25 let na trhu autoopravárenství

3× na téma klimatizací

Pokračování článku najdete v časopisu AutoEXPERT 5/2020

PRO ZLOM: záhlaví

Zelená

Technologie

Klimatizační systémy

 

Prosím jsou to jakoby tři články v jednom. Čili za každým tématem vodorovnou čáru a další článek. Kujuuu

K nadpisu foto xicht a popisku: Michael R. Ingvardsen

K nadpisu logo Nissens

Kdybys mela malo ilustraku, sim pypej

Kujuuu

 

Text: Michael R. Ingvardsen

Foto: Archiv společnosti Nissens

 

 

3× na téma klimatizací

Michael R. Ingvardsen ze společnosti Nissens, je nejen technickým poradcem a manažerem pro odborná školení, ale i členem nadnárodních odborných pracovních skupin zaměřených na vývoj v oblasti klimatizační techniky vozidel. Protože patří mezi spolupracovníky našeho časopisu, podílí se I na přípravě tohoto vydání zaměřeného na oblast klimatizací. Tentokrát vám přináší tři témata.

 

Téma 1: Systémy tepelných čerpadel v elektromobilech / hybridních vozech

Klimatizační soustavy procházejí již dlouhá léta procesem zlepšování, jehož cílem je přispívat ke splňování emisních norem aktuálně platných v EU i v dalších částech světa. Jejich komponenty se vylepšují, optimalizují a celkově podstupují spoustu změn. Sama klimatizační soustava se nezměnila, avšak pouze ve své funkci klimatizace určené k chlazení interiéru. Pracuje sice jako samostatný subjekt, ale pomalu se zapojuje i do řízení jízdních schopností vozu, řídí ji elektronická jednotka a kromě chlazení kabiny se využívá i pro jiné účely.

Příchod elektromobilů a hybridních vozů včetně typu plug-in přinesl konstruktérům podněty k přemýšlení, jak využít chladicí a topnou kapacitu klimatizační soustavy, protože jak známo, na trhu jsou již mnoho let tepelná čerpadla využívající právě systém schopný zajišťovat chlazení i vytápění obrácením směru chodu.

Vývoj systému pro automobily určitou dobu trval, neboť automobily se pohybují (tj. nejsou stacionární), a navíc jsou provozovány v různých klimatických pásmech, jejichž podmínky mají na funkci tepelného čerpadla nemalý vliv. Rovněž chladicí a topný výkon musí vyhovovat celému světu, a nikoli jen jednomu konkrétnímu trhu. Prosté obrácení směru chodu standardní klimatizační soustavy tedy k zajištění potřebného výkonu nepostačuje. Chladicí výkon by byl dostatečný, protože k tomuto účelu byl systém navržen, avšak v reverzním směru je k zajištění funkce a výkonu nutno přidat několik komponent. Konkrétně bylo nutno doplnit tyto součásti:

  • IHX (Internal Heat eXchanger – vnitřní tepelný výměník): Je známo již od představení modelu Audi A5. IHX zajišťuje podchlazení a zvyšuje účinnost.
  • Vnitřní kondenzátor: Vnitřní kondenzátor je umístěn v přístrojové desce. Jde o přídavný výparník využívaný v případě, kdy tepelné čerpadlo pracuje v režimu vytápění. Samotný výparník je schopen zajišťovat dostatečný výkon k vytápění kabiny, a právě proto je vnitřní kondenzátor osazen.
  • Solenoidové ventily: Solenoidové ventily jsou nepostradatelné k řízení toku chladiva i celého systému tepelného čerpadla. Bez nich by nebylo možné obrátit tok chladiva a zajistit, aby proudilo správným směrem. Tepelné čerpadlo automobilu může být osazeno až sedmi ventily.

 

V režimu chlazení funguje systém stejně jako běžná klimatizační soustava. Hodnoty tlaků jsou stejné a totéž platí pro teploty na jednotlivých komponentách.

Po přepnutí do režimu vytápění je nutná reverze celého systému, což znamená obrácení směru proudění chladiva. Zde přicházejí na řadu solenoidové ventily a vnitřní kondenzátor. Kondenzátor klimatizace se stává výparníkem a výparník společně s vnitřním kondenzátorem zastávají roli kondenzátoru. Jsou tedy zdrojem tepla pro vozidlo. K zajištění správného toku chladiva a správné funkce (tedy správně fungujících solenoidových ventilů) je nutno měřit teplotu. Díky tomu lze zjistit, zda jsou ventily otevřené, nebo zavřené. U vozu, kde tepelné čerpadlo nespolupracuje s chladicí soustavou, je to poměrně jednoduché. Pokud oba systémy fungují nezávisle, víceméně stačí sledovat reverzní proudění chladiva v klimatizační soustavě a provádět měření.

Avšak v případě, kdy oba systémy společně chladí akumulátor, vytápějí či chladí interiér atd., musíte vědět, které solenoidové ventily mají být otevřené a které nikoli. Ve většině případů systémy vzájemně spolupracují a musíte mít rovněž na paměti, že tepelné čerpadlo je konstruováno tak, aby pracovalo na nejnižší možný výkon. Proto se solenoidové ventily otevírají a zavírají podle toho, jaký chladicí a topný výkon je v různých oblastech požadován. Může se vyskytnout situace, kdy k chlazení kabiny nebude nutný vysoký výkon, a v takovém případě se určité ventily zavřou, což v konečném důsledku může být využito k prodloužení dojezdu.

U elektromobilů, hybridních i plug-in vozů je klíčovým faktorem dojezd. Čím účinněji bude akumulátor fungovat, tím lépe. To znamená revidovat každou jednotlivou komponentu, jež spotřebovává energii, a využívat jen minimum energie nezbytně nutné k provozu vozidla.

Palivové čerpadlo v podstatě zajišťuje tepelné řízení. Provoz automobilu na akumulátor vyžaduje maximální efektivitu, proto má teplota akumulátoru zásadní důležitost. Příliš nízká nebo příliš vysoká teplota může mít za následek podstatné zkrácení dojezdu. K chlazení akumulátorů lze využít vzduch, klimatizační soustavu nebo chladicí soustavu vozu. Vzduchové chlazení nepotřebuje žádnou energii, je však závislé na okolní teplotě a proudění vzduchu. Klimatizace dokáže velmi rychle reagovat na situaci, kdy se akumulátor příliš zahřívá, a chladicí soustava udržuje stabilní vhodnou teplotu.

Konečný výběr kombinace systémů je na konstruktérovi soustavy tepelného řízení. Případně lze využít pouze jeden z nich, ovšem ve většině případů je nejúčinnější kombinace dvou nebo všech tří. Celá soustava je integrální součástí vozu a přímo ovlivňuje jeho dojezd v případě, kdy je vozidlo napájeno výhradně akumulátorem.

 

PRO ZLOM: SEM čára a nové téma

Téma č. 2: Situace v oblasti chladiv po zavedení R1234yf a skutečnost, že s vozy využívajícími toto chladivo začnou nyní zákazníci jezdit do neautorizovaných servisů. Dovoz nelegálního a kontaminovaného chladiva

S realizací změny chladiva v roce 2006 vstoupilo v platnost nařízení ES č. 842/2006, o některých fluorovaných skleníkových plynech. Jeho účelem bylo omezit dovoz chladiva R134a a toto chladivo postupně nahradit novým R1234yf. Pro dovozce to znamenalo, že každým rokem dovezou menší množství chladiva R134a než v roce předchozím. Z důvodu pozdního zavedení alternativního chladiva (v této době R1234yf) se zvyšoval počet vozidel provozovaných s chladivem R134a, zatímco dovážené množství tohoto chladiva se snižovalo. Dnes tedy máme problém s nedostatkem R134a na evropském trhu a vzhledem ke konci sezony se zvyšují i jeho ceny (právě z důvodu nedostatku R134a na trhu).

Další problém spojený se zavedením chladiva R1234yf spočívá v tom, že je vyvinuto i jako náhrada do současných klimatizačních soustav konstruovaných na chladivo R134a. Olej je sice nutno nahradit olejem typu PAG YF, jinak je však funkce klimatizace zachována. Aktuálně probíhá diskuse o zákonnosti takového postupu. Zde záleží na výkladu textu evropské legislativy. Neexistují totiž pokyny uvádějící, jak postupovat v případě, že je použití ve starších typech klimatizací povoleno. Z tohoto důvodu tedy takové použití nevidím jako reálnou možnost. Klimatizační soustava je navíc konstruována na nehořlavé chladivo a R1234yf má klasifikaci A2L, což znamená nízkou hořlavost a nízkou toxicitu. Už jen tento fakt sám o sobě by měl od použití ve starších typech klimatizací jednoznačně odradit.

Vraťme se ale ke dvěma hlavním tématům: nelegální chladivo a chladivo kontaminované / s nežádoucími příměsemi / padělané. Jde o dvě různé věci, rozdíly jsou popsány níže.

 

Nelegální chladivo: Tak se označuje chladivo prodávané mimo oblast platnosti nařízení EU a dovážené jako R134a. Nelegální chladivo je dováženo přes velkou část hranic EU, v podstatě tedy nelze označit jednu zemi, město či konkrétní hranici. Chladivo nelegálně dovážené v nádobách může být velmi dobré kvality a z důvěryhodného zdroje mimo EU. Je však nepřípustné, protože se nezapočítává do příslušné kvóty. Je v rozporu se zavedeným programem EU k ochraně životního prostředí. Někteří lidé takové chladivo dovážejí za účelem rychlého zisku, jiní proto, že jim došly zásoby a nemohou si chladivo R134a zajistit v EU, protože je nikdo nemá skladem. A tak jsou někteří z nich ochotni podstupovat riziko a jednají kreativně. Nechtějí totiž zákazníkům říkat „ne“, ale poskytovat jim služby a servisovat jejich vozy. Je pochopitelné, že servisy nechtějí odmítat zakázky, ale dovoz chladiva na vlastní pěst mimo kvóty EU je nezákonný.

Chladivo kontaminované / s nežádoucími příměsemi / padělané: V dalším kroku je nutno se ujistit, že nakupované chladivo je náležité kvality, a jeho kvalitu si také vhodným způsobem ověřit. Určitě je namístě začít nákupem u renomovaného místního zdroje. Takový zdroj má obvykle v pořádku příslušnou dokumentaci, z níž si kvalitu chladiva můžete sami zkontrolovat. Pokud si kvalitu chladiva v nádobě chcete ověřit s naprostou jistotou, budete muset investovat do identifikátoru chladiva. Jeho pomocí lze zkontrolovat chladivo v nádobě či ve vozidle za 1–2 minuty. Některé identifikátory přímo zobrazují, jaké chladivo vzorek obsahuje, jiné pak jen na základě zvoleného typu chladiva ukazují, zda vzorek vyhovuje, či nikoli. Identifikátor lze pořídit třeba u Neutronics či Status Scientific.

Problém chladiva s nežádoucími příměsemi spočívá v tom, že chladivo v průběhu času poškozuje klimatizační soustavu. Po naplnění systému se může zdát, že vše funguje správně, později však mohou vyvstat potíže v podobě nedostatečného chladicího výkonu, nedostatečného rozvodu oleje v soustavě a interakce s chemickými látkami a komponentami. Řádná a účinná funkce klimatizační soustavy a jejích komponent je tedy jednoznačně podmíněna použitím čistého a kvalitního chladiva.

 

Téma č. 3: Otázky z oblasti chemie – oleje a aditiva

Nárůst počtu klimatizačních soustav v automobilech s sebou nese i obrovský nárůst objemu trhu se spotřebními materiály pro klimatizace. Četní výrobci uvádějí na trh spoustu různých druhů olejů a aditiv, např. UV barviva.

Jak poznám, že olej či jiný spotřební materiál je pro danou klimatizační soustavu vhodný? Bude klimatizace fungovat stejně jako dříve a jsou s novým produktem spojena nějaká rizika?

Olej: Většina současných klimatizačních jednotek je z výroby plněna olejem PAG. Je to olej typu „double end-capped“. Pokud má klimatizace správně fungovat, je při doplňování nutno použít olej o stejných specifikacích. Při použití jiného typu oleje nastává situace, na niž nebyla klimatizace testována, a může dojít ke snížení výkonu a poškození jednotlivých komponent. Pokud se tedy chystáte použít jiný olej, nejprve si u výrobce ověřte, zda s ním klimatizace bude fungovat stejně jako s olejem plněným z výroby.

UV barviva: Na trhu jsou dva různé druhy UV barviv – jeden na olejové bázi, druhý na bázi alkoholové/rozpouštědlové, přičemž dražší je obvykle barvivo olejové. Obvyklý problém s nimi spojený spočívá v použití nadměrného množství. V tomto případě více rozhodně neznamená lépe, zejména v případě UV barviv na alkoholové/rozpouštědlové bázi. Rozpouštědlo totiž při nadměrné koncentraci mění viskozitu oleje. Plnění UV barviva tedy věnujte maximální pozornost. Pokud chcete mít naprostou jistotu, že nezpůsobíte více škody než užitku, řiďte se pokyny na nádobě a použijte UV barvivo schválené výrobcem. Při používání UV barviva postupujte opatrně.

Těsnicí látka: Je to velmi oblíbený produkt, zejména u starších vozidel, kde klimatizace netěsní a zákazník chce ušetřit. Často se rovněž používá v případech, kdy klimatizace vykazuje netěsnost, kterou nelze odhalit pomocí dusíku, směsi dusíku a helia či elektronického detektoru netěsností. V některých zemích je použití produktů typu Leak Stop zakázáno. Mějte na paměti, že přidávání látek, na něž klimatizace není konstruována, s sebou vždy nese určité riziko. Při nesprávném použití může dojít k poškození klimatizační soustavy.

Při pohledu na spotřební materiály určené do klimatizací vyvstává spousta otázek. Pro běžného mechanika je téměř nemožné sledovat veškeré nové produkty, které se každý den, měsíc či rok objevují na trhu. Proto je zásadní nastavit si pravidla, jimiž se při koupi těchto produktů budete řídit. Většina mechaniků tyto produkty nakupuje u dodavatelů dílů a spotřebního materiálu. Ti by vám tedy při nákupu měli odpovědět na následující otázky:

  • Splňuje tento produkt doporučení výrobce OE?
  • Máte certifikát výrobce osvědčující provedení příslušných zkoušek?
  • Je výrobek shodný s produktem OE, nebo má jiné složení?
  • Pokud ano, existují nějaké potenciální problémy, o nichž bych měl při použití vědět (opatření, která bych měl provést)?

 

Pokud se vyskytne problém, je třeba mít k dispozici dokumentaci. Vše, co do klimatizační soustavy přidáte, ji určitým způsobem ovlivní. Ať kladně, nebo záporně. Proto je před přidáním spotřebního materiálu neschváleného výrobcem klimatizace nutno provést patřičná opatření.

Při zpracování bylo použito materiálů společnosti Nissens.

 

 

PRO ZLOM: Hlasky do textu

Hl do tématu 2:

Další problém spojený se zavedením chladiva R1234yf spočívá v tom, že je vyvinuto i jako náhrada do současných klimatizačních soustav konstruovaných na chladivo R134a. Olej je sice nutno nahradit olejem typu PAG YF, jinak je však funkce klimatizace zachována. Aktuálně probíhá diskuse o zákonnosti takového postupu. Zde záleží na výkladu textu evropské legislativy. Neexistují totiž pokyny uvádějící, jak postupovat v případě, že je použití ve starších typech klimatizací povoleno.