Pages Menu
TwitterRssFacebook
Categories Menu

Опубликовано Сен 21, 2016 в СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ | Нет комментариев

Жара! Пора делать холод

Автокондиционером нынче никого не удивишь. По самым скромным подсчетам, автомобилей с этим устройством бегает по российским дорогам никак не менее трех миллионов. И эта цифра будет непрерывно расти, ведь такой агрегат весьма полезен: находясь в прохладном салоне автомобиля, даже если за бортом настоящее пекло, водитель остается свежим и полным сил. А это не только сохранение здоровья, но главное, повышение уровня безопасности управления. А также снижение уровня агрессии на дорогах, что немаловажно. Если в вашем автомобиле до сих пор нет кондиционера, приобрести его вы можете в магазине thermo-top.ru. Там же вы найдете автохолодильники и прочую термотехнику.

Как же чудесному устройству удается вырабатывать холод? Попробуем разобраться, но вначале внесем ясность в физическое понятие «температура любого объекта».

Такие субъективные характеристики предмета, как холодный или горячий, означают не что иное, как-то, что в этом предмете меньше или больше особой, тепловой, энергии. Особенность этой энергии в том, что она выделяется практически при любом процессе: трение, прохождение электрического тока, горение – все сопровождается нагревом объектов и окружающей среды. Иначе говоря, технически «сделать» тепло, каждый знает из опыта, очень просто, а вот, наоборот, «сделать» холод – намного сложнее, если не рассматривать случай охлаждения предмета переносом его в более холодную среду. Способ действительно простой, но технически трудно реализуемый, не возить же в автомобиле запас прошлогоднего льда.

К счастью, имеются и другие пути, ведущие к той же цели. Обратимся к жизненному опыту. Как определяют направление ветра? Правильно: надо, извините, послюнявить палец и выставить его вертикально. Способ вульгарный, но относительно точный. С той стороны, с которой дует ветер, палец охлаждается сильнее. Значит, на этой части пальца каким-то образом «вырабатывается» холод. Тут самое время и определиться, что же такое температура тела, объекта или предмета.

Проще всего дать определение температуры на примере любого газа, молекулы которого не имеют жестких связей между собой, а находятся в беспрерывном, хаотическом движении. Интенсивность, иначе скорость, такого беспорядочного движения и определяет степень нагрева газа. Конечно, каждая его частичка движется с произвольной скоростью, и скорости разных молекул могут сильно разниться, но они непрерывно соударяются, и средние значения их скоростей одинаковы. Ну а зная скорость и массу молекулы, легко посчитать ее энергию. В то же время такая физическая константа, как число Авогадро, позволяет, причем без труда, сосчитать число молекул любого газа в любом объеме. Дальше простая арифметика – рассчитываем суммарную энергию движения всех молекул в объеме, что и дает характеристику температуры.

Кстати, с жидкостями и твердыми телами аналогично: их температура также зависит от энергии движения составляющих. Только закономерности сложнее – молекулы «связаны» между собой, но, тем не менее, и в этих средах они движутся.

Раз уж мы разобрались, что температура тела характеризуется скоростью движения его составляющих молекул, осталась самая малость – понять, как их затормозить и снизить температуру объекта.

Как сделать холод?

Любое вещество может находиться в трех ипостасях, сохраняя неизменным свой химический состав. Это различные агрегатные состояния, зависящие от температуры: газ, жидкость, твердое тело. Например, Н2О: пар, вода, лед. Для нас наиболее интересны явления, происходящие при переходе жидкости в газ (испарение) и газа в жидкость (конденсация).

Что говорит об этих процессах термодинамика? Испарение – это превращение жидкости в газ, причем происходящее со свободной поверхности жидкости. То есть какие-то молекулы «вырываются» из плена связующих жидкостью сил. Естественно, в первую очередь на такое способны самые «быстрые» молекулы, обладающие наибольшей энергией. Вот эту энергию они и уносят с собой, соответственно снижая температуру самой жидкости. Кстати, увеличить интенсивность испарения, а следовательно, и повысить количество вырабатываемого холода вполне возможно, совершая какую-то внешнюю работу. Именно ветер (вспомним мокрый палец) ускоряет процесс испарения с части пальца, обращенной к нему.

А если газ превращается в жидкость? Это конденсация, при которой некоторые молекулы «захватываются» поверхностью жидкости и втягиваются в нее. Конечно, энергия в жидкости при этом прибавляется, а ее температура возрастает.

Вот, собственно, два основных физических явления, на основе которых и были разработаны машины для производства холода.

Не хватает, правда, еще одного понятия – кипения, которое, по сути, то же испарение, но из всего объема жидкости. Чтобы заставить жидкость кипеть, ее надо нагревать, т.е. подводить к ней тепло, отнимая его у другого тела, которое будет охлаждаться.

Тут важно заметить следующее: жидкость кипит при определенной температуре, зависящей от конкретного давления. Если давление понизить, то жидкость закипит при меньшей температуре. Это третий важный принцип работы любого холодильника.

Конечно, вода, кипящая при температуре 100 оС, – не лучшая жидкость для работы холодильника. Для «изготовления» холода используют специальные жидкости, некоторые из которых могут кипеть и при отрицательных температурах. Такие жидкости, называемые хладагентами, используются в кондиционерах.

Холодильная машина – это ДВС наоборот!

Устройство основного узла холодильника – компрессора – мало чем отличается от обычного ДВС. Те же цилиндр, поршень, шатун. Обязательная принадлежность компрессора – два клапана: впускной и выпускной. На этом аналогия заканчивается. Дальше начинаются отличия. Холодильник (кондиционер) – система замкнутая, с атмосферой не сообщается. На клапаны замыкается трубопровод, соединяющий конденсатор (радиатор), испаритель (холодильную камеру), расширительный клапан и ресивер-осушитель. Вся система заполнена жидкостью – хладагентом.

Поршню компрессора принудительно сообщается возвратно-поступательное движение. В такте всасывания давление в испарителе снижается настолько, что хладагент закипает, забирая тепло из камеры.

Образующийся при этом газ отсасывается компрессором и при ходе поршня вверх сжимается и нагревается до температуры выше окружающей среды. В конденсаторе газ охлаждается (к примеру, вентилятором) и снова превращается в жидкость.

В автомобиле конденсатор обычно расположен перед радиатором охлаждения двигателя, а испаритель – в блоке радиатора печки, так что сам салон образует своеобразную «холодильную камеру».

Далее хладагент попадает в расширительный клапан, точнее название которого – терморасширительный вентиль, и проходит через дроссель – калиброванное отверстие с малым проходным сечением, в результате чего «тормозится». Давление в задроссельном пространстве резко падает, и жидкость снова закипает, обращаясь в газ и отнимая тепло из холодильной камеры (салона).

Вот, собственно, и весь принцип изготовления холода как в автомобильном кондиционере, так и в любом другом. Осталось добавить, что управлять работой автокондиционера можно вручную либо с помощью автоматики. Последний вариант становится все более распространенным. Система датчиков следит за температурой в салоне и на улице, а электроника поддерживает заданную температуру воздуха, управляя подачей в салон не только холодного воздуха от испарителя, но и подмешивая к нему при необходимости теплый от радиатора-отопителя. Получается климатическая установка – climat control.

Несколько слов о рабочей жидкости – хладагенте, очень часто называемом фреоном, что в наше время неверно. Действительно, фреон, формула которого CF2 Cl2, под маркой R-12 применялся в автокондиционерах до середины 90-х годов прошлого века. Но жидкость эта очень неполезная в связи с наличием в ней хлора, убивающего озоновый слой нашей планеты. Дело в том, что даже мизерные утечки R-12 из каждого автокондиционера в сумме давали около 300 тонн этой гадости в год!

Взамен R-12 был разработан хладагент R-134, из состава которого исключили хлор.
Переход на новый хладагент в индустрии автокондиционеров окончательно завершился к концу тысячелетия, а с 2000 года в Европе и США вообще запретили обслуживать установки, работающие с R-12, так что сегодня фреон остался только в воспоминаниях.

Его непростая работа

Само собой разумеется, что автомобильная система кондиционирования, как и любая другая, нуждается в регулярной профилактике, а в необходимых случаях подлежит ремонту.

Основная проблема связана с высокой текучестью хладагента, который постепенно «уходит» из системы, что чревато большими неприятностями. Агрегат не только перестает «холодить», но наступает риск выхода из строя самой ответственной и дорогой детали – компрессора. Дело в том, что для нормальной его работы необходима достаточная смазка всех подшипников и движущихся элементов. Смазка осуществляется циркуляцией масла, добавляемого в строго определенном количестве в хладагент, убыль которого нарушает условия смазки и ведет к заклиниванию компрессора.

Если в системе не обнаруживаются участки явной утечки хладагента, а его недостаток налицо (контролируется по разности давлений в линиях нагнетания и всасывания), требуется полная перезарядка системы. Необходимо откачать весь хладагент, удалить воздух и примеси, вакуумировать систему и заправить требуемые количества хладагента и масла.

Стремление ряда горе-мастеров побыстрее обслужить клиента, дозаправив систему некоторым количеством хладагента, порочно в принципе, так как возможен перезаряд агрегата с последующим гидроударом. Но главное – не принимается в расчет убыль масла, от которого зависит исправность компрессора. Таким образом, оперативная дозаправка не более чем попытка «срубить денег по-быстрому».

Немало проблем связано с конденсатором кондиционера, который располагается в передней части автомобиля и открыт всем воздействиям: пыли, влаги, соли и далее по списку. Вся эта гадость забивает его, и эффективность работы кондиционера резко снижается. Вывод очевиден: конденсатор необходимо регулярно очищать, а в случае его негерметичности заменить на новый. Иногда дефект можно запаять или заварить, но в этом случае необходима последующая операция проверки опрессовкой под давлением.

Частенько начинают течь соединения трубопроводов и различные шланги. Тут требуется замена неисправных деталей.

Очевидно, что для проведения любых работ с системой кондиционирования необходимо соответствующее оборудование, предложений которого на рынке предостаточно. Мы не будем рекомендовать выбор какой-либо конкретной марки, а расскажем о тех позициях, которые просто необходимы на сервисном участке. Начнем с основного агрегата – установки для заправки системы кондиционера. На наш взгляд, оптимальный вариант – это хорошая специализированная автоматическая станция высокого уровня. Хотя и не совсем дешево, но зато масса преимуществ в период эксплуатации. Такие установки предельно просты в работе, обеспечивают высокую скорость обслуживания и не требуют персонала высокой квалификации. Кстати, подобное оборудование рекомендуют крупные автопроизводители для обслуживания своих климатических систем.

Работать с подобной установкой действительно очень просто: оператор лишь подключает шланги к системе кондиционирования, задает программу выполнения операций, нажимает кнопку «Старт» – и все.
Умная машина эвакуирует хладагент, вакуумирует систему и проверяет ее герметичность, удаляет воздух и пары воды и, наконец, заправляет систему необходимым количеством хладагента и масла. Желательно, чтобы подобная станция имела встроенный принтер для распечатки отчета о выполненной работе. Тем самым устраняется возможность возникновения разногласий с клиентом и повышается престиж мастерской.

Конечно, для полноценного ремонта кондиционера одной станции его заправки недостаточно. Если в системе имеется течь, то хладагент быстренько «уйдет». Требуется обнаружить место утечки и заменить неисправные детали.

Особого внимания при поиске утечек заслуживает метод их обнаружения с помощью добавок – составов, флоуресцирующих в свете ультрафиолетовой лампы. Такие составы добавляются к компрессорному маслу и вместе с ним и хладагентом циркулируют по всей системе. При диагностике с помощью ультрафиолетовой лампы места утечек легко обнаруживаются.

Естественно, разработчики позаботились о том, чтобы такие составы не нарушали нормальную циркуляцию хладагента, не снижали свойств компрессорного масла и как можно дольше оставались в системе, не теряя своих свойств, что позволяет проводить последующую диагностику без дополнительных затрат. Способ вполне применим для поиска мест утечки и на полностью разряженных системах. Естественно, перед работой с такой системой ее необходимо заправить хладагентом и маслом, причем вовсе не обязательно производить полную заправку. Можно добавлять небольшие порции хладагента до тех пор, пока утечка не будет выявлена.

Обслуживание автокондиционеров, по сути, ничем не отличается от обслуживания иных систем и агрегатов автомобиля. И для привлечения клиентов на таком участке, а следовательно, для повышения его прибыльности хороши те же средства, о которых мы неоднократно писали, что и для всего сервиса в целом. Это и ненавязчивое предложение дополнительных услуг. Например, мойка агрегатного отсека – можно и салон пропылесосить, да мало ли еще что. Главное, чтобы клиент почувствовал заботу и внимание, тогда он и сам вернется в следующий раз, и друзьям порекомендует ехать к вам. А это и есть дополнительная прибыль.

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.