Файл експлуатації кондиціонера
Кондиціонер став майже важливою частиною автомобіля: він оснащує майже 9 з 10 нових автомобілів у Франції. Оскільки це дозволяє краще регулювати температуру в салоні, це непрямий елемент безпеки, оскільки дозволяє автомобілістам їздити в оптимальних умовах комфорту.
Система кондиціонування заснована на обміні теплом між двома рідинами, навколишнім повітрям та холодоагентом (інакше званим холодоагентом). Циркуляція останньої розбивається на дві петлі: контур високого тиску і контур низького тиску.
Холодоагент: контур високого тиску
Контур високого тиску складається з 3 елементів. Компресор, що приводиться в дію ременем аксесуарів двигуна, є першим із них. Шків компресора оснащений зчепленням, так що останній відключається, коли кондиціонер не працює.
У газоподібному вигляді холодоагент стискається до тиску, який може досягати 30 бар (початковий тиск близько 3 бар). Тоді рідина перебуває при температурі 80 ° C.
Потужність компресора залежить від частоти обертання двигуна. Для компенсації цих змін потужності та регулювання витрати рідини для холодоагенту відповідно до потреб системи кондиціонування повітря компресор може мати змінний об’єм. Працюючи при постійній гучності, вона періодично вимикається.
Потім холодоагент потрапляє в конденсатор, роль якого полягає у відведенні тепла через стиснення. Потім рідина переходить до температури 55 ° C. При цій температурі рідина холодоагенту переходить з газоподібного стану в рідкий. Відведення тепла відбувається за рахунок циркуляції зовнішнього повітря через конденсатор. Коли потоку повітря недостатньо (наприклад, транспортний засіб на низькій швидкості), циркуляцію повітря можна примусити за допомогою вентилятора.
Нарешті, рідина проходить через дегідратор, невеликий резервуар, що містить осушувач, який утримує воду. Цей крок запобігає утворенню льоду в контурі низького тиску.
Холодоагент: контур низького тиску
Після проходження дегідратора рідина проходить через регулятор. Потім температура рідини падає з 55 ° С до 10 ° С, і тиск встановлюється на рівні 3 бар. Для зниження тиску рідина надходить у великий об’єм. Регулювання тиску здійснюється за допомогою клапана.
Іноді рідина проходить у розширювальний клапан через єдиний отвір (менше рухомих частин), тоді тиск регулюється або тимчасовим відключенням кондиціонера, або за допомогою акумулятора, встановленого між випарником і компресором.
Останній крок відбувається всередині випарника. Його роль полягає в поглинанні тепла із зовнішнього повітря. Холодоагент може досягати температури -30 ° C на вході в випарник.
Потім температура рідини збільшується за рахунок теплообміну із зовнішнім повітрям, поки рідина не повернеться в газоподібний стан. Потрапляючи через випарник, повітря досягає температури близько 5 ° C, перш ніж вдуватися через повітродувку в салон.
При проходженні через випарник повітря природним чином висихає через конденсацію. Коли система зупинена, конденсація переходить у чисто рідкий стан, саме цим явищем пояснюються втрати води через злив випарника, що спостерігаються під транспортним засобом, особливо в жарку погоду.
Різні типи холодоагентів
Рідини для холодоагенту - парникові гази. Теоретично вони повинні працювати в замкнутому контурі. Однак холодоагент випаровується з транспортного засобу під час його експлуатації, і ці втрати можуть досягати 30 г/рік або навіть більше при загальній кількості приблизно 800 г (маса змінюється залежно від моделі транспортного засобу).
Також з цієї причини може знадобитися періодично заряджати контур кондиціонування холодоагентом: коли кількості рідини недостатньо, система кондиціонування більше не буде здатною достатньо охолоджувати повітря.
Однак ці витоки є проблематичними, оскільки вплив холодоагентів має шкідливий вплив на атмосферу. Хоча за визначенням СО2 потенціал глобального потепління (ГВП) становить 1 на 100 років (передбачуваний час життя СО2 в атмосфері), ГВП холодоагенту, який зазвичай використовується в автомобілях, R134a, становить понад 1300 і триває тривалість життя приблизно 13 років.
До початку 2000-х років автомобільна промисловість використовувала R12, газ з ПГП понад 8000 та атмосферним життям 150 років.
З 2013 року виробники повинні були відмовитись від R134a на користь газу з ПГП менше 150. Це правило зазвичай застосовується до будь-якого нового типу транспортного засобу. З 2009 року виробники, після довгих обговорень, погодились використовувати R1234yf, газ, ПГВ якого обмежений 4, а термін служби в атмосфері близько тижня.
Однак наприкінці 2012 року Mercedes не бажав оснащувати новий клас А цією новою рідиною, що призвело до блокування реєстрацій у Франції. Для цього німецький виробник затвердив цю нову модель як простий рестайлінг попереднього класу A (що Renault і Peugeot зробили, наприклад, з Captur і 2008, щоб уникнути їх використання - також, новою рідиною). Потім він поставив під сумнів дійсність цієї рідини під приводом, що вона є займистою.
Зрештою, схвалення Mercedes було затверджено європейським рішенням. З іншого боку, було зроблено висновок, що звинувачення Mercedes щодо займистості R1234yf були необґрунтованими. Якщо R1234yf набагато більш займистий, ніж R134a, численні випробування встановили, що нова рідина не загрожує безпеці автомобіля та пасажирів.
Якщо R1234yf має кращі екологічні характеристики, він також набагато дорожчий (додаткові витрати оцінюються в 40 євро за транспортний засіб порівняно з поточною рідиною), і до цього часу постачальники не мали можливості забезпечити достатньо рідини. потреби автомобільної промисловості.
У майбутньому виробники можуть використовувати CO2 як холодоагент. Однак, на відміну від R1234yf, кондиціонування повітря, що працює з вуглекислим газом, вимагає повного перегляду різних компонентів системи кондиціонування.
Кодифікація рідини
Перша буква (R) означає, що рідина є рідиною для холодоагенту. Перше число праворуч (від одиниць) характеризує кількість атомів фтору, друге число (десятки) показує кількість атомів водню +1. Третя цифра, сотні, визначає кількість атомів вуглецю -1. Нарешті, четверте число (тисячі) вказує на кількість ненасичених вуглецевих подвійних зв'язків (C = C).
Буква або букви, які, можливо, служать суфіксом, характеризують асиметричну природу ізомерів навколо вуглець-вуглецевого зв'язку.
У разі R1234yf це означає, що це холодоагент (R), що має вуглець-вуглецевий подвійний зв'язок (1), 3 атоми вуглецю (2), 2 атоми водню (3) та 4 атоми фтору. З іншого боку, літери "yf" означають асиметричну конструкцію молекули.
Для R134a це завжди холодоагент (R) без подвійного зв’язку вуглецю (без тисячі цифр), що містить 2 атоми вуглецю (1), 2 атоми водню (3) та 4 атоми фтору (4) з асиметричним плануванням (a).
Автоматичний кондиціонер
Для регулювання температури в салоні автоматичний кондиціонер приймає різні доопрацювання для комфорту користувачів. За допомогою простого однозонного автоматичного кондиціонера його можна перетворити на складну систему, здатну управляти декількома зонами салону, автоматично активуючи знезараження вікон та рециркуляцію повітря.
Автоматичне кондиціонування повітря базується на одному або декількох датчиках температури, розміщених у житловій зоні (залежно від того, одноконтурне чи більше регулювання кондиціонера). Крім того, одна і та ж зона може включати кілька датчиків температури (один на рівні голови мешканців, а інший на рівні ніг), щоб оптимізувати роботу кондиціонера.
В автоматичних системах кондиціонування повітря зазвичай використовується сонячний датчик інтенсивності, щоб розподілити вентиляцію по-різному залежно від умов сонячного світла. Наприклад, автоматичний кондиціонер сприятиме вентиляції на обличчя мешканців, коли автомобіль звернений до сонця.
Таким чином, автоматичний кондиціонер здатний автономно управляти потоком повітря, а також розподіляти по кожній форсунці в салоні пасажирів за допомогою декількох серводвигунів, що приводить в дію розподільні клапани, спрямовані до лобового скла, обличчя, ніг, спереду, ззаду, справа, зліва тощо.
Нарешті, деякі транспортні засоби можуть бути оснащені датчиком забруднення (інакше відомим як датчик якості повітря). Вимірюючи концентрацію ЛОС (летких органічних сполук, таких як вихлопні гази, пари розчинників тощо) в навколишньому середовищі, він наказує кондиціонеру автоматично перейти в режим рециркуляції повітря.
Вплив на витрату палива
Використання кондиціонера може призвести в найбільш несприятливих випадках до перевитрати порядку 1 л/100 км і більше, коли транспортний засіб їде по місту в жарку погоду, а вентиляція працює на максимумі з температурою мінімуму повітря. За весь рік, за оцінками ADEME, кондиціонер сприяє збільшенню споживання пального приблизно на 5%.
Влітку, коли пасажирський салон перегрівається, до вмикання кондиціонера бажано провітрити салон, щоб знизити температуру салону. З іншого боку, може бути корисно протягом перших 15 хвилин задіяти рециркуляцію повітря замість того, щоб забезпечувати пасажирський салон гарячим повітрям зовні. Після цієї чверті години доцільно повернути кондиціонер у нормальний режим (подача зовнішнього повітря), щоб у салоні не було застарілого повітря.
Кондиціонер: і взимку?
Оскільки повітря сушить, кондиціонер корисний навіть взимку. Завдяки функції він дозволяє швидше розмити вікна автомобіля та запобігає реформації туману.
В майбутньому
Майбутнє кондиціонування повітря має призвести до узагальнення електричних компресорів, які вже оснащені, наприклад, Toyota Prius. Робота компресора може бути оптимізована відповідно до потреб системи, а не відповідно до швидкості обертання двигуна. Таким чином, протягом багатьох років двигун знімається з багатьох напружень (гідропідсилювач керма, водяний насос.), Щоб сконцентруватися на своїй основній функції та зменшити шкідливі викиди.
Зокрема, для електричних транспортних засобів, оскільки вони не можуть покладатися на тепло, яке виділяють теплові двигуни, реверсивні системи теплових насосів (здатні виробляти як гаряче, так і холодне повітря) узагальнюються, щоб не погіршувати автономність електричних автомобілів Renault зробив для Zoe та BMW для i3.
Кредити зображення: Audi, Citroën, Delphi, ETAI, Renault, Wikimedia