Устройство и принцип работы системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха HVAC

Проблема поддержания комфортной температуры в салоне автомобиля возникла еще на заре автомобильной промышленности. Для того чтобы поддерживать тепло, автомобилисты применяли компактные дровяные и угольные печи, газовые лампы. Для отопления использовались даже выхлопные газы. Но по мере развития технологий стали появляться более удобные и безопасные системы, способные обеспечить комфортный климат во время поездки. Сегодня эту функцию выполняет система вентиляции, отопления и кондиционирования автомобиля – HVAC.

1. Распределение температуры в салоне
2. Устройство системы
3. Как воздух попадает в салон
4. Устройство и принцип работы автомобильной печки
5. Рециркуляция воздуха
6. Как происходит управление климатом

Распределение температуры в салоне

В жаркие дни кузов автомобиля сильно нагревается на солнце. Из-за этого температура воздуха в салоне значительно повышается. Если температура на улице достигает 30 градусов, то внутри автомобиля показатели могут подниматься до 50 градусов. При этом самые нагретые слои воздушных масс оказываются в зоне, расположенной ближе к потолку. Это вызывает усиленное потоотделение, повышение кровяного давления и чрезмерный перегрев зоны головы водителя.

Распределение температуры в салоне автомобиля

Чтобы создать наиболее благоприятные условия для поездки, необходимо обеспечить обратную схему распределения температур: когда воздух в районе головы немного прохладнее, чем в ногах водителя. Обеспечить такой прогрев поможет система HVAC.

Устройство системы

Модуль HVAC (Heating Ventilation Air-Conditioning) включает в себя сразу три отдельных устройства. Это системы отопления, вентиляции и кондиционирования. Основная функция каждой из них – поддерживать комфортные условия и температуру воздуха в салоне транспортного средства.

Модуль HVAC. В нем также предусмотрено место для установки салонного фильтра

Выбор той или иной системы обуславливается климатическими условиями: в холодное время года задействуется система отопления, в жаркие дни в автомобиле включается кондиционер. Для того чтобы воздух внутри оставался свежим, применяется вентиляция.

Система отопления в автомобиле включает в себя:

• отопитель смешивающего типа;
• центробежный вентилятор;
• направляющие каналы с заслонками.

Потоки нагретого воздуха направляются на лобовое и боковые стекла, а также на лицо и ноги водителя и пассажира, сидящего спереди. В некоторых автомобилях также устанавливаются воздуховоды для задних пассажиров. Дополнительно используются электрические устройства для обогрева заднего и ветрового стекол.

Система вентиляции помогает охлаждать и очищать воздух в автомобиле. При работе вентиляции задействуются основные элементы отопительной системы. Дополнительно применяются фильтры очистки, задерживающие пыль и улавливающие посторонние запахи.

Наконец, система кондиционирования способна охлаждать воздух и уменьшать влажность в салоне машины. Для этих целей используется автомобильный кондиционер.

Система HVAC позволяет не только охладить салон в жаркую погоду, но и избавиться от запотевания стекол при повышенной влажности воздуха

Система HVAC позволяет не только обеспечить комфортную температуру, но и необходимую видимость, когда стекла автомобиля могут замерзать или запотевать.

Как воздух попадает в салон

Для обогрева, кондиционирования или вентиляции салона используется воздух, поступающий внутрь во время движения автомобиля через предусмотренное для этого входное отверстие. В данной области создается высокое давление, позволяющее воздуху поступать дальше в воздуховод, а затем в отопитель.

Если воздух используется для вентиляции, то его дополнительный нагрев не осуществляется: через дефлекторы на центральной панели он поступает в салон. Воздух, поступающий снаружи, проходит предварительную очистку в салонном фильтре, также устанавливаемом в модуле HVAC.

Схема расположения элементов и распределения потоков воздуха в модуле HVAC

Устройство и принцип работы автомобильной печки

Отопление салона происходит с помощью жидкости, охлаждающей двигатель. Она забирает тепло у работающего мотора и, проходя через радиатор, переносит его в салон автомобиля.

Конструкция автомобильного отопителя, более известного как «печка», состоит из нескольких основных элементов:

• радиатора;
• патрубков для циркуляции охлаждающей жидкости;
• регулятора потока жидкости;
• воздуховодов;
• заслонок;
• вентилятора.

Радиатор отопления находится за приборной панелью. К устройству присоединены две трубки, передающие внутрь охлаждающую жидкость. Ее циркуляцию по системам охлаждения автомобиля и обогрева салона обеспечивает помпа.

Как только мотор нагревается, антифриз забирает исходящее от него тепло. Далее нагретая жидкость попадает в радиатор печки, нагревая его как батарею. Одновременно с этим вентилятор отопителя прогоняет холодный воздух. В системе вновь происходит теплообмен: нагретый воздух проходит дальше в салон, а более холодные массы охлаждают радиатор и антифриз. Далее охлаждающая жидкость снова поступает к двигателю, и цикл повторяется заново.

В салоне водитель регулирует направление нагретых потоков с помощью переключения заслонок. Тепло может быть направлено на лицо или ноги автомобилиста, а также на лобовое стекло машины.

Если включить печку при непрогретом двигателе, это приведет к дополнительному охлаждению системы. Также увеличится влажность воздуха в салоне, стекла начнут запотевать. Поэтому отопитель важно включать только после того, как охлаждающая жидкость нагреется минимум до 50 градусов.

Рециркуляция воздуха

Воздушная система автомобиля может забирать воздух не только с улицы, но и из салона автомобиля. Далее воздушные массы охлаждаются с помощью климатической установки и вновь подаются в салон через воздуховоды. Данный процесс называется рециркуляцией воздуха.

Активировать рециркуляцию можно с помощью кнопки или переключателя, находящегося на приборной панели автомобиля.

Кнопка включения рециркуляции воздуха в салоне автомобиля

Режим рециркуляции позволяет быстрее понизить температуру в салоне, чем при заборе воздуха с улицы. Салонный воздух неоднократно проходит через охлаждающую установку, с каждым разом охлаждаясь все больше и больше. По такому же принципу может происходить и прогрев автомобиля.

Рециркуляция особенно важна для людей, чувствительных к дорожной пыли, цветочной пыльце и другим аллергенам, поступающим в салон извне. Также отключение подачи воздуха с улицы может стать необходимым, если впереди вас едет старый грузовик или другой автомобиль, от которого исходит неприятный запах.

Однако важно учесть, что рециркуляция полностью исключает воздухообмен с окружающей средой. Это значит, что водителю и пассажирам придется дышать ограниченным количеством воздуха. Поэтому не рекомендуется использовать данный режим длительное время. Специалисты советуют ограничиться 15-минутным интервалом. После этого необходимо подключить подачу воздуха извне, либо открыть окна в автомобиле.

Как происходит управление климатом

Управлять нагревом или охлаждением воздуха в салоне автомобиля водитель может с помощью ручной установки режимов, подключения кондиционера. В более современных транспортных средствах заданную температуру внутри машины поддерживает система климат-контроля. Устройство объединяет кондиционер, блоки отопителя и систему подачи нагретого или охлажденного воздуха. Управление климат-контролем осуществляется с помощью датчиков, установленных в салоне и на отдельных элементах системы.

Например, простейшая климатическая установка комплектуется минимальным набором датчиков, в число которых входят:

• сенсор, определяющий температуру воздуха на улице;
• датчик солнечной радиации, фиксирующий активность излучения;
• датчики температуры в салоне.

Климат-контроль – наиболее современный способ поддержания комфортной температуры в салоне автомобиля

Система отопления, вентиляции и кондиционирования является одним из важных элементов, обеспечивающих комфорт водителя в любое время года. В наиболее бюджетных транспортных средствах блок HVAC представлен только системой отопления и вентиляции воздуха. В большинстве автомобилей к их числу добавляется кондиционер. Наконец, современные модели комплектуются системой климат-контроля, который позволяет автоматически регулировать температуру внутри салона.

Блок управления отопителем: полный контроль микроклимата салона

В большинстве современных автомобилей штатно присутствует система отопления и вентиляции салона, обеспечивающая комфорт водителя и пассажиров. Управляется данная система специальным блоком — все о блоках управления отопителями, их типах и конструкции, а также об их подборе и замене читайте в статье.

Что такое блок управления отопителем?

Блок управления отопителем (блок управления системы автоматического управления отопителем, БУ САУО) — электронное или механическое устройство, выполняющее функции управления и контроля штатной системы вентиляции, отопления и кондиционирования салона транспортного средства.

Блок управления отопителем устанавливается на приборной панели, обеспечивая удобное управление системой вентиляции и отопления автомобиля. На данный блок возлагается несколько основных функций:

• Управление направлением потоков воздуха — распределение теплого/холодного воздуха по дефлекторам в зависимости от предпочитаемого режима обогрева (например — подача теплого воздуха в ноги, на лицо, на окна и т.д.);
• Регулирование температуры поступающего воздуха — управление заслонкой, установленной в подводящем патрубке радиатора отопителя;
• Управление интенсивностью подачи теплого/холодного воздуха — регулировка скорости вентилятора (вентиляторов) отопителя;
• Управление забором наружного воздуха — управление заслонкой, регулирующей поступление в салон наружного воздуха;
• Опционально — управление кондиционером, его включение и отключение, регулировка температуры воздуха и т.д.

Таким образом, благодаря наличию БУ СУАО водитель имеет возможность контролировать и управлять микроклиматом в салоне автомобиля, обеспечивая комфортные условия независимо от погоды. Считается, что данный блок не является критически важным для автомобиля, однако в некоторых ситуациях его отказ может стать причиной серьезных проблем (например — при невозможности включить вентиляцию и кондиционер в тропическую жару, или печку при значительных отрицательных температурах). Поэтому неисправный блок управления печкой необходимо отремонтировать или заменить, но прежде, чем идти в магазин за новым устройством, следует разобраться в их типах, особенностях и функционале.

Блок управления отопителем ПЛАНАР-4ДМ2-S 24V АДВЕРС

Блок управления отопителем ПЛАНАР-4Д 24V АДВЕРС

Блок управления отопителем автономным WEBASTO Speheros Thermo E200,E320 (24V SG1587) V01.11 WEBASTO

Блок управления отопителем ГАЗель Next (ОАО ГАЗ)

Блок управления отопителем ВАЗ-2123 в сборе с тросами

Блок управления отопителем (нагнетатель с алюминиевой улиткой) ПЛАНАР-44Д 24V АДВЕРС

Блок управления отопителем ГАЗ-2705 в сборе АВТОКОМПОНЕНТ

Блок управления отопителем ПЛАНАР-4Д 24V АДВЕРС

Блок управления отопителем ГАЗ-3302 Бизнес АВТОКОМПОНЕНТ

Блок управления отопителем ВАЗ-1118 в сборе

Типы, конструкция и функционал блока управления отопителем

Все используемые на автомобилях блоки управления отопителем делятся на две группы по принципу работы:

• Механические (электромеханические);
• Электронные.

Механические БУ — это классическое решение, которое в настоящее время используется довольно редко, однако все еще очень часто встречается на старых автомобилях. В таком блоке рукоятки посредством тросов и тяг связаны с исполнительными устройствами системы вентиляции (заслонками), также в них используются потенциометры и/или электрические переключатели для регулирования скорости вращения вентилятора.

Электронные БУ — это современное решение, такие блоки используются в системах автоматического управления отопителем (САУО) новых отечественных и зарубежных автомобилей. В этом устройстве используются электронные схемы (в том числе и на микроконтроллерах) управления всеми элементами системы вентиляции и отопления — вентилятором, моторедукторами заслонок и т.д. Многие БУ САУО могут по шине CAN или LIN подключаться к бортовому компьютеру, за счет чего реализуется возможность автоматического и дистанционного управления отопителем с брелока автосигнализации или установленной на автомобиле телематической системы.

Блоки управления отопителем имеют традиционную для автомобильных устройств конструкцию. Основу устройства составляет пластиковый корпус, на передней панели которого расположены органами управлениями. Устройство выполнено в единой стилистике с салоном автомобиля или имеет нейтральный дизайн для применения в различных автомобилях с черной, серой или коричневой приборной панелью. На корпусе выполнены защелки и проушины для монтажных винтов.

В механических блоках внутри корпуса располагаются тросы и тяги, которые под действием рукояток перемещают элементы системы вентиляции и отопления в соответствующие положения. В электронных блоках установлен электронный модуль управления — плата с микросхемами и другими компонентами, а в качестве органов управления используются переменные резисторы (потенциометры), кнопки, многопозиционные галетные переключатели и другие коммутационные устройства. Подключение БУ САУО к исполнительным устройствам (а также к датчикам температуры в салоне) осуществляется с помощью стандартных электрических разъемов, установленных на задней стенке устройства.

В некоторых электронных блоках могут использоваться и механические органы управления, обычно это ползунковый регулятор выбора режима циркуляции воздуха, управляющий центральной воздушной заслонкой.

Также электронные БУ отопителем могут оснащаться ЖК-дисплеем для отображения основной информации — режимов работы и текущей температуры. Дисплеи могут использоваться как на обычных блоках, так и на блоках управления отопителем, совмещенных с блоком управления кондиционером.

На БУ САУО могут использоваться следующие органы управления:

• Переключатель направления потоков воздуха. Обычно имеет четыре положения — обдув лобового стекла, обдув лобового стекла и ног, подача воздуха в салон (в лицо), подача воздуха только в ноги, в некоторых случаях используются промежуточные положения;
• Регулятор интенсивности обдува (скорости вентилятора) — может иметь несколько положений от «Выключено» до максимальной скорости (обычно режимы пронумерованы, их может быть от 3 до 6, считая вместе с положением «Выключено»). В большинстве блоков управления данный регулятор в положении «Выключено» или «0» отключает и всю систему отопления и вентиляции. В некоторых БУ может быть два регулятора вентиляторов;
• Регулятор температуры воздуха в салоне. Данный регулятор в механических блоках управляет заслонкой радиатора, благодаря чему изменяется количество поступающей в радиатор отопителя охлаждающей жидкости. В электронных БУ САУО регулятор входит в состав схемы с микроконтроллером, которая управляет моторедуктором заслонки (а в системах с кондиционером — еще и воздушными заслонками) в соответствии с показаниями датчика температуры;
• Переключатель режима подачи воздуха в салон. Данный орган управления имеет два крайних положения: «Закрыто» или «Рециркуляция», и «Открыто» или «Наружный воздух», он изменяет положение воздушной заслонки, которая обеспечивает подачу наружного воздуха в систему вентиляции и отопления. Возможны и промежуточные положения, при которых изменяется количество поступающего в салон наружного воздуха;
• Органы управления кондиционером. В простейшем случае это только кнопка включения кондиционера, при нажатой кнопке кондиционер управляется теми же органами управления, что и отопитель. Но возможны варианты и с отдельными органами управления кондиционером.

Все органы управления обозначены пиктограммами, которые более или менее стандартизированы. Так, у регулятора температуры нанесены красный и синий секторы, обозначающие теплый и холодный воздух, иногда встречается и обозначение температуры воздуха. Регулятор скорости вращения вентилятора обозначен стилизованным изображением крыльчатки и цифрами. Переключатель направления потоков воздуха имеет обозначения режимов в виде стилизованного изображения человека и стрелок, указывающих направление потока. Переключатель режима подачи воздуха обозначается стилизованным изображением автомобиля и стрелками, указывающими поток воздуха — снаружи в салон и внутри салона. Наконец, кнопка включения кондиционера обозначается снежинкой или буквами A/C.

Как правильно подобрать и установить блок управления отопителем

В блоке управления отопителем могут возникать различные неисправности, в основном — поломка или некорректная работа органов управления, а в электронных БУ наиболее часто возникают проблемы с микросхемами. Многие поломки можно устранить, однако в ряде случаев проще и дешевле купить новый блок управления. На замену следует брать то же устройство, что стояло на автомобиле ранее — так можно гарантировать, что сохранятся все функции системы вентиляции и отопления. Однако вполне допустимы и замены — главное, подобрать такой блок, чтобы он обеспечивал необходимый функционал, имел соответствующие электрические характеристики (был на 12 или 24 В) и подходил по установочным размерам. К такому варианту часто прибегают владельцы автомобилей, желающие провести модернизацию или просто улучшить работу печки. Для новых автомобилей на гарантии установка блока управления отопителем другой модели недопустима.

Замену блока необходимо выполнять в соответствии с рекомендациями, приведенными в инструкции по ремонту автомобиля. Обычно работа сводится к демонтажу старого БУ из приборной панели (для чего может потребоваться снятие декоративной панели и выворачивание нескольких винтов), снятию с него электрических соединений, и установке нового блока. При этом нужно обесточить электросистему автомобиля и позаботиться о других мерах безопасности.

При верном подборе и установке блока управления система отопления и вентиляции будет обеспечивать комфорт в автомобиле независимо от погоды.

Почувствовав дыхание зимы, все автомобилисты задумываются о замены сезонной резины. И очень многие из нас при покупке зимних шин встают перед трудным выбором — «шиповки» или «липучки»? Каждый тип шин имеет свои преимущества и недостатки, и отдать предпочтение чему-то одному бывает очень сложно. В этой статье мы попытаемся сделать этот непростой выбор.

Заливка в бак некачественного дизельного топлива может навредить мотору вплоть до полного его выхода из строя. Минимизировать или исключить негативные последствия заправки низкокачественным дизелем помогает специальная автохимия — присадки в дизтопливо, о которых подробно рассказано в данной статье.

Использование правильного типа шин гарантирует автомобилю устойчивость и управляемость в любой дорожной ситуации. Только шины, используемые по сезону, гарантируют оптимальные сцепные характеристики с дорожным покрытием и минимальный тормозной путь.

На всех механических транспортных средствах помимо основных указателей поворота должны присутствовать вспомогательные огни — боковые повторители поворота. Все о повторителях, их классификации, устройстве, характеристиках и работе, а также о подборе и замене данного типа приборов — читайте в статье.

Жидкая декоративная резина — настоящая находка для всех ценителей автомобильного тюнинга. С ее помощью можно быстро и без особых финансовых затрат изменить экстерьер автомобиля, сделать его оригинальным и запоминающимся. О положительных свойствах, преимуществах жидкой резины, особенностях ее нанесения на детали кузова автомобиля читайте в следующей статье.

В процессе эксплуатации автомобиля металлические диски его колес покрываются различными загрязнениями, которые не всегда удается удалить обычной мойкой. Для решения этой непростой задачи используются очистители колесных дисков — об этих средствах, их типах, составе и особенностях узнайте из статьи.

В последние годы все более доступными становятся приспособления для работы с вязкими герметиками, клеями и другими материалами в стандартных тубах — монтажные пистолеты. О том, что такое пистолет для герметика, как он устроен и работает, а также о выборе и применении инструмента рассказано в статье.

Источник Источник http://techautoport.ru/elektrooborudovanie-i-elektronika/upravlenie-klimatom/hvac.html
http://www.avtoall.ru/article/36029919/