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. Все 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.
Смотрите, как много места требуют узлы климатической системы даже в таком немаленьком автомобиле, как Mercedes-Benz S-класса (W220). В вазовской «копейке» очень эффективная по тем временам «печка» занимала объем во много раз меньший.
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 теплые 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.
На Саабе 900 образца 1979 года впервые появился «тепловой занавес» ― постоянный поток вдоль дверей, значительно улучшающий уют зимой. До эпохи климат-контролей в центральные дефлекторы на многих машинах подавался холодный забортный воздух (синие стрелки).
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.
Компьютерные методы проектирования позволили сделать климатические системы эффективнее и тише в работе. Обратите внимание, как важен поток из передних дефлекторов в салоне кроссовера Skoda Kodiaq для задних пассажиров.
Ручное управление направлением обдува ― тоже в некотором роде иллюзия. Даже если речь идет об автомобиле с прямым механическим управлением «печкой», например, перевод рукоятки в положение «в ноги» означает лишь то, что вниз пойдет основной поток. Десять-двадцать процентов воздуха все равно будет подаваться на лобовое и боковые стекла, 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 стекла, неизбежно заберет тепло от ног пассажиров. Продвинутые системы позволяют позонно управлять также направлением и интенсивностью обдува. И даже тонко настраивать разницу температур по слоям.
Один из лучших блоков управления климатом среди бюджетных машин: Renault Arkana. Крупные, логичные органы управления. Индекс температуры можно выставить с точностью до 0,5 «градуса». Но индикации происходящего в режиме Auto нет.
«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.
«Недораздельный» климат-контроль ― это когда из температуры, распределения потоков и скорости вентилятора индивидуально регулируются не все параметры.
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 еще инфракрасные сенсоры запотевания стекол (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.
Существенную роль играет вытяжная вентиляция через клапаны, обычно расположенные в заднем бампере. Чем она эффективнее ― тем свежее воздух в салоне.
В большинстве автомобилей климат-контроли работают адекватнее, чем среднестатистический водитель, управляющий микроклиматом вручную. Я регулярно езжу в такси, и, по моим наблюдениям, лишь единицы шоферов понимают, что и как нужно делать. Самые распространенные 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 перестает функционировать вовсе.
Климатические системы автопроизводители традиционно заказывают у специализированных поставщиков. Таких в мире с десяток. Справа ― испаритель кондиционера со встроенными в соты теплоаккумуляторами, для машин со старт-стопом.
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 стекол, 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 все равно «кондей» дает.
Система охлаждения Лады Гранты: весь малый круг (показан красным), минуя одноклапанный термостат, идет через «печку». В салоне теплеет сразу после пуска. Подобную схему, но с возвратным краном отопителя применял все тот же Saab 900 в конце 70-х.
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 раскаленный радиатор, пусть и перекрытый заслонками, тоже частично подогревает забортный воздух ― и рука тянется к кнопке A/C.
В автомобиле светлого цвета температура после стоянки всегда на 8–15% ниже, чем в черном. Значит, энергозатрат на кондиционирование соответственно меньше.
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 малообъемных турбомоторов.
Опосредованное управление дефлекторами через дисплей ― скорее дизайнерская фишка, чем инженерная. Но до чего ж модная!
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.
Дефлекторы электрокара Porsche Taycan не имеют подвижных выходных элементов, а меняют направление и фокусировку потока воздуха благодаря заслонкам, спрятанным в глубине.
Чисто конструктивно блоки HVAC почти не меняются, но совершенствуются в мелочах. Например, работают все тише и эффективнее ― благодаря бесщеточным 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. Все 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».
Вместо традиционных раздельных дефлекторов у электромобиля Tesla Model 3 ― один щелевой во всю ширину панели. Чтобы перенаправить воздух от лица к стеклу (с синей стрелки на красные), открывается подача во вторую щель. Заслонки, обведенные зеленым, меняют поток вправо-влево.
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.
Источник: drive.ru