det er tid til at dykke ned i en dejlig, kold luft. I sidste uge forklarede jeg, hvorfor en fyr fra Massachusetts blev så besat af at have arbejdet A/C i sine veteranbiler og også beskrevet, hvorfor A / C-behovene i en veteranbil er forskellige fra dem i en bil bygget efter skiftet fra R12 til R134a kølemiddel. I denne uge giver jeg dig de teoretiske grundlag for, hvordan A/C fungerer i bilmiljøet.
tænk på det som at spise dine strengbønner, før du har din tærte.,
teorien bag A / C er faktisk meget enkel. Når en væske koger og fordamper til en gas, udvides den og afkøles. Du ved dette fra at ryste en dåse spraymaling eller deodorant, føle væsken skvulpe inde, derefter sprøjte den og føle, at den kan blive kold. Har du også oplevet det, når du har monteret en propan tank på en grill gitter, følte den flydende propan skvulper i tanken, og følte, hvor tanken bliver koldt at røre ved, når grillen er tændt, og propan er en vej til at forlade tanken, fordampe, og udvide., Næsten alle konventionelle køle-og klimaanlæg fungerer efter dette princip. Det er bare, at du ikke tænker på det som” kogende”, selvom det er præcis, hvad det flydende kølemiddel gør, fordi du er vant til kogende vand. Alt, hvad der er under tryk i en dåse, har et meget lavere kogepunkt. For R12 er det -21 F F; for R134a handler det om -15.F.
det ville være sørgeligt ineffektivt at have et kølesystem, der uendeligt frigiver kølemiddel under tryk, så det kan fordampe, udvide og afkøle. Så i stedet arbejder køle-og A/c-systemer på en lukket sløjfe., De tager en slags kølemiddel, der er naturligt gasformigt ved stuetemperatur og tryk, tryk på det, indtil det skifter fra en gas til en væske, lad det derefter fordampe og ekspandere til en gas inde i en beholder og afkøles. Systemet tager derefter kulden skabt af udvidelsen (slags), og blæser det på dig for at afkøle dig. Gassen presses derefter tilbage i en væske, der afslutter cyklussen.
Der er onen ting, vi udeladt. I termodynamikken er der et ordsprog, at der ikke er nogen gratis frokost., Hvis du trykker på en gas i en væske, så den kan udvides og afkøles, skal du generere varme et andet sted, og denne varme skal dumpes udefra, eller den vil varme op det meget rum, du prøver at køle af.
Du kan, hvis du vil, blive meget nørdet og teknisk om alt dette (se op omvendt Carnot-cyklus og adiabatisk ekspansion), men med hensyn til teori er det virkelig alt hvad du behøver at vide., Et A / C-system er i det væsentlige som en dåse af spraydeodorant eller maling eller propan, hvor det sprøjtede stof frigives, så det kan udvides og afkøles, men bliver kontinuerligt fanget, komprimeret og sat tilbage i dåsen for at sprøjte og afkøle igen. Der, de grønne bønner er ikke så grimme, er de?
Med teorien ned, kan vi identificere de vigtigste komponenter i Et a/C-system, og hvad de gør:
- kompressoren er en pumpe, der tager lav-tryk gasformige kølemiddel og komprimerer det til en højtryks-gas., Du ved sikkert allerede, at væske ikke er komprimerbar; derfor bliver en motor ødelagt, hvis du kører i vand dybt nok til, at vandet trækkes ind i indtaget. Således kan kølemidlet, der trækkes ind i kompressoren, ikke være i flydende tilstand; det skal være en lavtryksgas.
- kondensatoren er som en radiator., Det tager det højtryksgasformige kølemiddel, der leveres af kompressoren, og gør det muligt at afkøle til en højtryksvæske, der dumper varmen til den omgivende udendørsluft, når den gør det. En ekstra køleventilator på forsiden af kondensatoren hjælper varmen til at kaste.
- ekspansionsventilen giver en variabel begrænsning til høj-tryk flydende, som en sprøjtedyse i slutningen af en haveslange., Kølemidlet falder i tryk, når det passerer gennem ekspansionsventilen, så det, som navnet antyder, udvides og derefter afkøles. Den mængde, som ekspansionsventilen åbner, bestemmes af kølemiddeltrykket i fordamperen. På en veteranbil kan du undertiden høre fordamperen” sukke”, når ekspansionsventilen åbnes og lader kølemiddel sprøjte igennem det.
- fordamperkernen er det sted, hvor kølevirkningen er., Ikke i modsætning til kondensatoren, fordamperkernen er som en radiator med metalrør omgivet af finner, men den fungerer omvendt fra en radiator, idet den ikke dumper varme; den absorberer varme. Det flydende kølemiddel sprøjter fra ekspansionsventilen ind i fordamperkernen, hvor det falder i tryk, koger, fordamper og udvider, hvorved afkøling. 32 F. F. da varme altid strømmer fra et varmere legeme til et køligere, giver luften omkring fordamperkernen sin varme og bliver kold., En fordamperventilator blæser den afkølede luft ind i kupeen.
for så vidt angår hovedkomponenterne i A / C er det stort set det., Bemærk, at i en hjemmevinduemonteret A / C-enhed er alle disse komponenter indeholdt i den firkantede kasse, med fordamperkernen placeret på forsiden af kassen, så den afkølede luft kan blæses inde i huset, og kondensatoren placeret på bagsiden af kassen, så den kan dumpe varmen udefra.
imidlertid distribueres komponenterne i en bil. Fordamperkernen, ekspansionsventilen og ventilatoren er normalt sammen i en kasse, der kaldes fordamperenheden, der bor inde i bilen, op under instrumentbrættet, omgivet af midtkonsollen., Kompressoren er monteret på motoren og drevet af et bælte fra krumtapakslen. Der er en magnetisk kobling på kompressoren, der tillader remskiven at frihjul, når kompressoren ikke er aktiveret. Kondensatoren og hjælpekøleventilatoren er monteret i næsen på bilen foran radiatoren for at lade omgivende luft blæse over den af bilens bevægelse for at bære varmen væk.,
Jeg har udeladt to stykker. Der er slanger og fittings til at forbinde ovennævnte komponenter, og der er en modtager-tørretumbler, en beholder, der giver ekstra volumen til det flydende kølemiddel, samt et filter til rengøring af det.,
Når alt er taget i betragtning, en automotive A/C-system med en udvidelse ventil ser ud som dette:
Bemærk at ikke alle systemer har ekspansionsventiler. Der er en anden type system kaldet et Koblingscykelåbningsrør (CCOT) system., Der henviser til, at en ekspansionsventil, generelt placeret inde i fordamperen samling, giver en variabel størrelse begrænsning, hvorigennem det flydende kølemiddel, der passerer, et CCOT system har en orifice tube med en fast-diameter åbning, gled inde i metal rør, der fører ind i fordamperen. Fordi i modsætning til ekspansionsventilen er størrelsen af åbningen i et åbnings rør fast, skal der være en anden mekanisme til at variere mængden af kølemiddel, der passerer gennem det., Af denne grund har et CCOT-system i stedet for en modtagertørrer en akkumulator med en trykafbryder på den, monteret ved fordamperens udløb i stedet for ved indløbet som på et ekspansionsventilsystem. Trykafbryderen åbnes, når trykket i akkumulatoren når et bestemt niveau. Dette slukker for kompressoren. Når trykket falder, lukker kontakten og tænder kompressoren igen., Komponenter i en CCOT system ser ud som dette:
med alle disse komponenter visualiseret, kan vi nu tale om den “lave side” og den “høje side” af systemet. Lavtrykssiden, normalt farvet i blåt på diagrammer, er hvor væsken fordamper og køler., Den består af sektionen, der starter ved udløbet af ekspansionsventilen eller åbnings røret, gennem fordamperen, gennem akkumulatoren på et CCOT-system og til kompressorens indløbs-eller sugeside. Højtrykssiden af systemet, normalt farvet i rødt på diagrammer, er hvor kølemidlet kondenserer og opvarmes. Den løber fra kompressorens udløbs-eller udløbsside, gennem kondensatoren, gennem receiver-tørreren på et ekspansionsventilsystem, til ekspansionsventilens indløb.,
i diagrammet nedenfor kombinerer vi de fysiske komponenter med varmeoverføringsmekanismerne, der forekommer i hver. At gå det selv, lavt tryk gasformigt kølemiddel trækkes ind i sugesiden af kompressoren. Det udledes af kompressoren ud af den “høje side” som højtryks gasformigt kølemiddel. Den passerer gennem kondensatoren, hvor den kondenserer til en væske, der giver varme til den udvendige omgivende luft. Højtryksvæsken passerer gennem modtagertørreren og ind i den “lave side” gennem ekspansionsventilen eller åbnings røret., Der får begrænsningen i ekspansionsventilen den til at falde i tryk og sprøjter som en dyse på en haveslange ind i fordamperkernen. På den måde koger kølemidlet, fordamper, udvider og køler. Dette får fordamperkernen til at være meget koldere end luften i kabinen. Den kolde kerne absorberer således varme fra den omgivende kabineluft og afkøler den. Fordamperventilatoren blæser den kolde luft ind i kabinen (alle siger “Ahhhhhh”)., Kølemidlet med lavt tryk, opvarmet af den varme, det absorberede fra kabinen, trækkes derefter ind i kompressorens sugeside, og cyklussen begynder igen.
diagrammet viser varmeoverførselsprocessen for et ekspansionsventilsystem, men det er meget ens for et CCOT-system., Den væsentligste forskel er, at der i stedet for en modtager-tørretumbler på fordamperens indløbsside er en akkumulator på udløbssiden med en trykafbryder.
virkelig, det er det meste af det., For i denne uge, den vigtigste take-away-beskeder fra vores klasse i automotive A/C teori er, at Når En a/C-system ikke fungerer, og du har udelukket simple ting som sikringer, der er brændt, kunne det være, fordi de gasformige kølemiddel, der ikke er komprimeret (dårlig kompressor) eller ikke udvide (tilstoppet ekspansionsventil eller orifice tube), men de fleste af tid, især i en overset vintage bil, det er fordi, at kølemidlet ud, og der er intet tilbage at komprimere og udvide.næste uge: kølemidler.,
***
Rob Siegel har skrevet kolonnen Hack Mechanic for til BM.CCA Roundel Maga .ine i 30 år. Hans nye bog, bare brug for en genopladning: The Hack Mechanic Guide Guide til Vintage aircondition, er nu tilgængelig på Ama .on. Du kan bestille en personligt indskrevet kopi her.