încălzirea, ventilația și aerul condiționat (HVAC) este tehnologia pentru confortul ambiental interior și auto. HVAC facilitează gestionarea climatului plăcut din interiorul cabinei prin controlul gradului de căldură/Răcire.
au fost momente când un aparat de aer condiționat într-o mașină a fost considerat una dintre caracteristicile mari, dar astăzi aparatele de aer condiționat au devenit echipamente standard chiar și în automobilele entry-level. Dorința pentru și mai mult confort și lux a dus la dezvoltarea sistemului de climatizare în interiorul unui automobil. Scopul principal al controlului automat al climatizării este de a gestiona temperatura unei zone date pentru confortul pasagerilor de la bord.HVAC a fost introdus pentru prima dată în automobile la începutul anilor 1960 și este disponibil în majoritatea vehiculelor high-end de astăzi. Este un sistem complex format din comutatoare mecanice/electronice sau butoane în frontend. Backend-ul sistemului cuprinde unul sau mai multe motoare suflante, actuatoare (pentru controlul circulației aerului proaspăt, controlul fluxului de aer și controlul temperaturii) și unitate de refrigerare cuplată cu multe conducte prin care aerul este transferat în cabină.
principiul de bază din spatele funcționării unității HVAC este conducerea și convecția. Căldura este transferată dintr-o regiune cu temperatură scăzută într-o regiune cu temperatură ridicată din vehicul, datorită diferenței de presiune. Acest proces de transfer de căldură se numește refrigerare . Figura 1 prezintă diagrama ciclului procesului complet de refrigerare.
un sistem de aer condiționat cuprinde cinci componente majore:
- Evaporator
- compresor
- condensator
- receptor/uscător
- dispozitiv de expansiune
cele cinci componente majore sunt împărțite în două regiuni de presiune: partea de înaltă presiune este unitatea condensator și receptor/uscător, iar partea partea de presiune este evaporatorul de aer condiționat. Punctul de divizare între tăieturile de înaltă și joasă presiune prin compresor și supapa de expansiune.
următoarea secțiune discută în detaliu fiecare piesă a sistemului HVAC (a se vedea Figura 2).
Evaporator
un evaporator este un dispozitiv de schimb de căldură în ciclul de refrigerare. Agentul frigorific lichid, care iese din valoarea de expansiune și intră în evaporator, este la temperatură mai scăzută și presiune mai mică.
la trecerea prin evaporator bobine agent frigorific absoarbe căldura din aer, care este suflat prin bobine și devine convertit la temperatură scăzută, vapori de joasă presiune. Agentul frigorific lichid este făcut să curgă de jos în partea de sus a bobinelor evaporatorului pentru a se asigura că agentul frigorific lichid fierbe înainte de a părăsi bobinele evaporatorului.
sarcinile efectuate de vaporizator pot fi rezumate după cum urmează:
- absorbția căldurii
- fierberea întregului agent frigorific în vapori
aerul suflat de Suflantă la rândul său devine mai rece, la transferul căldurii și este trecut în cabină prin orificiile de aerisire.deoarece evaporatorul de aer condiționat asigură răcirea prin absorbția căldurii din mediul înconjurător, acesta ar putea servi unui scop dublu atunci când este plasat foarte aproape de tabloul de bord al vehiculului. Absoarbe căldura din aerul care trece prin ea și, de asemenea, absoarbe căldura din interiorul vehiculului pentru a menține temperatura necesară.
compresor
compresorul de aer condiționat este cunoscut ca inima unităților centrale de aer condiționat. Compresorul absoarbe agentul frigorific de vapori din conducta de aspirație și comprimă vaporii la vapori de supraîncălzire. Temperatura vaporilor este în mod normal de două ori și jumătate mai mare decât temperatura aerului exterior.
deoarece căldura curge întotdeauna de la cald la Rece, Agentul frigorific trebuie să fie mult mai fierbinte decât aerul exterior pentru a putea muta căldura din sistem. Pe măsură ce agentul frigorific curge prin compresor, elimină, de asemenea, căldura de compresie, căldura înfășurării motorului, fricțiunea mecanică și alte călduri absorbite în conducta de aspirație. O altă sarcină cheie a compresorului de aer condiționat este de a genera fluxul de agent frigorific în sistem.
sarcinile efectuate de compresor pot fi rezumate după cum urmează:
- supraîncălzire
- îndepărtați căldura latentă sau (condensați)
- eliminați căldura mai sensibilă sau (subrăcită)
- generați fluxul de agent frigorific
condensator
vaporii fierbinți, de înaltă presiune, fac următoarea oprire la bobina de condensare. Condensatorul este la fel ca evaporatorul – este un schimbător de căldură. În interiorul bobinei de condensare, agentul frigorific curge de sus în partea inferioară a bobinei.
deoarece agentul frigorific este la o temperatură mult mai mare decât temperatura ambiantă, acesta se răcește pe măsură ce trece prin bobină. Până când agentul frigorific super heat ajunge la treimea inferioară a bobinei, se răcește suficient pentru a se transforma înapoi într-un lichid. Acest proces este cunoscut sub numele de sub-răcire.
pe măsură ce agentul frigorific se condensează în formă lichidă prin eliberarea căldurii, temperatura exterioară a tubului de cupru devine foarte ridicată și cu ajutorul ventilatorului suflantei / radiatorului căldura este suflată din sistem. Acest aer încălzit în unele vehicule devine sursa de aer cald în condiții climatice mai reci.
amplasarea condensatorului este, de asemenea, importantă pentru o mai bună eficiență, deoarece este foarte cald, astfel încât suprafața maximă trebuie expusă pentru a asigura răcirea într-un ritm mai rapid.uscătorul / receptoarele sunt amplasate în secțiunea de înaltă presiune a sistemului, de obicei în instalațiile sanitare dintre ieșirea condensatorului și intrarea supapei de expansiune, deși unele pot fi conectate direct la condensator.
uscătorul/receptorul îndeplinește trei funcții foarte importante:
- acționează ca recipiente de depozitare pentru agent frigorific suplimentar în perioadele cu cerere redusă de răcire. Aceasta este funcția” receptor ” a receptorului/uscătorului.
- conțin un filtru care poate prinde contaminanți în interiorul sistemului A / C.uscătorul / receptorul conține un material numit desicant. Este utilizat pentru a absorbi umezeala (apa) care ar fi putut intra în sistemul A/C în timpul fabricării, asamblării sau service-ului. Aceasta este funcția” uscător ” a uscătorului/receptorului.
dispozitiv de expansiune
dispozitivul de expansiune este necesar pentru a genera diferența de presiune pentru ca agentul frigorific lichid să fiarbă în gaz. Dispozitivul de expansiune creează o scădere a presiunii prin restricționarea fluxului de agent frigorific în jurul sistemului.
încetinirea fluxului de agent frigorific determină compresorul să evacueze parțial o parte a sistemului. Acest vid de joasă presiune se numește „partea de aspirație” sau „partea joasă” a sistemului.
controlul automat al climei
controlul automat al climei este capacitatea de a monitoriza și controla temperatura unui spațiu specificat fără intervenție manuală. Pasagerii vehiculului specifică temperatura și umiditatea necesară a cabinei. Aceste valori sunt luate ca intrări de către sistemul de climatizare și controlează electronic temperatura și umiditatea și le menține la valorile specificate de utilizator. Acest lucru elimină efortul uman de a regla temperatura cabinei prin pornirea / oprirea AC sau prin glisarea controlului mai cald sau mai rece.
mecanica controlului automat al climatizării necesită amplasarea senzorilor de temperatură și umiditate în cabină. Acești senzori citesc continuu valorile de temperatură și umiditate ale zonei și o alimentează microcontrolerului (MCU). Aceste citiri sunt apoi comparate de MCU cu setarea definită de ocupanți, iar încălzirea/răcirea este reglată corespunzător (a se vedea Figura 3).
a fost o vreme când toți cei care călătoreau într – un vehicul trebuiau să fie de acord cu o singură setare a temperaturii-unii ar simți că îngheață rece, în timp ce alții au fost lăsați să transpire. Progresele în controlul automat al climatizării în automobile au evoluat în controlul climatic zonat. În acest tip de implementare, fiecare ocupant poate regla temperatura zonei de ședere în care este așezat.
fiecare zonă din zonele definite are un senzor de temperatură separat care citește temperatura curentă a zonei specificate. Fiecare senzor de temperatură este comparat cu setarea de temperatură definită pentru zona respectivă și se inițiază acțiunea corespunzătoare de răcire sau încălzire.
un sistem automat de climatizare include, de asemenea, un computer care reglează întregul sistem de aer din compartiment. Acest lucru se realizează prin reglarea vitezei ventilatorului, cuplarea compresorului de aer condiționat și temperatura generală a aerului care trebuie plătită în compartiment. De obicei, aceste procese sunt integrate în sistemul informatic General din cadrul automobilelor moderne.
fiecare producător are propria sa metodă distinctă pentru a oferi climatul perfect pentru pasagerii individuali; cu toate acestea, toate se bazează pe anumite componente similare, cum ar fi comenzi suplimentare în unitatea de control HVAC a șoferului, o unitate de control HVAC suplimentară în zona de relaxare din spate, Senzori de temperatură individuali pentru fiecare zonă, o mulțime de conducte ascunse suplimentare pentru a transporta aerul acolo unde este necesar și guri de aerisire suplimentare – multe și multe guri de aerisire suplimentare. De exemplu, Lexus LX570 are 28 dintre ele.Nitin Gupta este un inginer de aplicații Sr cu experiență în domeniul dezvoltării de software încorporat pentru multimedia digitală – atât pentru consumatori, cât și pentru Automobile.