Rdzeń grzejnika
Rdzeń nagrzewnicy to podobne do chłodnicy urządzenie służące do ogrzewania kabiny pojazdu . Gorący płyn chłodzący z silnika pojazdu przepływa przez rurkę uzwojenia rdzenia, wymiennika ciepła między płynem chłodzącym a powietrzem w kabinie. Płetwy przymocowane do rur rdzenia służą zwiększeniu powierzchni wymiany ciepła do powietrza, które jest przetłaczane przez wentylator, ogrzewając w ten sposób kabinę pasażerską.
Jak to działa
Silnik spalinowy w większości samochodów osobowych i ciężarowych jest chłodzony mieszanką wody i płynu niezamarzającego, która krąży w silniku i chłodnicy za pomocą pompy wodnej , aby umożliwić chłodnicy oddawanie ciepła silnika do atmosfery. Część tego płynu chłodzącego można skierować przez rdzeń nagrzewnicy, aby zapewnić trochę ciepła silnika w kabinie lub wyregulować temperaturę klimatyzowanego powietrza.
Rdzeń nagrzewnicy to mały grzejnik umieszczony pod deską rozdzielczą pojazdu, składający się z przewodzącej aluminiowej lub mosiężnej rurki z żeberkami chłodzącymi w celu zwiększenia powierzchni. Gorący płyn chłodzący przechodzący przez rdzeń nagrzewnicy oddaje ciepło przed powrotem do obwodu chłodzenia silnika.
Wentylator klatkowy systemu wentylacji pojazdu przetłacza powietrze przez rdzeń nagrzewnicy, aby przenosić ciepło z płynu chłodzącego do powietrza w kabinie, które jest kierowane do pojazdu przez otwory wentylacyjne w różnych punktach.
Kontrola
Po rozgrzaniu silnika płyn chłodzący jest utrzymywany przez termostat na mniej więcej stałej temperaturze . Temperaturę powietrza wpływającego do wnętrza pojazdu można regulować za pomocą zaworu ograniczającego ilość płynu chłodzącego przepływającego przez rdzeń nagrzewnicy. Innym sposobem jest zasłonięcie rdzenia nagrzewnicy drzwiami, skierowanie części (lub całości) napływającego powietrza wokół rdzenia nagrzewnicy, tak aby nie nagrzewało się (lub nie nagrzewało się ponownie, jeśli pracuje sprężarka klimatyzacji ) . Niektóre samochody wykorzystują kombinację tych systemów.
Prostsze systemy pozwalają kierowcy na bezpośrednie sterowanie zaworem lub drzwiami (zwykle za pomocą pokrętła lub dźwigni). Bardziej skomplikowane systemy wykorzystują kombinację siłowników elektromechanicznych i termistorów do sterowania zaworem lub drzwiami w celu dostarczania powietrza o dokładnie określonej wartości temperatury wybranej przez użytkownika.
Samochody z podwójną funkcją klimatyzacji (pozwalającą kierowcy i pasażerowi ustawić inną temperaturę) mogą wykorzystywać rdzeń nagrzewnicy podzielony na dwie części, w których różne ilości płynu chłodzącego przepływają przez rdzeń nagrzewnicy po obu stronach, aby uzyskać pożądane ogrzewanie.
Klimatyzacja
W samochodzie wyposażonym w klimatyzację powietrze z zewnątrz lub powietrze w kabinie, jeśli klapa recyrkulacji została ustawiona na zamykanie kanałów powietrza z zewnątrz, jest najpierw przetłaczane, często po przefiltrowaniu przez filtr kabinowy, przez wężownicę parownika klimatyzatora. Można to traktować jako rdzeń nagrzewnicy wypełniony bardzo zimną cieczą, która przechodzi przemianę fazową w gaz (parowanie), proces, który raczej chłodzi niż ogrzewa napływające powietrze. W celu uzyskania pożądanej temperatury napływające powietrze może być najpierw schłodzone przez klimatyzację, a następnie ponownie ogrzane przez rdzeń nagrzewnicy. W pojeździe wyposażonym w ręczne sterowanie nagrzewnicą i sprężarką klimatyzacji, jednoczesne użycie obu systemów spowoduje osuszenie powietrza w kabinie, ponieważ wężownica parownika usuwa wilgoć z powietrza w wyniku skraplania. Może to skutkować zwiększonym poziomem komfortu powietrza wewnątrz pojazdu. Systemy automatycznej regulacji temperatury potrafią najlepiej zareagować w zakresie regulacji pracy sprężarki, wielkości dogrzewania i prędkości dmuchawy w zależności od temperatury powietrza zewnętrznego, wewnętrznej i wartości temperatury powietrza w kabinie lub żądanego przez użytkownika efektu szybkiego odszraniania.
Funkcja chłodzenia silnika
Ponieważ rdzeń nagrzewnicy chłodzi ogrzany płyn chłodzący z silnika, przekazując jego ciepło do powietrza w kabinie, może również działać jako dodatkowa chłodnica silnika. W przypadku nieprawidłowego działania chłodnicy, operator może włączyć ogrzewanie (wraz z włączonym na pełnych obrotach wentylatorem kabiny i otwartymi oknami) w kabinie pasażerskiej, co skutkuje pewnym efektem chłodzenia przegrzanego płynu chłodzącego silnika. Ten pomysł działa tylko do pewnego stopnia, ponieważ rdzeń nagrzewnicy nie jest wystarczająco duży ani nie przepuszcza przez niego wystarczającej ilości zimnego powietrza, aby znacznie schłodzić duże ilości płynu chłodzącego.
Możliwe problemy
Rdzeń nagrzewnicy składa się z małych rurek, które mają liczne zagięcia. Jeśli układ chłodzenia nie jest przepłukiwany lub płyn chłodzący nie jest regularnie wymieniany, może dojść do zatkania przewodów rurowych. W przypadku zatkania rdzeń nagrzewnicy nie będzie działał prawidłowo. Jeśli przepływ chłodziwa jest ograniczony, wydajność grzewcza zostanie zmniejszona lub nawet całkowicie utracona, jeśli rdzeń nagrzewnicy zostanie zablokowany. Zawory sterujące mogą również zatkać się lub utknąć. W przypadku zastosowania drzwi mieszanych zamiast zaworu sterującego jako metody kontrolowania ilości ogrzewania powietrza, same drzwi lub ich mechanizm sterujący mogą utknąć z powodu rozszerzalności cieplnej . Jeśli klimatyzator jest automatyczny, siłowniki również mogą ulec awarii.
Innym możliwym problemem jest nieszczelność w jednym z połączeń z rdzeniem nagrzewnicy. Można to najpierw wyczuć po zapachu ( glikol etylenowy jest szeroko stosowany jako płyn chłodzący i ma słodki zapach); może również powodować (nieco tłuste) zaparowanie przedniej szyby nad wlotem ogrzewania przedniej szyby. Glikol może również wyciekać bezpośrednio do samochodu, powodując zamoczenie tapicerki lub wykładziny.
Elektroliza może powodować nadmierną korozję prowadzącą do pęknięcia rdzenia nagrzewnicy. Płyn chłodzący zostanie rozpylony bezpośrednio do kabiny pasażerskiej, a następnie pojawi się biały dym, co stanowi poważne zagrożenie podczas jazdy.
Ponieważ rdzeń nagrzewnicy zwykle znajduje się pod deską rozdzielczą wewnątrz pojazdu i jest zamknięty w przewodach instalacji wentylacyjnej, jej serwis często wymaga demontażu dużej części deski rozdzielczej, co może być pracochłonne, a co za tym idzie kosztowne.
Ponieważ rdzeń nagrzewnicy opiera się na cieple płynu chłodzącego w celu ogrzania powietrza w kabinie, nie zacznie działać, dopóki płyn chłodzący silnika nie nagrzeje się wystarczająco. Problem ten można rozwiązać, wyposażając pojazd w dodatkowy układ ogrzewania , który może wykorzystywać energię elektryczną lub spalać paliwo pojazdu w celu szybkiego doprowadzenia płynu chłodzącego silnik do temperatury roboczej.
Silniki chłodzone powietrzem
Silniki, które nie mają układu chłodzenia wodą, nie mogą ogrzewać kabiny za pomocą nagrzewnicy; jedną z możliwości jest kierowanie powietrza wokół (bardzo gorącego) kolektora wydechowego silnika , a następnie do wnętrza pojazdu. Regulacja temperatury odbywa się poprzez mieszanie z nieogrzewanym powietrzem zewnętrznym. Chłodzone powietrzem Volkswagena wykorzystują tę metodę. Innym przykładem jest chłodzony powietrzem Briggs & Stratton Vanguard , używany w amatorskiej scenie budowy samolotów ultra i mikrolekkich. Ta metoda ogrzewania kokpitu jest prostą opcją dla Spacek SD-1 Minisport i inne domowe samoloty sportowe. Jednak w zależności od konstrukcji może to powodować problemy z bezpieczeństwem, gdy wyciek z układu wydechowego zacznie wypełniać kabinę pasażerską śmiercionośnymi oparami.
Wykorzystaj ponownie do innych celów
Samochodowe rdzenie grzewcze są również wykorzystywane w projektach typu „zrób to sam”, na przykład do chłodzenia domowych układów chłodzenia cieczą do komputerów .
Zobacz też
- Chłodzenie powietrzem
- Chłodzenie silnika spalinowego
- Chłodnica (chłodzenie silnika)
- Grzejnik (ogrzewanie)
- Chłodzenie wodne