Кондиционер — Как работает кондиционер

Стандартная система кондиционирования состоит из нескольких рабочих узлов, соединенных между
собой герметичной системой трубок. Она заполнена хладагентом, который переходит из жидкой
формы в газообразную и обратно, перенося тепло из салона.
Самой важной деталью, от которой зависит эффективность работы кондиционера, является
регулирующий вентиль, который установлен на испарителе, размещенном в салоне автомобиля.
Хладагент в виде жидкости под высоким давлением поступает через регулирующий вентиль в
испаритель, где разбрызгивается в виде газо-капельной смеси (тумана). Регулирующий вентиль
может быть игольчатым или типа диафрагмы. Мы будем рассматривать первый вариант.
Внутри игольчатого вентиля есть маленькое отверстие, а расположенная в отверстии иголка
способна больше или меньше перекрывать его, изменяя таким образом эффективное сечение. Игла
приводится в действие от термодатчика, помещенного внутри испарителя.
Жидкий хладагент, проходя через маленькое отверстие в вентиле, испаряется и превращается в
газ под низким давлением. Этот процесс сопровождается резким падением температуры. Чем
меньше отверстие, тем холоднее становится халадагент, то есть температуру в испарителе можно
регулировать, вводя или выводя иглу из отверстия. Температура поверхности испарителя должна
быть близка к точке замерзания воды, но не ниже ее, иначе на испарителе будет образовываться
лед, что затруднит движение воздуха и передачу тепла хладагенту.
Как уже говорилось, вместо игольчатого вентиля иногда, устанавливается диафрагма. В ней нет
движущихся частей, поэтому расход хладагента в испаритель не регулируется, но подача его
контролируется при помощи термореле или реле давления. Превратившись в газ низкого давления,
хладагент проходит по испарителю (теплообменнику) и отбирает тепло у воздуха в салоне. Для
большей эффективности этого процесса теплообменник снабжен ребрами. Содержащаяся в воздухе
влага конденсируется на внешней поверхности теплообменника и сливается вне салона. Воздух,
пройдя через теплообменник, возвращается в салон более холодным и сухим.
Накопленное хладагентом тепло необходимо отдать в атмосферу, для чего хладагент с помощью
компрессора направляется в конденсатор (это еще один теплообменник, расположенный обычно в
передней части автомобиля).
Компрессор, задача которого – прогонять хладагент по трубкам системы, перенося тепло с низкого
температурного уровня на более высокий, работает по принципу насоса и приводится ремнем от
двигателя через электромагнитную муфту, чтобы кондиционер можно было отключать. Когда
компрессор работает, он создает разрежение, которое "высасывает" газообразный хладагент из
испарителя.
Внутри компрессора давление хладагента повышается, и он поступает в конденсатор, но уже в
виде газа под высоким давлением. В конденсаторе газ превращается снова в жидкость, при этом
содержащееся в ней тепло рассеивается с поверхности конденсатора в атмосферу.
Из конденсатора хладагент – уже в виде жидкости под давлением – снова подается на
регулирующий вентиль, и цикл повторяется.
Дополнительные "примочки"
На практике в описанную базовую схему входят еще кое-какие узлы, в частности, ресивер-
осушитель, который часто (но не всегда) монтируется между конденсатором и регулирующим
вентилем. Это устройство (его иногда называют "аккумулятором") фильтрует хладагент и удаляет
из него влагу. Иногда осушитель снабжается цветовым индикатором, который показывает, когда его
пора заменить (это значит, что он набрал максимум влаги). В систему трубок (между
конденсатором и испарителем) иногда встраивают смотровое стекло, и тогда можно наблюдать за
состоянием хладагента (наличие ненужных пузырьков и т. д.).
В систему кондиционирования входят также нагнетатель, прогоняющий воздух через испаритель, и
вентилятор с термостатом, повышающий эффективность работы конденсатора. Обычно в систему
входит также датчик давления с выключателем. Он расположен рядом с ресивером-осушителем и
управляет работой компрессора и вентилятора конденсатора, а также поддерживает оптимальное
давление в системе (разное для разных систем).
В большинстве систем над испарителем крепится еще и нагревательный элемент. Поток воздуха с
помощью "смесительной заслонки" распределяется между испарителем и нагревателем так, чтобы
придать ему желаемую температуру.
А как с экологией?
До недавнего времени в автомобильных кондиционерах применялся фреон R12. Потом было
установлено, что содержащиеся в нем хлорфторуглероды губительно воздействуют на озоновый
слой, поэтому сейчас выпускать R12 в атмосферу запрещено. К тому же, под воздействием
открытого пламени R12 выделяет смертельный газ фосген. Пока еще разрешено заполнять им
кондиционеры прежних выпусков, как разрешается и эксплуатация этих кондиционеров.
Соответственно, цена на фреон R12 повышается на 5–10% в месяц. В конце концов она станет
такой, что "перезаряжать" старые системы станет просто разорительно. Уже сейчас фреон R12
стоит на Западе $150 за килограмм, а два года назад стоил $65 . В современных системах
используется более "экологичный" хладагент – R134А.
Системы, рассчитанные на R134A, устроены так, чтобы при обслуживании и ремонте не было
утечек. Для этого в нужных местах установлены специальные клапаны и другие приспособления.
Теоретически, R134А можно закачать и в старый кондиционер, внеся соответствующие изменения.
Однако, этот хладагент процентов на 15 менее эффективен, чем R12, поэтому кондиционер старого
типа будет с ним работать хуже. Кроме того, существует еще одна проблема: хладагент R134А
просачивается, хотя и слабо, через шланги, сделанные из чистой резины. Для этого вещества
необходимы специальные шланги с внутренней нейлоновой оплеткой. В то же время в старых
системах применяются так называемые "заершенные" соединительные штуцеры, которые способны
прорвать эту оплетку. Одним словом, на данный момент выгоднее пользоваться старым
хладагентом.
Вообще-то, существуют так называемые "заместительные" хладагенты, предназначенные для
замены R12 и не требующие дорогой переделки системы на R134А, но, как говорят специалисты, их
нельзя и на пушечный выстрел подпускать к кондиционеру. Некоторые из этих веществ содержат
бутан, который может воспламениться внутри системы, кроме того, он погубит тестовое
оборудование.
Если вы хотите перейти с R12 на R134А, то лучше всего поменять вместе с хладагентом масло
(минеральное на синтетическое) в системе, установить новый ресивер-осушитель, сменить
резиновые шланги и проверить работу всех узлов. Тогда есть надежда, что система будет работать
удовлетворительно.