Как устроен кондиционер и чем грозит его включение зимой?

Блок климат-контроля

Автомобильный кондиционер способен работать и зимой. Главное, чтобы за бортом было не очень холодно.
Автомобильный кондиционер способен работать и зимой. Главное, чтобы за бортом было не очень холодно.

Физика процесса

Работа любого кондиционера (в том числе и обычного холодильника) основана на переходе хладагента (фреона), циркулирующего по системе, из газообразного состояния в жидкое, и наоборот. Именно эти изменения агрегатного состояния и обеспечивают поглощение и выделение большого количества тепла (тепловой энергии).

Как пользоваться климат контролем в автомобиле зимой

• Не следует изменять подачу воздуха до завершения прогрева салона, так как это может вызвать концентрацию конденсата или льда на поверхности заслонок.
• Следует регулярно запускать компрессор кондиционера для проведения профилактических работ резиновых уплотнений.
• Запрещается включать климат контроль с не корректными настройками по отношению к влажности воздуха. Ведь в воздухе присутствует влага, которая при неправильной работе системы будет накапливаться на испарителе и может вызвать появление неприятного запаха в салоне.
• Раз в неделю рекомендуется использовать только кондиционер, чтобы вывести влагу из корпуса испарителя.

Схема системы кондиционирования воздуха

Схема системы кондиционирования воздуха с расширительным клапаном: 1 — компрессор; 2 — конденсор (наружный радиатор); 3 — сброс теплоты в атмосферу; 4 — ресивер-осушитель; 5 — расширительный клапан; 6 — теплота из салона автомобиля; 7 — испаритель (салонный радиатор).
Схема системы кондиционирования воздуха с расширительным клапаном: 1 — компрессор; 2 — конденсор (наружный радиатор); 3 — сброс теплоты в атмосферу; 4 — ресивер-осушитель; 5 — расширительный клапан; 6 — теплота из салона автомобиля; 7 — испаритель (салонный радиатор).

Фреон поступает в салонный радиатор (испаритель) в жидком состоянии и при низкой температуре. Через соты теплообменника он активно поглощает тепло из воздуха, попутно подсушивая его, и закипает, полностью превращаясь в газ. Во внешнем радиаторе системы (конденсоре) он отдает эту энергию в окружающую среду, снова превращаясь в жидкость.

Откуда берётся тепло

Для лучшего понимания работы климат-контроля в автомобиле нужно разобраться, как работают все его составные части по отдельности. Начнём с отопителя салона.

Тепло является побочным продуктом от работы мотора. В летнее время (при выключенной печке), всё тепло выбрасывается в атмосферу. При включении отопителя часть этого тепла идёт на обогрев салона. В момент включения печки открывается кран, который находится в магистрали между рубашкой охлаждения двигателя и радиатором печки. Проходя через радиатор, охлаждающая жидкость нагревает его. Далее требуется распространить это тепло по салону. За это отвечает вентилятор. Проходя через соты радиатора, холодный воздух нагревается и по воздуховодам распространяется по салону. Степень нагревания потока можно регулировать, изменяя количество жидкости, которая проходит через отопитель, а интенсивность обдува изменяется за счёт изменения частоты вращения электродвигателя. Эти параметры изменяются на панели управления печкой. Для удобства туда же вынесено управление направлением обдува (на ноги, в лицо, на стекло). Водитель сам производит настройку приоритетного направление обдува. Например, в зимний период, когда стёкла авто покрывает конденсат, для комфортной и безопасной езды приоритетным направлением будет отогреть лобовое стекло, а потом включить обдув ног. Все переключения водителю приходится делать на ходу, что отрицательно сказывается на безопасности дорожного движения.

компрессор кондиционера

Попадание жидкого фреона в компрессор кондиционера приводит к его смерти. Это сродни гидроудару в двигателе внутреннего сгорания.
Попадание жидкого фреона в компрессор кондиционера приводит к его смерти. Это сродни гидроудару в двигателе внутреннего сгорания.

Полное испарение фреона критически важно для здоровья компрессора, который обеспечивает его циркуляцию по системе. Попадание в него даже малого объема жидкого хладагента будет фатальным. Поэтому в систему управления включены различные контролирующие датчики, чтобы исключить такой риск. На основании их показаний электроника может принудительно отключить компрессор при работе или вообще запретить его активацию.

Переменные

Сейчас в подавляющем большинстве автомобильных кондиционеров используют фреон R134a. При атмосферном давлении он начинает кипеть уже при —26°C. Но в системе кондиционирования он находится под избыточным давлением. Соответственно, температура его кипения будет уже выше. Переход в газообразное состояние в испарителе возможно примерно при 0°C. В зимний период часто бывает так, что фреону попросту недостаточно тепла от воздуха в салоне, чтобы превратиться в газ. За этим пристально следит датчик температуры окружающей среды и дополнительный сенсор климат-контроля в салоне. Поэтому при определенных условиях за бортом система управления запретит включение компрессора кондиционера.

Зачем зимой включают в машине кондиционер?

Любой эксперт по автокондиционерам вам скажет — включать кондиционер зимой в машине нужно. И руководства пользователей разных моделей автомобилей это подтвердят. Но зачем это делать?

Схема работы системы кондиционирования воздуха в салоне автомобиля

Дело в том, что в системе кондиционирования используется специальное компрессорное масло. Оно необходимо для смазывания деталей компрессора и всех резиновых уплотнений системы. Если бы его не было, трущиеся детали в компрессоре попросту тогда заклинили. Однако само масло не циркулирует внутри системы самостоятельно, оно растворено во фреоне, который является его переносчиком.

В результате если вы не включаете кондиционер длительное время (например, несколько месяцев подряд, с осени и до самого лета), первое время при запуске после простоя компрессор будет работать “на сухую”. Такой режим может привести к выходу из строя или просто существенно сократить его ресурс. И чем дольше система простаивала — тем дольше нужно маслу, чтобы снова смазать все элементы системы. Тем больше “убивается” компрессор.

Работая без смазки, детали компрессора стираются и металлическая пыль оседает в системе. Промыть и вычистить ее практически невозможно — она навсегда остается внутри и будет медленно убивать даже новый компрессор.

А посмотрев на его стоимость, менять эту деталь не захочется никому (для Приоры — 9000 рублей, для Lacetti — 11 000 рублей, Ford Focus 3 — 12 000 рублей). Поэтому смазывание системы является основной причиной зачем нужно включать кондиционер зимой в машине. Вот только использование автокондиционера в зимнее время должно быть правильным иначе вы не сможете его включить летом.

Но кроме износа самого компрессора, без смазки страдают и резиновые уплотнения. А если рассохнутся они — начнет вытекать и испаряться фреон. Залить новый не так дорого, как заменить компрессор, но это тоже несколько тысяч рублей. Причем затраты еще и не окупятся, потому что если не найти и не устранить причину протечки, фреон снова выйдет из системы и деньги будут в прямом смысле выброшены на ветер.

В некоторых статьях можно найти информацию, что не нужно включать кондиционер на современных автомобилях, потому что у них компрессор не имеет электромагнитной муфты, которая закисает, и которой собственно и нужно смазка. Но это не связанные между собой факты — отсутствие муфты, которая находится снаружи компрессора, не отменяет необходимости смазывания трущихся деталей внутри компрессора.

Путаницу в вопросе “можно ли включать кондиционер в машине зимой” вносят несколько факторов.

1. В мануалах ничего не пишут про то что запускать кондиционер нужно при положительной температуре окружающего воздуха — никто так и не нашел ответа почему это не указывают.
2. Компрессоры большинства автомобилей, произведенных после 2000 года, вращаются круглый год и называются всепогодными. Работа компрессора на повышение давления и смыкание муфты и шкива происходит внутри конструкции — поэтому определить, что он действительно “заработал” сложно и это усложняет понимание “включается ли кондиционер зимой”.
3. Даже при выключенном компрессоре, в салоне загорается лампа АС — с этим попробуем разобраться отдельно.

Как часто нужно включать кондиционер зимой?

Единой рекомендации нет. Среднее значение — один раз в 7-10 дней на 10-15 минут. Лучше всего поискать эту информацию в руководстве по эксплуатации конкретного автомобиля. И вообще это единственный надежный источник информации, за который автопроизводитель отвечает головой и рискует возможными судебными исками. Даже если вы сомневаетесь можно ли включать кондиционер в машине зимой, посмотрите что написал производитель. Когда в нем сказано “включать”, то включайте и не бойтесь о том что будет если включить кондиционер в машине зимой. Если такой информации нет — окончательный выбор за вами. Однако помните о всех тех аргументах, что были приведены выше.

Почему вообще могут возникнуть сомнения, ведь смазка системе нужна? На самом деле в мороз кондиционер не запускается! Да, даже если на панели горит лампочка А/С. Чтобы его включить, нужны определенные условия.

Состояние хладагента

Состояние хладагента в кондиционере: А…B — сжатие в компрессоре; B…C — охлаждение в конденсоре; C…D — процессы в расширительном клапане или нерегулируемом дросселе; D…A — процессы в испарителе, переход жидкого хладагента в газ. Кривая линия — граница между жидкостью и газом.
Состояние хладагента в кондиционере: А…B — сжатие в компрессоре; B…C — охлаждение в конденсоре; C…D — процессы в расширительном клапане или нерегулируемом дросселе; D…A — процессы в испарителе, переход жидкого хладагента в газ. Кривая линия — граница между жидкостью и газом.

За давлением в системе кондиционирования следит комбинированный датчик. При слишком низком или высоком давлении включение компрессора будет запрещено, дабы исключить риск повреждений. Это сделано для того, чтобы система не активировалась, к примеру, когда в ней будет недостаточно фреона. Важный момент: когда кондиционер работает, давление фреона перед компрессором обычно составляет около 3 бар, а после компрессора — примерно 14 бар. Спустя небольшое время после его остановки показатели сравниваются. При 20°C это давление составляет около 5–6 бар, а вот при 0°C оно падает до 2 бар. И на некоторых моделях машин этого достаточно, чтобы система управления заблокировала включение компрессора.

В зависимости от конкретной модели автомобиля датчики давления и температуры обладают разным приоритетом. К примеру, на многих машинах блок управления ориентируется на показания наружного температурного сенсора. Если машина заехала в отапливаемый гараж с мороза, то даже когда давление в системе физически поднимется до рабочего диапазона, электронным «мозгам» потребуется еще немного времени на то, чтобы осознать реальное, а не сиюминутное изменение условий окружающей среды и дать добро на включение компрессора.

Алгоритм работы

Эти системы направлены на то, чтобы вы меньше отвлекались от управления транспортным средством. Для этого вы устанавливаете нужную температуру и переводите управление в автоматический режим, и компьютер, считывая информацию с датчиков, сам принимает решение, какой агрегат запустить в данный момент. Зимой, используя автоматический режим, вначале воздух будет направлен на лобовое стекло и максимально быстро наберёт нужную температуру. Затем перейдёт в режим поддержания и перенаправит поток на лицо и ноги. Улучшенные версии могут осушать поступающий воздух, пропуская его через испаритель кондиционера, а затем через радиатор печки, это позволит избежать запотевания стёкол.

Резюмируя всё сказанное, можно отметить, что использовать климатический контроль в зимний период не только можно, но и нужно. Нагрев салона происходит в максимально короткие сроки, воздух проходит стадию сушки (проходя через испаритель кондиционера) из-за чего передвижение становится безопасным. При передвижении не нужно отвлекаться на изменение параметров, поскольку компьютер сам регулирует все параметры в соответствии с климатом в салоне.

Датчик температуры наружного воздуха

Датчик температуры наружного воздуха обычно крепят перед радиаторами системы охлаждения двигателя в районе нижней решетки в бампере. Летом в пробках он может завышать показания, если стоит слишком близко к теплообменникам, а зимой, наоборот, занижать, если ниша забилась снегом.
Датчик температуры наружного воздуха обычно крепят перед радиаторами системы охлаждения двигателя в районе нижней решетки в бампере. Летом в пробках он может завышать показания, если стоит слишком близко к теплообменникам, а зимой, наоборот, занижать, если ниша забилась снегом.

Главный вывод: зимой можно смело пользоваться кондиционером. Это никоим образом не сказывается на ресурсе его элементов. Вопрос лишь в том, одобрит ли это система управления конкретного автомобиля, которую обучили перестраховываться. На каких-то автомобилях компрессор кондиционера включится и при отрицательной температуре за бортом (немногим ниже нуля). А, к примеру, на некоторых Фордах он откажется работать, когда на приборном щитке загорится «снежинка» (падение температуры ниже 3°C). Тут уж все зависит от программного обеспечения и конструкции системы кондиционирования конкретного автомобиля, то есть ее рабочих характеристик. К слову, сервисмены рекомендуют регулярно включать кондиционер в зимний период, чтобы снизить риск закисания прижимной металлической пластины муфты включения компрессора.

Система защиты кондиционера очень надежна. Она опирается на показания нескольких датчиков и имеет различные страховочные алгоритмы. В целом, мало известно о реальных фактах включения компрессора при неблагоприятных условиях. Но если по какой-то причине это все же произойдет и в него попадет жидкий фреон, то смерть его будет скоропостижной, остальные элементы системы это не затронет.

Как устроен кондиционер и чем грозит его включение зимой?

Почему кондиционер зимой не включается

Система кондиционирования всех автомобилей, независимо от возраста и конструкции, не включаются при низких температурах. У каждого автопроизводителя свои настройки при какой температуре не работает кондиционер в машине, но большинство укладывается в общий диапазон от -5°С до +5°С. Вот данные, собранные журналистами издания “За Рулем” у автопроизводителей в России в 2021 году.

Что это означает? В конструкции системы есть датчик давления фреона, который в первую очередь предотвращает аварийную ситуацию с высоким уровнем давления. Грубо говоря, он следит, чтобы компрессор не “перекачал”. Но у него есть и уровень минимального давления, ниже которого он считает, что фреона в системе нет вообще и тоже не дает включить компрессор.

В этот момент работает элементарная физика — чем ниже температура за бортом, тем ниже давление в системе. В какой-то момент (индивидуальный для каждого автопроизводителя) датчик отключает возможность включения кондиционера. Это защитный механизм, который бережет компрессор от работы в условиях низкого давления.

Почему же кондиционер все же может включиться через какое-то время после запуска двигателя и выхода на рабочую температуру. Ни один автопроизводитель не сообщает о настройках работы своих систем кондиционирования и климат-контроля. Но логично предположить, что компрессор нагревается в подкапотном пространстве автомобиля до минимально необходимого уровня и датчик давления позволяет запуск.

Но даже в такой ситуации кондиционер может быстро выключиться, буквально через 10 секунд после включения. Здесь в дело вступает датчик температуры испарителя — если он фиксирует риск обледенения детали из-за низкой температуры вокруг, система снова выключится.

Как включать кондиционер зимой в машине

Так включать ли зимой кондиционер в машине, если он все равно не запускается? Да, включать, чтобы прогнать масло, и чтобы это сделать, есть следующие варианты:

• в хорошо прогреть автомобиль, включится когда торпедо в салоне уже теплая;
• включать в любом теплом помещении: отапливаемый гараж, теплый бокс, закрытый паркинг, автомойка (кстати, многие автовладельцы рекомендуют именно мойку).

В таком случае вы точно сможете включать автомобильный кондиционер зимой и даже проконтролировать его работу. На старых компрессорах с электромагнитной муфтой это просто понять, потому что при включении происходит щелчок — это муфта зацепляется со шкивом. В современных системах климат-контроля понять, что кондиционер работает можно только в теплом боксе, через время проверив какой воздух идет из воздуховодов либо наблюдая за оборотами по тахометру — они должны увеличится.

Что вам подогреть?

Современные водители очень любят комфорт, поэтому они устанавливают на свои машины допопции, например, подогрев сидений, лобовика и др. Даже в холодном салоне подогрев сидений позволяет сразу чувствовать себя комфортно. Его включают сразу после того, как запустили мотор.

Если одной печки недостаточно, особенно в больших машинах, ставят дополнительный обогреватель для пассажиров. Часто ставят в микроавтобусы, а также водители такси и шоферы на большегрузах.

Все-таки печка — крайне важный элемент в машине зимой. Без нормально работающего отопителя передвигаться на машине нельзя. Это и залог вашего здоровь, и вашей безопасности.

Фото с интернет-ресурсов