Принцип работы автомобильного кондиционера, для чего его включать зимой и может ли это привести к поломке
Автомобильные кондиционеры широко распространены по всему миру, и устанавливаются, наверное, во все современные автомобили. Однако, многие автомобилисты продолжают спорить и рассуждать, можно ли включать кондиционер зимой, для чего это нужно, и не выведет ли зимнее включение кондиционер из строя. Об этом и предлагаю порассуждать ниже в публикации.
Источник фото: https://is.gd/woElIm
Содержание
Суть вопроса
Помимо основной функции охлаждения воздуха в салоне автомобиля летом, кондиционер хорошо справляется с подсушиванием воздуха. Поэтому, ряд автомобилистов рекомендуют включать кондиционер не только летом, но и вообще, круглый год, для борьбы с избытком влаги и запотеванием стекол автомобиля. Однако, на более современных автомобилях стоит специальная электроника, которая отказывается включать компрессор кондиционера в сильный мороз. Забегая вперёд скажу, что в своем автомобиле я часто включаю кондиционер для борьбы с влагой в любое время года. А вот опасно ли это для работоспособности кондиционера, и почему электроника современных авто не позволяет включать кондиционер при низких температурах, предлагаю разобраться ниже.
Принцип работы кондиционера
Принцип работы автомобильного или домашнего кондиционера абсолютно идентичны: он основан на переходе хладагента (в данном случае фреона) от одного агрегатного состояния в другое, то есть, газообразный фреон переходит в жидкий, раз за разом повторяя цикл. За счёт этого и происходит поглощение тепла из салона автомобиля через внутренний радиатор, а затем выделение накопленного тепла в атмосферу через внешний радиатор.
Ниже на схеме наглядно видно, как фреон поступает в испаритель (салонный радиатор) в жидком состоянии. В испарителе хладагент забирает тепло из салона через решетку радиатора, и закипает переходя полностью в газообразное состояние. Компрессор гонит газообразный фреон во внешний радиатор, который называется конденсатор. Соответственно, во внешнем радиаторе фреон отдает свое тепло в атмосферу, остывает, и переходит обратно в жидкое состояние.
Источник фото: https://is.gd/mQRZ3k
Возможные проблемы
Здесь стоит отметить, что для компрессора в системе кондиционирования критически важно, чтобы весь фреон в испарителе перешёл в газообразное состояние. Если хоть малейшая часть хладагента останется жидкой, это может вывести компрессор из строя. Попадание фреона в жидком состоянии в компрессор вполне можно сравнить с гидроударом в ДВС. Этот факт, на мой взгляд, и является основным аргументом к тому, что кондиционер категорически нельзя включать зимой.
Источник фото: https://is.gd/kLvkzb
Физика процесса
Но давайте разберемся в вопросе с точки зрения физики. В подавляющем большинстве, сейчас в автомобилях используется хладагент в виде фреона R134a. Его характеристики обеспечивают переход в газообразное состояние при температуре -26 градусов по Цельсию, но это под действием атмосферного давления. А вот в системе кондиционирования фреон находится под действием избыточного давления, что заставляет переходить его в газообразное состояние только при температуре около 0°C. В этом и кроется возможная основная опасность, поскольку в зимний период хладагенту просто может не хватить температуры воздуха вокруг испарителя в салоне авто, чтобы перейти в газообразное состояние. Что, в последствии, и может привести к выходу из строя компрессора. Однако, не стоит забывать за систему автоматики, которая следит как за температурой окружающего воздуха, так и за давлением хладагента внутри системы. Поэтому, при низкой температуре, кондиционер попросту не включится. Здесь стоит отметить, что у разных автомобилей разный минимальный порог включения кондиционера при низких температурах. Это связано с различной приоритетностью датчиков давления и температуры. Но, все показатели допуска включения кондиционера колеблются в пределах 0 градусов по Цельсию.
Источник фото: https://is.gd/XOHmGB
Вывод
Исходя из вышесказанного можно подытожить, что кондиционер можно включать в любое время года, даже при низких температурах, в остальных случаях автоматика сама не позволит произвести включение системы кондиционирования. Несмотря на это, если у вас, как и у меня, старый автомобиль, и вы не очень доверяете электронике, то стоит помнить, что включать кондиционер в минусовую температуру действительно не стоит. Хотя, при температуре выше нуля, я часто использую кондиционер для избавления салона от избыточной влаги. Зимой, при плюсовой температуре, включаю кондиционер на максимум минут на 10-15 при прогреве автомобиля. Таким образом практически полностью исключается запотевание стекол. Ну, а на этом все, спасибо, что дочитали публикацию до конца. Также приглашаю поделиться в комментариях вашим мнением по этому вопросу, возможно у вас есть важные замечания или предложения.
Почему зимой не нужно включать кондиционер в машине: ответ удивит
Летом функции кондиционера очевидны, но и зимой его стараются гонять в хвост и в гриву. Причина простая: таким образом водители борются с запотеванием стекол. Кондиционер и просто охлаждает воздух, но и сушит его. А сухой воздух хорошо впитывает влагу – почему бы этим не воспользоваться? Однако вредные оппоненты портят настроение: дескать, зимой ваши кондеи вообще на работают! Даже если после нажатия кнопочки загорается какой-то индикатор на приборной панели. Кто же прав?
Теоретически, вроде бы, все понятно. Воздух, который проходит через испаритель кондиционера, обезвоживается, а потому радостно ее впитывает. Поэтому запотевшее стекло, на которое направили поток такого воздуха, быстро восстанавливает свою прозрачность. Но это – летом, а зимой-то что происходит? Оказывается – ничего не происходит: автомобильные кондиционеры уходят на покой! На разных автомобилях при разной температуре, но суть едина. Не во всех инструкциях это четко оговаривается, но сервисмены подтверждают этот факт. Информация по некоторым моделям приведена ниже:
| Марка автомобиля | Примерная пороговая температура отключения кондиционера, °С |
| ВАЗ | + 5 |
| Hyundai | +1 |
| Kia | – 5 |
| Nissan | – 5 – 0 |
| Peugeot Citroen Opel | + 1 – +3 |
| Skoda | +2 |
| Volvo | 0 – + 5 |
| VW | +5 |
Приведенные данные могут меняться от модели к модели одного и того же бренда, но несильно. При этом, как уже отмечалось, в некоторых автомобилях индикаторы могут вводить в заблуждение: лампочка горит, но кондей, как выясняется, не работает. Однако это не является неисправностью – так задумано. Менеджеры и рекламщики могут возмущаться: мол, на наших машинах работает всё и всегда, но это не совсем так. В общем случае сжатый хладагент при нагревании должен превратиться в газ, вследствие чего снизить свою температуру. Но если на улице слишком холодно, то вместо газа компрессору придется сжимать жидкость, а он на это никак не рассчитан. Поэтому за температурой следят датчик температуры окружающей среды и салонный датчик в системе климат-контроля. В результате при похолодании ниже указанных температур система управления запрещает включение компрессора кондиционера. Знает об этом водитель или нет, значения не имеет.
Но почему же стекла при работающей системе климат-контроля все-таки не запотевают, или запотевают в меньшей степени? А по той же причине, что и в Жигулях при включенной печке. Подогретый воздух, как известно, может удержать большее количество водяных паров по сравнению с холодным, а потому система климат-контроля продолжает бороться с запотеванием, хоть и без участия кондиционера. С ним эффективность была бы выше, но и в одиночку отопитель справляется с задачей, как умеет. В любом случае можно говорить, что бороться с запотеванием помогает система климат-контроля – и это будет чистой правдой.
Мифы о работоспособности кондиционера при температуре в 0 градусов и ниже
Среди автомобилистов существует миф, что кондиционер полезно включать не только летом, но и зимой, ведь он помогает избавиться от конденсата и окна не будут запотевать. На самом деле в зависимости от производителя, компрессор кондиционера перестанет работать при понижении температуры до определенных отметок, о чем стоит рассказать подробнее.
Применение кондиционера зимой. Как рассказывают автомобилисты, кондиционер зимой также несет пользу. Он, благодаря холодному испарителю, собирает всю влагу в салоне, а потому всегда в авто будет сухо, жидкость стечет через трубочки.
Обезвоженный воздух, по заявлению некоторых водителей, проходит через испаритель, впитывает влагу и если направить поток на запотевшие стекла, они довольно быстро становятся прозрачными.
Правда о кондиционерах. На самом деле возможности работы кондиционера зимой зависят от производителя автомобиля, однако есть и общая для всех моделей черта — компрессор отказывается работать при приближенных к нулевой температуре показателях. Разные марки поделились сведениями касательно своего оборудования:
- BMW — кондиционер не запустится при температуре ниже 1 градуса
- Haval — при значении ниже -5 градусов
- Kia — минимальная температура составляет 2 градуса тепла
- Mitsubishi-Peugeot-Citroen — минимальное значение достигает 5 градусов
- Nissan — в зависимости от комплектации — -2 градуса и -5 градусов
- Porsche — 2-3 градуса тепла
- Renault — 4-5 градусов выше ноля
- Skoda — +2 градуса
- Subaru — 0 градусов
- Volkswagen — 2-5 градусов тепла
Таким образом, становится понятно, что польза кондиционера зимой — это миф, ведь работать при отрицательных показателях температуры он не будет. Большинство компаний не информируют о работе своих кондиционеров, хотя компрессор не осуществляет работу беспрерывно, он периодически отключается.
В автомобиле нет датчика, который отражал бы работу компрессора, а потому узнать, работает ли он, водитель не сможет. Хладагент внутри должен при соприкосновении с воздухом переходить а газообразное состояние, а процесс этот возможен только при температуре около 0 градусов.
Если показатели снизятся, хладагенту будет недостаточно тепла, он не будет переходить в газ, а температура за пределами авто не даст компрессору запуститься. Единственным плюсом работы кондиционера зимой можно назвать только пользу для тех, кто боится простудиться и не открывает при движении окна.
Итог. Среди водителей существует миф, что кондиционер приносит пользу не только летом, но и зимой, однако на самом деле это далеко не так. Чтобы разобраться, как именно работает кондиционер зимой, стоит узнать, от какого производителя авто и при какой минимальной температуре будет запускаться компрессор.
Зимой работу климат-контроля даже в дорогих моделях можно сравнить с работой обычной печки в более бюджетных транспортных средствах, отличительных преимуществ в данном случае, к сожалению, нет.
Чем грозит включение кондиционера зимой?
Автомобили обзавелись системой кондиционирования уже очень давно, но до сих пор она вызывает массу вопросов со стороны рядовых потребителей. К примеру, можно ли использовать ее в зимний период и способна ли она вообще работать в таких условиях?
Кроме обеспечения комфортной температуры в салоне летом кондиционер также подсушивает воздух. Это помогает эффективно бороться с запотеванием стекол круглый год, поэтому он востребован даже зимой. Однако в зависимости от температуры за бортом система управления может запретить включение компрессора кондиционера. В этом вопросе бал правят законы физики и защитные функции электроники.
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).
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.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.
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 возможен 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.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.
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.
Автомобильный кондиционер способен работать и зимой. Главное, чтобы за бортом было не очень холодно. 
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). 
Попадание жидкого фреона в компрессор кондиционера приводит к его смерти. Это сродни гидроудару в двигателе внутреннего сгорания. 
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. 
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.