Проблема поддержания комфортной температуры в салоне автомобиля возникла еще на заре автомобилестроения. Чтобы согреться, автомобилисты использовали компактные дровяные и угольные плиты и газовые лампы. Даже выхлопные газы использовались для отопления. Однако с развитием технологий появляются более удобные и безопасные системы, обеспечивающие комфортный климат во время вождения. Сегодня эту функцию выполняет система вентиляции, отопления и кондиционирования воздуха — HVAC.
Распределение температуры в салоне
В жаркие дни кузов автомобиля сильно нагревается на солнце. Это приводит к значительному повышению температуры в салоне. Если температура снаружи достигает 30 градусов, температура внутри автомобиля может подняться до 50 градусов. Самые горячие воздушные массы находятся в зоне, расположенной ближе всего к потолку. Это вызывает повышенное потоотделение, высокое кровяное давление и перегрев области головы водителя.
Распределение температуры в пассажирском салоне
Для создания наиболее благоприятных условий вождения распределение температуры должно быть обратным: воздух в области головы немного холоднее, чем воздух у ног водителя. Система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха помогает обеспечить это потепление.
Устройство системы
Модуль HVAC (Heating Ventilation Air-Conditioning) состоит из трех отдельных блоков. Это системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Основной задачей каждого из них является поддержание комфортных условий и температуры в салоне автомобиля.
Модуль HVAC. В нем также имеется место для салонного фильтра.
Выбор той или иной системы зависит от климатических условий: в холодное время года используется система отопления, а в жаркие дни в автомобиле включается кондиционер. Вентиляция используется для удержания воздуха внутри помещения.
Система отопления в автомобиле включает в себя.
- радиатор смесительного типа;
- центробежный вентилятор;
- воздушные каналы с заслонками.
Нагретый воздух поступает на передние и боковые стекла, а также на лицо и ноги водителя и переднего пассажира. В некоторых автомобилях также имеются вентиляционные отверстия для задних пассажиров. Кроме того, электрические устройства используются для обогрева заднего и ветрового стекла.
Система вентиляции помогает охлаждать и очищать воздух в автомобиле. В системе вентиляции используются основные компоненты системы отопления. Кроме того, для улавливания пыли и посторонних запахов используются очистительные фильтры.
Наконец, кондиционер способен охлаждать воздух и снижать влажность внутри автомобиля. Для этих целей используется автомобильный кондиционер.
Система HVAC не только охлаждает салон в жаркие дни, но и избавляет от запотевания окон при повышенной влажности
Система HVAC не только обеспечивает комфортную температуру, но и необходимую видимость, когда стекла автомобиля могут замерзнуть или запотеть.
Как воздух попадает в салон
Воздух используется для обогрева, кондиционирования или вентиляции салона, выдуваясь через специальный воздухозаборник во время движения автомобиля. В этой области создается высокое давление, что позволяет воздуху проходить дальше в вентиляционный канал, а затем в калорифер.
Когда воздух используется для вентиляции, он не нагревается дополнительно: он проходит через вентиляционные отверстия в центральной панели в салон. Наружный воздух проходит предварительную очистку в салонном фильтре, который также установлен в модуле HVAC.
Схема расположения и распределения воздушных потоков в модуле HVAC
Устройство и принцип работы автомобильной печки
Пассажирский салон обогревается охлаждающей жидкостью двигателя. Он поглощает тепло от работающего двигателя и передает его через радиатор в салон.
Конструкция автомобильного отопителя, чаще называемого «радиатором», состоит из нескольких основных компонентов:
- радиатор;
- линии циркуляции охлаждающей жидкости;
- регулятор потока охлаждающей жидкости;
- воздушные каналы;
- закрылки;
- вентилятор.
Радиатор отопления расположен за панелью приборов. К блоку подведены две трубы, по которым охлаждающая жидкость перемещается внутрь. Его циркуляция через системы охлаждения и отопления салона автомобиля обеспечивается насосом.
Как только двигатель прогревается, антифриз поглощает исходящее от него тепло. Затем нагретая жидкость поступает в радиатор отопителя, нагревая его подобно батарее. В то же время вентилятор отопителя выдувает холодный воздух. В системе снова происходит теплообмен: нагретый воздух поступает в салон, а масса охлаждающей жидкости охлаждает радиатор и антифриз. Затем охлаждающая жидкость поступает обратно в двигатель, и цикл повторяется.
В салоне водитель управляет направлением нагретых потоков путем переключения заслонок. Тепло может быть направлено на лицо или ноги водителя, а также на ветровое стекло.
Если отопитель включен при холодном двигателе, это приведет к дополнительному охлаждению системы. Влажность в салоне также повысится, и стекла запотеют. По этой причине важно включать отопитель только после того, как охлаждающая жидкость прогреется не менее чем до 50 градусов.
Рециркуляция воздуха
Воздушная система автомобиля может забирать воздух не только с улицы, но и из салона. Затем масса воздуха охлаждается системой кондиционирования и подается обратно в салон через воздуховоды. Этот процесс известен как рециркуляция воздуха.
Рециркуляцию можно включить с помощью кнопки или переключателя на приборной панели автомобиля.
Кнопка для настройки рециркуляции воздуха в салоне автомобиля
Режим рециркуляции позволяет снизить температуру в салоне быстрее, чем при всасывании наружного воздуха. Воздух салона многократно проходит через охлаждающее устройство, становясь с каждым разом все холоднее. Тот же принцип можно использовать и для обогрева автомобиля.
Рециркуляция особенно важна для людей, чувствительных к дорожной пыли, пыльце и другим аллергенам, находящимся вне автомобиля. Также может потребоваться отключить подачу воздуха с улицы, если перед вами стоит старый грузовик или другой автомобиль, источающий неприятный запах.
Однако важно помнить, что рециркуляция полностью исключает обмен воздуха с окружающей средой. Это означает, что водитель и пассажиры вынуждены дышать ограниченным количеством воздуха. Поэтому не рекомендуется использовать этот режим в течение длительного времени. Эксперты рекомендуют интервалы в 15 минут. Затем следует включить подачу наружного воздуха или открыть окна в автомобиле.
Как происходит управление климатом
Водитель может управлять нагревом или охлаждением воздуха в салоне с помощью ручных настроек или подключив кондиционер. В более современных автомобилях система климат-контроля поддерживает заданную температуру внутри автомобиля. Установка сочетает в себе кондиционер, отопительные приборы и систему подачи нагретого или охлажденного воздуха. Система климат-контроля управляется датчиками, расположенными в салоне и на отдельных компонентах системы.
Например, простейшая система климат-контроля оснащена минимальным количеством датчиков, к которым относятся:
- Датчик, определяющий температуру наружного воздуха;
- Датчик солнечной радиации, который обнаруживает радиационную активность;
- Датчик температуры в салоне.
Кондиционер — это самый современный способ поддержания комфортной температуры в салоне автомобиля
Система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха является одним из важнейших компонентов, обеспечивающих комфорт водителя в любое время года. В большинстве бюджетных автомобилей блок HVAC представлен только системой отопления и вентиляции. В большинстве автомобилей к их числу добавляется кондиционер. Наконец, современные модели оснащены кондиционером, который автоматически регулирует температуру внутри салона.
