Кондиционирование воздуха
Обычный обогрев и вентиляция
Введение
Самый ранний пример электрического обогрева, с упоминанием которого я столкнулся, оказался парой перчаток с нагревательными элементами, вшиваемыми в материал (192G г.). Нагревательные элементы в перчатках были соединены с электрической системой автомобиля и работали как не большие электрические печки. Немного волнует мысль, что случилось бы в случае короткого замыкания! Развитие систем внутреннего обогрева транс портного средства шло с нарастающей скоростью и продолжается по сию пару W появление кондиционирования воздуха было одним из самых заметных этапов на этом пути. Комфорт, который мы теперь считаем само собой разумеющимся, начинался с нескольких экзотических решений, и технологии в это области электрических систем автомобиля все еще эволюционируют современные системы лежат в диапазоне от элементарных воздуховодов горючего/холодного воздуха до сложных автоматических систем управления температурой и климатом. К любой системе нагрева и вентиляции предъявляется набор требований, вытекающий из различных стандартов. Эти требования могут быть суммированы следующим образом:
♦ регулируемая температура в салоне транспортного средства,
♦ максимально быстрое поступление тепла;
♦ распределение тепла по различным частям транспортного средства;
♦ проветривание салона наружным воздухом с минимальным шумом;
♦ устранение запотевания окон;
♦ упрощение управления.
Приведенный список ни в косм случае не является полным и неизменным, он лишь указывает на то, что требуется от системы обогрева и вентиляции. Как обычно, чем сложнее система, тем большему числу предъявляемых требований она способна удовлетворить. Это количество выполняемых функций непосредственно связано со стоимостью системы. Ниже обсуждаются некоторые технические решения, начиная с простой вентиляции и вплоть до полного автоматического контроля температуры салона. На рис. 14,1 показано температура внутри автомобиля, воспринимаемая человеком как комфортная, в зависимости от наружной температуры.
Вентиляция
Чтобы позволить свежему воздуху снаружи транс портного средства циркулировать внутри салона, должна появиться разность давлений. Эго достигается путем использования камеры давления. Камера давления, по определению, содержит газ (в этом случае воздух) под давлением выше, чем окружающее давление. В автомобиле камера давления обычно располагается чуть ниже ветрового стекла, позади подкапотного пространства. Когда транспортное средство движется, воздушный поток над автомобилем создаст более высокое давления в указанной области на рис. 14.9. Используются соответствующие створки и каналы, чтобы предотвратить попадание в автомобиль волы через этот канал.
Посредством распределительных магистралей, управляющих откидных створок и подходящих «сопел» воздух может быть направлен туда, куда требуется. Эта система дополняется мотором с изменяемой скоростью, который создает дополнительный наддув. На рис. 14.3 показано размещение узлов типичной системы вентиляции и обогрева.
Когда дополнительный воздух нагнетается в кабину транспортного средства, внутреннее давление увеличилось бы, если бы для воздуха не было предусмотрено никакого выхода. Однако большинство легковых автомобилей имеет зарешеченные выходные отверстия на каждой стороне автомобиля выше или вблизи задних панелей или дверей.
Система обогрева - двигатель с водяным охлаждением
Для увеличения температуры внутри автомобиля используется тепло от двигателя. Это достигается при помощи теплообменника, называемого матрицей на1ревдтели или радиатором отопителя. Благодаря действию термостата в системе охлаждения двигателя поддерживается примерно постоянная температура охлаждающей жидкости. Это позволяет нагревать воздух, проходящий через радиатор отопителя до температуры, зависящей от температуры внешнего воздуха и скорости воздушного потока. Таким образом создается источник горячего воздуха для нагрева внутреннего пространства транс портного средства. Однако необходимо каким- то образом управлять поступлением тепла. На большинстве современных транспортных средств используется метол смешивания. Это простейшая управляемая откидная створка, которая определяет, какая часть воздуха, поступившего в автомобиль, будет направлена к радиатору отопителя. Главный недостаток этой системы - изменение воздушного потока в зависимости от скорости транспортною средства. Некоторые системы используют клапан, чтобы регулировать поток горячей жидкости, теку щей через отопитель.
С помощью системы створок можно направлять воздух заданной температуры в выбранные области внутри транспортного средства. Вообще говоря, чаще всего системы позволяют направлять теплый воздух во внутреннее пространство между ветровым стеклом и полом у пассажиров. Большинство транспортных средств также имеет маленькие вентиляционные отверстия, направляющие теплый воздух на боковые стекла води теля и переднего пассажира. Кроме этого, устанавливаются отверстия с направляемыми соплами для притока в салон свежего воздуха снаружи. И. наконец, на многих транспортных средствах возможно сделать выбор между наружным воздухом или воздухом, многократно циркулирующим внутри салона. Основная причина для выбора такого режима состоит в том, чтобы уменьшить время, требуемое для предотвращения запотевания или для размораживания стекол автомобиля и для ускорения элементарного прогрева салона автомобиля. Другая причина заключается в том, что внешний воздух при чрезмерно интенсивном транспортном движении, возможно, не отличается чистотой.
Моторы воздухонагревателя
Для увеличения воздушного потока используются обычные моторы с постоянными магнитами и двумя щетками. Вентилятор наддува — обычно центробежного типа, и во многих случаях лопасти размешены асимметрично, чтобы уменьшить резонансный шум. На рис. 14.4 показано типичное устройство наддува воздуха с мотором и вентиля тором. Изменение напряжения питания регулирует скорость мотора. Это достигается при использовании делителей напряжения на основе резисторов. В некоторых случаях скорость вращения можно сделать плавно изменяемой при помощи переменного резистора. В большинстве случаев управление мотором свозится к выбору из набора трех или четырех скоростей.
На рис. 14.5 показана типичная схема управления системой с тремя скоростями мотора. Резисторы, обычно проволочного типа, размещаются в воздушном потоке для предотвращения их перегрева. Эти резисторы имеют низкие значения сопротивления, порядка 1 Ом или менее.
