Пристрій і принцип роботи системи опалення, вентиляції та кондиціонування повітря HVAC

Проблема підтримки комфортної температури в салоні автомобіля виникла ще на зорі автомобільної промисловості. Для того щоб підтримувати тепло, автомобілісти застосовували компактні дров'яні і вугільні печі, газові лампи. Для опалення використовувалися навіть вихлопні гази. Але в міру розвитку технологій стали з'являтися більш зручні та безпечні системи, здатні забезпечити комфортний клімат під час поїздки. Сьогодні цю функцію виконує система вентиляції, опалення та кондиціонування автомобіля - HVAC.

Розподіл температури в салоні

У спекотні дні кузов автомобіля сильно нагрівається на сонці. Через це температура повітря в салоні значно підвищується. Якщо температура на вулиці сягає 30 градусів, то всередині автомобіля показники можуть підніматися до 50 градусів. При цьому самі нагріті шари повітряних мас виявляються в зоні, розташованій ближче до стелі. Це викликає посилене потовиділення, підвищення кров'яного тиску і надмірний перегрів зони голови водія.

Щоб створити найбільш сприятливі умови для поїздки, необхідно забезпечити зворотний схему розподілу температур: коли повітря в районі голови трохи прохолодніше, ніж в ногах водія. Забезпечити такий прогрів допоможе система HVAC.

пристрій системи

Модуль HVAC (Heating Ventilation Air-Conditioning) включає в себе відразу три окремих пристрої. Це системи опалення, вентиляції та кондиціонування. Основна функція кожної з них - підтримувати комфортні умови і температуру повітря в салоні транспортного засобу.

Вибір тієї чи іншої системи обумовлюється кліматичними умовами: в холодну пору року задіюється система опалення, в спекотні дні в автомобілі включається кондиціонер. Для того щоб повітря всередині залишався свіжим, застосовується вентиляція.

Система опалення в автомобілі включає в себе:

• обігрівач змішувального типу;
• відцентровий вентилятор;
• направляючі канали з заслінками.

Потоки нагрітого повітря направляються на лобове та бокові скла, а також на обличчя і ноги водія і пасажира, що сидів спереду. У деяких автомобілях також встановлюються повітроводи для задніх пасажирів. Додатково використовуються електричні пристрої для обігріву заднього і вітрового скла.

Система вентиляції допомагає охолоджувати і очищати повітря в автомобілі. При роботі вентиляції задіюються основні елементи опалювальної системи. Додатково застосовуються фільтри очищення, що затримують пил і вловлюють сторонні запахи.

Нарешті, система кондиціювання здатна охолоджувати повітря і зменшувати вологість в салоні машини. Для цих цілей використовується автомобільний кондиціонер.

Система HVAC дозволяє не тільки забезпечити комфортну температуру, а й необхідну видимість, коли скла автомобіля можуть замерзати або пітніти.

Як повітря потрапляє в салон

Для обігріву, кондиціювання або вентиляції салону використовується повітря, що надходить всередину під час руху автомобіля через передбачене для цього вхідний отвір. У даній області створюється високий тиск, що дозволяє повітрю надходити далі в повітропровід, а потім в обігрівач.

Якщо повітря використовується для вентиляції, то його додатковий нагрів не провадиться: через дефлектори на центральній панелі він надходить в салон. Повітря, що надходить зовні, проходить попередню очистку в салонному фільтрі, також встановлюється в модулі HVAC.

Пристрій і принцип роботи автомобільної грубки

Опалення салону відбувається за допомогою рідини, що охолоджує двигун. Вона забирає тепло у працюючого мотора і, проходячи через радіатор, переносить його в салон автомобіля.

Конструкція автомобільного обігрівача, більш відомого як «піч», складається з декількох основних елементів:

• радіатора;
• патрубків для циркуляції охолоджуючої рідини;
• регулятора потоку рідини;
• повітропроводів;
• заслінок;
• вентилятор.

Радіатор опалення знаходиться за панеллю приладів. До пристрою приєднано дві трубки, що передають всередину охолоджуючу рідину. Її циркуляцію по системам охолодження автомобіля і обігріву салону забезпечує помпа.

Як тільки мотор нагрівається, антифриз забирає виходить від нього тепло. Далі нагріта рідина потрапляє в радіатор грубки, нагріваючи його як батарею. Одночасно з цим вентилятор обігрівача проганяє холодне повітря. В системі знову відбувається теплообмін: нагріте повітря проходить далі в салон, а більш холодні маси охолоджують радіатор і антифриз. Далі охолоджуюча рідина знову надходить до двигуна, і цикл повторюється заново.

В салоні водій регулює напрямок нагрітих потоків за допомогою перемикання заслінок. Тепло може бути направлено на обличчя або ноги автомобіліста, а також на лобове скло машини.

Якщо включити піч при непрогрітому двигуні, це призведе до додаткового охолодження системи. Також збільшиться вологість повітря в салоні, скла почнуть пітніти. Тому обігрівач важливо включати тільки після того, як охолоджуюча рідина нагріється мінімум до 50 градусів.

рециркуляція повітря

Повітряна система автомобіля може забирати повітря не тільки з вулиці, а й з салону автомобіля. Далі повітряні маси охолоджуються за допомогою кліматичної установки і знову подаються в салон через повітроводи. Даний процес називається рециркуляцією повітря.

Активувати рециркуляцию можна за допомогою кнопки або перемикача, який знаходиться на приладовій панелі автомобіля.

Режим рециркуляції дозволяє швидше знизити температуру в салоні, ніж при заборі повітря з вулиці. Салонний повітря неодноразово проходить через охолоджувальну установку, з кожним разом охолоджуючись все більше і більше. За таким же принципом може відбуватися і прогрів автомобіля.

Рециркуляція особливо важлива для людей, чутливих до дорожнього пилу, квіткового пилку та інших алергенів, що надходять в салон ззовні. Також відключення подачі повітря з вулиці може стати необхідним, якщо попереду вас їде старий вантажівка або інший автомобіль, від якого виходить неприємний запах.

Однак важливо врахувати, що рециркуляція повністю виключає повітрообмін з навколишнім середовищем. Це означає, що водію та пасажирам доведеться дихати обмеженою кількістю повітря. Тому не рекомендується використовувати даний режим тривалий час. Фахівці радять обмежитися 15-хвилинним інтервалом. Після цього необхідно підключити подачу повітря ззовні, або відкрити вікна в автомобілі.

Як відбувається управління кліматом

Управляти нагріванням або охолодженням повітря в салоні автомобіля водій може за допомогою ручного регулювання режимів, підключення кондиціонера. У більш сучасних транспортних засобах задану температуру всередині машини підтримує система клімат-контролю. Пристрій поєднує кондиціонер, блоки обігрівача і систему подачі нагрітого або охолодженого повітря. Управління клімат-контролем здійснюється за допомогою датчиків, встановлених в салоні і на окремих елементах системи.

Наприклад, найпростіша кліматична установка комплектується мінімальним набором датчиків, в число яких входять:

• сенсор, який визначає температуру повітря на вулиці;
• датчик сонячної радіації, що фіксує активність випромінювання;
• датчики температури в салоні.

Система опалення, вентиляції та кондиціонування є одним з важливих елементів, що забезпечують комфорт водія в будь-який час року. У найбільш бюджетних транспортних засобах блок HVAC представлений тільки системою опалення та вентиляції повітря. У більшості автомобілів до їх числа додається кондиціонер. Нарешті, сучасні моделі комплектуються системою клімат-контролю, який дозволяє автоматично регулювати температуру всередині салону.