Регистрация Войти
Вопрос

Зависит ли потребление электроэнергии от скорости вращения вентилятора?

Например, в моей Honda CRV 2004 года выпуска есть кондиционер, который управляется с помощью трёх регуляторов: кнопки включения/выключения, регулятора скорости вращения вентилятора и регулятора температуры. Регулятор скорости вращения вентилятора влияет на скорость вращения вентилятора, регулятор температуры — на заслонку в радиаторе отопителя (не уверен на 100 %, что в моей CRV всё устроено именно так, но в других моих машинах было так), а кнопка включения/выключения включает/выключает кондиционер при условии, что скорость вращения вентилятора выше 0.



Действительно ли компрессор кондиционера или расширительный клапан меняют своё положение в зависимости от любого из этих факторов? Я предполагаю, что при включении/выключении и изменении скорости вращения вентилятора в компрессоре срабатывает муфта, которая может только включаться/выключаться. Так есть ли какой-то существенный недостаток в том, чтобы включать вентилятор на максимум?



Или, может быть, я ошибаюсь и в компрессоре есть шестерни или что-то в этом роде, или, может быть, расширительный клапан управляется электроникой.



Спасибо!
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/32859/does-ac-usage-change-based-on-blower-speed
1
+ Читать

6 Комментариев

  1. Нагрузка переменного тока абсолютно зависит от скорости вращения вентилятора.



    На большинстве современных автомобилей (например, на вашем CRV без выпускной трубки) количество жидкого хладагента, дозируемого в испаритель, регулируется клапаном теплового расширения, или "TXV". TXV определяет это по температуре сердцевины испарителя.



    Вот отличное описание работы (стационарного) TXV



    Здесь критически важна работа регулятора давления TXV:



    Уравнение баланса давления TXV



    P1 + P4 = P2 + P3

    P1 = давление в баллоне (усилие открытия)

    P2 = давление в испарителе (усилие закрытия)

    P3 = давление пружины наддува (усилие закрытия)

    P4 = давление жидкости (усилие открытия)



    введите описание изображения здесь



    Обратите внимание, что «термобаллон» (P1) представляет собой герметичную систему с хладагентом внутри, но не связанную с хладагентом в остальной части системы. Термобаллон физически погружен в сердечник испарителя и считывает температуру сердечника по теплопроводности. Давление внутри термобаллона повышается по мере увеличения температуры сердечника. Это давление в сочетании с давлением в нагнетательной линии открывает ТРВ и позволяет большему количеству хладагента поступать в сердечник испарителя.



    Теперь температура сердцевины испарителя повышается пропорционально температуре и расходу «горячего» воздуха, проходящего через него. Это не совсем линейная зависимость, поскольку эффективность любого теплообменника обычно стабильна только в узком диапазоне вторичного потока. Быстро движущийся воздух просто не успевает «контактировать» с поверхностью для теплообмена. Тем не менее общий объём работы, выполняемой системой, в конечном счёте определяется температурой и расходом в двух теплообменниках: испарителе и конденсаторе.



    Ещё одна полезная функция TXV — предотвращение замерзания испарителя, которое может привести к необратимым последствиям, если его не контролировать. Кристаллы льда блокируют поток воздуха, в испаритель поступает меньше тепла, образуется больше льда, поток воздуха становится меньше...
    По мере приближения температуры испарения к точке замерзания давление в колбе TXV резко падает, и TXV полностью перекрывает подачу жидкого хладагента в испаритель, чтобы предотвратить это.



    Хотя я согласен с тем, что большинство компрессоров (например, ваш CRV 04) по сути являются устройствами, работающими по принципу «включено/выключено», это не даёт полного представления об экономии энергии, работы и тепла. Кроме того, я НЕ утверждаю, что TXV используется для контроля температуры в салоне. Другие пользователи правильно отметили, что это почти всегда достигается за счёт «смесительной заслонки», которая смешивает тепло с потоком после испарителя.



    На самом деле некоторые компрессоры [очень дорогие немецкие] оснащены регулируемой наклонной шайбой, которая может изменять ход (рабочий объём) компрессора на лету. Обычно это контролируется ЭБУ на основе множества входных данных, таких как частота вращения двигателя, нагрузка на кондиционер, скорость движения (воздушный поток в конденсаторе), выбросы, холостой ход, нагрузка на двигатель (WOT?) и целевые показатели топливной эффективности. В этом случае компрессор изменяет степень «сжатия» в зависимости от нагрузки, контролируемой ЭБУ. Эти системы, несмотря на свою невероятную эффективность, вероятно, стоят дороже, чем можно было бы получить за счёт повышения эффективности.



    В любом случае:

    — Мощный поток горячего воздуха из испарителя повышает его температуру

    — Температура испарителя увеличивает объём волшебного сока в колбе TXV

    - Давление в баллоне TXV открывает поток жидкого хладагента в испаритель

    — Расширение хладагента в испарителе отводит тепло из воздушного потока

    - (Повторяет)


  1. Насколько я понимаю, пользователи не могут контролировать фактическое давление (и, следовательно, температуру), создаваемое системой кондиционирования, а также не могут изменять состояние расширительного клапана.



    Насколько я понимаю, автоматические системы кондиционирования (с которыми у меня мало опыта работы) устроены так же, как системы отопления, вентиляции и кондиционирования в коммерческих зданиях (с которыми у меня есть небольшой опыт работы). Главное сходство заключается в том, что это булевы системы. Включено или выключено, ничего больше. Я знаю, что компрессор может менять своё положение в зависимости от частоты вращения двигателя, но он будет включаться/выключаться, если создаваемое давление выходит за пределы допустимого диапазона.



    Судя по тому, что я читал, на работу обычных расширительных клапанов влияет только соотношение внутренней температуры/давления и внешней температуры/давления.



    Тем не менее единственным недостатком работы вентилятора на максимальной мощности является то, что вам может стать холодно. Технически при включённом кондиционере часть мощности двигателя уходит на компрессор, но это постоянная потеря, которая практически незаметна.



    Обновить



    Я забыл упомянуть о регуляторе температуры или климат-контроле. Если речь идёт о бытовых и коммерческих системах, то они просто устанавливают целевую температуру для поддержания. Таким образом, компрессор и заслонка нагревательного змеевика будут активироваться или деактивироваться по мере необходимости для поддержания этой температуры. Насколько мне известно, за этим обычно следит датчик, расположенный в помещении. Если у кого-то есть более подробные знания в этом аспекте, мы будем рады получить от вас информацию.



    Дело в том, что касается




    Умирает изменение режима использования переменного тока...




    Да. Но с возможностью включения и выключения. Не с точки зрения силы или степени охлаждения. Эта часть постоянна.
  1. @tau TXV не имеет прямого управления компрессором. Компрессор будет «компрессировать» до тех пор, пока включена муфта. Если TXV полностью закрыт, давление на стороне высокого давления будет расти до тех пор, пока не разомкнётся верхний концевой выключатель и не отключит муфту. На самом деле система довольно примитивна, но тем не менее она работает уже 50 лет.
  1. Я даже не знал о существовании клапана TXV, пока не прочитал этот ответ. Спасибо! Так действительно ли клапан TXV может остановить компрессор в обычном автомобиле, таком как мой? Не поймите меня неправильно. Этот ответ был очень информативным, но я бы хотел узнать больше! По сути, этот клапан TXV регулирует работу двух сторон системы кондиционирования (как, по моему мнению, делает расширительный клапан), но нагрузка на двигатель будет примерно одинаковой, если только не предусмотрена возможность отключения компрессора, верно?
  1. Нет проблем! :) Лично я считаю, что коммерческие и бытовые системы проще, поскольку они статичны (то есть не слишком сильно зависят от температуры наружного воздуха, давления в трубопроводе и скорости вращения компрессора). Но если вы разбираетесь в бытовых системах отопления, вентиляции и кондиционирования, то разобраться в автомобильных системах не составит труда. ;)
  1. Спасибо, что поделились своим опытом работы с коммерческими системами вентиляции и кондиционирования, потому что я тоже интересуюсь этой темой и занимаюсь установкой систем в жилых помещениях.
Вы уже ответили на этот вопрос