Klimatizacija automobila

A/C sistem se sastoji od četiri glavne komponente i to:

  • isparivač
  • kompresor
  • kondenzator
  • ekspanzioni ventil

Rad sistema za klimatizaciju automobila zasniva auto_klimase na fizičkim zakonitostima koji se odnose na razmenu toplote između spoljnjeg vazduha (vazduha okoline) i unutrašnjeg vazduha (vazduha u prostoru koji se klimatizuje) koji želimo klimatizovati.

Da bi se klimatizacija obezbedila potrebna je odgovarajuća energija tj. odgovarajući rad.
Energiju obezbeđuje kompresor koji svoj pogon dobija od motora automobila preko klinastog ili poly V remena i elektromagnetnog kvačila.

Kompresor sabija sredstvo za hlađenje (koje cirkuliše u zatvorenom sistemu) i tako podiže temperaturu istog iznad spoljne temperature i kao takvo sredstvo za hlađenje dolazi do kondenzatora.
U kondenzatoru se sredstvo za hlađenje kondenzuje u tečnost, a suvišna količina toplote potpomognuta strujanjem vazduha iz električnog ventilatora odlazi u spoljni prostor.
Sredstvo za hlađenje u tečnom stanju zatim prolazi kroz filter-sušač.
Filter sušač iz sredstva za hlađenje isfiltrira eventualno čvrste čestice, prljavštinu i vlagu, a zatim sredstvo za hlađenje dolazi u termoekspanzioni ventil.
Termoekspanzioni ventil smanji pritisak sredstva za hlađenje usled čega temperatura sredstva za hlađenje spadne ispod temperature vazduha u putničkom prostoru. Ovako rashlađeno sredstvo za hlađenje dospeva u isparivač.
Isparivač, uz pomoć ventilatora predaje rashlađen vazduh u putnički prostor, a preuzima jedan deo vazduha iz putničkog prostora. Na ovaj način se postiže da vazduh koji se vraća u putnički prostor bude svež i bez vlage. Nataložena para (voda) koja se stvara na tacni isparivača pomoću odvodnog creva (drenažno crevo) dospeva u spoljni prostor.

U zajednici sa grejačem koji radi sa rashladnom tečnošću motora vozila omogućuje se grejanje odnosno odgovarajuća klimatizacija putničkog prostora.

Sa ovom kombinacijom, u putničkom prostoru, može se se postići svako željeno stanje vazduha (temperatura i relativna sadržina vlage) bez obzira na spoljne vremenske prilike.
Na ovaj način se leti obezbeđuje rashlađen i suv vazduh, a zimi topao i suv vazduh.

Iz napred iznetog se vidi da sredstvo za hlađenje:

-pri visokom pritisku ima visoku temperaturu
-pri niskom pritisku ima nisku temperaturu

Napomena: kod nekih sistema (auto klima) umesto termoekspanzionog ventila koristi se termoekspanziona cev i umesto filtra-sušača koristi se primač-akumulator.

Da bi se ovo bolje razumelo daćemo objašnjenje kako je tok sredstva za hlađenje povezan sa pritiskom i temperaturom.

Krenućemo od sekcije «A» ulaza u isparivač. Isparivač je komponenta sistema na koji dolazi i zagrejan vazduh iz putničkog prostora.
Da bi isparivač zadovoljio svoju funkciju temperatura na njemu mora biti niža od temperature ambijenta koji treba biti rashlađen. Pođimo od toga da je u «A» sredstvo za hlađenje u tečnom stanju, pritisak , pritisak p=2,5bar a temperatura približno –50C.
Da bi ohladili putnički prostor potrebno je:

-očistiti ga (provetriti) sa čistim vazduhom
-izbaciti vazduh iz njega, ohladiti ga i zatim ga vratiti

U prvom slučaju imamo da vazduh dolazi spolja, prolazi preko isparivača, ohladi se i uz pomoć ventilatora ubacuje se u putnički prostor gde zauzima mesto zagrejanom vazduhu koji se nalazio u putničkom prostoru.
U drugom slučaju treba da izvršimo recirkuliranje vazduha iz putničkog prostora preko isparivača.
Predpostavimo da je temperatura spoljnjeg prostora oko vozila i temperatura u vozilu (u putničkom prostoru) 25C.
Ovaj vazduh ide na isparivač čija je temperatura spoljnjeg zida recimo od 1 do 3 C. Zbog razlike u temperaturi koja iznosi u ovom slučaju 22 do 24C vazduh će preneti deo svoje toplote na isparivač i redukovati svoju vlastitu temperaturu sa inicijalnih 25 na 10C.
Ovaj vazduh koji ulazi i izlazi iz putničkog prostora će progresivno reducirati svoju temperaturu obnavljanjem ciklusa rada sistema.
U isto vreme sredstvo za hlađenje koje ulazi u isparivač ima pritisak p=2,5 bar i temperaturu
t=-5C prolazi kroz isparivač, apsorbuje toplotu pod uslovima istog pritiska pretvara se iz tečnog u gasovito stanje zadržavajući istu temperaturu (naziva se latentna toplota).

Na izlazu iz isparivača, sekcija «B», sredstvo za hlađenje ima istu temperaturu i pritisak, ali će kako je rečeno biti u gasovitom stanju. Ako dalje nastavimo ciklus rada sredstvo za hlađenje mora ponovo na ulaz isparivača doći u istom stanju (tečnom) i uslovima niske temperature i pritiska tj. P=2,5 bar i t=-5C.
Jedina mogućnost za eliminisanje toplote iz putničkog prostora je da njeno mesto zauzme ohlađen vazduh koji dolazi sa isparivača a da ona dolazi na isparivač. Temperatura sredstva za hlađenje se u tom slučaju mora povećati do temperature okolnog prostora 25C. To znači da se temperatura sredstva za hlađenje povećava sa –5C do preko 25C, da bi toplotu spontano transferisali od sredstva za hlađenje do spoljnjeg prostora. Ustvari, kompresor ima tu funkciju. Usisava sredstvo za hlađenje u gasovitom stanju sa niskim pritiskom i niskom temperaturom koja dolazi iz isparivača, sekcija «C», sabija do visokog pritiska i visoke temperature tj. do p=15 bar a t=56C. Takvo sredstvo za hlađenje ulazi u drugi izmenjivač toplote, kondenzator, koji mu oduzima toplotu akumuliranu u isparivaču. Da bi se ovo uradilo na pravilan način njegov pritisak i temperatura moraju ostati konstantni dok se ne izvrši transformacija iz gasoviotog u tečno stanje tako da će oduzeta toplota ustvari biti latentna toplota kondenzacije. Spoljnji vazduh ide preko (oko) kondenzatora i povećava mu se temperatura sa 25C na 32C.
Na izlazu iz kondenzatora, sekcija «D», sredstvo za hlađenje je u tečnom stanju i bez ranije absorbovane toplote tj. ima visok pritisak i visoku temperaturu (samo menja agregatno stanje).
Da bi reducirali pritisak i temperaturu sredstva za hlađenje koristi se termoekspanzioni ventil ili u nekim sistemima ekspanziona cev sa raspršivačem.
Ekspanzioni ventil je esencijalna komponenta sistema koji vraća pritisak sa p=15 na p=2,5 bar a temperaturu sa t=56C na t=-5C.
Ovde nastaju isti uslovi kao na početku objašnjenja, jer ovakvo sredstvo ulazi u isparivač ,sekcija «A» i ciklus se ponovo nastavlja sve dotle dok kompresor radi.

Iz napred iznetog vidimo da su neki delovi sistema topli a neki hladni.

Opisani postupak je dosta uprošćen i potrebno je još mnogo znanja iz fizike za odlično razumevanje i nadgradnju teoretskog znanja koje se u praksi može primeniti.
U uprošćenom objašnjenju predstvljena su četiri elementa-komponente sistema auto klime i to: isparivač, kompresor, kondenzator i ekspanzioni ventil zato što su esencijalni i zajedno sa sredstvom za hlađenje formiraju termodinamički ciklus.

U praksi, međutim, ima još jedna komponenta sistema veoma bitna, filter-sušač koji se ugrađuje u sistem serijski između kondenzatora i ekspanzionog ventila. Njegova funkcija u sistemu rada je veoma važna, ali ne utiče na termodinamički ciklus.

RAZMENA TOPLOTE

Razmena toplote između različitih tela i u samim telima (vazduh, komponenta sistema auto klime i dr.) odvija se u skladu sa sledećim modalitetima:

  • od vazduha do spoljnih zidova isparivača
  • od spoljnjih zidova isparivača do unutrašnjih, a od unutrašnjih zidova na sredstvo za hlađenje
  • u sredstvu za hlađenje njegovim transferom od isparivača do kondenzatora kroz kompresor
  • od sredstva za hlađenje do unutrašnjih zidova kondenzatora
  • od unutrašnjih do spoljnjih zidova kondenzatora
  • od spoljnjih zidova kondenzatora do vazduha koji struji po njima na okolinu.

Izmena temperature unutar sistema auto klime i okolnog prostora odvija se takođe kroz zidove cevi-creva i filtere.

© 2020 “PILIP AUTO KLIME” d.o.o.
Dizajn:Master Media Factory d.o.o.