Регистрация Войти
Вопрос

Почему автомобильные кондиционеры обычно менее надёжны, чем холодильники и морозильные камеры?

У меня снова сломался кондиционер в машине; воздух, поступающий через вентиляционные отверстия, такой же тёплый, как при включённом, так и при выключенном кондиционере. Однако мой холодильник с морозильной камерой работает уже больше 5 лет и продолжает исправно охлаждать продукты. Я знаю, что морозильные камеры служат более 20 лет.



Я предполагаю, что и автомобильный кондиционер, и холодильники/морозильные камеры работают по одному и тому же принципу охлаждения, но при этом автомобили, похоже, нуждаются в «дозаправке» каждые несколько лет, иначе кондиционер перестанет работать. Почему так происходит? Почему автомобильный кондиционер не может быть таким же надёжным, как холодильник или морозильная камера?
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/11381/why-is-car-a-c-typically-less-reliable-than-fridges-freezers
1
+ Читать

0 Комментариев

  1. Я определённо не согласен со всем, что здесь написано. Мой кондиционер в Toyota 4runner третьего поколения проработал 15 лет, прежде чем потребовался ремонт. Как и во многих других случаях, надёжность оставляет желать лучшего.

  1. Холодильник — не самое подходящее сравнение, он намного меньше любого кондиционера. Но это не имеет значения: домашний кондиционер больше автомобильного, но при этом обеспечивает такую же надёжность, как холодильник.



    И в кондиционере, и в холодильнике компрессоры приводятся в действие электродвигателями. Они заключены в один корпус с компрессором, из которого выходят только электрические контакты. Это означает, что они полностью герметичны и охлаждающая жидкость не может вытечь.



    С другой стороны, компрессор автомобильного кондиционера приводится в действие механически от двигателя. Это означает, что вращающийся вал должен входить в корпус компрессора. На этом валу есть уплотнение, но это подвижное соединение, поэтому оно не может быть идеальным. Это, пожалуй, единственное отличие между автомобилем и холодильником. Из-за этого автомобильный кондиционер постоянно теряет хладагент, и его приходится заправлять каждые несколько лет, в то время как холодильник работает десятилетиями без потери хладагента.



    И да, они могут сделать автомобильный кондиционер таким же надёжным, как домашний. Просто он должен быть с электрическим приводом. Таким образом, в автомобилях, которые либо полностью электрические, либо оснащены достаточно мощным генератором (примерно в 5 раз мощнее обычного!), кондиционер так же надёжен, как холодильник. Но в автомобиле, работающем на бензине, он менее экономичен, так как сначала нужно преобразовать механическую энергию в электрическую, а затем снова преобразовать её для работы компрессора, что приводит к потерям при каждом преобразовании. Это просто не окупается, дешевле просто доливать топливо каждые несколько лет.

  1. Я не совсем понимаю ваш вопрос. Кондиционер в моем «Гольфе» 1997 года выпуска только что вышел из строя, и его нужно заправить. Это будет первая заправка за все время эксплуатации автомобиля, которому через два месяца исполнится 19 лет.



    Оставим в стороне личный опыт. Представьте, что вы прикрепили холодильник к капоту своего автомобиля. Проезжайте на нём, скажем, 60 000 миль (это примерно 5 лет?), подвергайте его воздействию «лежачих полицейских», булыжных мостовых, заносов, торможений и общей вибрации автомобиля, не говоря уже о перепадах температур, с которыми он будет сталкиваться летом и зимой. Теперь проверьте, как работает этот холодильник. Готов поспорить, что ему потребуется помощь специалиста.
  1. Добро пожаловать на сайт.. К сожалению, это не совсем ответ на вопрос, и лучше было бы оставить комментарий. Как только вы наберете достаточное количество баллов, вы сможете комментировать посты других пользователей.
  1. @Agent_L: Да, я поставил +1 к вашему ответу! Дело в том, что даже Tesla приходится справляться с дорожными вибрациями. Они могут быть довольно сильными. Тросы в автомобилях, которые простояли бы 100 лет, рвутся. Попробуйте проехать по Нюрбургрингу на высокой скорости — там у людей деформировались кузова автомобилей...
  1. @Daniel Да, я имел в виду подвижное уплотнение: сколько бы усилий вы ни прикладывали, охлаждающая жидкость всё равно будет вытекать. Теперь у нас есть Tesla, так что было бы интересно узнать, изнашивается ли кондиционер в Tesla.
  1. После перемещения холодильник обычно должен постоять неподвижно в течение 24 часов, прежде чем его можно будет снова подключить к сети. Старые холодильники часто выходят из строя во время/после транспортировки. Поэтому я бы сказал, что любая система перемещения может быть такой же надёжной, как и стационарная установка, по крайней мере, если приложить немного больше усилий.

  1. Мощность охлаждения кондиционера рассчитывается исходя из объёма воздуха, который необходимо охладить. Салон автомобиля примерно такого же размера, как ванная комната в квартире. Большинство автомобилей весят около 1 тонны (12 000 БТЕ). Мощность внедорожников может составлять от 20 000 до 40 000 БТЕ (1,5–3,0 тонны). Если бы в вашем автомобиле был установлен 5-тонный кондиционер, как утверждал один человек, пассажиры получили бы обморожение или сильно замёрзли бы, пока соскребали бы иней с внутренней поверхности автомобиля. 5-тонный компрессор используется в тепловых насосах, где площадь охлаждения сопоставима с площадью двухэтажного дома. Автомобильные компрессоры не работают постоянно, как раньше. На самом деле в автомобилях они включаются и выключаются в зависимости от давления в системе. Они включаются и выключаются даже зимой, чтобы поддерживать давление в системе, смазывать её и обеспечивать герметичность.Раньше компрессоры не включали зимой, и в результате хладагент скапливался в самой нижней точке системы — в змеевиках конденсатора. Уплотнения высыхали и пропускали водяной пар в систему. Попадая в систему, водяной пар вступал в реакцию с хладагентом, превращая его в кислоту, которая разрушала систему.



    Основные различия между холодильниками и кондиционерами заключаются в режиме работы, типе используемых компрессоров, а также в используемом хладагенте.


  1. Их даже сравнивать нельзя.



    Ваш холодильник — это небольшое герметичное устройство, мощность которого в среднем составляет 488 БТЕ. Скорость работы компрессора регулируется для максимально эффективной работы, и он предназначен для эксплуатации в контролируемой среде.




    По словам эксперта по электропитанию Майкла Блуджея, при обычном использовании среднестатистический
    холодильник потребляет 488 БТЕ в час.




    Подробнее



    Мощность кондиционера вашего автомобиля составляет около 5 тонн (60 000 БТЕ) на скорости движения по шоссе. Да, шестьдесят ТЫСЯЧ БТЕ, это не опечатка. Компрессор должен работать на разных скоростях, от холостого хода до максимальной, при очень широком диапазоне тепловой нагрузки и температуры. Вся система должна выдерживать вибрацию и движение, а также состоять из трубок, которые скрепляются болтами или защелками, что увеличивает вероятность поломки.


  1. Это связано с типом используемого компрессора. Система в холодильнике/морозильной камере представляет собой полностью закрытый блок, в котором компрессор находится внутри газовой камеры. Благодаря этому все связанные с ним трубопроводы могут быть запаяны твёрдыми трубками и т. д. Из-за этого домашний холодильник/морозильная камера не будут охлаждаться так же быстро. Они работают очень хорошо, но у них также есть изоляция и гораздо меньший объём для охлаждения.



    Автомобильный компрессор расположен снаружи, и хладагент проходит через него по резиновым трубкам и уплотнениям, которые со временем изнашиваются. Пока уплотнения и шланги в хорошем состоянии, кондиционер в автомобиле обычно работает без проблем. Во многих случаях причиной выхода из строя оборудования для кондиционирования воздуха является неиспользование. Автомобильные кондиционеры охлаждают относительно большой объём воздуха (а также всё, что находится внутри, например сиденья, приборную панель, стёкла и т. д.) за очень короткое время.



    Мы ожидаем от автомобильного кондиционера гораздо большего, чем от холодильника. Они не так надёжны, потому что созданы для работы и быстрой работы, что приводит к их более быстрому износу. Если вы не хотите, чтобы машина охлаждалась так быстро, я уверен, что можно сделать кондиционер, который прослужит дольше.
  1. 10 % — это фантастика, я могу вас заверить, что двигатели гораздо более эффективны. Это можно понять, потому что эти 10 % тепла должны были бы отводиться от двигателя, а, как вы можете видеть на любом двигателе или трансформаторе, ничего подобного там нет.
  1. @Harper КПД электродвигателей составляет около 90 %, поэтому после двух преобразований получается 81 %. Потери в 19 % — это, на мой взгляд, довольно много, и это скажется на расходе топлива. Сейчас все смотрят на расход топлива, но никто не обращает внимания на «скорость заправки кондиционера». Так что это негативный фактор с точки зрения продаж автомобилей. Вы правы насчёт веса, вероятно, он увеличится примерно на 30 кг.
  1. Если бы он был с электроприводом, его можно было бы убрать подальше от дребезжащего двигателя и разместить на перегородке моторного отсека или в салоне. Вы бы не сильно потеряли в эффективности электропривода, но добавили бы много веса, который пришлось бы таскать за собой.
  1. Это не имеет большого значения. Компрессора мощностью 1 тонна более чем достаточно для салона автомобиля.
  1. Неужели эта ванная в квартире построена как диспетчерская вышка: огромная теплица поглощает солнечную энергию, пока солнце нагревает крышу? Вот в чём проблема с автомобилем. Никогда не видел, чтобы в ванной в квартире было 71 °C.
  1. Как отметил Пол, причина, по которой автомобили нуждаются в дозаправке, заключается не в BTU и условиях эксплуатации, а в типе установленного компрессора. Причина в том, что в морозильных камерах используются закрытые (сварные) компрессоры, а в автомобилях — закрытые (с резиновыми уплотнителями).
  1. Вибрация и движение... и тепло, а также, возможно, соль или другие коррозионные вещества, верно?
  1. @jnovacho Я добавил ссылку на Ton в свой ответ, а у Марка Стобера тоже есть отличная ссылка. Что касается скорости движения по шоссе, то воздух, проходящий через конденсатор, отводит тепло и превращает газообразный хладагент обратно в жидкость (конденсирует газ). Эффективность этого процесса зависит от размера конденсатора и скорости воздушного потока через него. Система должна быть спроектирована таким образом, чтобы работать на холостом ходу с меньшим воздушным потоком вплоть до скорости движения по шоссе.
  1. @jnovacho Я думаю, что «тонны» здесь — это единица измерения мощности охлаждения, которая не связана с весом. Согласно этой статье, она как-то связана с мощностью, необходимой для производства тонны льда: energyvanguard.com/blog-building-science-HERS-BPI/bid/55629/‌​…
  1. Не могли бы вы объяснить, как скорость движения по шоссе и вес транспортного средства влияют на работу кондиционера?
  1. @MarcStober в какой-то степени да, при постоянной и предсказуемой подаче энергии компрессор можно настроить на точное количество оборотов в минуту, необходимое для максимальной эффективности
  1. Во многом это связано с тем, что для холодильника может потребоваться отдельная цепь переменного тока на 120 В, а автомобильный генератор переменного тока получает питание от двигателя, которое меняется в зависимости от режима движения.
  1. @Ellesedil ... Можно сказать, что автомобильный кондиционер также помогает сохранять содержимое автомобиля, как это делает холодильник ... по крайней мере, так я чувствую, когда переключаю его в режим MAX AIR :D
  1. Великие умы мыслят одинаково? Я понятия не имею, какое отношение имею к этому утверждению, но я с ним согласен.
  1. Я начал писать это, когда увидел вопрос, а потом, спустя 18 лет, вернулся, чтобы закончить, лол. Я увидел ваш пост после того, как опубликовал свой.
  1. Звучит примерно так, как я и сказал... но ты сказал это гораздо лучше, так что я +1. :D
  1. Ваша первая фраза также может намекать на другое, более широкое сравнение. Основное назначение холодильника — сохранять продукты в охлаждённом виде, чтобы продлить их срок годности. Основное назначение транспортного средства — перевозка, при этом комфорт потенциальных пассажиров может быть как второстепенной задачей, так и не учитываться вовсе. Следовательно, установка кондиционера в автомобиле сопряжена с определёнными трудностями.
  1. Да. Уплотнения вала. Почти всегда выходят из строя уплотнения вала.
  1. Вкратце (и, вероятно, слишком упрощённо): в холодильнике есть одна движущаяся часть. В автомобильном кондиционере их гораздо больше.
  1. Я считаю, что автомобильный кондиционер надёжнее домашнего, который в основном протекает из-за старого медного испарителя.
  1. Термопредохранитель срабатывает при температуре 187 °C и должен реагировать на проскальзывание диска сцепления относительно шкива (например, из-за того, что внутренние детали начинают заедать из-за недостаточной смазки) или на перегрев по какой-либо причине. Интересно, заклинило бы у меня компрессор, если бы не было термопредохранителя, но в любом случае компрессор продолжает охлаждать без каких-либо посторонних шумов (кроме обычного шума при работе компрессора)...
  1. @Daniel С другой стороны, я был свидетелем того, к чему приводит полное отсутствие обслуживания кондиционера и его включение только летом, в течение 8 лет, на компрессорах с регулируемым рабочим объёмом (у них нет реле низкого давления, поэтому они не распознают низкий уровень заряда и не запускаются; в этом случае они выходят из строя раньше). Однажды сработал термопредохранитель на катушке сцепления (из-за перегрева компрессора), и компрессор перестал включаться. После установки нового змеевика и заправки газом тот же компрессор исправно работает уже 15 лет. Однако теперь я гораздо лучше слежу за системой кондиционирования.
  1. Если у вас нет утечек (в этом случае заправка системы с известной утечкой противоречит закону), то нет необходимости делать это ежегодно. Достаточно проводить заправку раз в 3 года при условии, что вы запускаете компрессор на несколько минут каждую неделю, чтобы уплотнение вала и уплотнительные кольца оставались смазанными, а естественная утечка значительно сокращалась. Да, низкий уровень хладагента может привести к поломке компрессора, поскольку хладагент перемещает масло по системе, и детали компрессора могут остаться без смазки, если в результате работы насоса масло будет перемещаться по системе и не будет возвращаться через всасывающее отверстие.
  1. Попробуйте включить холодильник на движущейся платформе, и вы всё поймёте! Кстати, автомобильные кондиционеры должны проходить ежегодное обслуживание (заправку и дезинфекцию). Не включайте их, пока они не разрядятся, иначе вы можете повредить компрессор!
Вы уже ответили на этот вопрос