Электронный контроль системы обогрева
Большинство транспортных средств, которые имеют электронный контроль системы обогрева, снабжены также системой кондиционирования воздуха, о которых рассказывается в следующем разделе. Однако короткое описание таких систем в данном разделе поможет лучше понять устройство более сложных систем. На рис. 14.6 показана блок-схема системы обогрева транспортного средства, которая управляется с помощью электроники.
В этой системе требуется управлять мотором наддува воздуха, створкой смешивания потоков, створками направления и створкой выбора свежего или рециркулируемого воздуха. Система регулирования имеет один или несколько температурных датчиков, размешенных в салоне автомобиля, которые обеспечивают информацией блок управления (ECU). ЕCU реагирует на информацию, полученную от этих датчиков, и устанавливает в нужные положения ре1улируемые элементы системы. Управление сводится, фактически, к простой системе обратной связи с замкнутым контуром, параметром которой является температура воздуха. ECU должна сравнивать положение переключателя управления температурой с информацией от датчиков и либо охлаждать,. либо нагревать автомобильный салон до требуемого значении.
Кондиционирование воздуха
Введение
Транспортное средство, снабженное системой кондиционирования воздуха, позволяет отрегулировать температуру в салоне до идеального, самого комфортного значения, определяемого условиями окружающей среды. В системе кондиционирования все еще используются стандартные компоненты обогрева и вентиляции, но при наличии важного дополнения ■=? испарителя, который и охлаждает, и обезвоживает воздух. Кондиционированием воздуха можно управлять вручную или, как теперь общепринято, с использованием некоторых возможностей электронного управлении. Обо всей системе можно говорить как о некотором варианте рефрижератора или теплообменника. Тепло забирается из внутреннего интерьера автомобиля и рассеивается в окружающем воздухе.
Принцип охлаждения
Для описания принципа охлаждения, применяемого в системах кондиционировании, используются следующие термины и определения:
♦ тепло — форма энергии:
♦ температура означает степень теплосодержания объекта;
♦ (сил распространяем) только от объекта с более высокой температурой к объекту с более низкой температурой:
♦ количество тепла измеряется в «калориях» (чаще килокалориях, ккал);
♦ количество тепла в I ккал изменяет температуру I кг йоды на I "С;
♦ термин «изменение состояния вещества» используется, чтобы описать переход от твердо го тела к жидкости, от жидкости к газу, от жидкости к твердому телу;
♦ термин «испарение» используется, чтобы описать изменение состояния от жидкости к газу;
♦ термин «конденсация» используется, чтобы описать изменение состояния от газа к жидкости;
♦ термин «скрытая теплота» описывает энергию, требуемую для испарении жидкости без изменении ее температуры (энергия тратится на разрыв молекулярных связей) или количество выделяемого тепла, когда газ конденсируется обратно в жидкость при постоянной температуре (при образовании связей между молекулами выделяется тепло).
Скрытая теплота в процессе изменения состояния хладагента ключ к принципу роботы системы кондиционирования воздуха. Простым приме ром скрытой теплоты может служить ощущение холода на коже, если вы смочите ее жидкостью, на пример, спиртом. Это ощущение возникает по тому, что жидкость испаряется, и изменение ее состояния (от жидкости к газу) приводит к поглощению тепла из окружающей среды, в данном случае от вашего тела. Вот почему этот процесс чаще рассматривают как «ненагревание», нежели как охлаждение. Хладагент, используемый во многих системах кондиционирования воздуха, известен как RI34A. Это вещество переходит из жидкого в газообразное состояние при минус 26,3 3С. Хладагент RI34A создан на базе гидро фтор углерода (hydrafluoro- сагЬюп - HFC), а не хлор фтор углерода (chlorofluo rocarbon - CFC), из-за проблем с атмосферным истошен нем озонового слоя, связанным с хладагентами на базе С ГС. Отметим, что новый тип хладагента не совместим со старыми системами кондиционирования. Ключом к пониманию процесса охлаждения является тот факт, что хладагент при низкой температуре имеет низкое давление, а при высокой температуре - высокое давление.
На рис. 14.7 показан базовый принцип функционирования системы охлаждения (кондиционирования) воздуха. Основные компоненты системы — испаритель, конденсатор и насос (компрессор). Испаритель расположен внутри автомобили, конденсатор - вне автомобиля, обычно в воздушном потоке. Компрессор приводится в действие двигателем.
Работающий насос уменьшает давление на стороне испарителя, что вызывает испарение хладагента в испарителе, при испарении тепло отбирается из салопа автомобиля. Насос со стороны высокою давлении соединен с конденсатором. Высокое давление приводит к конденсации хладагента на конденсаторе, и, таким образом, он нагревается при изменении своего состояния из газообразного в жидкое, отдавая тепло в атмосферу вне транспортного средства.
Несколько других компонентов системы необходимы для ее эффективной работы. Их функционирование поясняется в последующих разделах. На рис. 14.8 показаны некоторые типичные компоненты системы нагрева, вентиляции и кондиционирования воздуха (heating, ventilation and air conditioning — HVAC).
Краткое описание системы кондиционирования воздуха
Система кондиционирования работает непрерывно. Компрессор всасывает пар низкого давления, несущий тепло от испарителя, сжимает его и закачивает как перегретый пар под высоким давлением в конденсатор. Температура хладагента на данном этапе намного выше, чем температура наружного воздуха; следовательно, он отдаст свое тепло в атмосферу через стенки и ребра конденсатора, одновременно меняя спрос состояние обратно из газообразного в жидкое. Эта жидкость под давлением далее передается на приемник-осушитель, где удерживается некоторое количество пара, которое не превратилось в жидкость, одновременно осушитель задерживает воду, загрязняющую хладагент. Теперь хладагент под высоким давлением проходит через клапан термостатического расширения и попадает в зону низкого давления испарителя. Клапан управляет потоком хладагента и. следовательно, мощностью охлаждения. В испарителе жидкость превращается в газ, забирая тепло из окружающей среды, в данном случае воздуха, который продувается через оребрение испарителя. Пар низкого давления откачивается насосом. Описанный цикл представлен на рис. 14.9.
Если температура хладагента увеличивается сверх определенных пределов, в дополнение к потоку встречного воздуха могут быть включены вентиля торы конденсатора. В большинстве систем на стороне высокого давления устанавливается выключатель безопасности. Его часто называют выключателем дуального давления, поскольку он выключит компрессор, сели давление окажется слишком высоким из-за неисправного компонента системы, или если давление станет слишком низким из-за утечки хладагента — таким образом защищается компрессор.