a fűtés, szellőzés és légkondicionálás (HVAC) a beltéri és az autóipari környezet kényelmét szolgáló technológia. A HVAC megkönnyíti a kabin belsejében a kellemes éghajlat kezelését a forróság/hűvösség mértékének szabályozásával.
voltak idők, amikor az autóban lévő légkondicionálót az egyik nagy tulajdonságnak tekintették, de manapság a légkondicionálók alapfelszereltséggé váltak még a belépő szintű autókban is. A még nagyobb kényelem és luxus iránti vágy vezetett az autó belsejében található klímaberendezés kifejlesztéséhez. Az automatikus klímaberendezés elsődleges célja egy adott terület hőmérsékletének kezelése a fedélzeti utasok kényelme érdekében.
a HVAC-t először az 1960-as évek elején vezették be az autókba, és ma a legtöbb csúcskategóriás járműben elérhető. Ez egy összetett rendszer, amely mechanikus / elektronikus kapcsolókból vagy gombokból áll az előlapon. A rendszer háttere egy vagy több fúvómotorból, működtetőből (a friss levegő keringésének szabályozására, a légáramlás szabályozására és a hőmérséklet szabályozására), valamint hűtőegységből áll, amely számos csatornával van összekapcsolva, amelyeken keresztül a levegő a kabinba kerül.
a HVAC egység működésének alapelve a vezetés és a konvekció. A hő a nyomáskülönbség miatt alacsony hőmérsékletű régióból a jármű magas hőmérsékletű régiójába kerül. Ezt a hőátadási folyamatot hűtésnek nevezik . Az 1. ábra a teljes hűtési folyamat ciklusdiagramját mutatja.
a légkondicionáló rendszer öt fő összetevőből áll:
- párologtató
- Kompresszor
- kondenzátor
- Vevő/szárító
- bővítő eszköz
az öt fő komponens két nyomástartományra oszlik: a nagynyomású oldal a kondenzátor és a vevő/szárító egység, az alacsony nyomású oldal pedig a-nyomás oldalán a légkondicionáló párologtató. A nagy és alacsony nyomás közötti elválasztási pont a kompresszoron és a tágulási szelepen keresztül vág át.
a következő rész részletesen tárgyalja a HVAC rendszer minden egyes darabját (lásd a 2.ábrát).
párologtató
az elpárologtató egy hőcserélő eszköz a hűtési ciklusban. A folyékony hűtőközeg, amely a tágulási értékből jön ki és belép a párologtatóba, alacsonyabb hőmérsékleten és alacsonyabb nyomáson van.
az elpárologtató tekercseken való áthaladáskor a hűtőközeg elnyeli a tekercseken keresztül fújott levegő hőjét, és alacsony hőmérsékletű, alacsony nyomású gőzré alakul. A folyékony hűtőközeg az elpárologtató tekercsek aljától a tetejéig áramlik annak biztosítása érdekében, hogy a folyékony hűtőközeg forrjon, mielőtt elhagyja az elpárologtató tekercseket.
az elpárologtató által végzett feladatok a következőképpen foglalhatók össze:
- hőelnyelés
- az összes hűtőközeg gőzbe forrázása
a fúvó által fújt levegő a hőátadáskor hűvösebbé válik, és a szellőzőnyílásokon keresztül a kabinba kerül.
mivel a légkondicionáló párologtató biztosítja a hűtést azáltal, hogy elnyeli a környező közeg hőjét, kettős célt szolgálhat, ha a jármű műszerfalához nagyon közel helyezkedik el. Elnyeli a rajta áthaladó levegő hőjét, valamint a jármű belsejéből származó hőt is elnyeli a kívánt hőmérséklet fenntartása érdekében.
Kompresszor
a légkondicionáló kompresszor a központi légkondicionáló egységek szíve. A kompresszor elnyeli a gőz hűtőközeget a szívóvezetékből, és a gőzöket nagy túlhevítő gőzré tömöríti. A gőz hőmérséklete általában két és félszer magasabb, mint a külső levegő hőmérséklete.
mivel a hő mindig melegről hidegre áramlik, a hűtőközegnek sokkal melegebbnek kell lennie, mint a külső levegő, hogy a hőt ki tudja mozgatni a rendszerből. Ahogy a hűtőközeg átfolyik a kompresszoron, eltávolítja a kompressziós hőt, a motor tekercselő hőjét, a mechanikai súrlódást és a szívóvezetékben elnyelt egyéb hőt is. A légkondicionáló kompresszor másik kulcsfontosságú feladata a hűtőközeg áramlásának generálása a rendszerben.
a kompresszor által végzett feladatok a következőképpen foglalhatók össze:
- túlhevítés
- távolítsa el a látens hőt vagy (kondenzáljon)
- távolítsa el az érzékelhetőbb hőt vagy (lehűlt)
- generálja a hűtőközeg áramlását
kondenzátor
a forró, nagynyomású gőz a következő állomást a kondenzációs tekercsnél állítja be. A kondenzátor olyan, mint az elpárologtató – ez egy hőcserélő. A kondenzációs tekercs belsejében a hűtőközeg a tekercs tetejétől az aljáig áramlik.
mivel a hűtőközeg hőmérséklete sokkal magasabb, mint a környezeti hőmérséklet, a tekercsen áthaladva lehűl. Mire a szuperhő hűtőközeg eléri a tekercs alsó harmadát, annyira lehűl, hogy folyadékká váljon. Ezt a folyamatot alhűtésnek nevezik.
amint a hűtőközeg a hő felszabadításával folyékony formává kondenzálódik, a rézcső külső hőmérséklete nagyon magas lesz, és a fúvó/hűtőventilátor segítségével a hő kiáramlik a rendszerből. Ez a fűtött levegő egyes járművekben a meleg levegő forrásává válik hűvösebb éghajlati körülmények között.
a kondenzátor elhelyezése szintén fontos a jobb hatékonyság érdekében, mivel nagyon forró, ezért a maximális felületet ki kell téve a gyorsabb hűtés biztosításának.
szárító/Vevő
a szárító/vevőkészülékek a rendszer nagynyomású részében találhatók, általában a kondenzátor kimenete és a tágulási szelep bemenete közötti vízvezetékben, bár egyesek közvetlenül a kondenzátorhoz csatlakoztathatók.
a szárító/vevő három nagyon fontos funkciót tölt be:
- tárolótartályként szolgálnak az extra hűtőközeg számára alacsony hűtési igény esetén. Ez a vevő/szárító” vevő ” funkciója.
- olyan szűrőt tartalmaznak, amely csapdába ejtheti a szennyeződéseket az A/C rendszerben.
- a szárító/vevőkészülék szárítószernek nevezett anyagot tartalmaz. A nedvesség (víz) felszívására szolgál, amely a gyártás, összeszerelés vagy szerviz során bejuthatott az A/C rendszerbe. Ez a szárító / vevő” szárító ” funkciója.
expanziós berendezés
a tágulási berendezés szükséges a nyomáskülönbség létrehozásához a folyékony hűtőközeg gázzá forralásához. A tágulási eszköz nyomásesést hoz létre a hűtőközeg áramlásának korlátozásával a rendszer körül.
a hűtőközeg áramlásának lelassulása miatt a kompresszor részben kiüríti a rendszer egyik oldalát. Ezt az alacsony nyomású üreget a rendszer “szívóoldalának” vagy “alacsony oldalának” nevezzük.
automatikus klímaberendezés
automatikus klímaberendezés az a képesség, hogy figyelemmel kíséri és szabályozza a hőmérsékletet egy adott térben kézi beavatkozás nélkül. A jármű utasai meghatározzák a szükséges kabinhőmérsékletet és páratartalmat. Ezeket az értékeket a klímaberendezés bemenetként veszi figyelembe, és elektronikusan szabályozza a hőmérsékletet és a páratartalmat, és fenntartja őket a felhasználó által megadott értékeken. Ez kiküszöböli az emberi erőfeszítést a kabin hőmérsékletének szabályozására a váltóáram be – / kikapcsolásával vagy a melegebb vagy hűvösebb vezérlés csúsztatásával.
az automatizált klímaberendezés mechanikája megköveteli, hogy hőmérséklet-és páratartalom-érzékelőket helyezzenek el az utastérben. Ezek az érzékelők folyamatosan leolvassák a terület hőmérsékletét és páratartalmát, és továbbítják azt a mikrokontrollerhez (MCU). Ezeket az értékeket ezután az MCU összehasonlítja az utasok által meghatározott beállítással, és a fűtést/hűtést megfelelően beállítja (lásd a 3.ábrát).
volt idő, amikor mindenkinek, aki egy járműben utazott, meg kellett állapodnia egyetlen hőmérsékleti beállításban – egyesek úgy érezték, hogy hideg hideg, míg mások izzadtak. Az autók automatikus klímaberendezésének fejlődése zónás klímaberendezéssé fejlődött. Az ilyen típusú megvalósítás során minden utas beállíthatja annak az ülősaroknak a hőmérsékletét, amelyben ül.
a meghatározott zónákon belül minden területnek külön hőmérséklet-érzékelője van, amely leolvassa a megadott terület aktuális hőmérsékletét. Minden hőmérséklet-érzékelő adatait összehasonlítják az adott zónára meghatározott hőmérséklet-beállítással, és megindítják a megfelelő hűtési vagy melegítési műveletet.
az automatikus klímaberendezés tartalmaz egy számítógépet is, amely a rekesz teljes levegőrendszerét szabályozza. Ezt úgy érjük el, hogy szabályozzuk a ventilátor sebességét, a légkondicionáló kompresszor bekapcsolását és a teljes levegő hőmérsékletét, amelyet a rekeszbe kell juttatni. Általában ezek a folyamatok integrálódnak a modern autók teljes számítógépes rendszerébe.
minden gyártónak megvan a saját módszere a tökéletes klíma biztosítására az egyes utasok számára; mindazonáltal mindannyian támaszkodnak bizonyos hasonló alkatrészekre, például a vezető HVAC vezérlőegységének kiegészítő vezérléseire, egy további HVAC vezérlőegységre a hátsó ülősarokban, egyedi hőmérséklet – érzékelőkre minden zónához, rengeteg extra rejtett csatornára, hogy a levegőt oda szállítsák, ahol szükség van rá, és extra szellőzőkre-sok-sok extra szellőzőre. Például a Lexus LX570 28-at tartalmaz.
a szerzőkről
Nitin Gupta egy idősebb Alkalmazásmérnök, aki tapasztalattal rendelkezik a digitális multimédia beágyazott szoftverfejlesztésének területén-mind a fogyasztók, mind az autóipar számára.