Kako radi klima uređaj u automobilu

Jeste li se ikad zapitali kako funkcionira klima uređaj u vašem automobilu? Većina nas nikad ne razmišlja o tome, do trenutka kada se klima uređaj pokvari, obično u najtoplijem danu ljeta. O tom sistemu zato treba misliti na vrijeme.

Vjerovatno nema omiljenije „nepotrebne“ komponente savremenog automobila od klima uređaja. Jer, tokom probijanja kroz nepregledne gužve na usijanom asfaltu ništa toliko ne prija koliko strujanje hladnog zraka iz ventilacijskih otvora. Pored toga, osim što kontrolira temperaturu u kabini, klima uređaj smanjuje i vlažnost zraka u putničkom prostoru, a može se koristiti i za brže odleđivanje ili odmagljivanje automobilskih stakala tokom hladnih dana (efekt isušivanja).

Složeni sistem za klimatizaciju sastavljen je iz mnoštva međusobno povezanih dijelova u kojima se odvija kompliciran tehnološki proces koji zahtijeva da svi dijelovi rade zajedno i „pod konac“, odnosno da budu ispravni. Osim toga, za pravilno funkcioniranje sistema za klimatizaciju neophodno je i pravilno korištenje i redovno održavanje komponenti koje su podložne habanju ili trošenju. Zato se ne bi bilo loše upoznati s osnovnim principima i mehanizmima na kojima počiva rad klima uređaj u automobilu.

Na pitanje kako funkcioniraju sistemi za klimatizaciju u automobilu, većina ljudi bi odgovorila: „Nije me briga kako radi, samo želim da radi!“. To je prirodno, jer vožnja u zagušljivoj čeličnoj kutiji bez cirkulacije zraka može biti užasno iskustvo – malo je toga u životu što se može porediti s olakšanjem koje osjećamo kada uđemo u klimatizirani prostor. Zato je klima uređaj, koji je prvobitno patentirao Packard 1939. godine, već do 1969. godine ugrađivan u gotovo polovinu svih novih vozila. Do 2010. godine, 99% svih prodanih vozila imalo je fabrički instaliran klima uređaj.

Dobro onda, kako on radi?

Rad klima uređaja zasnovan je na osnovnim principima termodinamike (bez brige, nećemo zalaziti dublje u tu „omiljenu“ disciplinu fizike), odnosno na principu da tečnosti apsorbiraju toplotu kada prelaze u plinovito stanje (isparavaju). Na primjer, kada se alkohol utrlja na kožu, ona će se odmah ohladiti. To se dešava zato što alkohol dok isparava apsorbira toplotu iz neposredne okoline (toplota je neophodna za pretvaranje tekućine u plin). Taj izuzetno jednostavan princip je osnova za sve sisteme hlađenja, uključujući klima uređaje i frižidere.

Sistem klimatizacije u automobilu funkcionira tako što manipulira rashladnim sredstvom između tekućeg i plinovitog stanja. Kako rashladno sredstvo mijenja agregatno stanje, ono apsorbira toplotu i vlagu iz vozila i omogućava sistemu da ispušta hladan, suh zrak. Za prebacivanje rashladnog sredstva između tekućeg i plinovitog stanja sistem za klimatizaciju služi se promjenom fizičkih karakteristika – pritiska i temperature – sredine u kojoj tekućina boravi.

Rashladno sredstvo je supstanca koja vrši „prijenos toplote“ tako što kruži kroz sistem klimatizacije i apsorbira toplotu dok prelazi u plinovito stanje, a emitira toplotu kada prelazi u tekućinu. U prošlosti se najviše koristio plin poznat kao R-12 ili CFC-12 (poznatiji pod nazivom freon) i on je bio u upotrebi decenijama, sve dok nije otkriveno da ima veoma negativan uticaj na ozonski omotač (hlorofluorougljik, freon je organsko jedinjenje koje sadrži samo ugljik, hlor i fluor, a proizvedeno je kao nestalna zamjena za metan, etan i propan). Umjesto freona od 1996. godine se koriste plinovi pod nazivom R134a (HFC-134a), koji lako isparavaju i kondenziraju, pri čemu su hemijski stabilniji i nemaju degenerativna svojstva (to je regulirano odredbama Montrealskog dogovora koji je na globalnom nivou potpisan 1987. godine). Inače, rashladno sredstvo je „krv“ sistema za klimatizaciju automobila. Curenje rashladnog sredstva je čest uzrok problema s klima uređajem u automobilu.

Dijelovi sistema za klimatizaciju automobila

Automobilski klima uređaji imaju nekoliko ključnih komponenti. Kompresor je pumpa koju napaja remen povezan s radilicom motora (kada osovina propušta rashladno sredstvo u kompresor, remen pokreće pumpu, stavljajući rashladno sredstvo pod povećani pritisak). Kondenzator sistema djeluje kao hladnjak u kojem se gas pod pritiskom hladi u ekspanzionim cijevima i pretvara u tekućinu. Ohlađeno rashladno sredstvo se zatim priprema za isparivač i šalje kroz mali rezervoar koji se zove prijemnik ili sušač. Taj rezervoar sadrži sredstva za sušenje, higroskopnu supstancu koja vodu drži dalje od zraka (slično paketićima silicijske soli koji se stavljaju u kutije za cipele i elektroniku).

Nakon što prođe kroz sušač, ohlađena tečnost se propušta kroz ekspanzioni ventil i cijevi gdje se širi. To je prva faza procesa niskog pritiska gdje se rashladnoj tekućini omogućava da se „opusti“ prije nego što se pošalje dalje kroz isparivač. Ekspanzioni ventil je jedan od najčešće servisiranih dijelova klima uređaja u vozilu (ventili su pokretni dijelovi koji se lako mogu istrošiti tokom vremena).

Recimo nešto više o svakoj od tim komponenti.

Kompresor

Kompresor klima uređaja je srce sistema: to je pumpa koja cirkulira rashladno sredstvo kroz sve ostale komponente. Kompresor ima nekoliko pokretnih dijelova koji se vremenom mogu istrošiti, a postavljen je na prednji dio motora.

Uloge: Njegova osnovna uloga je da preuzme plin pod niskim pritiskom i sabije ga (komprimira) u plin visoke temperature i pritiska. Kompresor također „osjeća“ promjene temperature: kompresori prate i kontroliraju izlaznu temperaturu pomoću kvačila s električnim pogonom. To kvačilo se uključuje i isključuje kad god promijenimo temperaturu ili izaberemo drugu postavku protoka zraka.

Znaci istrošenog kompresora: Curenje ulja ili freona, buka i nepravilan rad ili prestanak rada su indikacije da je potrebno zamijeniti kompresor. Curenje često nije vidljivo golim okom, ali se može dijagnosticirati pomoću specijalnih boja i uređaja za otkrivanje rashladnog sredstva.

Kondenzator

Kondenzator se često naziva i „mali hladnjak“. On kondenzira rashladno sredstvo iz plina u tekućinu, oslobađajući svu toplotu koja je preuzeta iz automobila (zrak prolazi kroz kondenzator, hladeći topli rashladni plin do hladne tekućine). Obično se nalazi na prednjem dijelu vozila, ispred hladnjaka, pa se lako ošteti u frontalnim sudarima. Kondenzatori se također mogu začepiti ili mogu procuriti, kada ih je neophodno zamijeniti.

Uloge: smanjuje temperaturu rashladnog sredstva dok održava visok pritisak, osigurava kondenzaciju i hlađenje rashladnog sredstva (koristi cirkulirajući zrak poput hladnjaka).

Znaci istrošenog kondenzatora: curenje, začepljenje, korodirana ili oštećena peraja ili cijevi, loše performanse klima uređaja.

Sušač

Sušač uklanja vodu iz rashladnog sredstva pomoću sredstva za sušenje. Ima i ulogu sistemskog filtera – zaštitne mreže koja „hvata“ sve štetne ostatke, vlagu i tekućine koje ne dospiju do kompresora i drugih vitalnih dijelova klima uređaja.

Uloge: Odvaja plin od tekućine (tekućina ne smije dospjeti u kompresor jer ga može trajno oštetiti). Uklanja vlagu tako što koristi sredstvo za sušenje (desikant). Filtrira zagađivače koji mogu dovesti do ubrzanog habanja dijelova i štetne korozije.

Treba znati: Ako u kompresoru ima vlage, ona se može pomiješati s rashladnim sredstvom i stvoriti veoma štetne korozivne kiseline!

Simptomi istrošenog sušača: Loše performanse klima uređaja. Vlaga na staklu i/ili nemogućnost odmrzivača da ukloni vlagu sa stakla i prozora

Toplotni ekspanzioni ventil

Toplotni ekspanzioni ventil (cijev s fiksnim otvorom) pretvara vruću rashladnu tekućinu u hladnu paru. Nalazi se između kondenzatora i isparivača. Njegov posao je da stalno prati pritisak i temperaturu sistema za klimatizaciju kako bi se utvrdila tačna količina rashladnog sredstva koja može sigurno ući u isparivač. Ventil također može imati finu mrežicu za blokiranje onečišćenja iz ostatka sistema.

Važno je blagovremeno zamijeniti neispravan ventil za termičku ekspanziju jer može izazvati velika oštećenja drugih dijelova sistema, što dovodi do skupih računa za popravku.

Uloge: Smanjuje pritisak rashladnog sredstva, dovodeći do brzog opadanja temperature rashladnog sredstva (rashladno sredstvo je i dalje u tekućem obliku).

Znaci istrošenog termičkog ekspanzionog ventila: Loše performanse sistema za klimatizaciju. (Kada se pokvari, ventil više ne regulira temperaturu klima uređaja pravilno i tada se primjećuje zagrijavanje unutrašnjosti vozila).

Isparivač

Isparivač se nalazi ispod komandne table i zadužen je za hlađenje zraka prije nego što se isti ubaci u unutrašnjost automobila. Preciznije rečeno, isparivač je odgovoran i za hlađenje zraka i za uklanjanje vlage. To je posljednja i najvažnija stanica prije nego što nam hladan zrak zapljusne užareno lice.

Uloge: Hladi zrak rashladnim sredstvom. Rashladno sredstvo koje prolazi kroz isparivač apsorbira toplotu iz putničkog prostora i snižava temperaturu isparivača. Zrak koji cirkulira preko hladne površine isparivača zatim izlazi kroz ventilacijske otvore u prostor kabine.

Simptomi istrošenog isparivača: Loše performanse sistema za klimatizaciju.

Kvačilo kompresora

Za svrsishodan rad kompresora, odnosno kontrolu njegovih radnih ciklusa, potrebno je posebno elektromagnetno kvačilo za kompresor klime, ili „kvačilo kompresora“. Kvačilo kompresora „govori“ kompresoru kada da se uključi ili isključi kako bi freon (rashladno sredstvo) bio pod odgovarajućim pritiskom za upotrebu u kondenzatoru, odakle se isporučuje u isparivač gdje počinje hlađenje.

Uloge: Prekidač ciklusa kvačila detektira i kontrolira temperaturu u jezgru isparivača kako bi spriječio njegovo smrzavanje.

Simptomi neispravnog prekidača ciklusa kvačila: isparivač se smrzava / ne hladi se dovoljno.

Ilustracija: shematski prikaz sistema za klimatizaciju automobila

Uobičajeni kvarovi sistema za klimatizaciju

Pošto automobilski sistemi za klimatizaciju rade pod visokim pritiskom, oni moraju ostati potpuno zatvoreni i izolirani od okolnog okruženja. Sve što dopušta rashladnom sredstvu da izađe iz sistema ili onečišćenjima da uđu u sistem može izazvati kvar.

Ako ima curenja na bilo kojoj komponenti, jednostavno punjenje sistema novim rashladnim fluidom bit će u najboljem slučaju tek privremeno rješenje. Identificirajte curenje, zamijenite neispravnu komponentu, a zatim ispraznite i napunite sistem. Curenje u sistemu neće samo zaustaviti hlađenje, već može i oštetiti kompresor – kompresor se može pregrijati i oštetiti ako radi s premalo rashladnog sredstva u sistemu. Kompresori se generalno ne mogu servisirati i skupo ih je zamijeniti.

Da bi kondenzator radio pravilno, potreban mu stalan protok zraka kroz pera. Onečišćenja i prljavština s puta mogu smanjiti protok zraka, uzrokujući kvar sistema. Kondenzator je postavljen direktno iza rešetke vozila, gdje je izložen većem riziku od začepljenja.

Uobičajeni znak potencijalnog problema s funkcioniranjem klima uređaja su njegove smanjene performanse, odnosno lošije hlađenje. Dešava se i da kvar ventilatora kabine pokvari ugođaj jer je na taj način onemogućen ulazak hladnog zraka u unutrašnjost vozila. Zaptivke i o-prstenovi unutar klima uređaja vremenom se mogu olabaviti i istrošiti. Svakako je bolje – i jeftinije – podvrgavati sistem za klimatizaciju preventivnom održavanju nego skupim popravkama ili zamjenama dijelova.

* * *

S dolaskom ljeta podsjetit ćemo vas kako da pravilno koristite klima uređaj tokom vožnje ovisno o vrsti sistema (automatski, digitalni, dvozonski itd.), koje su potencijalno loše strane njegovog (neadekvatnog) korištenja te kako da što efikasnije obavite servisiranje.