Chłodnice do klimatyzacji - skraplacze
Co powinniśmy wiedzieć o skraplaczach klimatyzacji samochodowej
budowa, funkcjonowanie
Tematyka związana z chłodnicami klimatyzacji samochodowej była już niejednokrotnie poruszana na naszych stronach. Z uwagi na liczne zapytania jeszcze bliżej omówimy kilka podstawowych aspektów w ich funkcjonowaniu.
Punktem, od którego wypada zacząć jest położenie kondensera w naszym pojeździe, czyli krótko pisząc – gdzie go szukać. Skraplacz umiejscowiony jest na mocowaniach chłodnicy silnika, zazwyczaj tuż przed nią. Czynnik, cyrkulujący w układzie przez większość swojej drogi pozostaje w stanie ciekłym, natomiast podczas sprężania, gdy wypompowywany jest z kompresora, przemienia się w gaz, który poza wysokim ciśnieniem cechuje się wysoką temperaturą. W tej postaci czynnik chłodzący dostaje się do skraplacza, a ponieważ jest o wiele gorętszy od otaczającego powietrza, łatwo oddaje ciepło przepływając przez kolejne kanaliki skraplacza. Bardzo ważnym elementem we właściwej pracy takiego układu jest odpowiedni przepływ powietrza przez żeberka znajdujące się w kondenserze.
Bez niego skraplacz nie umożliwi czynnikowi chłodzącemu odprowadzenia odpowiedniej ilości ciepła. Reasumując – musi być na tyle dobrze wentylowany by mógł na nowo zmienić swój stan skupienia – z gazowego na płynny. Należy pamiętać, że dopiero wówczas, gdy ciepło zostanie uwolnione, czynnik ponownie zmienia swój stan skupienia w pierwotny. Brak dobrej wentylacji powoduje drastyczny i widoczny spadek wydajności chłodzenia. Pamiętajmy, że w momencie ponownego skraplania się gazu, ma on nadal duże ciśnienie, a także wysoką temperaturę. Podczas trwania procesu uwalniane jest tzw. „ciepło ukryte”.
Jak wspomagany jest układ chłodzenia?
Aby zapewnić jak najlepszy przepływ powietrza, większość producentów samochodów używa odpowiednich kształtów osłon wiatraków. Po pierwsze są one tak uformowane, by kierowały strumień powietrza wprost przez skraplacz, a następnie chłodnicę, nie zaś dookoła nich np. z boku. Niektórzy producenci używają też odpowiednich osłon czy raczej zapór dla powietrza kumulującego się wokół skraplacza, coraz częściej montuje się też dodatkowe wiatraki. Celem wszystkich tych rozwiązań jest zapewnienie lepszej i wydajniejszej pracy skraplacza a co za tym idzie, całego układu chłodzenia pojazdu.
Swojego czasu, w niektórych samochodach pojawiły się problemy z przepływem powietrza przez chłodnicę klimatyzacji. Zjawisko to można zaobserwować na przykład w Ponitac’ach Bonneville z roczników 1992-1993. Przy zatrzymaniu, pojazdy traciły wydajność układu chłodzenia. Po sprawdzeniu przez techników ścieżek przepływu powietrza, okazało się, że przez chłodnicę a następnie skraplacz jest zasysane gorące powietrze z komory silnika, a nie powietrze z zewnątrz. Aby rozwiązać ten problem producent między chłodnicę, a maskę samochodu zamontował gumowe uszczelnienia.
Sprawdzenie wydajności skraplacza
Jeśli uważamy, że układ klimatyzacji w naszym pojeździe nie działa prawidłowo, możemy wykonać proste doświadczenie. W tym celu należy rozpylić wodę na żeberka skraplacza, a następnie obserwować ciśnienie oraz temperaturę układu. Jeżeli ciśnienie szybko spadnie, a temperatura parownika powróci do normalnej, wówczas możemy spotkać się z jednym z poniższych problemów:
- problem z przepływem powietrza;
- wewnętrzne ograniczenia (zapchanie układu);
- nadmiar oleju;
- konstrukcja skraplacza nie odpowiada wymaganiom systemu z jakim ma współpracować.
Jednym z kluczowych czynników wydajności chłodnicy jest jej lokalizacja. Skraplacz umiejscowiony jest daleko z przodu komory silnika, w efekcie to on jako pierwszy narażony jest na kontakt z wszelkimi zanieczyszczeniami z zewnątrz (brud, kurz, pyłki, owady itp.), które osadzają się na ożebrowaniu radiatora podczas jazdy. Jego zapchanie znacząco zmniejsza prawidłowe działanie kondensera, toteż trzeba pamiętać, aby na bieżąco kontrolować czystość skraplacza. Podczas jakichkolwiek czynności serwisowych związanych z chłodnicą klimatyzacji, sprawdzajmy poziom jej zanieczyszczenia.
Ponadto pamiętajmy, iż skraplacz jest bezpośrednio kolejnym elementem układu chłodzenia w systemie klimatyzacji. Co to oznacza, że jeśli w kompresor zostaną zassane jakieś nieczystości to w następnej kolejności trafią one bezpośrednio do skraplacza. W rezultacie może to ograniczyć czy wręcz zablokować przepływ czynnika chłodzącego przez ten element.
Ważne! Jeżeli zaobserwowaliśmy problem z chłodzeniem w aucie, a jesteśmy pewni, że problem nie leży po stronie wcześniej sprawdzonego kompresora to warto sprawdź skraplacz, ponieważ jest możliwe, że to on jest przyczyną spadku efektywności chłodzenia (mógł zostać zanieczyszczony czy wręcz zapchany).
Rodzaje skraplaczy
Wyróżniamy dwa podstawowe typy skraplaczy. Różnią się one sposobem konstrukcji.- Skraplacze szeregowe (Rys. 1)
- modele oparte na budowie konwencjonalnych kanalików i żeberek. Jest to bodajże najczęściej spotykany rodzaj skraplaczy. Jeden okrągły przewód biegnący na około chodnicy, wzbogacony kompletem aluminiowych żeberek, które umożliwiają efektywne odprowadzanie ciepła.
- modele oparte na konstrukcji serpentynowych kanalików. Wiele owalnych rurek biegnących od wlotu do wylotu skraplacza, podobnie jak poprzednio całość opatrzona jest aluminiowym ożebrowaniem.
- Skraplacze równoległe (Rys. 2)
- Zbudowane są z wielu ułożonych równolegle kanałów, dostarczających czynnik chłodzący do komór pośrednich umiejscowionych po obu stronach kondensera. Ścieżki przepływu skonstruowane są tak, że czynnik w postaci gazowej zbierany jest w pojemniku wejścia, dalej przesyłany przez kolejne poziomy skraplacza zmienia swój stan skupienia, aby ostatecznie już w postaci płynnej zebrać się w pojemniku wyjścia, skąd jest dalej transferowany do kolejnych elementów układu.
Podkreślmy, że jest wyraźna różnica między skraplaczami przeznaczonymi do układów z wycofywanym już czynnikiem R12, a R134a. Układy z R134a wymagają skraplaczy o znacznie większej pojemności, więc wiele takich układów używa skraplaczy z równoległym przepływem. Niektóre samochody posiadają także drugi skraplacz lub tzw. subskraplacz, po to by zapewnić układowi większą pojemność chłodnicy. Taki dodatkowy wymiennik ciepła rozszerza możliwości wymiany cieplnej, co przekłada się na zwiększoną efektywność chłodzenia. Więcej o typach, a także wadach i zaletach konkretnych konstrukcji skraplaczy piszemy tutaj.
Usterki skraplaczy
I Wycieki
Najbardziej typową i najczęstszą usterką skraplaczy są ich nieszczelności. Jak je zdiagnozować? Należy szukać plam oleju w obrębie chłodnicy klimatyzacji. We wspomnianych systemach działających z czynnikiem R134a używa się olejów mieszających się z wodą, więc nie jest łatwo zidentyfikować taką plamę; łatwo o jej przypadkowe zmycie lub rozmycie. W takich sytuacjach są dwa proste sposoby na odkrycie wycieków – bez korzystania ze specjalnych detektorów.
Pierwsza metoda polega na dodaniu do systemu, zatwierdzonego przez producenta barwnika. Wycieki w świetle UV będą widoczne jako jaskrawo zielone plamy.
Druga metoda polega na wymontowaniu skraplacza z samochodu i podłączenia go do zewnętrznego urządzenia pomiarowego. W tym celu należy użyć pompy, aby odessać z niego powietrze, a następnie pozostawić go na czas około 30 minut. Po tym czasie sprawdzamy ciśnienie – jeżeli układ stracił próżnię (pojawiło się ciśnienie) to oznacza, że instalacja jest nieszczelna, więc tym samym występują wycieki. Jeżeli będą to małe wycieki, to ich zidentyfikowanie może wymagać pozostawienia kondensera z próżnią na przykład na całą noc. Przy małych nieszczelnościach dopiero długotrwały pomiar, może okazać się miarodajny i wówczas otrzymamy jednoznaczny odczyt.
II Zanieczyszczenia
Niejednokrotnie wspominanym problemem skraplaczy jest kumulujący się w nich brud, który blokuje przepływ powietrza. Zanieczyszczenia redukują efektywność systemu i tym samym zwiększają ciśnienie ponad standardowe. W tej sytuacji należy oczyścić radiator kondensera. Możemy do tego użyć na przykład odkurzacza lub jakiegoś innego źródła skompresowanego powietrza.
III Nadmiar oleju
Gdy w układzie klimatyzacji znajduje się za dużo oleju, może on wewnętrznie zablokować przepływ powietrza przez skraplacz – innymi słowy zaczyna działać jak izolator. Ogranicza on przepływ ciepła przez rurki skraplacza, czego następstwem może być uskarżanie się użytkownika na zbyt mało wydajne chłodzenie. Pamiętajmy, aby na bieżąco kontrolować poziom oleju w układzie, a uzupełniając jego braki przestrzegajmy ściśle zaleceń producenta.
Wymiana skraplacza – podstawowe procedury
Jeżeli wymieniamy skraplacz powinniśmy kierować się kilkoma podstawowymi zasadami:- Zawsze porównujmy starą chłodnicę klimatyzacji z nową. Generalna konfiguracja powinna być identyczna, a nowy skraplacz nie powinien wywoływać jakichkolwiek zmian w przepływie powietrza. Wyjątkiem mogą być ewentualne zmiany zalecane przez producenta samochodu.
- Odległość między nowym skraplaczem, a chłodnicą powinna być taka sama jak przy starym skraplaczu. Zawsze usuwajmy wszelkie zabrudzenia i odpady z przestrzeni między chłodnicą, a nowo montowanym skraplaczem.
- Upewnijmy się, że elementy mocowania są we właściwych miejscach.
- Na rurkach i przyłączach obowiązkowo wymieniamy wszystkie o-ringi (nawet najdrobniejsze nieszczelności w instalacji, z czasem będą stanowiły przyczynę ubytku czynnika chłodzącego!)
- Pamiętajmy o sprawdzeniu stanu oleju. W większości przypadków będzie konieczne dodanie jego nieznacznej ilości po to, by uzupełnić stratę, związaną ze stanem oleju w starym skraplaczu. Generalnie w skraplaczu znajduje się około 25-30 ml. oleju. Jednakże najlepiej jest sprawdzić jego ilości i specyfikę w zaleceniach producenta.
Opracował:
mgr Adam Mańkowski