Принцип работы и конструкция кондиционера

Принцип работы кондиционера базируется на пяти основных позициях:

• Тепловой обмен между телами и веществами идет только в одном направлении, от более теплого к менее теплому, а так как полностью изолировать что-либо нельзя, то, соответственно, нереально добиться того, чтоб сохранить тепло без потерь. Можно лишь минимизировать его потери, применив качественную изоляцию.

• Тепло от одного тела (вещества) переходит к другому, только если между ними существует разница температур.

• При переходе в газообразное состояние жидкость поглощает тепло.

• Охлаждение – это потеря тепла одним телом (веществом) в пользу другого. Автомобильный кондиционер отбирает тепло из салона машины и передает его окружающему  воздуху.

• Вещество при переходе из газообразного состояния в жидкое (конденсация) выделяет тепло в том же количестве, которое оно поглотило при превращении в пар.

Температурная точка, при которой жидкость переходит в газообразное состояние, изменяется в зависимости от давления. Чем меньше давление, тем меньше температура, при которой происходит кипение, и чем выше давление, то и температура кипения выше.

Конструкция кондиционера.

Любая автомобильная система кондиционирования воздуха устроена из таких основных элементов, как:

• конденсатор,
• испаритель,
• ресивер-осушитель,
• расширительный клапан,
• компрессор.

Все это связано между собой герметичной сетью трубок. Тепло этой системой кондиционирования переносится с помощью хладагента, посредством перехода его из жидкого состояния в газообразное, и обратно.

Одним из важнейших элементов автомобильного кондиционера является расширительный, или терморегулирующий, клапан. От работы данного элемента напрямую зависит эффективность кондиционера в автомобиле. Расположен он непосредственно на испарителе, который находится в салоне авто. В испарителе  хладагент, пройдя через терморегулирующий клапан (ТРК), переводится в газо-капельную смесь. Происходит это, потому что жидкость хладагента проходит через небольшое отверстие в ТРК, в котором расположена иголка. Перемещения иголки в отверстии изменяют ее сечение, а, соответственно, и количество поступающего хладагента. Расположение иглы регулируется датчиком, находящимся в испарителе.

Как уже указывалось выше, точка кипения зависит от давления, а назначение ТРК - резко изменять давление хладагента, при этом, не изменяя его состояния. На входе клапана создается высокое давления, а на выходе низкое, то есть в испарителе при низком давлении жидкость хладагента начинает кипеть, поглощая тепло. Игла в клапане изменяет температуру в испарителе, так, уменьшая сечение отверстия, понижается температура хладагента. Поверхность испарителя должна иметь температуру  в районе 0°C, но не ниже, так как при этом будет образовываться лед, а это мешает потоку  воздуха и передаче тепла хладагенту. В случае пропуска ТРК излишней жидкости, происходит затопление испарителя, а при этом отбор тепла ухудшается из-за затруднения выкипания жидкости. К тому же не вскипевший хладагент, без эффекта пройдя испаритель, может негативным образом сказаться на работе компрессора, в который он попадает после испарителя. В случае же недостаточного поступления жидкого хладагента в испаритель, эффективность его работы также падает, так как жидкость выкипает, не попав даже в испаритель.

Вместо игольчатого клапана в конструкции кондиционера иногда устанавливается диафрагма. В отличие от игольчатого клапана, в котором подача хладагента регулируется движущимся элементом, здесь это происходит при помощи реле давления, или термо-реле.

Хладагент, на выходе из ТРК, при низком давлении – жидкость. По мере продвижения по испарителю, начинается кипение хладагента и переход его в газообразное состояние, при этом идет поглощение тепла, которое отбирается от ребер испарителя. Внешняя часть испарителя охлаждается, и холод этот вентилятором нагоняется в салон автомобиля. Воздух в салоне становится более сухим, так как при его охлаждении влага конденсируется на испаритель и выводится наружу.

Отобранное тепло из салона необходимо вывести наружу. Хладагент в газообразном состоянии двигается к компрессору, который увеличивает давление и сжимает хладагент. Далее он двигается по трубопроводу к внешнему теплообменнику (конденсатор), который обычно находится в передней части машины. После повышения давления хладагента компрессором, он поступает в конденсатор в виде перегретого пара под высоким давлением. Здесь он переходит в жидкое состояние, выделяя при этом тепло, которое с поверхности конденсатора рассеивается в атмосферу. Затем из конденсатора хладагент, в виде жидкости, двигается опять в испаритель через ТРК, и все опять повторяется.

Компрессор кондиционера приводится в действие от двигателя автомобиля, получая крутящий момент через электромагнитную муфту сцепления. Муфта сцепления включает и выключает привод компрессора по команде термостата. Этим достигается строго определенный период перевода хладагента в жидкое состояние и, соответственно, правильная работа кондиционера в автомобиле.