Jak działa klimatyzator i co zrobić, jeśli się zepsuje? (Mazda Capella GE)

Klimatyzacja, kiedyś domena samochodów luksusowych, staje się dziś integralną częścią coraz większej liczby "zwykłych" samochodów rodzinnych. Eksperci szacują, że na początku przyszłego stulecia połowa wszystkich sprzedawanych w Europie samochodów będzie wyposażona standardowo w klimatyzację.

Mówiąc najprościej, system klimatyzacji pobiera ciepło z powietrza i jednocześnie obniża jego wilgotność. Dzięki temu powietrze w samochodzie jest zawsze chłodniejsze i mniej wilgotne, co daje uczucie świeżości.

Jak powstaje mikroklimat w kabinie?

Standardowy system klimatyzacji składa się z kilku jednostek roboczych połączonych ze sobą za pomocą szczelnego układu rur. Jest wypełniony czynnikiem chłodniczym, który zmienia stan skupienia ze ciekłego na gazowy i z powrotem, odprowadzając ciepło z kabiny.

Najważniejszym elementem, od którego zależy wydajność klimatyzatora, jest zawór sterujący, który zamontowany jest na parowniku znajdującym się we wnętrzu samochodu. Czynnik chłodniczy, ciecz pod wysokim ciśnieniem, dostaje się do parownika przez zawór rozprężny, gdzie jest rozpylany w postaci mieszaniny gazu i kropli (mgły). Zawór rozprężny może być zaworem iglicowym lub membranowym. Rozważymy pierwszą opcję.

Wewnątrz zaworu iglicowego znajduje się niewielki otwór, a igła znajdująca się w otworze może go mniej lub bardziej zamykać, zmieniając w ten sposób efektywny przekrój. Igła jest napędzana czujnikiem temperatury umieszczonym wewnątrz parownika.



Ciekły czynnik chłodniczy przepływa przez mały otwór w zaworze, paruje i pod niskim ciśnieniem zamienia się w gaz. Procesowi temu towarzyszy gwałtowny spadek temperatury. Im mniejszy otwór, tym zimniejszy czynnik chłodniczy, co oznacza, że temperaturę w parowniku można regulować poprzez wsuwanie lub wysuwanie igły z otworu. Temperatura powierzchni parownika musi być bliska temperaturze zamarzania wody, ale nie niższa, w przeciwnym razie na parowniku będzie się formował lód, który utrudni ruch powietrza i przekazywanie ciepła do czynnika chłodniczego.

Jak już wspomniano, zamiast zaworu iglicowego czasami stosuje się membranę. Urządzenie nie posiada ruchomych części, dlatego przepływ czynnika chłodniczego do parownika nie jest regulowany, lecz jego dopływ kontrolowany jest za pomocą termostatu lub wyłącznika ciśnieniowego. Po przekształceniu się w gaz o niskim ciśnieniu czynnik chłodniczy przechodzi przez parownik (wymiennik ciepła) i pobiera ciepło z powietrza w kabinie. Aby zwiększyć efektywność tego procesu, wymiennik ciepła wyposażono w żebra. Wilgoć zawarta w powietrzu skrapla się na zewnętrznej powierzchni wymiennika ciepła i odprowadzana jest na zewnątrz kabiny. Powietrze, po przejściu przez wymiennik ciepła, wraca do kabiny zimniejsze i suchsze.

Ciepło zgromadzone przez czynnik chłodniczy musi zostać odprowadzone do atmosfery, w związku z czym czynnik chłodniczy jest kierowany do skraplacza za pomocą sprężarki (to kolejny wymiennik ciepła, zwykle zlokalizowany z przodu samochodu).



Sprężarka, której zadaniem jest pompowanie czynnika chłodniczego przez rury układu, przenosząc ciepło z niższego poziomu temperatury do wyższego, działa na zasadzie pompy i jest napędzana paskiem od silnika za pośrednictwem sprzęgła elektromagnetycznego, dzięki czemu możliwe jest wyłączenie klimatyzatora. Podczas pracy sprężarki powstaje podciśnienie, które "zasysa" gaz chłodniczy z parownika.

Wewnątrz sprężarki ciśnienie czynnika chłodniczego wzrasta i przedostaje się on do skraplacza, jednak już w postaci gazu pod wysokim ciśnieniem. W skraplaczu gaz ponownie zamienia się w ciecz, a zawarte w nim ciepło jest odprowadzane z powierzchni skraplacza do atmosfery.

Ze skraplacza czynnik chłodniczy – tym razem w postaci cieczy pod ciśnieniem – jest ponownie kierowany do zaworu rozprężnego, a cykl się powtarza.

Dodatkowe "bajery"

W praktyce opisany układ podstawowy obejmuje kilka dodatkowych jednostek, w szczególności odbiornik-suszarkę, która jest często (ale nie zawsze) zamontowany pomiędzy skraplaczem i zaworem rozprężnym. Urządzenie to (czasami nazywane "akumulatorem") filtruje czynnik chłodniczy i usuwa z niego wilgoć. Czasami osuszacz powietrza jest wyposażony we wskaźnik koloru, który pokazuje, kiedy należy go wymienić (oznacza to, że wchłonął maksymalną ilość wilgoci). Do systemu rur (między skraplaczem a parownikiem) czasami montuje się szkło kontrolne, dzięki któremu można obserwować stan czynnika chłodniczego (obecność niepotrzebnych pęcherzyków powietrza itp.).

W skład układu klimatyzacji wchodzi również wentylator, który wymusza przepływ powietrza przez parownik oraz wentylator z termostatem, który zwiększa wydajność skraplacza. Zazwyczaj system obejmuje także czujnik ciśnienia z przełącznikiem. Znajduje się on obok osuszacza-odbiornika i steruje pracą sprężarki oraz wentylatora skraplacza, a także utrzymuje optymalne ciśnienie w układzie (różne dla różnych systemów).



W większości systemów element grzejny montowany jest również nad parownikiem. Przepływ powietrza jest rozprowadzany między parownikiem i nagrzewnicą za pomocą "przepustnicy mieszającej", co zapewnia uzyskanie żądanej temperatury.

A co ze środowiskiem?

Do niedawna czynnik chłodniczy R12 był stosowany w samochodowych układach klimatyzacji. Później odkryto, że zawarte w nim chlorofluorowęglowodory mają szkodliwy wpływ na warstwę ozonową, dlatego uwalnianie R12 do atmosfery jest obecnie zakazane. Ponadto w kontakcie z otwartym ogniem R12 uwalnia śmiertelnie niebezpieczny gaz fosgen. Nadal dopuszczalne jest napełnianie nim klimatyzatorów starszych wersji, jak również ich eksploatacja.

W związku z tym cena czynnika chłodniczego R12 rośnie o 5-10% miesięcznie. Docelowo osiągnie poziom, przy którym napełnianie starych systemów stanie się po prostu nieopłacalne. Freon R12 kosztuje już 150 dolarów za kilogram na Zachodzie, w porównaniu z 65 dolarami dwa lata temu. Nowoczesne systemy wykorzystują bardziej przyjazny dla środowiska czynnik chłodniczy R134A.

Systemy zaprojektowane dla czynnika R134A są zaprojektowane tak, aby zapewnić szczelność podczas konserwacji i napraw. W tym celu w wymaganych miejscach montuje się specjalne zawory i inne urządzenia.

Teoretycznie, po przeprowadzeniu odpowiednich modyfikacji, można do starej klimatyzacji wprowadzić czynnik R134A. Jednak ten czynnik chłodniczy jest o 15 procent mniej wydajny niż R12, więc starszy typ klimatyzatora będzie działał gorzej. Dodatkowo istnieje jeszcze jeden problem: czynnik chłodniczy R134A przecieka, choć z niewielką skutecznością, przez węże wykonane z czystej gumy. Do stosowania tej substancji potrzebne są specjalne węże z wewnętrznym oplotem nylonowym. Jednocześnie w starszych systemach stosuje się tzw. łączniki "zadziorowe", które mogą spowodować przerwanie tego oplotu. Krótko mówiąc, w tej chwili bardziej opłacalne jest wykorzystanie starego czynnika chłodniczego.



W rzeczywistości istnieją tzw. "zamienne" czynniki chłodnicze, które mają zastąpić R12 i nie wymagają kosztownych modyfikacji układu w celu dostosowania do R134A, ale jak mówią eksperci, nie powinny być one dopuszczone w pobliżu klimatyzatora. Niektóre z tych substancji zawierają butan, który może zapalić się wewnątrz układu i uszkodzić sprzęt testowy.

Jeżeli chcesz przejść z czynnika R12 na R134A, najlepiej wymienić olej razem z czynnikiem chłodniczym (mineralny na syntetyczny) w układzie należy zamontować nowy odbiornik-osuszacz, wymienić węże gumowe i sprawdzić działanie wszystkich podzespołów. Wtedy jest nadzieja, że system będzie działał zadowalająco.

Aby wszystko działało

Aby klimatyzacja działała prawidłowo, trzeba wiedzieć, jak jej używać. Na przykład wiele osób nie wie, że klimatyzacja będzie działać efektywnie tylko wtedy, gdy wszystkie okna w samochodzie, łącznie z szyberdachem, będą zamknięte. Aby szybciej schłodzić wnętrze w bardzo upalny dzień, należy otworzyć wszystkie drzwi na minutę lub dwie, a gdy samochód się ochłodzi, zamknąć wszystko i włączyć klimatyzację (z włączonym silnikiem).

Osuszający efekt klimatyzacji ogranicza zaparowywanie przedniej szyby i szyb bocznych, dlatego czasami przydatne jest włączenie klimatyzacji jednocześnie z ogrzewaniem. Niektóre systemy klimatyzacji nie pozwalają jednak na jednoczesną pracę klimatyzatora i ogrzewania.

W układzie klimatyzacji znajduje się olej, który krąży razem z czynnikiem chłodniczym. Jeśli układ nie będzie używany przez dłuższy czas, niektóre jego części, zwłaszcza uszczelki neoprenowe, wyschną i pogorszą się, co spowoduje wycieki. Dlatego wskazane jest, aby raz w tygodniu, także zimą, włączać klimatyzator na co najmniej dziesięć minut, aby olej nasmarował wszystkie elementy układu.

Co można naprawić?

Klimatyzatorów nie da się naprawić "domowo" ani amatorsko. Czynnik chłodniczy jest substancją kapryśną; do jego całkowitego usunięcia i ponownego napełnienia potrzebny jest profesjonalny sprzęt, a aby zapewnić całkowitą szczelność, niezbędne są specjalistyczne, bardzo czułe urządzenia do wykrywania wycieków.

Jeśli klimatyzator ulegnie awarii, konieczna będzie wymiana przynajmniej niektórych części, w tym specjalnych rur i złączek, ale dostępnych jest wiele standardowych rozmiarów. Aby przymocować rurki do łączników, stosuje się specjalne urządzenia zaciskowe.

Jeśli więc masz problemy z klimatyzacją, zaufaj tylko profesjonalistom. Skontaktuj się z firmami, które wykonują bardziej skomplikowane naprawy, a nie tylko pompują wyciekły czynnik chłodniczy. Jeżeli czynnik chłodniczy "opuścił" układ, należy najpierw znaleźć przyczynę, w przeciwnym razie nowy czynnik chłodniczy wyparuje w ten sam sposób!

Podobnie jest w przypadku zatkania się sprężarki – jej wymiana nie wystarczy: po kilku miesiącach znów się zatnie. Najpierw należy usunąć z układu wióry i inne zanieczyszczenia, a następnie przepłukać go specjalnym roztworem lub azotem. Trzeba będzie również wymienić osuszacz (zostały w nim wióry) i wpompować świeży czynnik chłodniczy.

Najczęściej uszkodzeniu ulega kondensator. Znajduje się przed chłodnicą samochodu i jest osłonięta jedynie osłoną chłodnicy.

Drugim problemem jest awaria zaworu iglicowego (zatyka się brudem). Czyszcząc zawór, należy usunąć z niego brud, a nie wpychać go do środka!



Mogą pojawić się także inne problemy, np. sprężarka hałasuje. Zazwyczaj oznacza to, że jego koniec jest bliski.

Stan paska napędowego można łatwo sprawdzić. W niektórych maszynach sprężarka napędzana jest oddzielnym paskiem. To dobra opcja. Jednak współczesne samochody są często wyposażone w długi, "wielofunkcyjny" pasek, który napędza kilka urządzeń jednocześnie, często także pompę wodną. Jeśli więc łożysko koła pasowego napędu sprężarki klimatyzacji nagle się zatnie, nie pojedziesz nigdzie, dopóki nie znajdziesz mniejszego paska, który "ominie" sprężarkę!

Inne aspekty

Jeśli czynnik chłodniczy wycieknie z gumowych węży, ich wymiana może okazać się trudna, ponieważ trudno jest niezawodnie uszczelnić nowe węże na starych aluminiowych przyłączach.

Należy pamiętać, że klimatyzator może się nie włączyć, jeżeli temperatura otoczenia jest niższa od ustawionej temperatury lub jeżeli ciśnienie w układzie jest znacznie niższe (wyciek czynnika chłodniczego) lub wyższe niż optymalne.

Usterki klimatyzacji mogą być również spowodowane przedostaniem się do układu nadmiernej ilości oleju, czynnika chłodniczego, powietrza lub wilgoci, silnym zanieczyszczeniem żeberek skraplacza lub parownika, usterką układu chłodzenia pojazdu (przegrzaniem) lub poślizgiem sprzęgła sprężarki.