|
Некоторое время назад автомобильный кондиционер в нашей стране считался роскошью, а сегодня охлаждение воздуха в кабине грузовика или салоне автобуса стало одним из условий комфорта. Современные разработки производителей климатического оборудования направлены не только на повышение производительности и надежности изделий, но и на снижение затрат на монтаж и обслуживание. В итоге для многих транспортных компаний оснащение автомобилей кондиционерами становится возможным и экономически оправданным.
В умеренном климате, характерном для большей части территории нашей страны, при выборе вариантов оборудования «обитаемого помещения» обычно основное значение придается параметрам отопления и вентиляции, однако обеспечение регулируемого охлаждения воздуха последнее время видится не менее важным аспектом комфорта. В примере с транспортом жара в кабине грузовика или салоне автобуса наносит прямые убытки эксплуатационнику: в одном случае по причине снижения производительности водителя, а в другом из-за возможного ухудшения самочувствия пассажиров и, как следствие, негативного влияния на имидж перевозчика.
В мире шаги к внедрению системы кондиционирования на транспорте начались еще до Второй мировой войны. Разработчиком первого аппарата для охлаждения воздуха в салоне автомобиля была американская компания Carrier Transicold. В 1936 году таким оборудованием стали оснащать автобусы, курсировавшие по одному из самых жарких в мире маршрутов — между Багдадом и Дамаском. Спустя пять лет кондиционеры появились на американских автомобилях, а к началу 90-х годов климатическим оборудованием было укомплектовано порядка 60% грузовиков.
В нашей стране простейшие аппараты для охлаждения воздуха на транспорте появились в 60-х годах. Используемый в них принцип охлаждения был основан на поглощении тепла при испарении воды. Технология имела низкое энергопотребление, не требовала применения специальных хладагентов, но была малоэффективна (разница в температуре воздуха на входе и выходе не превышала 5 градусов) поэтому в массовое производство такое оборудование не пошло, а встречалось только на машинах, эксплуатирующихся в южных регионах. Важным шагом к активному внедрению климатических систем на транспорте можно считать вышедший в 1976 году приказ Минавтопрома. Этот документ предписывал оснащать кондиционерами карьерные самосвалы, комбайны и магистральные грузовики.
С момента вывода на рынок первых моделей кондиционеров были разработаны многочисленные варианты конструкций, в том числе получила продолжение испарительная тема: ряд производителей включили в производственную линейку аппараты, использующие в качестве рабочей жидкости очищенную воду. Но основная группа предлагаемых сегодня кондиционеров аналогична транспортным рефрижераторам, в которых за основу взят парокомпрессорный метод охлаждения с использованием фреона. Такая система включает в себя несколько основных компонентов: компрессор, испаритель, конденсатор, систему датчиков и исполнительных механизмов в виде клапанов и вентиляторов.
Принцип работы можно описать следующей схемой. При сжатии газообразный хладагент (R-134a), принудительно циркулирующий в герметичном контуре, переходит в жидкое состояние, конденсируясь в «горячем» теплообменнике — конденсаторе. Затем, при обратном переходе в газообразное состояние, в «холодном» теплообменнике — испарителе происходит поглощение тепла. Циркуляцию хладона обеспечивает поршневой компрессор, приводимый в действие силовым агрегатом автомобиля через ременную передачу и электромагнитную муфту. Регулировка воздушных потоков через конденсатор и испаритель обеспечивается вентиляторами. На сегодняшний день во всем мире производство автокондиционеров является хорошо освоенным видом бизнеса. На рынке присутствуют достаточно много крупных производителей. Лидерами среди европейских игроков являются компании Carrier Sutrak, Konvekta, Thermo King, Webasto. Из российских производителей наиболее известна нижегородская компания «Элинж».
Есть достаточно много компаний, специализирующихся не на производстве комплектных изделий, а на выпуске отдельных компонентов, к примеру — компрессоров. В этой рыночной нише первенствуют японские Sanden, Zexel и американская Delphi. Сборка системы кондиционирования из отдельных компонентов (зачастую от разных поставщиков) получила распространение непосредственно у автопроизводителей (здесь главенствует принцип максимального взаимодействия со штатными системами автомобиля, один из примеров — разводка в штатные воздуховоды), а монтаж комплектными блоками — у изготовителей надстроек и всевозможных тюнинговых компаний. Мы в нынешнем обзоре акцентируем внимание на аппаратуре, используемой в качестве дополнительного оснащения. Предлагаемые сегодня для коммерческой техники конструкции можно разделить на кабинные (устанавливаемые на малотоннажные и тяжелые грузовики) и салонные (используемые в автобусах). В зависимости от способа монтажа аппаратура может быть моноблочной или в виде сплит-системы. Основными параметрами для сравнения оборудования являются габариты, хладопроизводительность, воздухообмен и энергопотребление, которое в данном случае характеризует экономичность агрегата. На грузовиках «нештатный» кондиционер обычно монтируется на крыше. Это удобно по нескольким причинам. Во-первых, помогают законы физики: если горячий воздух идет снизу вверх, то холодный наоборот опускается сверху вниз. Значит, в таком случае потоки холодного воздуха свободно распространяются по кабине без дополнительных затрат энергии или потери кпд. Во-вторых, установить кондиционер на крыше кабины проще, дешевле и быстрее, чем монтировать полностью встроенную систему.
Современные кондиционеры, предназначенные для монтажа на грузовики, отличаются компактностью и легкостью. Установки мощностью до 10 кВт, способные обеспечить прохладой не только просторную кабину магистрального тягача, но и салон 16-местного микроавтобуса, весят порядка 40 кг. Под крышкой единого пластикового короба располагаются испаритель, конденсатор, фильтр-осушитель, вентилятор и блок управления. Для уменьшения высоты аппаратуры и оптимизации потока воздуха конденсатор обычно устанавливается наклонно, а плоский испаритель — горизонтально. Благодаря низкой высоте блока минимизируются шум и сопротивление воздуха и лишь незначительно увеличивается вертикальный габарит. «Сердце» системы, поршневой компрессор, размещается в моторном отсеке непосредственно на силовом агрегате. Обычно компрессор вместе с установочным комплектом заказывается отдельно от основного блока
Накрышные кондиционеры, как правило, комплектуются воздухораспределительной панелью, которая позволяет увеличить варианты направления воздушных потоков. Управление режимами работы охладителя выводится на воздухораспределительную панель. В виде специального исполнения производители могут предложить программируемый таймер и пульт дистанционного управления. «Бюджетные» модели компактных кондиционеров могут функционировать только в режиме рециркуляции, более продвинутые (Webasto Compact Cooler 8) дооборудуются клапаном, позволяющим переходить в режим подсоса, при котором до 30% охлаждаемого воздуха забирается с улицы. В этом случае аппаратура в обязательном порядке комплектуется воздухозаборным фильтром и устройством, препятствующим попаданию конденсата в кабину. Последнее время ряд крупных производителей дополнили свои продуктовые линейки автономными кондиционерами (Webasto Compact Cooler 4E, Waeco EasyCool) с встроенным компрессором, расположенным в блоке с испарителем и конденсатором и приводимым в действие электромотором. Главный плюс таких аппаратов в том, что они могут работать вне зависимости от того, движется грузовик или стоит, работает его дизель или нет. А значит, комфортную прохладу можно получить, не запуская двигатель и не расходуя топливо на привод компрессора. Учитывая тот факт, что стоянка с работающим мотором в Европе запрещена, данный тип кондиционеров в ряде случаев является единственно возможным средством поддержания оптимального микроклимата во время продолжительной стоянки, к примеру на привале или в очереди на погрузочный терминал. Другая положительная сторона этого решения — независимость мощности охлаждении от оборотов двигателя. Правда, по хладопроизводительности такие установки уступают классическим конструкциям с выносным компрессором, да и длительное питание мощного электродвигателя накладывает дополнительные требования на параметры генератора и АКБ. Именно поэтому «автономки» обычно рассчитаны не только на работу от бортовой сети, но и на подключение к розетке 220 В. Бизнес автобусных кондиционеров очень сложный и высококонкурентный, поскольку основным рынком сбыта являются автопроизводители: большинство вариантов климатического оборудования монтируются в салоне в процессе сборки автобуса. Однако немалая часть «пирога» достается и доработчикам — тюнинговым компаниям, комплектующим автобус в соответствии с индивидуальными пожеланиями клиента. При этом «бодибилдеры» могут использовать как моноблочные, так и многокомпонетные системы. На автобусах малого класса преимущественное распространение получила сплит-система, в которой испаритель и конденсатор расположены отдельно. Тонкий конденсаторный блок позволяет монтировать сплит-систему на высокую и плоскую крышу, не создавая значительных аэродинамических потерь. Наиболее комфортным считается «сплит» с установкой нескольких испарителей в верхние полки микроавтобуса «турист» или, скажем, с отдельными испарителями для водителя и пассажиров. К слову, подобное исполнение встречается на микроавтобусах Mercedes-Benz Sprinter, VW Transporter и Ford Transit, изготовленных российскими производителями на базе цельнометаллических фургонов. Для охлаждения воздуха в салоне 16-местного автобуса обычно выбирают установки мощностью от 6 до 12 кВт, а для автобусов большого класса — моноблочные накрышные системы мощностью до 35 кВт.
Высокую степень воздухообмена в мощных автобусных моделях обеспечивает не один, а сразу несколько осевых вентиляторов. К примеру, в модели Carrier Sutrak AC 350 используются четыре крыльчатки с бесступенчатой регулировкой частоты вращения. Среди особенностей этого кондиционера можно отметить наличие режима вентиляции, при котором доля забираемого снаружи воздуха достигает 100%, и встроенную микропроцессорную систему управления, позволяющую агрегату работать не только в режиме охлаждения, но и в режиме подогрева. Функция отопителя может быть реализована несколькими путями. Чаще всего повышение температуры обеспечивается горячим фреоном, направляемым в испаритель, минуя конденсатор (теплообменники меняются ролями при определенном положении управляющего клапана). Второй вариант подогрева — установка дополнительных радиаторов, подключаемых в нужный момент к системе охлаждения двигателя. Наконец, третий вариант — электроподогрев, по аналогии с системой размораживания в рефрижераторе.
В заключение отметим, что традиционная компрессорная холодильная машина пока остается непревзойденной по совокупности технических и потребительских параметров, особенно по соотношению «стоимость-эффективность». И разработки крупнейших производителей в перспективе будут направлены не столько на поиски новых принципов отбора тепла, сколько на совершенство существующих схем: более тонкая механика, более умная автоматика, продуманная система распределения охлажденного воздуха, простота монтажа и обслуживания.
|
