócz komfortu przyjemny klimat wpływa również na czujność kierowcy. Klimatyzacja jest częścią tzw. HVAC, co oznacza: Ogrzewanie Wentylacja Klimatyzacja. Pojazd wyposażony w HVAC może zatem ogrzewać, wentylować i chłodzić system klimatyzacji. W literaturze coraz częściej spotykamy się z terminem HVAC.
Stopień, w jakim system klimatyzacji może obniżyć temperaturę, może się różnić w zależności od kilku czynników, takich jak temperatura otoczenia, wydajność systemu i pożądane ustawienie temperatury. Ogólnie rzecz biorąc, często zdarza się, że prawidłowo działający układ klimatyzacji jest w stanie obniżyć temperaturę w samochodzie osobowym o około 10 do 20 stopni Celsjusza w porównaniu z temperaturą zewnętrzną. Aby szybko doprowadzić temperaturę powietrza na wylocie do pożądanego poziomu, zaleca się włączenie trybu recyrkulacji. Dzięki tej funkcji już schłodzone powietrze we wnętrzu jest ponownie kierowane przez parownik w celu dodatkowego schłodzenia.
Poniższe zdjęcie przedstawia panel sterowania BMW serii 3. Przycisk klimatyzacji (A/C) jest oznaczony czerwoną strzałką. Klimatyzacja jest włączona.
Na tej stronie znajduje się krótki przegląd działania układu klimatyzacji. Temat można kliknąć w każdym akapicie, aby przejść do strony, na której znajdują się bardziej szczegółowe informacje na dany temat.
Działanie układu klimatyzacji:
Kiedy układ klimatyzacji działa, czynnik chłodniczy krąży przez różne elementy układu. Ten czynnik chłodniczy daje dwa zmiany stanu przed siebie:
- kondensacja: ciepło jest uwalniane do otoczenia. Podczas kondensacji czynnik chłodniczy zmienia się ze stanu gazowego w ciekły;
- parowanie: ciepło jest pobierane z otoczenia. W parowniku następuje parowanie, które schładza powietrze napływające do wnętrza.
Poniższy obrazek przedstawia przegląd elementów nowoczesnej instalacji klimatyzacyjnej. Obieg czynnika chłodniczego można podzielić na dwa obszary ciśnienia: wysokie i niskie ciśnienie. Na poniższym obrazku czerwona rura oznacza wysokie ciśnienie, a niebieska – niskie ciśnienie.
W kolejnych akapitach powyższy diagram zostanie pokazany ponownie, z każdą częścią indywidualnie zaznaczoną zieloną ramką. Dla każdego elementu podano szczegółowe objaśnienia dotyczące jego działania, umiejscowienia w pojeździe i interakcji z innymi elementami. W pierwszej kolejności opisano elementy bezpośrednio odpowiedzialne za przebieg cyklu. Dla każdego komponentu istnieje podstrona, na której dokładniej omówiono jego działanie. Aby to zrobić, kliknij niebieski tekst.
Kompresor:
De sprężarka klimatyzacji zasysa gazowy/parowy czynnik chłodniczy przez niebieską rurkę i zwiększa jego ciśnienie. Wraz ze wzrostem ciśnienia wzrasta również temperatura wrzenia. Następnie para jest kierowana do skraplacza czerwoną rurką. Para pozostaje przegrzana. Na sprężarce klimatyzacji znajduje się koło pasowe napędzane paskiem wielopasmowym. Sprężarkę można włączać i wyłączać za pomocą sprzęgła magnetycznego. W pojazdach elektrycznych lub hybrydowych napęd może zapewnić silnik elektryczny w układzie HV zamiast paska wielopasowego.
Sprężarka klimatyzacji w samochodach z silnikami spalinowymi znajduje się w komorze silnika od strony paska wielopasowego i napędzana jest paskiem wielorowkowym wraz z alternatorem i ewentualnie pompą wspomagania układu kierowniczego. W przypadku pojazdów elektrycznych sprężarka może być umieszczona we wnętrzu, a silnik elektryczny napędza (elektryczną) sprężarkę klimatyzacji.
Skraplacz:
Po opuszczeniu sprężarki przez czynnik chłodniczy ciśnienie i temperatura znacznie wzrastają. The kondensator Jego zadaniem jest skroplenie przegrzanej pary ze sprężarki do przechłodzonej cieczy. Gdy temperatura spadnie poniżej punktu wrzenia, czynnik chłodniczy staje się ciekły. W skraplaczu ciepło jest odprowadzane do powietrza zewnętrznego. Podczas jazdy wiatr przepływa przez skraplacz. Jeżeli przepływ i chłodzenie są niewystarczające, włącza się wentylator, aby wzmocnić przepływ powietrza. Następnie ogrzewa się powietrze zewnętrzne przepływające przez skraplacz.
Skraplacz znajduje się w przedniej części samochodu, przed chłodnicą układu chłodzenia.
Zawór rozprężny:
Ciekły czynnik chłodniczy dociera pod wysokim ciśnieniem zawór rozprężny. Zawór rozprężny powoduje nagły spadek ciśnienia, co powoduje spadek ciśnienia, temperatury i temperatury wrzenia. Ciecz zmienia się w parę nasyconą. Jest to mieszanina cząstek pary i cieczy. W zaworze rozprężnym wysokie i niskie ciśnienie są oddzielone od siebie.
Zawór rozprężny występuje w różnych wersjach: ze stałym dławieniem (kapilara) lub zmiennym dławieniem (termostatyczny zawór rozprężny).
Parownik:
Zadaniem parownik ma za zadanie schłodzić powietrze napływające do wnętrza samochodu. Wewnętrzny wentylator wdmuchuje powietrze zewnętrzne lub recyrkulowane powietrze wewnętrzne przez żeberka parownika. Ciepło jest pobierane z przepływającego powietrza. Schłodzone powietrze jest następnie wdmuchiwane do wnętrza.
Czynnik chłodniczy w postaci pary przepływa z zaworu rozprężnego do parownika. Temperatura, ciśnienie i temperatura wrzenia są niskie, gdy wpływa. Przepływ powietrza przez parownik podgrzewa czynnik chłodniczy, powodując jego natychmiastowe wrzenie. Czynnik chłodniczy opuszczający parownik jest w stanie przegrzanym. Po odparowaniu czynnika chłodniczego na wyjściu z parownika cykl rozpoczyna się od nowa. Sprężarka ponownie zasysa gazowy czynnik chłodniczy w celu jego ponownego sprężenia.
Parownik jest wbudowany w obudowę wentylacyjną nagrzewnicy za deską rozdzielczą.
Na ostatnim zdjęciu przedstawiono części niewymienione powyżej.
- Połączenia serwisowe: są zaznaczone na niebiesko. Służą one do sprawdzania ciśnienia za pomocą manometru oraz do opróżniania lub napełniania układu;
- Czujnik wysokiego ciśnienia: czujnik w pomarańczowej ramce mierzy ciśnienie w przewodzie wysokiego ciśnienia. W ten sposób ECU silnika może regulować między innymi moc sprężarki;
- Wentylator wewnętrzny: ten z fioletową ramką wentylator wewnętrzny wdmuchuje do niego powietrze dom z piecem a zatem także przez skraplacz;
- Wentylator chłodzący: ten zaznaczony na żółto wentylator chłodzący wdmuchuje powietrze z zewnątrz przez skraplacz. Niektóre samochody mają oddzielny wentylator skraplacza, a inne samochody wykorzystują wentylator chłodzący, który chłodzi również chłodnicę;
- Filtr/osuszacz: filtrowanie cząstek brudu i suszenie (osuszanie) odbywa się w elemencie z zieloną ramką. To filtr/osuszacz Element można zamontować bezpośrednio obok skraplacza, ale można go również umieścić wewnątrz skraplacza.
Ciśnienia i temperatury:
Mierząc ciśnienia i temperatury w różnych miejscach układu, możemy sprawdzić, czy system działa prawidłowo. Ponieważ ciśnienie i temperatura czynnika chłodniczego zależą od temperatury powietrza zewnętrznego, jako wytyczną przyjmujemy temperaturę w zakresie od 25 do 30°C i zwiększoną prędkość obrotową silnika, aby sprężarka klimatyzacji miała wystarczającą wydajność.
Sprężanie zwiększa temperaturę czynnika chłodniczego opuszczającego sprężarkę do około 70°C, podczas gdy ciśnienie waha się od 12 do 15 barów. Czynnik chłodniczy dociera do zaworu rozprężnego poprzez osuszacz/filtr, gdzie następuje spadek ciśnienia i temperatura spada nieco powyżej punktu zamarzania. Gdy czynnik chłodniczy opuszcza parownik, zostaje ogrzany o kilka stopni przez przepływające przez niego powietrze.
Na stronie: Diagnostyka klimatyzacji na podstawie ciśnienia i temperatury opisano najczęstsze usterki, przyczyny i rozwiązania.
