Ο συµπυκνωτής του αυτοκινήτου είναι ένα βασικό τµήµα του συστήµατος κλιµατισµού. Μοιάζει µε το ψυγείο του κινητήρα, αλλά η θέση του βρίσκεται µπροστά από αυτό και εύκολα µπορεί κάποιος να τα ξεχωρίσει.
Το κοντένσερ (condenser), ή ψυγείο του air condition ή συµπυκνωτής, είναι ένας εναλλάκτης θερµότητας που αποτελείται από πτερύγια ψύξης και σωλήνες που µεταφέρουν ψυκτικό.
Συµπύκνωση είναι η µετατροπή του ψυκτικού ρευστού του συστήµατος από αέριο σε υγρό και προκαλείται από την ανταλλαγή θερµότητας. Η ροή του ατµοσφαιρικού αέρα µέσα από τις ψήκτρες του συµπυκνωτή απορροφά µερικώς τη θερµότητα του ψυκτικού.
Η δουλειά του συµπυκνωτή είναι να απελευθερώνει θερµότητα και, πιο συγκεκριµένα, να απελευθερώνει τη θερµότητα από το ψυκτικό ρευστό, που δηµιουργείται από τη συµπίεση του συµπιεστή. Κατά τη ροή του ψυκτικού ρευστού µέσα από τον συµπυκνωτή, πραγµατοποιείται αλλαγή κατάστασης και από αέριο αρχίζει να µετατρέπεται σε υγρό.
Το ψυκτικό ρευστό εισέρχεται στον συµπυκνωτή ως ατµός υψηλής πίεσης µε θερµοκρασία 60 – 120οC και πίεση 10 – 20 bar. Kατά τη ροή ψύχεται και µετατρέπεται σε ψυχρότερο ρευστό µίγµα υγρού και ατµού υψηλής πίεσης. Η θερµοκρασία του µειώνεται στους 40 – 60οC, ενώ η πίεση παραµένει στα 10 – 20 bar. Η είσοδος γίνεται από το επάνω τµήµα του συµπυκνωτή και η έξοδος από το κάτω.
Οι περισσότεροι συµπυκνωτές τοποθετούνται µπροστά από το ψυγείο του κινητήρα για βέλτιστη επιφάνεια ψύξης.
Το ψυκτικό ρευστό ρέει µέσω του συµπυκνωτή και κρυώνει χάρη στη ροή του εξωτερικού αέρα, είτε από τον άνεµο κατά την κίνηση σε ταχύτητες αυτοκινητόδροµου, είτε από τον αέρα που έρχεται από το βεντιλατέρ σε χαµηλές ταχύτητες και στο ρελαντί.
Όταν εισέρχεται στον συµπυκνωτή, το ψυκτικό ρευστό βρίσκεται σε πολύ υψηλή πίεση. Ακόµα και ένας µικρός περιορισµός, κατά µήκος του συµπυκνωτή, είναι αρκετός για να αποτρέψει την ψύξη του ψυκτικού ρευστού όσο χρειάζεται. Αυτό θα έχει ως αποτέλεσµα, στην πιο ήπια εκδοχή, να µην ψύχει το κλιµατιστικό, µέχρι και να αυξήσει υπερβολικά την αντίθλιψη προς τον συµπιεστή, γεγονός που ενδέχεται να οδηγήσει σε αστοχία του.
Οι διαφορετικοί τύποι
Στην αυτοκινητοβιομηχανία σήμερα χρησιμοποιούνται 4 διαφορετικοί τύποι συμπυκνωτών A/C: Με σωλήνα και πτερύγια, τύπου σερπαντίνας, ο πιο δημοφιλής συμπυκνωτής παράλληλης ροής, ενώ τα τελευταία χρόνια έκανε την εμφάνισή του και ο συμπυκνωτής υπόψυξης.
Όσον αφορά το υλικό κατασκευής, ο χαλκός ήταν αρχικά το προτιμώμενο μέταλλο, που χρησιμοποιήθηκε με το ψυκτικό ρευστό R12 για να επιτρέπει την αποτελεσματική ανταλλαγή θερμότητας, καθώς το ψυκτικό ρέει μέσω του συστήματος.
Αν και πιο ακριβό, τελικά το αλουμίνιο άρχισε να αντικαθιστά τον χαλκό, ως ένας πιο αποτελεσματικός τρόπος παροχής της απαραίτητης ψύξης. Από τους σωλήνες έως και τα πτερύγια που κατασκευάζονται από αλουμίνιο, τα συστήματα κλιματισμού συνεχίζουν να εξελίσσονται.
01. Το σωληνωτό ψυγείο
Ο συμπυκνωτής A/C με σωλήνες και πτερύγια χρησιμοποιείται σε μεγάλο βαθμό τα τελευταία 70 χρόνια, από την εποχή που τα αυτοκίνητα χρησιμοποιούσαν ψυκτικό ρευστό R12, το οποίο ήταν πολύ αποδοτικό και δεν απαιτούσε συμπυκνωτή με μεγάλη επιφάνεια.
Το σωληνωτό ψυγείο αποτελείται από δύο θαλάμους και μεταξύ τους βρίσκεται το τμήμα που κάνει την απαγωγή θερμότητας. Αυτό αποτελείται από πολλούς σωλήνες χαλκού, που τοποθετούνται παράλληλα, με λεπτά τοιχώματα, στα οποία συνδέονται μηχανικά πτερύγια, αυξάνοντας την επιφάνεια που χρησιμεύει για διασκορπισμό της θερμότητας. Δεν είναι ο πιο αποδοτικός σχεδιασμός για σύγχρονα ψυκτικά ρευστά, όπως το R134a ή μεταγενέστερα. Παρόλα αυτά, λόγω της απλής κατασκευής του, δεν αποκλείεται να τον συναντήσουμε και σε νεότερα αυτοκίνητα.
02. Τύπου σερπαντίνας
Αυτός ο τύπος συμπυκνωτή ήταν πολύ δημοφιλής στα παλαιότερα αυτοκίνητα με ψυκτικό ρευστό R12 και περιορισμένο χώρο κάτω από το καπό. Στους συμπυκνωτές τύπου σερπαντίνας ή ελικοειδείς, όπως αλλιώς λέγονται, το υλικό κατασκευής είναι συνήθως κράμα αλουμινίου με πυρίτιο και η απόδοση μεταφοράς θερμότητας μπορεί να είναι καλύτερη κατά 15 – 20% από τον τύπο με σωλήνα και πτερύγια.
Ο συγκεκριμένος τύπος διατηρήθηκε στην παραγωγή και με την υιοθέτηση του ψυκτικού ρευστού R134a.
Σε αυτούς τους συμπυκνωτές, υπάρχει μία οφιοειδής ροή του ψυκτικού ρευστού, που σημαίνει ότι ένα μακρύ τμήμα σωλήνα διπλώνεται εμπρός και πίσω, με ένα μόνο μονοπάτι για να ρέει το ψυκτικό ρευστό.
Ο σωλήνας από τον οποίο περνάει το ψυκτικό ρευστό διπλώνεται, σχηµατίζοντας διαδοχικά S και το ψυκτικό ρευστό έχει µία µόνο διαδροµή για να περάσει.
Υπάρχουν συμπυκνωτές τύπου σερπαντίνας με απλή και διπλή διαδρομή. Τους τελευταίους τους συναντάμε σπάνια, διότι, αν και είναι αποδοτικότεροι, είναι αρκετά πιο ακριβοί. Υπάρχουν και συμπυκνωτές τύπου σερπαντίνας τριπλής διαδρομής, τους οποίους συναντάμε μόνο σε γεωργικά μηχανήματα.
03. Παράλληλης ροής
Χρησιμοποιείται σε μεγάλο ποσοστό στα σύγχρονα αυτοκίνητα και κατασκευάζεται κατά κανόνα από αλουμίνιο.
Στους συμπυκνωτές παράλληλης ροής, υπάρχουν πολλοί σωλήνες παράλληλα τοποθετημένοι που συνδέονται με δύο κάθετους σωλήνες. Εδώ το ψυκτικό ρευστό μπορεί να διανύσει πολλές διαφορετικές διαδρομές. Έχει τη δυνατότητα να ταξιδέψει προς τα κάτω μέσα από πολλά διαφορετικά μονοπάτια σε μία παράλληλη ροή, η οποία ρυθμίζεται από ειδικά διαφράγματα που έχουν ενσωματωθεί στους κάθετους σωλήνες.
Είναι πολύ ανθεκτικός, αντέχει στη διάβρωση και προσφέρει την πρόσθετη απόδοση που απαιτείται για περιορισµένες εφαρµογές ροής σε συστήµατα µε R-134a ή και νεότερα.
Αυτός ο σχεδιασμός έχει τη μεγαλύτερη επιφάνεια ανά όγκο από τους τρεις, χαρακτηριστικό που τον καθιστά τον πιο αποδοτικό. Οι συμπυκνωτές παράλληλης ροής είναι πολύ πιο αποτελεσματικοί από τους συμπυκνωτές τύπου σερπαντίνας.
Το πρόβλημα είναι ότι, όταν ένας συμπυκνωτής παράλληλης ροής φράξει σε κάποιον από τους παράλληλους σωλήνες, είναι αδύνατο να καθαριστεί.
Οι δίοδοι στους συμπυκνωτές παράλληλης ροής μπορεί να έχουν διάμετρο ακόμη και κάτω από 6mm και τυχόν ρινίσματα μπορεί εύκολα να κολλήσουν εκεί. Το πλύσιμο δεν έχει καμία επίδραση, καθώς το υγρό καθαρισμού παρακάμπτει το σημείο φραγής από τους παράλληλους σωλήνες, χωρίς να πραγματοποιήσει καθαρισμό.
Μία υποκατηγορία των συμπυκνωτών παράλληλης ροής είναι αυτοί με αναστροφή, στους οποίους οι σωλήνες εισαγωγής και εξαγωγής βρίσκονται στην ίδια πλευρά.
04. Συµπυκνωτής υπόψυξης
Τα τελευταία χρόνια έχουν κυκλοφορήσει συμπυκνωτές με ενσωματωμένο φίλτρο / αφυγραντήρα και ονομάζονται συμπυκνωτές υπόψυξης.
Αρχικά ήταν 15% πιο αποτελεσματικοί από τους τυπικούς συμπυκνωτές πολλαπλής ροής και σήμερα, μετά από συνεχή ανάπτυξη, είναι έως και 45% πιο αποτελεσματικοί.
Ο συμπυκνωτής υπόψυξης έχει έναν επιπλέον εναλλάκτη θερμότητας στο κάτω μέρος, για περαιτέρω ψύξη του υγροποιημένου ψυκτικού. Έτσι, επιτρέπει στο ψυκτικό ρευστό να κρυώσει σε χαμηλότερες θερμοκρασίες από τον τυπικό συμπυκνωτή, βελτιστοποιώντας την απόδοση ψύξης του συστήματος A/C.
Τα συστήματα κλιματισμού που χρησιμοποιούν συμπυκνωτή υπόψυξης χρειάζονται λιγότερο ψυκτικό από αυτά που είναι εξοπλισμένα με συμβατικούς συμπυκνωτές και ξεχωριστό φίλτρο / αφυγραντήρα.
Η ενσωμάτωση του φίλτρου / αφυγραντήρα δεν δημιουργεί κανένα πρόβλημα, ούτε αλλάζει τη διάταξη του ψυκτικού κυκλώματος. Αντίθετα, με την ενσωμάτωσή του στον συμπυκνωτή τα οφέλη είναι πολλαπλά, όπως για παράδειγμα μειώνεται ο αριθμός των συνδέσεων και η ευαισθησία σε διαρροές στο σύστημα A/C.
Κάθε φορά όμως που χρειάζεται αντικατάσταση το φίλτρο / αφυγραντήρας, απαιτείται να αντικαταστήσουμε και τον συμπυκνωτή.
Όταν συσσωρευτούν σωματίδια στον συμπυκνωτή, αυτός παύει να είναι αποδοτικός. Σε παλαιότερες διατάξεις (σωληνωτός, σερπαντίνα) υπήρχε δυνατότητα για εσωτερικό πλύσιμο αυτού του εξαρτήματος. Στους συμπυκνωτές υπόψυξης, όμως, το υγρό έκπλυσης ρέει προς τη διαδρομή της ελάχιστης αντίστασης. Το ψυκτικό ρευστό ξεπλένει μόνο υγρά (λάδια / βαφές UV / στεγανωτικά) από το σύστημα, όχι όμως στερεά σωματίδια. Όταν υπάρχει ενσωματωμένο φίλτρο / αφυγραντήρας δεν υπάρχει δυνατότητα έκπλυσης και πρέπει να αντικατασταθεί ολόκληρο το εξάρτημα.
ΤΟΥ ΝΙΚΟΥ ΒΑΣΙΛΑΚΗ
