Система кондиционирования автомобиля (стр. 4 из 5)

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 кондиционированияочень 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.