Как это работает: все тонкости автомобильных кондиционеров

В последние годы с приходом лета в наши широты зачастую приходит аномальная жара. Температура +40С и повышенная влажность стали обычным явлением. Все это приводит к необходимости пользоваться кондиционером. Если он есть. Ну, а в случае отсутствия – автолюбители все чаще задумываются о его установке.

Раньше кондиционер считался атрибутом роскоши. Сегодня же его можно встретить даже в бюджетных авто. Тем не менее, есть значительное количество автомобилей (в основном б/у), в которых нет, и не было кондиционера. 

В этой статье АвтоПортал расскажет о принципах работы, устройстве, эксплуатации автомобильных климатических систем, а также о том, как проверить кондиционер перед покупкой б/у авто.

Комфортные условия микроклимата и принцип работы кондиционера

Комфортные условия означают оптимальные для организма человека температуру и влажность воздуха, которые могут варьироваться в зависимости от внешней температуры и даже длительности поездки. Да и поток воздуха, направленный на ту или иную часть тела, играет роль. 

 

Как видно из таблицы, есть существенная разница в комфорте водителя в автомобиле с кондиционером и без него. Кроме комфорта, важным фактором является безопасность, поскольку при неблагоприятных условиях сконцентрированность и быстрота реакции водителя существенно снижаются.

Комфортная температура в салоне авто определяется температурой наружного воздуха и величиной воздухообмена. Вот какие значения комфортности приводит сервисное пособие Volkswagen/Audi: 

 

- при низких температурах наружного воздуха, например, –20ºC

- высокая температура в салоне 28 ºC, большой воздухообмен 8 кг/мин

- при высоких температурах, например, 40 ºC

- умеренная температура в салоне 23 ºC, большой воздухообмен 10 кг/мин

- при умеренных температурах, например, 10 ºC

- умеренная температура в салоне 21,5ºC, малый воздухообмен 4 кг/мин.   

Понятно, что обычная система вентиляции/отопления, к которой привыкли владельцы ВАЗов и возможности которой ограничиваются обдувом салона и подачей тепла, фактически бессильна летом. Только кондиционер может охладить воздух, подаваемый в салон и удалить избыточную влажность.

  

Принцип работы кондиционера 

Схема работы кондиционера проста и принципиально не отличается от работы бытового холодильника. Кондиционер представляет собой герметичную систему, в которой происходит циркуляция фреона. Принцип работы основан на законе физики, который гласит, что при переходе вещества из жидкого состояния в газообразное тепло поглощается, а при переходе вещества из газообразного состояния в жидкость - тепло отдается. Веществом, которое циркулирует в системе кондиционирования, в нашем случае является фреон, именуемый хладагентом. Его задача поглощать тепло в салоне автомобиля, поддерживая таким образом комфортную температуру. В газообразном состоянии фреон поглощает тепло, а в жидком выделяет. Так тепло из салона автомобиля переносится за его пределы.

 

  

Компрессоры кондиционеров бывают нескольких видов. Отличаются приводом и типом. Наибольшее распространение получили компрессоры поршневого или роторного типа, приводящиеся в движение коленчатым валом автомобиля, как наиболее простые и имеющие высокий КПД. Преимущество компрессоров с собственным приводом в том, что они могут работать при выключенном двигателе автомобиля. Для машин с системами старт-стоп компанией Sanden разработаны компрессоры, которые работают от двигателя или от собственного привода, в зависимости от режима. 

Отличаются кондиционеры и по схеме работы. Их разделяют на два типа. Первый предусматривает регулировку потока хладогента с помощью ресивера-осушителя и терморегулирующего вентиля (ТРВ), второй – посредством аккумулятора и дросселя. К первому типу относятся кондиционеры японских, французских, итальянских и корейских автомобилей. Ко второму - большинство американских машин, а также модели Audi, Volkswagen и пр. 

Конденсатор, - алюминиевый или медный теплообменник, в котором конденсируется хладагент. 

Испаритель, - источник прохлады в автомобиле. Представляет собой теплообменник, в алюминиевом или медном исполнении, в котором хладагент переходит из жидкой фазы в газообразную. 

Вентиляторы обдува. Задача вентилятора конденсатора снимать с него избытки тепла. Задача вентилятора испарителя - подавать прохладный воздух в салон автомобиля. 

Система управления и защиты автомобильного кондиционера

  

Система управления и защиты климатической установки с ручным управлением Volkswagen/Audi:

1 Выключатель климатической установки
2 Предохранительный клапан на компрессоре
3 Вентилятор конденсатора
4 Манометрический выключатель
5 Датчик температуры охлаждающей жидкости
6 Термовыключатель вентилятора конденсатора
7 Датчик температуры испарителя
8 Вентилятор испарителя
9 Блок управления двигателя
10 Электромагнитная муфта
К Блок управления климатической установки (и/или блок управления для вентилятора конденсатора в зависимости от исполнения климатической установки). 

Система управления кондиционером представляет собой набор датчиков и исполнительных устройств, в частности:

Блок управления. Обрабатывает сигналы от датчиков и управляет исполнительными устройствами, обеспечивая постоянное давление в контуре хладагента и заданную хладопроизводительность.

Электромагнитная муфта. При включении системы кондиционирования "запускает" компрессор.

Манометрический выключатель. При аварийно низком или высоком давлении манометрический выключатель посылает сигнал на отключение компрессора. При избыточном давлении подается команда на включение вентилятора конденсатора на одну ступень выше.

При критическом повышении давления предохранительный клапан стравливает хладагент, до восстановления нормального давления в системе.

Термовыключатель вентилятора конденсатора. Включает вентилятор при высокой температуре хладагента.

Датчик температуры испарителя. Отключает компрессор при угрозе обледенения.

Датчик температуры охлаждающей жидкости. Отключает компрессор при высокой температуре фреона. 

Температура охлажденного воздуха обычно значительно ниже, чем необходимо, поэтому часть его с помощью заслонки направляется через теплообменник обогревателя, где нагревается. В системах с ручным управлением водитель сам определяет температуру в салоне, устанавливает скорость вращения вентилятора подачи свежего воздуха и регулирует степень открытия температурной заслонки. 

В большинстве современных автомобилей предусмотрено автоматическое управление системой кондиционирования. Существует несколько климатических систем, отличающихся своим функционалом. Заданная водителем температура в салоне поддерживается и корректируется автоматически, с учетом полученных данных от разнообразных датчиков, информирующих о солнечном излучении, температуре наружного воздуха и пр.

  

Датчик температуры наружного воздуха измеряет температуру за бортом.
Датчик температуры в канале воздуховода следит за температурой воздуха выходящего из испарителя.
Датчик солнечного излучения управляет скоростью вращения вентилятора в салоне. 

Микроклимат в салоне может быть разбит на несколько зон (зачастую 1, 2 или 4 – в люксовых авто), для каждой могут быть заданы свои параметры. 

Вся информация, полученная от датчиков, обрабатывается в блоке управления, который управляет исполнительными устройствами. Заданная температура в климатических зонах поддерживается при помощи приводов, которые управляют соответствующими заслонками. 

Диапазон температур, в которых работает климатическая система в автоматическом режиме - обычно от 18ºС до 28ºС. Если кондиционер находится в режиме "Авто", он включается вместе с зажиганием, выводя на панель управления показания датчиков и значение заданной температуры. Можно задать температуру за рамками этого диапазона, в этом случае установка будет работать с максимальной хладо- или теплопроизводительностью. При температуре наружного воздуха менее 5ºС система автоматически выключается.

Ориентировочная стоимость некоторых оригинальных автокондиционеров:

Daewoo Lanos 1.3, 1.5, 1,6 – 13.000-15.000грн.
Daewoo Nexia N100, N150 – 9.000грн.
Volkswagen Passat B5 1.6 – 17.000грн.

Монтаж системы кондиционирования

Монтаж, если вы не обладаете достаточным опытом, лучше доверить СТО с хорошей репутацией.

Вкратце описать процедуру монтажа можно описать так: 

Компрессор устанавливается в моторном отсеке, вблизи от шкива коленчатого вала двигателя. При монтаже может понадобиться демонтаж воздушного фильтра, генератора и т.п. Положение шкива компрессора выбирается таким образом, чтобы приводной ремень был натянут с необходимым натяжением и без перекосов.

Конденсатор устанавливается перед штатным радиатором отопления, вместе с конденсатором может быть установлен дополнительный вентилятор.

Испаритель чаще всего устанавливается под торпедо.

Трубопроводные магистрали. Для их прокладки, возможно, понадобится сверлить дополнительные отверстия в моторный отсек. Магистрали должны быть надежно закреплены и соединены. Не крепите магистрали с помощью хомутов, для этого есть специальные крепления.

Затем подключается электропроводка, программируется электронный блок управления двигателем, проводится вакуумирование и заправка фреоном.

Ориентировочная стоимость монтажа может варьироваться в широком диапазоне. Например, стоимость установки кондиционера на Daewoo Nexia составляет 3.500грн. на официальном сервисе, а на неофициальном СТО его можно установить за 1.600-2.500грн.

Уход за кондиционером 

Чтобы эффективность кондиционера не ухудшалась, необходимо регулярно проводить чистку радиатора конденсатора. Чистить раз в квартал, - после зимы, после сезона "тополиного пуха" и т.п. Вовремя меняйте салонный фильтр.

Следите за фреоновыми магистралями, местами их соединений. Если видны масляные подтеки, следы конденсата, - возможно у вас утечка фреона, засорена магистраль хладагента. Если у вас система с ТРВ, - на ресивере должно быть смотровое окошко, через которое можно оценить состояние фреона. Если видно много пузырьков (как в газировке) или видны помутнения, - система разгерметизирована.

На испарителе может образовываться плесень, а в дренажной системе застой влаги. Чтобы не держать в авто такой рассадник бактерий, за 10-15 минут до стоянки, нужно выключить кондиционер и проветрить салон авто, включив вентилятор печки. Также необходимо следить за дренажем.

Проверяйте натяжение ремня компрессора.

Если вы не используете кондиционер, его периодически (раз в месяц) нужно включать на 15-20 минут, чтобы в системе не застаивалось масло, и не рассыхались уплотнители. 

Сервисное обслуживание кондиционеров 

- Заправку фреона нужно проводить только в случае его утечки. Заправка подразумевает собой диагностику системы. Сервисное обслуживание на новом кондиционере проводиться раз в 2-3 года.

- Чтобы найти качественный сервис потребуется провести небольшое расследование, так как, по отзывам автомобилистов и сервисменов, даже "фирменность" СТО не является гарантией качественного сервиса. Интересуйтесь, делает ли СТО вакуумизацию, чем вакуумизируют, - вакуумным насосом или продувкой фреоном (которая бесполезна).

- Заправляйте кондиционер только тем фреоном, марка которого указана заводом.

- Не покупайтесь на дешевую стоимость заправки, не стоит рисковать. В продаже есть поддельный фреон, который содержит примеси хлоридов, других фреонов, которые способствуют возникновению коррозии и порой опасны для здоровья.

- Заправочное масло, которое добавляют при заправке, должно быть совместимо с маркой фреона!

Диапазон цен на сервисное обслуживание в г. Киеве:

Диагностика системы кондиционирования – 50-255грн.
Полная заправка фреоном от 400грн.
Полная диагностика и дозаправка фреоном от 300грн.
Дезинфекция – 100-300грн.
Диагностика компрессора кондиционера – от 50грн.

Советы по пользованию кондиционером

 - Безопасная разница температуры между салоном и улицей составляет 5-10ºС.

- Включайте кондиционер, если вы планируете провести в пути более 15 минут.

- Наиболее верным признаком возможной поломки является ухудшение эффективности работы кондиционера. Причем при движении кондиционер может работать нормально, но в пробке его явно не хватает.

- Изменение звука работы компрессора, скорее всего, свидетельствуют о неполадках в системе.

Проверка системы кондиционирования при покупке б/у автомобиля

При покупке б/у авто лучшим вариантом будет провести диагностику у специалиста с необходимым оборудованием. Если у вас нет такой возможности, воспользуйтесь некоторыми советами, которые не дадут вам стопроцентной гарантии, но увеличат шансы на покупку автомобиля с исправным кондиционером.

- Система кондиционирования должна работать. Если она в данный момент не работает, (типа "на зиму фреон спустили"), считайте, что она вообще не работает, это удешевит авто на несколько тысяч гривен. Идеальным признаком работоспособности системы является, конечно, температура в салоне.

- Зная, как выглядят компоненты системы и их примерное расположение, нужно убедиться в их наличии и оценить внешний вид.

- Если ресивер оборудован смотровым окошком, оцените состояние фреона (об этом выше).

- Если вы не можете потратить на диагностику достаточное время, и ждать пока салон охладится, проверьте температуру на "контрольных" точках. После включения кондиционера, плотно обхватите рукой металлическую часть трубки (самая толстая трубка) испарителя, которая ведет к компрессору. Когда работает компрессор, металл становится очень холодным. Металлическая часть трубки (которая ведет из компрессора в конденсатор) при работе компрессора становится теплой либо горячей, в зависимости от температуры на улице. Самая тонкая трубка, которая ведет из испарителя в салон, при работе системы тоже должна быть теплой или горячей, если на ней нельзя удержать руку, - возможна проблема вентилятора обдува испарителя, грязный испаритель или перезаправка системы фреоном.

- Проверьте градусником (не ртутным!) температуру воздуха в дефлекторе, направив туда воздушный поток на максимальной скорости работы системы и при минимальной температуре охлаждения. При нормально работающей системе кондиционирования, температура должна опуститься до 5-10ºС. 

- Осмотрите фреоновые магистрали, места их соединения и подключения. При утечке, как писалось выше, будут видны следы масла и конденсат.

 - Чтобы проверить машину зимой, необходимо загнать её в отапливаемый гараж на несколько часов. При отсутствии такой возможности стоит попробовать прогреть салон до состояния "жарко", на простых системах без датчика наружного воздуха, кондиционер должен запуститься. В системах с климат-контролем можно попробовать включить кнопку рециркуляции - на многих машинах в этом случае блок управления перестает ориентироваться на показания наружной температуры.

Вместо эпилога 

Многих водителей останавливают от установки кондиционера возросший расход топлива и ухудшение динамики разгона при его включении. Да, так и есть, но ведь здоровье дороже (к тому же при открытых окнах расход горючего тоже возрастает). Главное – пользоваться «охлаждением» с умом и время от времени проводить диагностику системы.