Принцип работы климат-контроля
Присутствие климат-контроля или кондиционера в машине сегодня не удивляет людей – множество иностранных производителей базово ставят в авто охладители. В дорогостоящие авто ставят климатическую систему, которая держит заданный температурный режим в салоне. При этом, такая система не является новинкой и используется в ТС уже более двадцати лет. Задача статьи– разобрать как функционирует климатическая система и рассказать, чем отличается климат-контроль от обычного кондиционера. Задача машинного охладителя – поставлять внутрь авто необходимое количество воздушных масс, охлажденных до заданных значений. Засос воздушных масс происходит с улицы, изнутри автомобиля или в смешанном формате по усмотрению шофёра. По такому же принципу функционирует салонный печка, прогоняющая воздух через горячий от мотора радиатор. Нюансы! Отопитель и кондиционер работают по отдельности, вне зависимости друг от друга. Поэтому переодически создаётся дискомфорт для людей находящихся в салоне авто – временами внутри автомобиля становится жарко или холодно, шофёру приходится регулировать температуру воздушных масс самому.
Еще сделано ограничение температурного режима при помощи внутренних и внешних датчиков – ориентируясь на их показатели, контроллер настраивает интенсивность охлаждения или обогрева.
В зимний период климатическая установка в машине функционирует таким образом:
Воздух, подаваемый через входное отверстие, попадает в воздушный отвод и тепловой обменник–испаритель охладителя. При соприкосновении с холодными ребрами радиатора образуется конденсат и воздух становится сухим.
Далее система заслонок, оборудованных электрическими приводами, подаёт часть воздуха в радиатор отопителя на нагревание.
На выходе из теплового обменника теплые воздушные массы соприкасаются с холодными массами для достижения нужной температуры. Распространение воздушных масс настраивается контроллером, который получает сигнал от нужного датчика.
Смешанные воздушные массы начинают движение по воздушным отводам внутрь машины, проходя сквозь дефлекторы передней панели.
В процессе авторегулирования электронный блок управления ориентируется также на показатели датчика температуры.
Впервые минуты запуска двигателя заслонки подают воздух на стекла.
Если шофёр задаёт нужный температурный режим и запускает автоматический режим, контроллер сам выбирает интенсивности нагревания или охлаждения и направлении потока. В большей части машин температура настраивается в пределах четырнадцати — двадцати восьми Сo.
Обычный вариант кондиционирующей системы, т.е. однозонный, не решает проблем всех пассажиров, находящихся в авто. Суть проблемы нужно рассмотреть на примере: при температуре двадцать два градуса по Цельсию внутри салона шоферу комфортно, находящемуся впереди пассажиру – жарко, а пассажиры на задних сиденьях вовсе замерзают. В больших машинах, где есть третий ряд сидений, действие климатической системы, пассажирами, находящимися на последнем ряду сидений и вовсе не ощущается.
Решением такой проблемы стали более продвинутые климатические системы:
Двухзонная климатическая система образует два потока разной температуры – для шофёра и пассажира, который находится спереди;
Трехзонная климатическая система образует индивидуальный температурный режим для водителя и, сидящих и спереди и на задних сидениях, пассажиров;
Климатическая система даёт возможность передавать воздушные массы с разными параметрами на весь салон автомобиля.

Чтобы без проблем использовать климатическую систему, руководствуйтесь несложными правилами:
Не выставляйте очень низкую температуру воздушных масс в летний период. Проще будет покинуть машину на несколько минут и вернуться в прохладный салон, чтобы не заболеть.
В зимний период на непрогретом автомобиле направляйте потоки воздуха на лобовое и боковое стекло. Когда двигатель и охлаждающая жидкость нагреется, возможно разворачивать дефлектор на себя.
Не запускайте надолго режим полной рециркуляции – воздушные массы насытятся углекислым газом.
В летний период в пробках мотор очень греется, этому способствует нагрузка от запущенного охладителя. Периодически выключайте кондиционер или задайте максимальную температуру двадцать пять
Обслуживание климатической установки несёт в себе своевременную замену фильтров и проверку тех. состояния охладителя. Также желательно каждый год посещать автомобильный сервис, чтобы контролировать уровень фреона в системе.
ᐉ Климат-контроль в автомобиле. Устройство и принцип работы
Широкое распространение получили в настоящее время кондиционеры с электронным управлением – системы климат-контроля (HVAC – Heating, Ventilation and Air Conditioning).
Так, если обычный кондиционер работает только в режиме, который ему задает водитель (регулирует скорость потока воздуха и устанавливает интенсивность охлаждения), то автоматизированный климат-контроль с электронным блоком управления допускает как ручную, так и автоматическую настройку.
Такая система, в отличие от традиционного кондиционера, ориентирована в первую очередь на автоматическую работу, то есть на поддержание заданной температуры и режима работы независимо от внешних условий. После включения автоматизированный климат-контроль переходит в режим ожидания, считывает информацию с датчиков и если определит, что микроклимат в салоне не соответствует параметрам комфорта, заданным водителем, либо хранящимся в памяти системы характеристикам, то он начинает самостоятельно функционировать в соответствии с заданной программой.
Для поддержания комфортного микроклимата в салоне реализуются следующие основные функции климат-контроля – рассеивающая приточная вентиляция, прямоточная вентиляция, обогрев стекол с автоматическим включением при их запотевании, автоматическая или принудительная рециркуляция. Прямоточная подача свежего воздуха часто вызывает ощущение дискомфорта или сквозняка. Поэтому современные автомобили оснащаются рассеивающей системой вентиляции, которая может рассеивать воздух, поступающий в салон через высокорасходные дефлекторы.
Пример распределения воздушных потоков в салоне легкового автомобиля показан на рисунке:
Рис. Схема распределения воздушных потоков в салоне автомобиля:
1 – противопыльный фильтр; 2 – приточный вентилятор; 3 – правый теплообменник; 4 – дополнительный нагревательный элемент; 5 – дефлектор (заслонка) средней консоли; 6 – задние нижние дефлекторы; 7 – левый теплообменник; 8 – испаритель; 9 – кондиционер; 10 – поток воздуха
Под действием разрежения, создаваемого вентилятором, воздух проходит через противопыльный фильтр и поступает к испарителю.
За испарителем воздушный поток, идущий через кондиционер, разветвляется в первый раз. Основная часть проходит через теплообменники, а остальная – в обход теплообменников, к заслонкам кондиционера, которые управляют подачей холодного воздуха. Конструктивная схема с двумя параллельными теплообменниками позволяет подавать воздух раздельными потоками в правую и левую зоны салона. Температуру воздуха в каждом из этих двух потоков определяют, в основном, настройки, которые задают водитель и передний пассажир. За теплообменниками воздушные потоки распределяются посредством электроприводных заслонок и направляются к дефлекторам в разных точках салона. При этом воздух, поступающий в салон через отверстия в средних стойках кузова и через задние нижние дефлекторы, может попутно подогреваться дополнительными нагревательными элементами.
Система с электронным управлением кондиционирования снабжена датчиками, клапанами, предохранителями.
Датчик низкого давления отключает компрессор при давлении в системе ниже 2 кг/см² и включает при 2,3 кг/см².
Это необходимо для предотвращения заклинивания компрессора, так как при снижении давления во время аварийного сброса хладагента или его утечке нарушается циркуляция масла.
Датчик высокого давления отключает компрессор при давлении хладагента в системе 30…34 кг/см² и включает при 26 кг/см². Повышенное давление может возникнуть из-за неисправности расширительного клапана, нарушения теплообмена в конденсаторе при снижении интенсивности проходящего через него воздушного потока.
Датчик включения дополнительных электровентиляторов обдува конденсатора включает их при повышении давления в системе до 19…22 кг/см² и выключает при 14…16 кг/см².
Датчик температуры компрессора устанавливается на его корпусе, на стороне нагнетания, отключает электромагнитную муфту при температуре 90…100°С.
Электронное управление сервоприводов, определяющих положение заслонок, осуществляется по показаниям датчиков температуры, один из которых расположен в воздухопроводе, другой – на панели приборов.
Комбинированные датчики могут совмещать несколько функций, их устанавливают вместо перечисленных датчиков.
Отопитель и кондиционер обеспечивают как автоматический, так и принудительный обогрев стекол, что предотвращает запотевание стекол. Система управления микроклиматом непрерывно измеряет температуру лобового стекла, влажность воздуха и температуру в точке определения влажности. По результатам измерений определяется возможность запотевания стекла. Все три параметра измеряет психрометрический датчик. Он обычно устанавливается в основании салонного зеркала и генерирует соответствующие сигналы.
Для измерений влажности используется тонкопленочный емкостный датчик. Он работает на принципе пластинчатого электроконденсатора.
Рис. Принцип действия психометрического датчика влажности:
1 – сигнальное напряжение; 2 – электронный блок датчика; 3 – пластинчатый конденсатор; 4 – диэлектрик; 5 – водяные пары; а – без отсутствия водяных паров; б – с присутствием водяных паров
Емкость конденсатора, иначе говоря, его способность накапливать электрическую энергию, определяет площадь поверхности пластин, расстояние между ними и физические свойства наполнителя (диэлектрика), разделяющего две пластины.
Диэлектрик, используемый в рассматриваемом измерительном конденсаторе, способен поглощать водяные пары. При этом изменяются его электрические свойства, а значит, и емкость конденсатора. Иными словами, измеряя емкость конденсатора, можно получить информацию о влажности воздуха. Электронный блок датчика преобразует измеренную электрическую емкость в сигнальное напряжение. Способность датчика накапливать в себе водяные пары зависит от температуры. Поэтому одновременно с влажностью необходимо определять и соответствующую температуру.
Для измерения температуры лобового стекла используются инфракрасные датчики:
Рис. Принцип действия инфракрасного датчика:
1 – поглощенное тепловое излучение; 2 – инфракрасный датчик; 3 – поглощенное тепловое излучение; 4 – электронный блок датчика; 5 – сигнальное напряжение; 6 – термометр; 7 – лобовое стекло; а – холодное лобовое стекло; б – нагретое лобовое стекло
Интенсивность инфракрасного излучения, исходящего от лобового стекла, измеряет предназначенный для этого высокочувствительный датчик.
Вместе с температурой стекла изменяется и доля инфракрасных лучей в составе теплового излучения, исходящего от стекла. Датчик реагирует на такое изменение. Электронный блок датчика преобразует эту реакцию в сигнальное напряжение.
Для управления системой кондиционирования в первых управляющих системах использовались только датчики температуры в салоне, в настоящее время появились датчики качества воздуха, определяющие концентрацию оксидов углерода и азота в окружающем воздухе, чтобы при необходимости система автоматически переходила в режим рециркуляции, исключая использование забортного воздуха с повышенной концентрацией токсичных компонентов.
Рис. Принцип действия датчика воздуха:
1 – датчик; 2 – сигнальное сопротивление; 3 – электронный блок датчика; а – отсутствие вредных компонентов в воздухе; б – присутствие окисляемого газа; в – присутствие восстанавливаемого газа
Активной основой датчика является смесь окислов вольфрама или олова.
Эти соединения изменяют свои электрические свойства при контакте с окисляемыми или восстанавливаемыми газами. К окисляемым газам относятся оксид углерода (CO), пары бензола и бензина, углеводороды, несгоревшие остатки топлива и продукты его неполного сгорания. Восстанавливаемыми газами являются оксиды азота NOx.
Упрощенно окислению соответствует поглощение кислорода химическим элементом, а восстановлению – выделение кислорода из химического соединения. Иными словами, окисляемые газы стремятся поглотить кислород и соединиться с ним. Восстанавливаемые газы, напротив, отдают кислород другим элементам или соединениям. Если находящаяся внутри датчика смесь оксидов вступает в контакт с окисляемым газом, последний начинает поглощать из окислов кислород. В результате изменяются электрические свойства смеси. Ее сопротивление уменьшается. Если же датчик подвергается воздействию восстанавливаемого газа, то смесь оксидов поглощает из этого газа кислород. При этом электрические свойства смеси также изменяются, но при этом сопротивление возрастает.
Используются также датчики наличия пассажиров в салоне, которые позволяют системе определять необходимый объем подаваемого воздуха. В некоторые моделях используются фотодатчики солнечного излучения, позволяющие вычислять интенсивность и угол падения солнечных лучей и, исходя из этой информации, обеспечивать подачу дополнительного прохладного воздуха в ту часть автомобиля, где воздействие прямых солнечных лучей оказывает особенно сильное влияние.
Рис. Принцип действия датчика солнечного излучения:
1 – фильтр; 2 – оптический элемент; 3 – фотодиод; а – направление солнечных лучей под углом спереди; б – направление солнечных лучей вертикально
Солнечный свет попадает через фильтр и оптический элемент на фотодиод. Фильтр предназначен для предотвращения повреждения фотодиода солнечными лучами. Фотодиод изменяет силу тока пропорционально попадающего на него потока солнечного света. Чем сильнее поток света, тем больше сила тока. Благодаря этому по повышению силы тока от датчика, блок управления опознает увеличение потока солнечного света и воздействует на систему управления кондиционированием с целью сохранения заданной температуры.
При направлении солнечных лучей под углом спереди, прямо на водителя и переднего пассажира температура в салоне повышается, при этом на светодиод попадает значительная часть светового излучения. Хладопроизводительность системы управления кондиционированием увеличивается, компенсируя нагревающее действие солнечного света.
При направлении солнечного света вертикально солнечные лучи задерживаются крышей автомобиля. В этом случае на оптический элемент света падает меньше и он направляет меньше света на светодиод. Хладопроизводительность системы управления кондиционированием уменьшается, поскольку пассажиры автомобиля не находятся под прямыми солнечными лучами.
Может также фиксироваться температура и влажность тел водителя и пассажиров через перфорированную обивку сидений.
Для поддержания комфортного температурного режима в салоне автомобиля в холодное время года при неработающем двигателе могут применяться дополнительные обогреватели. Топливо для таких устройств, которые вырабатывают тепло без помощи работы двигателя, поступает или из стандартного топливного бака автомобиля, или из специального бака для транспортных средств больших размеров.
Электрический насос подает топливо к форсунке, которая впрыскивает распыленное топливо в камеру сгорания; распыленное топливо смешивается с воздухом и сгорает. Горячие отработавшие газы затем направляются к теплообменнику.
Рис. Вспомогательный воздухообогреватель (независимый от работы двигателя):
1 — воздухообогреватель с вентилятором, камерой сгорания и теплообменником; 2 — впуск воздуха; 3 — выпускное отверстие для воздуха, подаваемого в салон автомобиля; 4 — приток воздуха в камеру сгорания; 5 — подача питания: 6 — система выпуска отработавших газов; 7 — электронный блок управления; 8 — термостат и таймер для предварительного выбора продолжительности включения
Теплообменник может функционировать одним из двух способов: или с помощью непосредственного подогрева воздуха салона, или посредством передачи тепла в систему охлаждения двигателя. В последнем случае циркуляция поддерживается отдельным электрическим насосом, что предоставляет возможность использования стандартного устройства обогрева, позволяющего подогревать воздух в пассажирском салоне.
Этот тип вспомогательного подогрева охлаждающей жидкости двигателя также улучшает характеристику холодного запуска в зимний период.
Как на самом деле работают системы климат-контроля и кондиционирования воздуха?
Вот объяснение того, почему климат-контроль является технически «умным» кондиционированием воздуха
Напомнить позже
Как и в случае с 4WD и AWD, простительно думать, что автомобильная роскошь кондиционера и климат-контроля — это одно и то же. На самом деле, автомобиль с опциональным климат-контролем всегда будет дороже своего аналога с кондиционером — так почему же это так?
Начнем с того, что такое кондиционер. Кондиционирование воздуха включает в себя процесс конденсации и сушки жидкости до тех пор, пока она не станет холодной, после чего она закачивается в салон с помощью вентиляторов, чтобы компенсировать высокую температуру окружающей среды. Он делает это с помощью довольно загруженной системы компрессоров, теплообменников и вентиляторов, позволяющих холодному воздуху поступать в салон.
Как кондиционер производит холодный воздух?
Этап 2: Затем этот хладагент поступает в конденсатор – теплообменник обычно размещается перед радиатором, где он переходит в жидкое состояние
Этап 3: Затем хладагент поступает в осушитель, где большая часть влаги удаляется из жидкости
Этап 4: Затем жидкость перекачивается через дроссельную трубку, которая переводит хладагент из высокого давления в низкое, превращая его в холодный газ
Этап 5: Затем холодный хладагент в газообразном состоянии проходит через испаритель. Затем испаритель работает как теплообменник с поперечным потоком, охлаждая воздух, который проходит через ребра теплообменника вентилятором кондиционера и, наконец, продувается в кабину
.
Испаритель находится прямо за приборной панелью, а вентиляторы продувают воздух через этот теплообменник, вверх по вентиляционным отверстиям и в салон 9.0002 Недостатком кондиционера является то, что температура воздуха, поступающего в салон, полностью зависит от температуры окружающего воздуха снаружи. Испаритель может производить только определенную скорость теплообмена, а это означает, что вы будете регулировать циферблаты кондиционера, чтобы поддерживать в салоне желаемую температуру. Это делает кондиционирование воздуха разомкнутой системой с инженерной точки зрения, что означает, что она бесконечно принимает входные данные, применяет процесс (например, нагрев или охлаждение), а затем производит результат этого процесса. Изменения в системе с разомкнутым контуром необходимо вносить вручную, например, необходимо настроить ручки на приборной панели на красную или синюю области, чтобы найти точную температуру, которую вы хотите.
Чем отличается климат-контроль?
Система климат-контроля берет на себя кондиционирование воздуха и избавляет от необходимости угадывать изменение температуры. Как следует из названия, он позволяет точно диктовать температуру воздуха, поступающего в салон, даже с шагом в полградуса. Это эффективный кондиционер, но с мозгами.
Это достигается с помощью обратной связи или замкнутой системы управления. Это означает, что выходные данные системы преобразуются в некоторую форму информации и отправляются обратно в качестве обратной связи на входной контроллер, чтобы можно было внести коррективы. Поэтому, если вы установите климат-контроль на 17 градусов по Цельсию, климат-контроль сформирует петлю обратной связи, чтобы поддерживать в салоне эту температуру.
Он делает это, управляя довольно простыми аспектами системы кондиционирования воздуха, такими как скорость вентилятора.
Если контур обратной связи определяет, что температура окружающей среды немного повышается, входное управление увеличивает скорость вращения вентилятора, что позволяет быстрее подавать охлаждающий воздух в кабину. Это означает, что влияние испарителя кондиционера на хладагент можно контролировать, увеличивая или уменьшая его, что позволяет точно контролировать температуру воздуха.
Более продвинутые системы используют датчики солнечного света на приборной панели, чтобы заранее определить количество тепла, попадающего в автомобиль через солнечное излучение. Если обнаружено большое количество солнечного света, контроллер увеличит A/C при подготовке, уменьшая любую форму задержки в процессе теплообмена.
Наиболее распространенная неисправность в системе кондиционирования или климат-контроля — это засорение осушителя ресивера, что приводит к засорению системы влагой Климат-контроль фактически означает, что если вы живете в стабильном климате, вам может потребоваться установить температуру в салоне только один раз, предоставив бортовому компьютеру выполнять работу и поддерживать желаемую температуру в салоне.
Большинство автомобилей в наши дни будут поставляться с кондиционером в стандартной комплектации, а климат-контроль является дополнительным или стандартным для более дорогих моделей.
Хотя, если честно, стандартный обогреватель — это все, что нам действительно когда-либо нужно в Великобритании, поскольку окружающий воздух здесь, в первую очередь, приятный и прохладный! Кондиционер сам по себе может быть неприятным, когда дело доходит до обслуживания, поскольку повторная заправка газом является обычным явлением, когда автомобиль достигает определенного возраста. Итак, в следующий раз, когда вы отправитесь за своим последним предметом гордости и радости, вы заплатите за климат-контроль или останетесь со старым добрым стандартным кондиционером?
Напишите ниже свои мысли!
Понимание того, как работает ваша система климат-контроля
Опубликовано автором hls_admin
Никто не понимает важность кондиционирования воздуха лучше, чем житель Флориды. Только в районе Джексонвилля средние максимальные температуры в течение большей части лета значительно превышают 90 градусов и, как известно, достигают 100 градусов. В этой среде вам нужен климат-контроль, чтобы оставаться комфортным и здоровым. кондиционер так же, как они относятся к душе, плите или холодильнику: как к неотъемлемой части современной жизни.
Несмотря на то, что жители Флориды полагаются на системы переменного тока, многие даже не задумываются о том, как они работают. Чем лучше вы разбираетесь в технологии кондиционирования воздуха, тем проще вам убедиться, что у вас есть нужный блок и что он хорошо работает. Таким образом, если вы хотите сохранять прохладу во Флориде в этом сезоне и в течение всего будущего лета, вам следует ознакомиться с тем, как работает ваш кондиционер:
Основы кондиционирования воздуха
По сути, ваш кондиционер работает, перекачивая тепло.
из твоего дома. Для этого он опирается на три основных компонента:
- Компрессор. Расположенный за пределами вашего дома, компрессор сжимает молекулы газа, используемого для охлаждения вашего дома. Чем плотнее эти молекулы газа прижаты друг к другу, тем выше их давление, что позволяет им проникать в ваш дом для охлаждения.
- Конденсатор. Эта часть вашего кондиционера работает за счет перемещения охлаждающей жидкости через ребра теплопередачи, которые отводят от нее тепло до тех пор, пока жидкость не станет холодной. Он подключается непосредственно к компрессору и вместе с ним размещается снаружи.
- Испаритель. После того, как охлаждающая жидкость прошла через компрессор и конденсатор, она попадает в испаритель, который находится внутри вашего дома. Внутри испарителя больше места, что позволяет давлению охлаждающей жидкости падать до такой степени, что она превращается из жидкости в газ. В этом процессе отводится дополнительное тепло, в результате чего охлаждающая жидкость охлаждается до очень низкой температуры.

Работая вместе, компрессор, конденсатор и кондиционер производят очень холодный воздух, который затем циркулирует по дому с помощью вентилятора. Это постепенно снижает общую температуру воздуха в вашем доме. Большинство кондиционеров также позволяют вам установить идеальную температуру воздуха, которой вы хотите достичь, и поставляются с термостатом, чтобы определить, когда воздух достигает этой температуры. Когда термостат обнаруживает это, он отключает кондиционер; Затем он снова включает его, как только температура поднимается выше установленного вами уровня.
Факторы, влияющие на эффективность кондиционирования воздуха
Помимо понимания того, как работает ваша система кондиционирования воздуха, вы должны учитывать дополнительные факторы, влияющие на то, насколько прохладно она может сделать ваш дом. Главным из них является вентиляция салона. Чтобы ваш кондиционер быстро и эффективно охлаждал ваш дом, он должен иметь возможность быстро перемещать воздух через каждую комнату вашего дома.

