Что такое климат контроль в автомобиле
Обеспечение комфортного нахождения водителя и пассажиров в салоне автомобиля является обязательным условием его функционирования. Возможность создания оптимального микроклимата реализована во всех современных автомобилях, которые оборудуются кондиционером или системой климат контроля. В данной статье мы попытаемся разобраться, что такое климат контроль в автомобиле, в чем особенности его работы и принципиальные отличия от штатного кондиционера.
Климат контроль является системой, работа которой направлена на автоматическое поддержание заранее установленного температурного режима в салоне автомобиля в целом или же в определенной его части. Система климат контроля может функционировать как автоматически, так и в зависимости от пользовательских настроек, если необходимо, к примеру, прогреть обледенелое ветровое стекло или же создать первоочередный комфорт в какой-то конкретной зоне салона.
Последние автомобильные разработки характеризуются наличием климат контроля, способного регулировать температуру воздуха салона с учетом степени проникновения солнечных лучей, а также с ориентиром на безопасность климатической системы для здоровья человека.
Как работает климат контроль в автомобиле
Конструктивно система климат контроля автомобиля объединяет в себе следующие элементы: кондиционер, отопительное оборудование, воздушные фильтры, различные датчики. Все эти элементы климатической системы взаимодействуют между собой за счет управляющей электроники, которая активирует необходимое устройство после считывания информации с датчиков.
Движение воздуха, создаваемое климат контролем
Система климат контроля способна регулировать объем подаваемого в определенную часть салона воздуха, ориентируясь на показания каждого отдельного датчика. Если фактическая температура воздуха превышает заданную, начнется работа кондиционера, вырабатывающего холодный воздух. Устройство будет активно до тех пор, пока значение фактической температуры не станет равным установленному пользователем.
В случае отрицательной разницы фактической и заданной температур электроника отдаст сигнал на включение отопительной системы с целью подготовки теплого воздуха.
Необходимо учитывать отсутствие четкого разграничения между работой кондиционера и отопительного устройства. Данные элементы функционируют сообща, подготавливая воздух, который впоследствии смешивается до требуемой общей температуры.
Читайте также: Что такое ЭБУ (Электронный Блок Управления) и как он управляет работой климат контроля и другими системами автомобиля.
Существует автоматический и ручной режимы функционирования климат контроля. В первом случае пользователь задает нужную температуру, а система заботится о качестве и объеме подаваемой в салон автомобиля воздушной массы. В ручном режиме пользователю доступна частичная или полная регулировка узлов, отвечающих за создание микроклимата. Последний может быть полезен в условиях непредвиденной температуры окружающей среды, когда водителю необходимо быстро подогреть (в зимнее время) или охладить (в летний период) салонный воздух.
Интерфейс для управления климат контролем
Что такое однозонный, двухзонный и многозонный климат контроль
Самой простой разновидностью климат контроля является однозонный вариант. Он предусматривает рассредоточение воздуха определенной температуры по всему периметру салона. В данном случае водителю и пассажирам приходится искать компромисс в установлении температурного режима.
Двухзонный климат контроль дает возможность расположенному на переднем сиденье пассажиру устанавливать желаемую температуру воздуха, которая будет отличаться от температуры, установленной в зоне водителя. Отметим существование предела разницы между температурой в водительской и пассажирской зоне (например, если водитель выставил температуру 23 градуса Цельсия, а передний пассажир – 27 градусов, то последующее повышение температуры пассажиром на 1 градус автоматически увеличит температуру в зоне водителя на аналогичное значение). Двухзонный климат контроль является наиболее распространенным видом многозонного климат контроля.
Четырех зонный климат контроль
Отличительной характеристикой трехзонного климат контроля является возможность создания отдельной температуры в зонах водителя и переднего пассажира, а также на заднем ряду сидений.
Установленный в автомобиле четырехзонный климат контроль позволяет регулировать температуру воздуха в каждой четверти салона автомобиля.
Читайте также: Как уменьшить расход бензина при использовании климат контроля или кондиционера.
Принцип работы однозонного и двухзонного климат контролей
Преимущество климат контроля над обычной печкой, пусть даже с кондиционером, неоспоримо. Для комфортного пребывания в автомобиле вам достаточно раз выставить приемлемую для вас температуру, и система в кротчайший срок наберёт её и будет поддерживать на протяжении всей поездки. Всё управление осуществляется электронным блоком, которые принимает информацию с датчиков установленных внутри салона и с уличной стороны и даёт команду на включение отопителя (или кондиционера, в зависимости от погоды за бортом). Далее, электроника регулирует температуру потока и его интенсивность для поддержания заданных значений. Специальные элементы проверяют воздух на наличие в нём вредных примесей, неприятных запахов и повышенной влажности, при обнаружении задействуют фильтрацию и просушку воздуха, входящего в салон, что положительно сказывается на самочувствии пассажиров и на работоспособности водителя.
Если задействовать систему в автоматическом режиме, стёкла в авто не будут запотевать, это сделает поездку более безопасной и комфортной. Но комфортный температурный режим для пассажира и водителя может быть неодинаковым. Для этого автомобили оборудуют системами, позволяющими устанавливать раздельную температуру для водителя и его попутчиков. Существуют одно-, двух-, трёх-, и даже четырёхзонный климат контроли. Чем больше зон имеет салон, тем дороже будет стоимость всего транспортного средства, поскольку для его работы необходимо задействовать больше датчиков и модулей управления.
Однозонный климатический контроль
Это отопление и кондиционирование, заключённое в один блок и управляемое одним модулем. Позволяет производить как ручную настройку, так и настройку в автоматическом режиме. При установке автоматического режима воздушный поток выдувается из дефлекторов и имеет такую температуру, которая позволяет поддерживать заданные значения. При изменении входных параметров блок управления вносит соответствующие изменения, влияющие на температуру потока, чтобы условия в салоне оставались неизменными. Доступен режим рециркуляции воздуха, позволяющий производить забор воздуха не с улицы, а с салона авто, что позволяет значительно быстрее охладить салон. При включённом автоматическом режиме показания в передней части салона и в задней будут разными, что непременно вызовет разногласия между водителем и пассажирами заднего ряда, поскольку для каждого человека понятие «комфортная температура» индивидуальное, сложно подобрать параметры, которые будут идеальными для всех, кто находится в салоне автомобиля. Поэтому в полной мере отгородить водителя от участия в регулировке не получится, что негативно скажется на безопасности дорожного движения.
Двухзонный климат контроль
Это не два отдельных агрегата, а два набора управления одной системой, что позволяет переднему пассажиру установить собственный микроклимат. Данная опция, несомненно, скажется на стоимости автомобиля, но это заметно повысит комфортабельность в салоне авто. Теперь пассажир может выставить комфортные для себя параметры, при этом параметры с водительской стороны останутся неизменными. Это происходит за счёт разделения приборов управления системой и раздельных датчиков для каждой стороны. Некоторые транспортные средства оснащаются трёх- или даже четырёхзонными климат контролями. Эти дополнительные приборы управления предназначены для заднего ряда. Для этого задний ряд оборудован своими воздуховодами и своими датчиками, что позволяет всем устанавливать комфортную для себя температуру. Однако наиболее распространённым является 2-хзонный климат контроль. Обычно он оснащается двумя регуляторами, по одному с каждой стороны блока управления, так, чтобы и водитель и пассажир имели возможность создавать свои микроклиматы.
Некоторые блоки управления оборудуются своими регуляторами скорости вращения вентилятора с возможностью изменения направления воздушного потока. А другие ограничиваются установкой ручки регулятора температуры потока. Естественно, что цена двухзонного климатического контроля значительно выше его предшественника, но он будет большим плюсом к комфорту, если вы передвигаетесь с пассажиром. Также, справедливости ради, стоит отметить, что в автомобиле нет физических перегородок, отделяющих разные зоны. Разница между зонами составляет 3 – 4° С, в зависимости от авто. Но для большинства людей и таких параметров будет достаточно, чтобы чувствовать себя комфортно.
Большинство новых автомобилей, оборудованных климатической системой, будут иметь как минимум две зоны. При выборе транспортного средства следует учитывать, какое количество людей будет чаще всего ездить в авто. Если пассажиры в автомобиле будут не часто, то переплачивать за дополнительное оборудование нет никакого смысла. Для семейного же автомобиля данная опция будет необходима.
Что такое климат-контроль в автомобиле и чем он отличается от обычного кондиционера
В прошлом наличие кондиционера в автомобиле уже считалось важной дополнительной опцией, за которую приходилось доплачивать. Сегодня даже в бюджетных моделях данный узел обычно является базовым — в гражданских транспортных средствах исключений почти нет. Впрочем, когда речь заходит про машины более высокого класса, в обсуждении появляется климат-контроль, а также число зон, которые с помощью него получится контролировать. Речь про автомобильный узел, который обеспечивает заданную температуру в салоне. Кроме систем охлаждения и нагрева воздуха, он также включает блок управления с датчиками, а также специальные фильтры.
Чем климат-контроль отличается от кондиционера
Кондиционер — достаточно примитивная система. Она отвечает лишь за одну задачу — охлаждение воздуха для поддержания в салоне автомобиля более низкой температуры, чем за бортом. За нагрев отвечает условная «печка», представляющая собой ещё один механизм, который фактически напрямую не связан с кондиционером.
Климат-контроль — многофункциональный узел с целым набором входящих в его состав систем. Он отвечает за поддержание заданной температуры в салоне автомобиля вне зависимости от того, жарко на улице или холодно. Это куда удобнее, чем ориентироваться по личным ощущениям, поэтому считается важным преимуществом.
В узел климат-контроля входит отдельный кондиционер, охлаждающий воздух, а также отопитель, который его нагревает. Это — базовые системы, но есть целый ряд дополнительных, которые появляются с увеличением стоимости автомобиля. Любой отопительный прибор делает воздух достаточно сухим, от чего страдают слизистые в носу и других органах человека, повышается риск подхватить вирусную инфекцию. Поэтому есть системы климат-контроля, которые, в том числе, управляют влажностью воздуха, чтобы сделать нахождение в салоне автомобиля максимально комфортным. Климат-контроль также может предоставлять контроль температуры по зонам салона.
Какие дополнительные факторы учитывает климат-контроль
Очевидно, что климат-контроль в недорогой модели автомобиля достаточно сильно отличается от аналогичного узла в премиальном секторе. Впрочем, общий принцип работы и использования приблизительно одинаковый, поэтому какого-то общепризнанного разделения по качеству систем фактически нет. Единственное, обычно сразу же уточняется число зон для контроля. Если климат-контроль однозонный, то он поддерживает общую температуру во всём салоне. Если система двухзонная, то идёт разделение между водителем и пассажиром на переднем сиденье. Трёхзонная система обычно подразумевает точный контроль для задних пассажиров.
Примитивная система климат-контроля, использующаяся в недорогих автомобилях, по большому счёту, представляет собой автомат для включения и отключения кондиционера и отопителя сразу после достижения температуры, заданной на панели управления. В дорогих моделях, чтобы сделать контроль более чётким, а пребывание в салоне максимально приятным, учитывается не только температура и влажность, но и скорость движения автомобиля, интенсивность солнечных лучей, которые его нагревают, а также частота вращения вентиляторов, гоняющих воздух через дефлекторы.
Что входит в структуру системы климат-контроля
✓ Панель управления. С помощью неё водитель, а также пассажиры устанавливают желаемую температуру — общую или для каждой зоны салона, если это предусмотрено. Более того, здесь же обычно можно выбрать интенсивность работы вентиляторов, а также поиграть с режимами работы — к примеру, отключить поступление воздуха извне.
✓ Дефлекторы. Они предназначены для контроля направления воздушных потоков. Такие отверстия со специальными направляющими, чаще всего выполненными в виде жалюзи, в любой комплектации располагаются на центральной панели. В более дорогих моделях они также есть в центральном туннеле для задних пассажиров и не только.
✓ Воздуховоды. Они представляют собой внутренние пути, по которым воздух двигается к отопителям, кондиционерам, а также дефлекторам. Обычно они оборудованы специальными заслонками, которые нужны для того, чтобы менять направление потока, в зависимости от заданных режимов, а также температуры. Кстати, работу заслонок обычно хорошо слышно в салоне.
✓ Вентиляторы. Во время движения автомобиля воздух может фактически проходить сквозь него за счёт скорости движения. Впрочем, чтобы сделать его перемещение более быстрым, также предусмотрены вентиляторы. Интенсивность их работы также регулируется на панели управления. Они также нужны для изменения направления воздушных потоков.
✓ Датчики и блок контроля. Первые, о чём уже шла речь выше по тексту, предназначены не только для контроля температуры воздуха, но и для считывания других параметров. Они связаны с панелью управления и передают информацию «мозгам», которые включают те или иные механизмы для корректной работы климат-контроля.
✓ Кондиционер и отопитель. Первый уменьшает температуру воздуха, которая через него проходит. Второй, напротив, повышает её. С помощью воздуховодов с регулируемыми заслонками воздух двигается именно к той системе, которая актуальна в данный момент времени. Конечно, это происходит без участия водителя или пассажиров.
✓ Воздушный фильтр. Кроме прочего, в систему климат-контроля также обязательно входит данный компонент. Он представляет собой расходник и обычно меняется не реже, чем раз в 20 тысяч километров. Когда воздух проходит через фильтр, он избавляется как от твёрдых частей, так и от мелких загрязнителей, включая выхлопные газы.
Какие особенности есть в работе климат-контроля
Если климат-контролю необходимо тепло, он получает его от радиатора отопителя. Именно поэтому в холодное время года система начинает гонять горячий воздух только после того, как прогреется двигатель вместе с антифризом. Впрочем, в некоторых автомобилях есть автономные нагреватели, которые значительно ускоряют данный процесс, и тёплый воздух из дефлекторов идёт почти сразу после запуска двигателя. Для эффективной работы данной системы в автомобиле с двигателем внутреннего сгорания, последний должен быть запущен. В электромобилях используется отдельный нагреватель, который ощутимо разряжает батарею.
Что касается охлаждения, за которое отвечает кондиционер, для его правильной работы в системе должен находиться необходимый уровень фреона. Если это не так, необходимо провести дозаправку. Узел климат-контроля принято проверять в преддверие периодов его интенсивного использования. Он особенно нужен летом и зимой, поэтому диагностируется весной и осенью. Обычно под обслуживанием подразумевается как раз заправка кондиционера фреоном. Впрочем, периодически может также понадобиться ремонт вентиляторов и других элементов системы. Про замену воздушного фильтра также забывать не стоит.
Как правильно использовать климат-контроль
Как и кондиционер, включать систему климат-контроля рекомендуется спустя минуту или две после запуска двигателя. Выключать данный узел, соответственно, нужно за минуту до отключения авто. Обычно рекомендуют, чтобы температура в салоне не отличалась от уличной более чем на 10°C — в противном случае повышается риск распираторных и других заболеваний. Встречал обсуждения по поводу невозможности использовать климат-контроль зимой из-за вопроса с расширением фреона и потенциальным разрывом ёмкости с ним. Но следует понимать, что система автоматически отключает кондиционер, когда на улице слишком холодно, поэтому проблемы зимой быть не может.
В общем, климат-контроль — следующий шаг в развитии отдельных систем кондиционера и отопителя. С одной стороны, он объединяет их усилия для достижения максимальной эффективности. С другой стороны, он даёт возможность автоматической регулировки по заданной температуре без участия водителя и пассажиров.
Правильно пользуемся современными климат-системами
Хорошо настроенная климатическая система ― инженерный шедевр. Учитываются даже такие нюансы, как используемая в то или иное время года одежда.
Правильный микроклимат в салоне автомобиля ― это не только вопрос комфорта. Если температура в кокпите повышается с 25 С° до 35, время реакции водителя увеличивается примерно на 20%. Например, фирма SEAT считает, что «перегретый» водитель опасен в той же степени, что и пьяный с содержанием алкоголя в крови 0,5 промилле. Кроме того, климатические системы помогают держать чистыми окна. Всё это вопрос не только уюта, но и безопасности.
Парадокс заключается в том, что мощности отопителей и кондиционеров достигают 8–10 кВт, тогда как для поддержания комфортной температуры человеческого тела необходимо в 50–100 раз меньше. Дело в том, что основную энергию приходится тратить на нагрев или охлаждение самого автомобиля, в частности элементов интерьера. Около трети поверхности тела пассажира соприкасается с сиденьем ― именно поэтому подогрев или вентиляция (охлаждение) сидений при малых затратах энергии дают большой эффект. Но климатическая система в любом случае должна подавать в салон не менее пяти-десяти кубометров воздуха в минуту, в зависимости от размера машины.
Считается, что в салоне наиболее комфортна температура от 18 до 22 С°. Это среднее значение, потому что ближе к полу должно быть на пять-восемь градусов теплее, чем в области головы. Такова физиология. Не зря бабушка надевала вам в детстве тёплые носки: греть надо прежде всего ноги. А охлаждать летом эффективнее всего грудь, спину и руки. Поэтому при отоплении основной поток горячего воздуха должен быть направлен вниз, а холодный напор летом ― в центральные дефлекторы. Кстати, с их помощью наиболее эффективно остывает и задняя часть салона.
Цифры, задаваемые вами на автоматическом климат-контроле, ― всего лишь некий условный индекс уюта, а не точная температура в градусах Цельсия. В разных частях света у людей свои привычки и представления о комфорте, и автопроизводители это учитывают. Одна и та же фактическая температура в салоне может соответствовать 20–22 «градусам», выставленным на пульте европейского автомобиля и 22–24 «градусам» ― в машине азиатского бренда. Поэтому пересев из Фольксвагена в Nissan, не удивляйтесь, что будете замерзать при привычной цифре «22» на дисплее.
Ручное управление направлением обдува ― тоже в некотором роде иллюзия. Даже если речь идёт об автомобиле с прямым механическим управлением «печкой», например, перевод рукоятки в положение «в ноги» означает лишь то, что вниз пойдёт основной поток. Десять-двадцать процентов воздуха всё равно будет подаваться на лобовое и боковые стёкла, чтобы они не запотевали, а разница температур между верхними и нижними слоями не стала дискомфортной. Сейчас почти все «печки» и «кондеи» достаточно мощны, а разница между плохими и хорошими системами заключена именно в нюансах подобных тонких настроек.
Раздельный климат-контроль ― безусловный плюс. Однако под одним и тем же названием скрываются системы разной степени совершенства. В бюджетных машинах можно индивидуально менять лишь температуру. Водитель, которому нужно разморозить боковые стёкла, неизбежно заберёт тепло от ног пассажиров. Продвинутые системы позволяют позонно управлять также направлением и интенсивностью обдува. И даже тонко настраивать разницу температур по слоям.
«Лицо» климат-контроля ― его пульт управления. Мы считаем, что он должен быть организован логично и рассчитан на руки в перчатках. Хорошо, когда даже в автоматическом режиме на дисплее показывается, куда и как дует климатическая система, а не просто горит Auto ― это спасает от лишних манипуляций. Для России особенно важно, чтобы легко было на ощупь включить рециркуляцию воздуха ― вероятность «упереться» на шоссе в дымящий КамАЗ или карбюраторный пазик, не имея возможности обогнать их на протяжении нескольких километров, очень велика. Спасение от сажи и вони в салоне ― только в закрытии заслонки рециркуляции.
Даже простейшие автоматические системы имеют датчик солнечной радиации, потому что когда солнечный свет попадает на кожу, наше восприятие температуры меняется. В более дорогих автомобилях таких датчиков может быть несколько. А ещё инфракрасные сенсоры запотевания стёкол (лобового и передних боковых), качества воздуха, содержания углекислого газа в салоне, информация от навигационной системы, например, о тоннелях… Продвинутые системы оценивают температуру в разных местах внутри блока HVAC. В общем, температура в салоне на самом деле постоянно меняется ― но если климат-контроль настроен классно, мы этого не замечаем.
В большинстве автомобилей климат-контроли работают адекватнее, чем среднестатистический водитель, управляющий микроклиматом вручную. Я регулярно езжу в такси, и, по моим наблюдениям, лишь единицы шофёров понимают, что и как нужно делать. Самые распространённые ошибки ― подача горячего воздуха не в ноги, а вверх и полное отключение вентилятора. Недостаток воздухообмена и неправильное распределение температуры в салоне ― прямой путь к утомлению и той самой потере адекватного времени реакции. Смысла в выключении вентилятора ― ноль: климатическая система фактически перестаёт функционировать вовсе.
Поэтому самый важный совет: не мешай машине работать! Выставить комфортный индекс температуры, нажать кнопку Auto и ничего не трогать. Но сначала надо позволить автоматике работать максимально эффективно ― открыть все дефлекторы, не заслонять датчики и не открывать окна и люк. Правда, если нежарко и нет опасности запотевания стёкол, можно вручную отключить кондиционер. Многие современные компрессоры регулируются по производительности плавно и не увеличивают расход топлива так драматически, как было лет 20 назад. Однако физику не обманешь: несколько процентов роста расхода всё равно «кондей» даёт.
Современные блоки HVAC (Heating, Ventilation, Air conditioning) ― то есть собственно «комбайны», готовящие и поставляющие воздух в салон, ― рассчитаны на постоянное использование кондиционера. Понятие «кран печки» фактически ушло в прошлое ― на большинстве машин охлаждающая жидкость циркулирует в радиаторе отопителя и зимой, и летом. Порой отопитель последовательно «врезан» в малый круг системы охлаждения, через него проходит вся жидкость, и на морозе «печка» начинает греть раньше и сильнее. Так сделано даже на вазовских машинах. Но летом раскалённый радиатор, пусть и перекрытый заслонками, тоже частично подогревает забортный воздух ― и рука тянется к кнопке A/C.
Вообще, отапливать автомобиль проще не становится. Чем эффективнее и экологичнее оказываются современные двигатели, тем меньше тепла они отдают. Чтобы скорее протопить салон, приходится идти на хитрости ― играть опережением зажигания, использовать частичную рециркуляцию воздуха и более дорогие паяные радиаторы. Эффективны электрические догреватели, некогда применявшиеся только с холодными дизелями, а сейчас необходимые и для экономичных малообъёмных турбомоторов.
Это вовсе не спиральные ТЭНы, как у бабушки на даче, а так называемые PTC-резисторы, где PTC переводится с английского как «позитивный температурный коэффициент». Нагревательный элемент изготавливается из легированной поликристаллической керамики на основе титаната бария, а смысл в том, что его производительность сама меняется в зависимости от температуры. Работают они при температуре около 270 С°, а КПД может превышать 90%! Обычно в легковушках применяются PTC-догреватели мощностью около одного-полутора киловатт.
Чисто конструктивно блоки HVAC почти не меняются, но совершенствуются в мелочах. Например, работают всё тише и эффективнее ― благодаря бесщёточным электродвигателям вентилятора, установленным на мягких опорах, а также специальному покрытию дефлекторов. Системы старт-стоп вынуждают применять испарители кондиционера с термоаккумуляторами ― запаянными трубками с жидкостью, встроенными в соты: чтобы прохлада была доступна и какое-то время после выключения двигателя. Всё чаще используются дефлекторы, в которых можно менять не только направление и интенсивность потока, но и его «фокусировку».
Новые подходы появляются разве что в связи с распространением электромобилей. Здесь от климатики требуется экономичность. Пяти минут работы шестикиловаттного отопителя автомобиля Tesla Model S достаточно, чтобы «украсть» примерно три километра запаса хода. Вместо традиционных систем есть смысл использовать «тепловые насосы», то есть «кондиционер наоборот».
Экономить начинают даже в мелочах: автоматика активнее использует режим рециркуляции, чтобы не тратить энергию на приведение «в должный вид» воздуха с улицы. Есть системы, отключающие воздухообмен в тех или иных зонах кузова, если там никто не сидит. В целом ― хорошо, когда важные системы автоматизируются и забирают у водителя часть рутины. Проблема только в том, что полностью адекватные климатические установки встречаются разве что в премиальных сегментах. И дело не только в числе датчиков или мощности РТС-догревателя ― но и в настройках, и в опыте автопроизводителя. Поэтому нажимая кнопку Auto, не теряем бдительности.