Система отопления и кондиционирования. Назначение, устройство и принцип действия

10.11.1 Назначение системы отопления

Первая и самая главная задача системы отопления — не дать замерзнуть водителю и пассажирам в автомобиле при температуре окружающей среды, которая вызывает дискомфорт.

Система отопления может быть отдельной составляющей, а может быть интегрированной в общую систему климатического контроля.

Существует два пути решения вышеописанной задачи: создавать тепло с помощью дополнительных устройств или использовать дармовое тепло, которое является побочным явлением при работе двигателя внутреннего сгорания. Первый способ в рамках данного пособия рассматривать не будем. Ниже будет рассмотрено устройство системы отопления, которая создана по принципу отбора тепла от ДВС.

10.11.2 Устройство системы отопления

Независимо от того, отдельная это система или интегрированная, принцип ее работы одинаков для всех и не изменяется уже довольно длительное время. Основная идея заключается в том, чтобы использовать тепло двигателя, которое выделяется при его работе. А так как тепло от двигателя отводится с помощью охлаждающей жидкости, то и для системы отопления понадобится именно она.

Для осуществления задуманного в систему охлаждения двигателя вклинили пару шлангов (подводящий и отводящий), кран (заслонку) и теплообменник, который представляет собой уменьшенную версию радиатора (показано на рисунке 10.15).

Рисунок 10.15 Упрощенная схема системы отопления.

10.11.3 Принцип действия

При закрытом кране (заслонке), охлаждающая жидкость проделывает свой обычный путь: от помпы через радиатор и термостат к двигателю и обратно. Как только водителю и/или пассажирам станет неуютно ехать в салоне, покрывшемся инеем, водитель откроет кран (заслонку) и разогретая до нормальной рабочей температуры охлаждающая жидкость (а это 85—90 °С) потечет по увеличенному кругу к теплообменнику отопителя, чтобы там отдать часть своего тепла временным обитателям салона. Чтобы горячий воздух попадал туда, куда нужно, вентилятор системы вентиляции продувает воздух из окружающей среды через теплообменник отопителя в салон автомобиля по специальным воздуховодам.

10.11.4 Назначение системы кондиционирования

Зимой дискомфорт создает холодный воздух, летом же – горячий. И если зимой в крайнем случае за руль можно сесть, надев на себя помимо зимней куртки еще и ушанку, а на руки натянув перчатки или варежки, то летом спастись от жары будет не так просто. Для того чтобы от знойной жары попасть в оазис, который будет находиться на водительском месте, придумали и внедрили в жизнь систему кондиционирования, по своей сути очень напоминающую холодильник.

10.11.5 Устройство системы кондиционирования

Простейшая система кондиционирования устроена следующим образом (показана на рисунке 10.16): компрессор установлен на двигателе и приводится во вращение от коленчатого вала посредством ремня, к компрессору подсоединены два патрубка линий высокого и низкого давления, впереди перед радиатором системы охлаждения установлен конденсатор (также имеющий вид радиатора). К конденсатору подсоединены патрубки высокого и низкого давления. На конденсаторе установлен ресивер-осушитель, он, в свою очередь, соединен патрубками с расширительным клапаном. В самом салоне установлен испаритель, на вид — тот же радиатор, только в уменьшенном виде. Заполняется вся система кондиционирования специальным хладагентом.

Примечание
Стоит добавить, что кондиционер в автомобиле используется не постоянно, даже в летнее время года, потому в перекачке хладагента вхолостую по системе нет надобности. Именно для этого привод компрессора осуществляется через электромагнитную муфту, интегрированную в шкив компрессора. Эта муфта разъединяет шкив и вал компрессора, когда в кондиционере нет надобности.

Рисунок 10.16 Упрощенная схема системы кондиционирования.

10.11.6 Принцип действия системы кондиционирования

Итак, вам стало жарко, на панели управления в салоне вы нажали на соответствующую кнопку, при этом муфта подключила шкив к валу компрессора и он заработал. Компрессор сжимает газообразный фреон (хладагент), отчего тот сильно нагревается, и перекачивает его по трубопроводу в конденсор, где сжатый фреон охлаждается. В помощь конденсатору — дополнительный электровентилятор. Охладившись, сжатый фреон конденсируется и поступает из конденсора уже в жидком виде. После этого жидкий фреон проходит через ресивер-осушитель. Здесь происходит фильтрация хладагента от продуктов износа компрессора и воды.

Примечание
Ресивер-осушитель имеет еще одну немаловажную функцию — гасителя пульсаций хладагента.

После очистки и выравнивания давления фреон течет в сторону салона автомобиля, где находится расширительный клапан. Проходя через расширительный клапан и попадая в испаритель, фреон переходит в газообразное состояние (кипит), при этом сильно охлаждаясь. Холодный фреон охлаждает испаритель, а вентилятор сдувает с испарителя холод в салон автомобиля. Пройдя через испаритель, все еще достаточно холодный фреон попадает снова в компрессор. Круг замыкается.

Примечание
Та часть патрубков, которая находится между компрессором и расширительным клапаном, называется напорной, или магистралью высокого давления. Ее всегда можно определить по горячим металлическим тонким трубкам. Часть же от испарителя до компрессора называется обратной магистралью, или магистралью низкого давления. Она изготавливается из толстых трубок и на ощупь холодная. Если в напорной магистрали во время работы компрессора давление колеблется от 7 до 15 атмосфер (в аварийных случаях и до 30), то в обратной магистрали давление не превышает одной-двух атмосфер. Когда кондиционер выключен, давление в обеих магистралях уравнивается и составляет около пяти атмосфер.