Система кондиционирования автомобиля

подобных проблем был принят Монреальский протокол от 29 июня 1990 года,

который включает в себя правила ограничения применения разрушающих озоновые

слои веществ. В последнее время в Рио-де-Жанейро (Бразилия) открыто

совещание ООН по развитию среды и достигнуто решение изучения конкретных

предложений по защите окружающей среды Земного шара.

Согласно Монреальскому протоколу, обьектами по ограничению применения

веществ, разрушающих озонные слои, было принято 5 веществ фреонового ряда:

R-11, R-12, R-113, R-114, R-115. Хотя по срокам с 1986 года ограничение

применения было определено в 1995 году – 50%, 1997 – 85%, 2000 – 100%

уровня, в последнее время США, ЕС и другие передовые страны резко

ужесточили сроки реализации Монреальского протокола и выдвинули предложение

по сокращению срока запрета с января 1994 года до 85%, а с января 1996 года

- полное запрещение производства и применения веществ, разрушающих озоновые

слои.

НОВЫЙ ХЛАДАГЕНТ И ЕГО ОСОБЕННОСТИ И ПРЕИМУЩЕСТВА

Появился кондиционер, в котором применён новый хладагент R-134а вместо

прежнего R-12. До настоящего времени хладагентом автомобильного

кондиционера был R-12. Что из себя представляет этот газ – неизвестно. И

только после опубликования теории о том, что не разложившийся фреон при

достижении слоёв стратосферы в большом количестве выделяется в тропосферу

Земного шара и разрушает озоновые слои, разлагаясь под влиянием сильных

ультрафиолетовых лучей из космоса, применение хладагента автомобильного

кондиционера стало ограниченным.

КОМПРЕССОРНОЕ МАСЛО

Применяется полиалкиленовое – гликолевое масло (РАG) с хладагентом (R-

134а) и минеральное с (R-12).

В автомобилях с новым хладагентом (R-134а) в качестве смазки

уплотнительного кольца при работе в соединительных частях применяется

компрессорное масло со спецификацией, используемой в нынешних хладагентах

(R-12). При работе главной магистрали и магистралях требуется

осторожность, так как во время смазывания компрессорным маслом нового

хладагента (R-134а) на уплотнительном кольце возникает явление

гидрогенизации.

При работе на главной магистрали и магистралях требуется осторожность, так

как при сопоставлении поглощаемости компрессорного масла нового хладагента

(R-134а) при прочих равных условиях ее значение примерно в 180 раз выше,

чем у компрессорного масла ныне применяемого хладагента.

При компрессорном масле у автомобилей с новым хладагентом (R-134а) обьем

заправки таков же, что у автомобилей с нынешним хладагентом (R-12).

ОХЛАЖДАЮЩИЕ МАСЛА

В последнее время из-за быстрого развития компрессоров, разработок

облегченных малых компрессоров и применения новых видов хладагента еще

сильнее повышаются требования к роли охлаждающего масла. Роль охлаждающего

масла важна как звено способа для обеспечения длительной безопасности

системы кондиционирования и стойкости к боле высокой и низкой температуре.

Если посмотреть роль охлаждающей жидкости в системе, то

Выходной клапан:

В компрессоре участок выходного клапана является наиболее

высокотемпературным местом. На этом участке образуется углерод и нельзя

допустить его наслоения.

Конденсатор:

Наибольшее количество масла, входящее в систему хладагента, вместе с жидким

хладагентом должно поддерживать жидкообразное состояние, чтобы не

препятствовать теплообмену или течению от затвердения на стенах

конденсатора.

Трубопровод равного давления и расширительный клапан, масло не должно

содержать твердые вещества, мешающие расширению, а также создавать подобные

вещества.

Испаритель:

Во время охлаждающего цикла масла в испарителе, являющимися наиболее

низкотемпературной частью, не должен создавать кристалические осадки. Кроме

того, масло не должно содержать влагу и затвердевать. При возникновении

подобных явлений, они прерывают течение хладагента и уменьшают

эффективность охлаждения.

ОСОБЕННОСТИ ОХЛАЖДАЮЩЕГО МАСЛА

Специфичность:

Охлаждающее масло должно иметь специфические особенности, которые не имеют

специфические особенности, которые не имеют обычные смазывающие масла. Хотя

обычное смазывающее масло в основном должно отвечать только требованиям по

смазывающей характеристике, а охлаждающее масло должно быть таким, чтобы

при смешивании с хладагентом и низкой температуре не затвердевать, при

высокой не окисляться, не вступать в химическую реакцию с хладагентом, не

вызывать аварии, вступая в реакцию с используемым в оборудовании

материалом.

Химическая стабильность:

В качестве одного из способов оценки стабильности охлаждающего масла,

проводятиспытание в герметизированной трубке. Этот способ испытания

проводится в жаростойкой стеклянной испытательной трубке, поместив в него

реально применяемый в компрессоре хладагент (R – 12), металл (Fe, Сu, Аl) и

масло. При испытании на герметизированной трубке используют масло 0,5 мл,

хладагент R – 12 0,5 мл. Положив в качестве катализатора медь и железо,

нагревают с температуры 175 С в течение 14 дней, измеряют количество R –

12, разложенного из R – 12.

ПОЛНЫЕ УСЛОВИЯ ТРЕБОВАНИЙ К ОХЛАЖДАЮЩЕМУ МАСЛУ

Должен обладать поверхностой прочностью и хорошим электроизоляционным

свойством.

Не содержать примеси такие как влага и различные кислоты.

Обладать хорошей разделяемостью с водой и соответствующей вязкостью.

Обладать хорошей определяемостью от хладагента и не вступать в химическую

реакцию.

Содержать малое количество элементов кристаллизации и обладать

стабильностью в отношении кислот.

В этом испытании чем меньше разложившееся количество, тем лучше

стабильность охлаждающего масла.

Также нужно пронаблюдать и посмотреть состояние прилипания на поверхности

железных листов, коррозию медных проводов, цвет смеси.

Здесь следует обратить внимание на то, что испытание следует рассматривать

как способ выбора одного хорошего. Для правильного принятия решения о

соответствии охлаждающего масла важны результаты испытания, полученные на

реальном компрессоре.

Низкотемпературное свойство:

Охлаждающее масло соприкосается с хладагентом при низкой температуре. Мало

того, что желательно совместное сосуществование с хладагентом при низкой

температуре и необходимо, чтобы не разлагало воск на воскообразные

отложения.

Охлаждающее масло даже при низкой температуре не затвердевает, т.е. имеет

низкую температуру текучести и одновременно трудно разлогает осадки, и чем

меньше разложение, тем предподчительнее.

Смазывающее свойство:

При чрезмерном рафинировании охлаждающего масла резко уменьшается

ароматические компоненты. Хотя среди ароматических компонентов вещества с

плохой химической стабильностью, но если ароматические компоненты чистые,

то возникает активное влияние этих компонентов стабильность к окислению и

предельное давление. Поэтому есть необходимость применения ручного способа

рафинирования для сохранения указанных эффективных элементов. Таким

образом, нужно выбирать масло с хорошим смазывающим свойством, чтобы даже

при применении в реальной машине не возникало плавления.

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЯВЛЕНИЯ И ИХ ПРОЯВЛЕНИЯ

Пенообразование.

В фреоновых охлаждающих установках при запуске компрессора давление в

картере резко падает и хладагент, растворяемый в масле, начинает резко

испаряться, поверхность масла начинает бурлить и возникает пена. Если это

явление будет продолжаться длительное время, то из-за нарушения смазки

трущихся частей, может заклинить компрессор и сгореть.

При проникновении с всасывающей стороны компрессора или различных других

путей большого количества масла в цилиндр, то из-за сжатия несжимаемого

масла возникает опасность повреждения тарелки седла клапана. Кроме того,

возникает недостаточность масла в картере так как большое количество масла

перейдет в различные части установки. Недостаточность масла становится

причиной заклинивания компрессора.

Явление медного покрытия.

Имеется в виду явление, когда в охлаждающих установках, применяющих

хладагент фреоновой системы, медь растворившись в масле, вместе с

хладагентом циркулирует в установке, затем вновь оседает на поверхности

металла и покрывает его, при этом:

- уменьшается активная часть зазора, компрессор заклинивает и становится

неработоспособным.

- в установке либо много влаги, либо чем выше температура, тем легче влага

появляется в цилиндре и на тарелке клапана.

- Чем больше содержит молекул водорода R-22 по сравнению с R-12 и R-30 по

сравнению с R-22, и чем больше элементов МАХ, тем сильнее это явление.

СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ

1 – ИСПАРИТЕЛЬ; 2 – КОМПРЕССОР; 3 – РЕСИВЕР;

4 - КОНДЕНСАТОР

КОМПРЕССОР (рис. 1)

Компрессор вращается от передачи муфты компрессора вращающегося момента

шкивом коленчатого вала через приводной ремень. Если на магнитную муфту не

подается напряжение, то вращается только сам шкиф муфты компрессора и не

вращается вал компрессора. При подаче напряжения на магнитную муфту диск и

втулка муфты перемещаются назад и соединяются со шкивом. Шкив и диск под

действием сил становятся едиными и приводят во вращение вал компрессора.

Компрессор, в зависимости от вращающегося его вала превращает газообразное

состояние хладагента низкого давления, идущего от испарителя, в газ высокой

темперетуры и высокого давления. Масло, перемещающее вместе с хладогентом,

играет роль смазки. Поршень при вращении вала компрессора приводится в

движение эксцентриком, в зависимости от давления выпускает соответствующее

количество газа изменением хода поршня и угла поворота и перемещающегося

диска.

КОНДЕНСАТОР (рис. 2)

Кондансатор устанавливается перед радиатором и выполняет функцию

превращения газообразного высокотемпературного хладагента, идущего от

компрессора в жидкое состояние выделением тепла в атмосферу. Количество

выделяемого хладогентом тепла в конденсаторе определяется количеством

поглощенного испарителем тепла из вне и работой компрессора, необходимой

для сжатия газа. Для конденсатора результат теплоотдачи прямо влияет на

эффект охлаждения холодильной устоновки, поэтому, обычно он устанавливается

на самой передней части автомобиля и принудительно охлаждается воздухом

вентилятора системы охлаждения двигателя и потоком воздуха, возникающим при

движении автомобиля.

ИСПАРИТЕЛЬ (рис. 3)

Хладагент, прошедший через расширительныйклапан, став легкоиспаряющимся с

низким давлением, при прохождении в туманообразном состоянии через патрубок

испарителя, под действием потока воздуха от вентилятора, испаряясь

превращается в газ. При этом рёбра патрубка становятся холодными от теплоты

парообразования, и воздух внутри автомобиля становится прохладным. Кроме

того, влага, содержащаяся в воздухе, от охлаждения превращается в воду и

вместе с пылью по спусковому трубопроводу выбрасывается из автомобиля.

Так как при таком теплообмене между хладагентом и воздухом используется

трубопровод и рёбра, нужно, чтобы на контактной поверхности с воздухом не

оседали вода и пыль. Образование льда и инея на испарителе происходит также

и на частях рёбер. При достижении тёплого воздуха до рёбер, охлаждаясь ниже

температуры росы, на рёбрах появляются водяные капли. При этом в случае

охлаждения рёбер до температуры ниже 0 С, возникшие водяные капли либо

замерзают, либо водяные пары воздуха оседают в виде инея, заметно ухудшая

характеристики системы охлаждения. Поэтому для предотвращения замерзания

испарителя предусматривается управление терморегулятором или компрессором с

переменным напором.

РЕСИВЕР (рис. 4)

Ресивер установлен между линией выпуска испарителя и компрессора. Получая

от испарителя смешанный хладагент низкого давления в жидком и газообразном

состоянии и масло, газообразный хладагент отправляется непосредственно к

компрессору, а жидкий хладагент попадает в компрессор после испарения от

нагрева окружающим теплом. А масло возвращается к компрессору через

спускное отверстие. В нижней части аккумулятора находится запечатанный

сушитель, который выполняет работу по удалению влаги и примесей в системе.

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3

Рисунок 4

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И ТИП АБСОРБЦИОННЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН

Абсорбционные холодильные машины изобретены Лесли (1810г.) и Карре

(1850г.). Водоаммиачные абсорбционные холодильные машины Карре появились на

25 лет раньше аммиачных компрессионных машин (Линде, 1875г.).

Круговой процесс абсорбционных машин осуществляется рабочей смесью

веществ (растворов), состоящей из двух компонентов. Эти вещества имеют

разные температуры кипения при том же давлении. Один компонент является

холодильным агентом, другой – поглотителем (абсорбентом).

В поглотитель (абсорбент) поступает раствор с малой концентрацией

холодильного агента и поглощает (абсорбирует) пары, образующиеся в

испарителе. Абсорбент заменяет здесь всасывающую сторону механического

компрессора. Крепкий раствор из абсорбента подаётся в кипятильник,

обогреваемый источником тепла. Раствор выпаривается, образующиеся пары

сжигаются в конденсаторе. Кипятильник, таким образом, выполняет работу

нагнетательной стороны механического компрессора (рис. 5).

Рисунок 5. Простейшая схема абсорбционной системы кондиционирования

точки 1 – 8 – состояние рабочего вещества.

Следовательно, в абсорбционной холодильной машине механический

компрессор преобразуется в термический.

Круговой процесс абсорбционных холодильных машин характеризуется

следующими особенностями:

температуры абсорбции и выпаривания при постоянных давлениях Рк и

Ро переменны и зависят от начальных и конечных концентраций раствора:

слабый раствор поглощает пар, имеющийся при том же давлении более

низкую температуру.

В простейшей абсорбционной холодильной машине непрерывного действия

между кипятильником Кп, обогреваемым обычно паром, и абсорбентом Аб,

охлаждаемым водой, циркулирует рабочий раствор, например, аммиака в воде,

весовая концентрация которого ? изменяется. Аммиак является холодильным

агентом, а вода – абсорбентом.

Водоаммиачный насос Н подаёт в кипятильник крепкий раствор большой

концентрации ?r при давлении конденсации Рк и температуре t1.

Значительная часть образующихся в кипятильнике паров аммиака при

температуре t5 поступает в конденсатор Кд, в котором вместе с парами воды

сжижается. Слабый раствор концентрации ?а при температуре t2

дросселируется в регулирующем вентиле РВ1 до давления кипения Ро и

температуры t3, затем направляется в абсорбер Аб, где абсорбируются пары,

поступающие из испарителя И. Тепло абсорбции отводится охлаждающей водой.

Раствор становится крепким ?r и при температуре t4 подается насосом

обратно в кипятильник Кn. Этим цикл раствора, протекающий при переменных

температурах абсорбции и выпаривании, завершается. Образующийся в

кипятильнике Кn пар концентрации ?5 сжижается в конденсаторе Кд и жидкость

поступает через дроссельный вентиль РВ2 в испаритель И. Пар из испарителя И

поглощается в абсорбере Аб слабым раствором концентрации ?а. Элементы

кругового процесса Кд, РВ и И не отличаются от тех же элементов

компрессионной холодильной машины.

Такая абсорбционная холодильная машина непрерывного действия по

сравнению с другими наиболее проста, но энергетически не совершенна.

Тепловая экономичность абсорбционной холодильной машины может быть

повышена ректификацией выпариваемого раствора (отделением паров аммиака от

воды). Тогда в конденсатор Кд поступают почти чистые пары аммиака

концентрации ?, близкой к 1. Применяют также регенеративный теплообменник,

в котором крепкий раствор нагревается до поступления в кипятильник,

уходящим из него слабым раствором. Возможны и более сложные регенеративные

процессы.

Движущим механизмом абсорбционных холодильных машин непрерывного

действия является только насос Н, перекачивающий крепкий раствор в

кипятильник.

Кроме жидких абсорбентов, применяют твердые абсорбенты – хлористый

кальций, хлористый литий и другие соли.

ВОЗДУШНЫЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ

При использовании воздушной системы кондиционирования получение холода

обходится дороже, чем в других системах охлаждения. В значительной мере это

определяется сложностью системы охлаждения, которая, в свою очередь,

связана с технологическими трудностями изготовления ее агрегатов, большим

числом агрегатов, их значительной стоимостью и т.д.

При конструировании воздушной системы наиболее трудными оказываются две

задачи: получение максимально возможного перепада между температурами входа

и выхода обрабатываемого воздуха (в этих типах машин он бывает постоянным в

широком интервале температур) и получение максимального эффекта

шумоглушащих устройств.

Особенностью кондиционеров с воздушной системой охлаждения является также

необходимосьт больших мощностей для привода агригатов. На одном из таких

кондиционеров с воздушной системой охлаждения (рис. 6)

Рисунок 6.

1 – фильтр; 2 – осушитель; 3 – компрессор; 4 – воздушный теплообменник; 5 –

холодильник; 6 – вентилятор; 7 – клапан; 8 – кран.

атмосферный воздух засасывания в систему кондиционера компрессором 3,

предварительно подвергаясь очистке от пыли в фильтре 1. Осушка воздуха

производится в осушителях 2, установленных перед компрессором. Производить

осушку воздуха путем конденсации или вымораживания паров воды за счет

глубокого расширения в трубохолодильнике нецелесообразно, так как это

связано с увеличением габаритов последнего и мощности компрессора.

Нагретый в результате сжатия в компрессоре рабочий воздух предварительно

охлаждается атмосферным воздухом в воздухо-воздушном теплообменнике 4.

Более глубокое охлаждение воздуха производится в трубохолодильнике 5.

Работа расширения передается вентилятору, при помощи которого охлаждающий

атмосферный воздух протягивается через теплообменник 4. После

трубохолодильника воздух через кран 8 поступает в обьект. Кран 8

предназначен для поддержание заданного температурного режима в обьекте

путем смещения холодильного воздуха с горячим воздухом, подводимым по

воздухопроводу через редукционный клапан 7.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мы считаем, что система кондиционирования автомобиля очень необходима, и

особенно в авто эксплуатируемых в странах «вечного» лета. Но фреоновая

система кондиционирования очень неэкологична, хотя и имеет, сравнительно с

другими системами охлаждения, высокий КПД, небольшую металоёмкость, не

требуется больших мощностей на привод агрегатов, невысокую стоимость.

Абсорбционная и воздушная система кондиционирования пока в автомобилях не

применяется в связи с тем, что они имеют большую металоёмкость, требуют

больших мощностей на привод компонентов, имеют небольшой КПД. Но зато эти

системы экологически чистые и на окружающюю среду фактически не влияют, за

счёт того, что не применяется фреон.

В последнее время человечество начинает задумываться о мире в котором оно

живёт и чтобы не потерять его остатки начинает принимать меры по устранению

фреоновых и других систем разрушающих озоновый слой. И по этому будем

надеется на то, что что будут изобретены или доработаны системы охлаждения,

которые будут заменять фреоновые.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

Журнал «АВТОМОБИЛИ» 3’ 1998 года.

«Холодильные машины» Под редакцией проф. Н.Н. Кошкина 1973 г.

«Абсорбционные холодильные машины» И.С. Бадылькес, Р.Л. Данилов 1966 г.

Москва. Пищевая промышленность.

«Устройство, эксплуатация и ремонт автомобильных систем кондиционирования

зарубежных марок автомобилей».

РЕФЕРАТ

Курсовая работа содержит: 27 стр., 6 рисунков.

КОНДИЦИОНЕР, ФРЕОН, ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА, КОМПРЕССОР, РЕСИВЕР,

КОНДЕНСАТОР, ИСПАРИТЕЛЬ.

Целью курсавой работы является изучение систем кондиционирования

устанавливаемых на современные автомобили, а также расмотрение устоновок

новых систем охлаждения. Необходимо изучить устройство, принцип работы, а

также преимущества и недостатки фреоновых, воздушных и абсорбционных систем

кондиционирования.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………2

РОЛЬ КЛИМАТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ……………………………………3

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ………...7

СПОСОБЫ ЗАМОРАЖИВАНИЯ……………………………………………….8

ЦИКЛ ОХЛАЖДЕНИЯ ИЛИ КАК РАБОТАЕТ КОНДИЦИОНЕР………...8

ЧТО ТАКОЕ ХЛАДАГЕНТ……………………………………………………..10

ОЗОНОВЫЕ СЛОИ АТМОСФЕРЫ……………………………………………10

НОВЫЙ ХЛАДАГЕНТ И ЕГО ОСОБЕННОСТИ И ПРЕИМУЩЕСТВА...11

КОМПРЕССОРНОЕ МАСЛО…………………………………………………...11

ОХЛАЖДАЮЩИЕ МАСЛА…………………………………………………….11

ОСОБЕННОСТИ ОХЛАЖДАЮЩЕГО МАСЛА…………………………….12

ПОЛНЫЕ УСЛОВИЯ ТРЕБОВАНИЙ К ОХЛАЖДАЮЩЕМУ МАСЛУ..12

СПЕЦИАЛЬНЫЕ ЯВЛЕНИЯ И ИХ ПРОЯВЛЕНИЯ………………………..13

СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ………….14

КОМПРЕССОР…………………………………………………………………….15

КОНДЕНСАТОР…………………………………………………………………..15

ИСПАРИТЕЛЬ…………………………………………………………………….15

РЕСИВЕР…………………………………………………………………………...16

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И ТИП АБСОРБЦИОННЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ

МАШИН…………………………………………………………………………….21

ВОЗДУШНЫЕ СИСТЕМЫ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ……………………23

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………25

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………………26

Страницы: 1, 2