Типы системы охлаждения: Система охлаждения двигателя – назначение, виды систем, устройство, принцип работы
Предпусковой подогреватель
Предпусковым подогревателем называется устройство, предназначенное для облегчения запуска двигателя в холодных условиях. Как правило, термином «предпусковой подогреватель» называют подогреватели охлаждающей жидкости в системе охлаждения. Вместе с тем, предпусковой подогрев двигателя обеспечивают и другие устройства: свечи накаливания, подогреватели дизельного топлива, подогреватели масла.
Предпусковой подогреватель устанавливается на автомобили в качестве опции или отдельно. В зависимости от способа создания тепловой энергии различают три вида предпусковых подогревателей: топливный, электрический и тепловой аккумулятор.
Топливный подогреватель
Наибольшее применение на отечественных легковых и грузовых автомобилях нашли топливные подогреватели, использующие для подогрева охлаждающей жидкости энергию сгорания топлива (бензин, дизельное топливо, газ). Основное преимущество топливных подогревателей автономность, т.к. они используют источник энергии, находящийся на автомобиле.
Поэтому другое название таких подогревателей – автономные подогреватели.
Топливный подогреватель встраивается в штатные систему охлаждения, топливную систему и выпускную систему. Топливный обогреватель, как правило, выполняет две функции:
- подогрев охлаждающей жидкости,
- подогрев воздуха и обогрев салона.
Имеются автономные подогреватели, осуществляющие только обогрев салона, т.н. воздушные отопители.
Конструктивно топливный обогреватель объединяет нагревательный (теплообразующий) модуль и систему управления.
Нагревательный модуль
Охлаждающая жидкость циркулирует по малому кругу системы охлаждения естественным путем (снизу вверх) или принудительно (водяной насос). После того, как охлаждающая жидкость достигнет заданной температуры, реле включает вентилятор системы отопления и кондиционирования и происходит обогрев салона автомобиля. При достижении максимальной температуры подогреватель выключается.
В разных конструкциях топливных подогревателей управление его работой может осуществляться непосредственно с помощью кнопки включения, таймера включения, пульта дистанционного управления, GSM-модуля, обеспечивающего запуск подогревателя по мобильному телефону.
Ведущими производителями топливных подогревателей являются Webasto (модель TermoTop), Eberspacher (модель Hydronic), Теплостар (модель Бинар).
Электрический подогреватель
Электрические подогреватели используют для подогрева охлаждающей жидкости электрическую энергию внешней сети переменного тока.
Наибольшее применение электрические подогреватели нашли в северных европейских странах, вместе с тем, и в нашей стране они применяются достаточно часто.
Основными преимуществами электрических подогревателей являются отсутствие вредных выбросов при работе, бесшумность, низкая цена, быстрота нагрева жидкости, ведь по сути это электрический кипятильник.
Электрический подогреватель устанавливается непосредственно в рубашке охлаждения блока цилиндров или в одном из патрубков системы охлаждения.
Типовыми функциями электрического подогревателя являются:
- подогрев охлаждающей жидкости;
- подогрев воздуха и обогрев салона;
- зарядка аккумуляторной батареи.
Электрический подогреватель включает электрический нагревательный элемент мощностью до 3 квт, электронный блок управления и модуль подзарядки аккумуляторной батареи.
Принцип работы электрического подогревателя аналогичен топливному подогревателю. Основное отличие в способе подогрева охлаждающей жидкости.
Электрический подогреватель также обеспечивает подзарядку аккумуляторной батареи, что является актуальным при эксплуатации автомобиля в условиях низких температур воздуха.
Ведущими производителями электрических подогревателей являются фирмы Defa (модель WarmUp), Лидер (модель Северс).
Тепловой аккумулятор
Тепловой аккумулятор являются самым редким видом предпускового подогревателя, несмотря на то, что имеет высокую эффективность. Наряду с названием тепловой аккумулятор, уместно другое наименование – система аккумулирования тепловой энергии охлаждающей жидкости.
Система аккумулирования тепловой энергии выполняет следующие функции:
- накопление тепловой энергии;
- хранение тепловой энергии;
- использование энергии для подогрева охлаждающей жидкости;
- использование энергии для подогрева воздуха и отопления салона.
Конструкция данной системы включает: тепловой аккумулятор, насос охлаждающей жидкости, гидрораспределитель и блок управления.
Тепловой аккумулятор как элемент системы аккумулирования тепловой энергии служит для хранения нагретой охлаждающей жидкости. Он представляет собой металлический цилиндр с вакуумной изоляцией. Насос обеспечивает зарядку теплового аккумулятора нагретой охлаждающей жидкостью и его разрядку при запуске двигателя. Зарядка аккумулятора осуществляется автоматически по сигналу блока управления и периодически повторяется во время движения.
Разряд аккумулятора производится с нажатием соответствующей кнопки, при этом включается насос и горячая жидкость нагнетается в контур малого круга системы охлаждения. Гидрораспределитель регулирует потоки охлаждающей жидкости между двигателем и отопителем салона.
Термостат
Термостат используется в системе охлаждения двигателя для управления потоком охлаждающей жидкости между двигателем и радиатором. В результате его работы обеспечивается быстрый прогрев двигателя при запуске и поддержание оптимального температурного режима на всех режимах работы.
Термостат в системе охлаждения двигателя применяется с 1922 года.
Местоположение термостата определяется типом и моделью двигателя, а также конструкцией системы охлаждения. Термостат, в большинстве своем, расположен на выходе из головки блока цилиндров или на входе насоса охлаждающей жидкости. На современных двигателях устанавливается термостат с твердым наполнителем. Под термином «твердый наполнитель» понимается физическое состояние термоэлемента термостата.
Конструктивно термостат представляет собой термочувствительный клапан, размещенный в латунной рамке. Клапан включает тарелку, насаженную на корпус. Корпус исполняет роль цилиндра, в который вставлен шток. Шток одним концом упирается в верхнюю рамку термостата, другим – в резиновую полость в корпусе. Между корпусом и резиновой полостью размещен термочувствительный элемент, состоящий из смеси гранулированного воска и меди.
При запуске двигателя термостат закрыт. Охлаждающая жидкость, выходя из блока цилиндров и снова туда возвращается, чем обеспечивается быстрый прогрев двигателя.
Нагрев охлаждающей жидкости до температуры 80-90°С приводит к началу открытия термостата. При данной температуре термоэлемент расплавляется и увеличивается в объеме. Увеличение объема термоэлемента сопровождается перемещением корпуса термостата по штоку (шток перемещаться не может, т.к. закреплен на верхней рамке). Тарелка клапана, преодолевая усилие возвратной пружины, начинает открываться. Часть охлаждающей жидкости начинает циркулировать через радиатор и там охлаждаться.
При дальнейшем увеличении температуры охлаждающей жидкости термостат все больше открывается, и, соответственно, все больше жидкости проходит через радиатор. Термостат полностью открыт при температуре порядка 95-105°С. При различных режимах работы двигателя происходит постоянное изменение величины открытия термостата, чем достигается поддержание оптимальной температуры.
На двигателях устанавливаются различные виды термостатов: одноклапанный, двухступенчатый, двухклапанный, а также термостат с электронным управлением.
Одноклапанный термостат имеет самое простое устройство. Все, что было сказано выше про термостат, относится именно к одноклапанному термостату. Данный вид конструкции термостата наиболее популярен у зарубежных автопроизводителей.
Разновидностью одноклапанного термостата является двухступенчатый термостат. В некоторых системах охлаждения создается высокое давление охлаждающей жидкости, которое клапану термостата достаточно сложно преодолеть. Для таких случаев разработана конструкция термостата, у которой клапан состоит из двух тарелок – малой и большой. Сначала открывается малая тарелка, т.к. для преодоления давления ей требуется меньше усилий. При открытии малая тарелка тянет за собой большую тарелку, которая в свою очередь полностью открывает проход для охлаждающей жидкости.
Двухклапанный термостат имеет два клапана (две тарелки), расположенные на одном корпусе. Первый (основной) клапан запирает большой круг охлаждающей жидкости.
Второй (перепускной) клапан управляет малым кругом. Клапаны работают совместно – когда один запирает, другой открывает соответствующий контур. Данная конструкция термостата популярна на отечественных легковых и грузовых автомобилях.
Самым совершенным является термостат с электронным управлением, который обеспечивает разные температурные режимы для разных режимов работы двигателя. Конструктивно это обычный одноклапанный термостат, в термоэлемент которого добавлено нагревательное сопротивление. Управление нагревом сопротивления осуществляется блоком управления двигателем. Данная конструкция термостата позволяет реализовать температурный режим 95-110°С при частичной нагрузке двигателя и 85-95°С при полной нагрузке. Эффект от применения электронного термостата заключается в снижении расхода топлива, а также некоторого увеличения мощности за счет более интенсивного охлаждения всасываемого воздуха.
На некоторых двигателях устанавливается два термостата, например в двухконтурной системе охлаждения.
Один термостат отвечает за контур головки блока цилиндров и поддерживает в нем температуру 87°С. Другой термостат установлен в контуре блока цилиндров. Рабочая температура там выше – 105°С. Данная схема системы охлаждения используется на прогрессивных двигателях TSI и позволяет добиться определенного увеличения мощности за счет дополнительного охлаждения воздуха.
Какой тип охлаждения в вашем доме?
Выбор подходящей системы охлаждения для дома
Все мы знаем, как включить кондиционер, но знаете ли вы, какой у вас тип кондиционера? Важно знать свою систему охлаждения, особенно когда Монро медленно нагревается. Определив, какая система охлаждения находится в вашем доме, вы сможете лучше оценить связанные с ней вопросы или проблемы. Понимание компонента охлаждения также помогает при обслуживании вашей системы HVAC.
Если вам когда-нибудь приходилось спрашивать себя: «Какой тип охлаждения используется в моем доме?» Вы пришли в нужное место! Компания Iceberg Heating & Cooling хотела бы рассказать о типах систем охлаждения, доступных для домовладельцев Монро.
Следуйте нашему руководству ниже!
Различные типы систем охлаждения
Центральная система кондиционирования воздухаЦентральные кондиционеры предназначены для охлаждения всего дома. Эти системы состоят из компрессорного блока, расположенного снаружи, который направляет воздух во внутренний змеевик, который затем создает кондиционированный воздух, который распределяется по воздуховодам. Эти воздуховоды затем соединяются с вентиляционными отверстиями, причем в каждой комнате есть один, который подает холодный воздух, а другой возвращает существующий воздух для рециркуляции.
Это самый распространенный тип охлаждения в домах.
Тепловой насос Тепловые насосы очень похожи на центральные системы кондиционирования воздуха, за исключением того, что они выполняют двойную функцию. Тепловые насосы также работают с наружными компрессорами и внутренними змеевиками, но этот процесс можно изменить, чтобы обеспечить тепло вместо охлаждения.
Тепловые насосы помогают сделать вашу систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха более эффективной за счет оптимизации как нагрева, так и охлаждения в одной системе. Но это сочетается с более легкой производительностью.
Примечание: Чтобы определить, является ли ваша система охлаждения центральным кондиционером или тепловым насосом, включите отопление. Если наружный блок начинает работать и издавать шум, это означает, что у вас есть тепловой насос. Другой способ узнать это — найти номер модели наружного блока и поискать его в Интернете.
Бесканальная мини-сплит-система Бесканальные мини-сплит-системы, как следует из названия, работают без распределения воздуха по воздуховодам. Вместо этого в мини-сплит-системах охлаждения используется один наружный компрессор, а в каждой комнате или зоне дома есть прикрепленный внутренний блок. Поскольку в каждой зоне есть выделенный внутренний блок, у вас есть преимущество в большей гибкости при охлаждении, поскольку вы можете охлаждать только определенные комнаты, а не весь дом.
Этот тип системы охлаждения не так распространен, возможно, из-за того, что его первоначальная стоимость выше, чем у традиционных систем. Мини-сплит более популярен в других странах.
Испарительный охладитель/Болотный охладительХотя они более практичны для более сухого климата, в некоторых домах Монро можно найти испарительные охладители. В испарительных охладителях нет хладагентов. Вместо этого испарительные охладители втягивают свежий воздух снаружи и охлаждают его за счет испарения. Затем прохладный воздух распространяется по дому вместе с влажностью. Испарительные охладители могут быть присоединены к воздуховодам, как в центральной системе кондиционирования воздуха, или иметь переносной вариант.
Система кондиционирования воздуха в помещении/окне Этот тип кондиционера является наиболее доступным, а также самым портативным. Комнатные и оконные кондиционеры используются для охлаждения отдельных комнат, а не всего дома.
Они состоят из одного блока, который устанавливается непосредственно в охлаждаемом помещении. Комнатные и оконные кондиционеры обычно потребляют меньше энергии по сравнению с центральным кондиционером или тепловыми насосами. Но они обеспечивают меньшее охлаждение и имеют более высокие шансы на поломку.
Примечание: В зависимости от размера комнаты или окна переменного тока может потребоваться собственная цепь. В то время как большинство меньших вариантов должны работать с любой розеткой на 15 или 20 ампер, для других может потребоваться более крупная выделенная цепь на 230 вольт.
Одним из первых шагов обслуживания вашей системы HVAC является знание типа вашего охлаждения. А если вашей системе охлаждения требуются профессиональные услуги HVAC, свяжитесь с Iceberg Heating & Cooling уже сегодня!
Позвоните нам по телефону 734-375-1119, чтобы получить полный спектр услуг по охлаждению от ведущих специалистов Monroe.
Типы систем охлаждения | Smarter House
Кондиционирование или охлаждение сложнее, чем отопление.
Вместо того, чтобы использовать энергию для создания тепла, кондиционеры используют энергию для отвода тепла. Наиболее распространенная система кондиционирования воздуха использует цикл компрессора (аналогичный тому, который используется в вашем холодильнике) для передачи тепла из вашего дома на улицу.
Представьте свой дом в виде холодильника. Снаружи находится компрессор, заполненный специальной жидкостью, называемой хладагентом. Эта жидкость может меняться между жидкостью и газом. При изменении он поглощает или выделяет тепло, поэтому он используется для «переноса» тепла из одного места в другое, например, из внутренней части холодильника наружу. Просто, верно?
Нет. И процесс становится немного сложнее со всеми задействованными элементами управления и клапанами. Но эффект от него замечательный. Кондиционер забирает тепло из более прохладного места и отдает его в более теплое, что, по-видимому, работает против законов физики. Движущей силой процесса, конечно же, является электричество — на самом деле его довольно много.
Центральные кондиционеры и тепловые насосы
Центральные кондиционеры и тепловые насосы предназначены для охлаждения всего дома. В каждой системе процесс приводится в действие большим компрессорным агрегатом, расположенным снаружи; внутренний змеевик, заполненный хладагентом, охлаждает воздух, который затем распределяется по всему дому через воздуховоды. Тепловые насосы похожи на центральные кондиционеры, за исключением того, что цикл можно реверсировать и использовать для отопления в зимние месяцы. (Тепловые насосы более подробно описаны в разделе «Отопление».) В случае центрального кондиционера та же система воздуховодов используется с печью для принудительного воздушного отопления. Фактически, центральный кондиционер обычно использует вентилятор печи для распределения воздуха по воздуховодам.
Центральные кондиционеры и воздушные тепловые насосы, работающие в режиме охлаждения, с 1992 года классифицируются в соответствии с коэффициентом сезонной энергоэффективности (SEER).
SEER – это сезонная мощность охлаждения в БТЕ, деленная на сезонное потребление энергии в ватт-часах. для «среднего» климата США. До 1992 года использовались разные показатели, но производительность многих старых центральных кондиционеров была эквивалентна рейтингу SEER только 6 или 7. Средний центральный кондиционер, проданный в 1988 году, имел эквивалент SEER около 9.; к 2002 году он вырос до 11,1. Национальный стандарт эффективности для центральных кондиционеров и тепловых насосов с воздушным источником теперь требует минимального SEER 13 (с 2006 года), а для получения права на ENERGY STAR требуется SEER 14,5 или выше. Центральные кондиционеры также имеют рейтинг энергоэффективности (EER), который указывает на производительность при более высоких температурах. Модели, отвечающие требованиям ENERGY STAR, должны соответствовать требованиям EER 12.
Кондиционеры и тепловые насосы используют цикл хладагента для передачи тепла между внутренним блоком и внешним блоком. Тепловые насосы отличаются от кондиционеров только специальным клапаном, который позволяет реверсировать цикл, подавая внутрь либо теплый, либо холодный воздух.
Новые стандарты эффективности для центральных кондиционеров вступят в силу в 2015 году. Как и в случае с печами, новые стандарты будут различаться в зависимости от региона, с большей строгостью на юге и юго-западе, чем на севере. Новые центральные кондиционеры, продаваемые для установки на юге и юго-западе, должны соответствовать минимуму 14 SEER; для агрегатов, установленных на севере, минимум 13 SEER остается неизменным. Воздушные тепловые насосы должны соответствовать минимуму 14 SEER независимо от того, где они установлены. Кроме того, центральные кондиционеры, установленные на жарком и сухом юго-западе, должны соответствовать как минимум 12,2 EER (или 11,7 EER для более крупных моделей).
В отличие от этого, охлаждающая способность геотермальных тепловых насосов измеряется по установившемуся EER, а не по сезонному показателю. Минимальные требования программы ENERGY STAR для геотермальных тепловых насосов: 21,1 EER для систем с открытым контуром, 17,1 EER для систем с замкнутым контуром и 16 EER для агрегатов с непосредственным испарением (DX).
Комнатные кондиционеры
Комнатные кондиционеры доступны для установки в окна или сквозь стены, но в каждом случае они работают одинаково, с компрессором, расположенным снаружи. Комнатные кондиционеры рассчитаны на охлаждение только одной комнаты, поэтому для всего дома может потребоваться несколько кондиционеров. Стоимость отдельных блоков меньше, чем стоимость централизованных систем.
Комнатные кондиционеры оцениваются только по EER, который представляет собой отношение холодопроизводительности к потребляемой мощности. Чем выше EER, тем эффективнее кондиционер. Пересмотренные федеральные стандарты минимальной эффективности бытовых кондиционеров, принятые в 2011 году, вступят в силу в июне 2014 года; пересмотренные требования ENERGY STAR вступят в силу в октябре 2013 г. В таблице 5.2 перечислены требования к блокам с жалюзийными стенками — наиболее распространенному типу.
| Федеральный стандарт мин EER | ENERGY STAR мин. | ||
| Производительность (БТЕ/ч) | по состоянию на октябрь 2014 г. | по состоянию на октябрь 2014 г. | По состоянию на июль 2017 г. |
| менее 6000 | 11,0 | 11,2 | 12,1 |
| 6000 ро 7999 | 11,0 | 11,2 | 12,1 |
| от 8 000 до 13 999 | 10,9 | 11,3 | 12,0 |
| от 14 000 до 19 999 | 10,7 | 11,2 | 11,8 |
| от 20 000 до 24 999 | 9,4 | 9,8 | 10,3 |
| 25 000 или выше | 9,0 | 9,8 | 9,9 |
Испарительные охладители
Испарительные охладители, иногда называемые болотными охладителями, менее распространены, чем парокомпрессионные (хладагентные) кондиционеры, но они представляют собой практичную альтернативу в очень засушливых регионах, например на юго-западе.
Они работают, протягивая свежий наружный воздух через влажные прокладки, где воздух охлаждается за счет испарения. Затем холодный воздух циркулирует по дому. Этот процесс очень похож на ощущение холода, когда вы выходите из бассейна на ветру. Испарительный охладитель может снизить температуру наружного воздуха на целых 30 градусов.
Летом они могут сэкономить до 75 % на охлаждении, поскольку единственным механическим компонентом, использующим электричество, является вентилятор. Кроме того, поскольку технология проще, ее покупка может стоить намного дешевле, чем центральный кондиционер — часто примерно вдвое.
Прямой испарительный охладитель увеличивает влажность дома, что можно считать преимуществом в очень сухом климате. Непрямой испарительный охладитель немного отличается тем, что испарение воды происходит на одной стороне теплообменника. Домашний воздух проходит через другую сторону теплообменника, где он охлаждается, но не впитывает влагу. Оба типа начинают терять свою эффективность при повышении влажности, потому что влажный воздух менее способен переносить дополнительную влагу.
Чтобы испарительные охладители выполняли свою работу, они должны быть подходящего размера. Холодопроизводительность испарительного охладителя измеряется не количеством тепла, которое он может удалить (БТЕ), а давлением вентилятора, необходимым для циркуляции холодного воздуха по всему дому, в кубических футах в минуту (куб. фут/мин). Хорошим правилом является вычисление кубических квадратных метров вашего дома и деление на 2. Например, для дома площадью 1500 квадратных футов с потолками высотой 8 футов потребуется охладитель на 6000 кубических футов в минуту.
Бесканальные мини-сплит-кондиционеры 9№ 0013
Мини-сплит-системы, очень популярные в других странах, могут быть привлекательным вариантом модернизации для дополнительных помещений и домов без воздуховодов, например, в домах, использующих водяное отопление (см. раздел «Отопление»). Как и в обычных центральных кондиционерах, в мини-сплит-системах используется внешний компрессор/конденсатор и внутренние блоки обработки воздуха.
Отличие состоит в том, что для каждого помещения или зоны, которую нужно охладить, имеется свой собственный увлажнитель воздуха. Каждый внутренний блок соединен с наружным блоком через кабелепровод, по которому проходят линии питания и хладагента. Внутренние блоки обычно монтируются на стене или потолке.
Основным преимуществом мини-сплит без воздуховодов является его гибкость при охлаждении отдельных комнат или зон. Предоставляя отдельные блоки для каждого помещения, легче удовлетворить различные потребности в комфорте разных комнат.
Избегая использования воздуховодов, мини-сплиты без воздуховодов также позволяют избежать потерь энергии, связанных с центральными системами принудительной вентиляции.
Основным недостатком мини-сплитов является стоимость. Они стоят намного дороже, чем типичный центральный кондиционер того же размера, где воздуховоды уже установлены. Но, учитывая стоимость и потери энергии, связанные с установкой нового воздуховода для центрального кондиционера, покупка мини-сплита без воздуховода может быть не такой уж плохой сделкой, особенно с учетом долгосрочной экономии энергии.
Поговорите со своим подрядчиком о том, какой вариант будет наиболее рентабельным для вас.
Современное охлаждение
Night Breeze — это новая технология домашнего климат-контроля, предназначенная для экономии энергии в жарком и сухом климате. По сути, это вентилятор для всего дома, кондиционер и косвенный водонагреватель, объединенные одной системой управления. Летом система всасывает как можно больше прохладного наружного воздуха для удовлетворения потребностей в охлаждении — кондиционер включается только в случае крайней необходимости. Зимой теплообменник вода-воздух, отходящий от водонагревателя, подает теплый воздух в систему.
Контактное лицо: Davis Energy Group
Охладитель Coolerado Cooler также подходит для сухого климата и представляет собой технологию испарительного охлаждения, которая является на 100 % непрямой. Он может предложить от четырех до шести тонн охлаждения при энергопотреблении 1200 Вт. Его коэффициент энергоэффективности (EER) составляет 40 или выше, что делает его в два-три раза более эффективным, чем у лучших обычных кондиционеров.