Отопление и охлаждение автомобиля

Прежде чем рассматривать устройство системы кондиционирования воздуха, рекомендуется рассмотреть некоторые основные принципы, чтобы можно было понять назначение различных деталей этой системы.

Сжатие и расширение

Когда газ сжимается, его давление и температура возрастают (рис. 21.4а). Тепло, полученное при сжатии, нагревает пластины компрессора и это тепло рассеивается в атмосферу.

Таким же образом, при расширении газа, его давление и температура понижаются (рис. 21.4б). В этом случае пластины охлаждающего цилиндра будут казаться холодными на ощупь, поскольку цилиндр будет поглощать тепло руки человека. Подобное расширение происходит в случае, если воздух выходит из клапана шины: давление воздуха, выходящего из шины, резко падает у края клапана, в некоторых случаях это сопровождается обледенением металлического клапана.
Как при сжатии, так и при расширении, тепло переходит от горячей к холодной субстанции.

Испарение

Для перехода жидкости в газ требуется большое количество тепла, называемого теплотой парообразования. В случае воды для превращения ее в пар требуется очень большое количество тепла. Если естественное испарение сопровождается процессом расширения, тогда необходимо тепло от внешнего источника.
Такое расширение будет иметь место, если испаритель кондиционера воздуха расположить в воздушной трубе, через которую воздух подается внутрь автомобиля (рис. 21.5). Когда жидкость нагнетается через расширительный клапан, давление ее падает, жидкость сильно охлаждается и охлаждает корпус испарителя. Воздух, проходя через испаритель внутрь автомобиля, отдает свое тепло и также охлаждается.

Хладагент

Система охлаждения действует благодаря тому, что, во-первых, рабочая субстанция имеет низкую температуру кипения, а во-вторых, она легко изменяет свое агрегатное состояние, превращаясь из жидкости в пар и наоборот.
В прошлом в качестве рабочей субстанции использовалось специальное вещество под названием фреон-12 (хлор- фтороуглерод) или рефрижерант-12 (сокращенно R-12). При обычных условиях это вещество кипит при температуре - 30 °С, то есть при атмосферном давлении и температуре - 30 °С оно испаряется, превращаясь из жидкости в пар. Рефрижеранту-12 необходима только 1/14 часть тепла от того тепла, которое необходимо воде для изменения ее агрегатного состояния и, поскольку он сохраняет хорошую стабильность при повторных циклах изменения агрегатного состояния, этот относительно дешевый хладагент широко использовался в большинстве автомобильных систем кондиционирования воздуха.
Со всеми хладагентами следует обращаться с большой осторожностью, ввиду их чрезвычайно низкой температуры.
Прежде чем обращаться с хладагентом или работать с какими-либо частями системы кондиционирования воздуха, необходимо ознакомиться с рекомендациями изготовителя и понять их.