Устройство воздушной системы охлаждения: Система воздушного охлаждения двигателя

Система воздушного охлаждения двигателя

Воздушная система охлаждения двигателя пользовалась огромной популярностью после Второй мировой войны, когда у людей не было денег на покупку дорогих автомобилей. Простая и надежная система, построенная на принудительном обдуве разогретого блока цилиндров потоком воздуха, отлично зарекомендовала себя на маломощных микролитражках европейского производства.

Назначение воздушного охлаждения двигателя

При работе двигателя внутреннего сгорания, температура отдельных деталей может повышаться до 800-900 градусов, а цилиндры разогреваются до 2000 градусов Цельсия и выше. Если не охлаждать двигатель, его мощность заметно снизится, а расход топлива и масла увеличится. Перегрев деталей мотора, к тому же, приводит к их быстрому износу и поломке.

До 2001 года двигатели воздушного охлаждения от Volkswagen Beetle использовались в качесте двигателей подъемников на австралийском горнолыжном курорте Тредбо

Чрезмерное охлаждение действует на двигатель не менее негативно. При переохлаждении наблюдаются практически те же признаки: снижение мощности, ускоренный износ деталей, повышенный расход топлива.

В современных автомобилях система охлаждения помимо основной задачи выполняет еще и ряд второстепенных. Прежде всего, это нагрев воздуха в системе отопления салона. Помимо этого, средствами системы охлаждения зачастую охлаждают моторное масло, рабочую жидкость автоматической коробки передач, а в некоторых случаях, приемный коллектор или даже дроссельный узел.

Для выполнения всех этих задач в современной системе охлаждения, воздушной или жидкостной, рассеивается около 35% тепла, полученного в результате сгорания топлива.               

Устройство воздушной системы охлаждения

Теплоносителем в воздушной системе охлаждения служит поток воздуха.

Он отводит тепло от цилиндров, головки блока и масляного радиатора. Система включает в себя: вентилятор, охладительные ребра цилиндров и головки (или головок), съемный кожух, дефлекторы и контрольные приборы.

Возможно, самый мощный автомобильный двигатель воздушного охлаждения был установлен на Porsche 911 (933) Turbo S в 1997 году. Этот двигатель с двумя турбинами развивал 400 лошадиных сил

Блок и головку блока цилиндров двигателей с воздушным охлаждением оснащают дополнительными ребрами, увеличивающими площадь поверхности, контактирующей с воздухом. Воздушный поток подается к корпусу двигателя принудительно, при помощи вентилятора с лопастями из прочного, но легкого алюминиевого сплава.

Конструкция вентилятора системы воздушного охлаждения

Вентилятор — главный узел системы, а ротор вентилятора — его основная деталь. Для оптимизации потока воздуха форму и конструкцию деталей вентилятора тщательно просчитали инженеры. Он состоит из направляющего диффузора и  ротора, как правило, состоящего из 8 лопаток, расположенных радиально.

В направляющем аппарате — диффузоре — есть свои лопасти переменного сечения, служащие для направления потока. Они неподвижны и равномерно располагаются по окружности.

Двигатели с воздушным охлаждением ставились на полноприводные военные грузовики чешской компании Tatra

Лопасти направляющего аппарата меняют направление воздушного потока, заставляя его двигаться в сторону противоположную вращению ротора. Это позволяет увеличить воздушное давление, а следовательно, охлаждение двигателя.

Вентилятор приводится в движение от шкива коленчатого вала при помощи ремня. Направляющий аппарат неподвижно закреплен на двигателе.

Вентилятор оснащен защитной сеткой, позволяющей избежать попадания посторонних предметов в направляющий аппарат.

Как работает воздушное охлаждение двигателя

Поскольку цилиндры и их головки нагреваются больше других деталей, мощный воздушный поток направляется, в первую очередь на них, вдоль каналов между ребрами охлаждения. Затем воздух равномерно распределяется на все детали двигателя с помощью направляющих поток дефлекторов – тонких металлических пластин.

Объем воздуха, подаваемого вентилятором в систему охлаждения, составляет примерно 30 куб.м в минуту. Это обеспечивает нормальную работу двигателя невысокой мощности и небольшого объема в температурных пределах от -40 до +40 градусов.

Интенсивность охлаждения двигателя с воздушной системой регулируется автоматически при помощи термостатов и заслонок.                                   

Преимущества и недостатки воздушной системы охлаждения

Преимуществом воздушной системы охлаждения двигателей является простота эксплуатации, технического обслуживания и ремонта.

Воздушное охлаждение позволяет значительно снизить массу мотора и  упростить холодный запуск.

К недостаткам воздушной системы охлаждения принято относить увеличение габаритов двигателя и повышенный уровень шума. К тому же, в подобных системах некоторые элементы испытывают большую тепловую нагрузку за счет неравномерности обдува.

Двигатели с воздушным охлаждением чувствительнее к качеству топлива, смазочных материалов и запасных частей, так как работают, в целом, в более экстремальном режиме эксплуатации. Кроме того, необходимо тщательно следить за чистотой в моторном отсеке, так как даже тонкий налет грязи на корпусе двигателя существенно снижает характеристики охлаждения.             

Характерные поломки системы воздушного охлаждения двигателя

Признаком плохой работы охлаждающей системы служит повышение температуры масла в картере двигателя, регистрируемое специальным датчиком.

Самая распространенная поломка воздушной системы охлаждения — это обрыв ремня вентилятора. На приборной панели автомобилей, в которых применена система воздушного охлаждения, имеется лампа, которая сигнализирует об этой неисправности.

Автомобили с воздушным охлаждением двигателя

Пик применения двигателей воздушного охлаждения в автомобилестроении пришелся на шестидесятые годы двадцатого века. В тот период в мире выпускалось максимальное количество автомобилей с воздушным охлаждением двигателя. Наиболее известны модели концерна Volkswagen – такие как знаменитый «Жук», Transporter T1 и T2 и другие. Модели, построенные на основе такого двигателя, строили американские инженеры из GM (Chevrolet Corvair), французские (Citroën 2CV, GS и GSA) и японские (Honda 1300). Отдельного упоминания достойны автомобили с двигателями воздушного охлаждения другого германского концерна – Porsche. Одна из наиболее известных моделей, выпускающаяся и в наше время Porsche 911, в течение долгого времени оснащалась двигателем с воздушным охлаждением. Благодаря гению Фердинанда Порше, мощными двигателями воздушного охлаждения оснащались только автомобили этой компании. 

Большая часть излишков тепла, то есть около 44% отводится от двигателя через выхлопную трубу, вне зависимости от типа системы охлаждения

В современном автомобилестроении двигатели с воздушным охлаждением утратили популярность. Главным образом, вследствие доминирования переднеприводных моделей с поперечным расположением двигателя. При такой конструкции, во-первых, трудно организовать эффективную систему воздушного охлаждения, а во-вторых, нетрудно установить радиатор водяного охлаждения.

Отечественный автопром также не обошел популярную концепцию стороной. Все автомобили Запорожского автозавода, выпущенные в период существования СССР, обладали двигателями воздушного охлаждения с приводом на задние колеса, установленными в задней части кузова, по той же концепции Фердинанда Порше.

Устройство воздушной системы охлаждения

Система воздушного охлаждения двигателей состоит из ряда элементов, регулирующих ее работу и поддерживающих заданный тепловой режим двигателя.

Принципиальная система устройство воздушной системы охлаждения автомобиля:

• подкапотное пространство, закрытое кузовными панелями;

• центробежный вентилятор с направляющим аппара­том, приводимый в действие коленчатым валом двигателя;

• рубашки охлаждения;

• органы, управляющие расходом воздуха в виде заслонок, управляе­мых термостатами, дросселирующих вход и выход воздуха, или автоматической муфты регулирования частоты вращения лопастей венти­лятора;

• датчик температуры и показывающий прибор в кабине водителя;

• оребрение цилиндров и их головки.

 

По сравнению с жидкостной системой охлаждения воздушная имеет ряд преимуществ:

• простота и удобство эксплуатации;

• отсутствие дорогостоящих узлов и агрегатов;

• меньшая масса двигателя;

• более быстрый прогрев двигателя;

• пониженная чувствительность к колебаниям температуры, что осо­бенно важно при эксплуатации автомобиля в районах с жарким или холодным климатом.

 

К недостаткам устройства воздушной системы охлаждения следует отнести:

• повышенный уровень шума, создаваемый вентилятором;

• большую напряженность отдельных деталей двигателя вследствие их неравномерною охлаждения;

• большой расход мощности на привод вентилятора (10 —15 % мощно­сти двигателя).

Неисправности системы охлаждения, подробнее….

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания автомобиля: виды, устройство, неисправности

Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания автомобиля (СО) – это конструктивное решение, которое отводит от двигателя транспортного средства излишки тепла и передаёт их в окружающую среду, а также позволяет двигателю оперативно прогреться. Именно возможность быстро прогреться, достигнув оптимального уровня рабочей температуры, и поддержка этой температуры на заданном уровне — одни из важнейших факторов эффективной работы ДВС. 

Назначение системы охлаждения двигателя — предотвращение повреждений деталей двигателя автомобиля в результате его перегрева и износа, охлаждение отработавших газов, масла в системе смазки.

Виды систем охлаждения двигателя (жидкостная и воздушная)

Системы охлаждения  (СO) ДВС транспортных средств бывают разных видов:

• Воздушными.
• Жидкостными (функционирующими на воде, антифризах).
• Гибридными.

Воздушная СО – это конструкция, которая обеспечивает отвод излишек тепла от цилиндров и стенок камер с помощью принудительного потока воздуха. Принуждение возникает за счет вентиляторов. Они могут быть автономными или объединёнными с маховиком. Воздух может нагнетаться или просасываться. 

 
Наиболее активно воздушные системы охлаждения двигателя устанавливались на авто в шестидесятые годы прошлого века. В том числе, такое решение было популярно у заводов, выпускающих Volkswagen, Citroën, Honda, Porsche. Но со временем у легковых автомобилей двигатели с воздушным охлаждением стало возможно встретить всё реже. Это легко объяснить тем, что большинство легковых авто, появившихся позже, в том числе, современные легковые авто – это, преимущественно, переднеприводные модели с поперечным расположением ДВС. При такой системе трудно организовать эффективную систему воздушного охлаждения.

К тому же, при воздушном охлаждении производители вынуждены существенно увеличивать габариты двигателя, а вместе с ним возрастает и уровень шума.

Но на сельскохозяйственные, коммунальные машины, скутера, мотоблоки такие СО по-прежнему ставят. Правда, даже у тракторов их можно встретить уже очень редко.

Вторая же разновидность СО –  жидкостная система охлаждения двигателя – это система, где есть промежуточный теплоноситель (жидкость – антифриз). Именно антифриз основательно «прорабатывает» толщь стенок блока цилиндров. Роль отводящего агента у большинства СО такого типа при этом опять-таки играет воздух. Поэтому часто системы называют не просто жидкостными, а комбинированными, гибридными. С точки зрения физики, это действительно верно (и более грамотно), но при этом, так как жидкостные системы в чистом виде (без отводящего агента в виде воздуха) сейчас не используются (первые системы были именно непосредственно жидкостными и работали исключительно на воде), в том, что жидкостными и гибридными МО называют на практике одни и те же решения, ничего зазорного нет. 

И современные автомобилисты, и механики жидкостными СО называют, как правило, именно гибридные решения. Те, где задействован и воздух, и антифриз.

Потоки жидкостной СО

Жидкостные системы охлаждения двигателей могут быть с параллельными, последовательными и смешанными потоками.

Параллельные потоки. Антифриз под давлением поступает в блок цилиндров, проходит через отверстия прокладки головки блока и в головку блока. 

Последовательные потоки. Жидкость поступает к задней части блока цилиндра, а затем перетекает в головку блока цилиндров. Здесь она течет вокруг каждого цилиндра и только потом через перекрестные проходы попадает во коллектор впуска.

Смешанные потоки. У некоторых ДВС потоки теплоносителя объединены. Вентиляционные отверстия берут на себя функцию выпуска пара.

Устройство системы охлаждения двигателя

Сначала затронем конструирование устройства системы охлаждения. При конструировании системы охлаждения производители учитывают целый комплекс факторов: 

• тепловая мощностью ДВС (быстрота выделения тепла),
• габаритов радиатора, вентилятора и водяной помпы, 
• давления в СО,
• конструктивных особенностей термостата.

Если проектируется жидкостная система, учитывается тип охлаждающей жидкости – антифриза: этиленгликолевый (карбоксилатный, лобридный, комбинированный), пропилен-гликолевый. 

Если проектируется воздушная СО, обязательно учитывается температура и влажность окружающего ДВС воздуха.

При конструировании воздушных систем специалисты заинтересованы, в первую очередь, обеспечить подачу воздуха к:

• перемычкам между гнездами клапанов (самым горячим местам головки цилиндров), если речь касается бензиновых ДВС.
• форсункам, если в фокусе внимания – дизельные двигатели.

Обязательно учитываются параметры оребрения двигателя. Идеальный вариант – брать в расчет показатели аэродинамического сопротивления оребрения двигателя, но на практике чаще берется всё-таки удельная поверхность оребрения. Учитывать показатели аэродинамического сопротивления, когда речь идёт о достаточно простой и недорогой технике достаточно нерационально. И проще пожертвовать именно этим параметром.

Как устроена система охлаждения двигателя автомобиля, работающего на антифризе?

В зависимости от того, какое охлаждение – воздушное или на антифризе, отличается схема системы охлаждения двигателя.

Итак, общее устройство системы охлаждения двигателя автомобиля, работающего  на антифризе состоит из следующих элементов:

1. «Водяная рубашка».  Полости между двойными стенками двигателя, имеющие сообщение друг с другом. Расположены в зонах присутствия избытка тепла. Фактически это всё пространство вокруг цилиндров ДВС, заполненное охлаждающей жидкостью.

 
 
2. Термостат. Специальный клапан между «рубашкой» ДВС и входным патрубком устройства радиатора. Когда клапан открывается, для охлаждающей жидкости возникают все условия, чтобы она беспрепятственно попадала в радиатор. Излишки жидкости возвращаются в водяную рубашку через обводный канал. В зависимости от конструктивных особенностей СО, модели силового агрегата, компоновки ДВС термостат может иметь разную локацию. Чаще всего термостат расположен в зоне выхода антифриза из головки блока цилиндров.
 

 
3. Радиатор. Устройство, предназначенное непосредственно для отдачи (отвода) тепла в атмосферу и охлаждения жидкости внутри каналов. Представляет собой конструкцию из трубок, спаянных в виде прямоугольника, крепящегося на двух бачках. Изготавливается из металла (меди, алюминия), нескольких металлов (медь + латунь), комбинации металла и пластика. Большинство современных радиаторов – с алюминиевой сердцевиной с бачками из армированного пластика. В этом случае деталь обладает более высокими показателями коррозионной стойкости и теплопроводности. Устройство монтируется в зоне, которая лучше всего обдувается. Идеальный вариант – зона в подкапотном пространстве спереди автомобиля (причем к такому конструкционному решению инженеры нередко прибегают даже, если ДВС имеет заднее расположение). У некоторых автомобилей радиаторы устанавливаются возле боковых стенок авто. Но как правило, в этом случае о обдуве заботится воздухозаборник, а радиаторов – несколько. Такой вариант можно встретить у спорткаров. 

 

Теплоноситель может поступать в радиатор сверху и направляться вниз в основной бочок, а может двигаться от одной стороны устройства к противоположной его стороне (СО с поперечным потоком). На подавляющее большинство современных СО монтируют радиаторы именно с поперечным потоком.

У большинства радиаторов горловина имеет крышку, оснащённую подпружиненным клапаном, предназначенного для герметичного закрытия вентиляционных каналов СО. Это конструктивное решение необходимо для поддержания оптимального рабочего давления. Наиболее распространёнными и внушающими доверие пользователям радиаторами являются устройства торговых марок Behr Hella, DENSO, LUZAR, Stellox, SAT, AVA.

4. Вентилятор – устройство, помогающее усилить поток набегающего воздуха на радиатор. Воздушный поток направлен по направлению к двигателю.  Запускается за счёт муфты (электромагнитной, гидравлической от сигнала датчика при превышении порогового значения температуры охлаждающей жидкости.  На большинстве современных транспортных средств стоят электровентиляторы: один или несколько (один непосредственно для охлаждения, другой – для работы с высокими температурами).  На транспортных средствах с продольным расположением ДВС и задним приводом также можно встретить термостатический вентилятор охлаждения (вентилятор с термостатической пружиной). Он запускается ремнем от коленчатого вала.
 
    
5. Помпа — центробежный насос. Именно от помпы зависит, будет ли в системе обеспечена бесперебойная циркуляция жидкости (запускаются, чаще всего ремнем – от коленчатого или распределительного вала, шестернями или дополнительной помпой , работающей от электронного блока управления.

6. Расширительный бачок с подпружиненными клапанами. Присутствует у систем с радиатором без заливной горловины.

7.Температурный датчик. Присутствует у авто с электронным блоком управления. Сигналы с датчика поступают непосредственно на ЭБУ, а затем на исполнительные устройства (например, вентилятор).  

Устройство воздушной СО

Если же перед нами устройство воздушной системы охлаждения, где теплоносителем выступает непосредственно поток воздуха, то устройство включает следующие элементы:

• вентилятор, состоящий из диффузора с неподвижными лопастями (направляют воздух) и ротора. Как правило, запускается при помощи ремня и работает от шкива коленвала охладительные ребра цилиндров и головки (или головок), 
• съемный кожух, 
• дефлекторы (монтируются непосредственно над вентканалом) и контрольные приборы. 

Принцип работы системы охлаждения двигателя автомобиля на антифризе

Принцип работы системы зависит от того, что является теплоносителем.

Работа системы охлаждения двигателя на антифризе:

• Антифриз циркулирует (движется по маршруту) принудительно. 
• Движение жидкости производится через «рубашку охлаждения» двигателя.
• Охлаждение ДВС и нагрев охлаждающей жидкости осуществляются синхронно. 
• Антифриз к водяной рубашке движется от первого цилиндра к последнему или от выпускного коллектора к впускному (в зависимости от потоков)
• Жидкость циркулирует по малому (до нагрева) или большому кругу (после нагрева).Свой путь антифриз начинает  по большому кругу. Путь к маломому кругу до достижения определённой температуры  жидкости недоступен, это происходит благодаря закрывающемуся клапану. Когда температура, напротив, падает, то клапан  срабатывает снова, и рабочим путем антифриза, как и в начале работы, становится  малый круг.
• В момент запуска ДВС антифриз  – холодный. При включении системы он нагревается, проходит через радиатор, охлаждается встречным потоком воздуха, в том числе, при необходимости  –  потоком воздуха от вентилятора.

Проходя путь через рубашку охлаждения блока цилиндров и головки цилиндров, жидкость в СО сначала увеличивается, а затем после прохождения радиатора охлаждается до начального уровня. 

• Чаще всего у ДВС горячая охлаждающая жидкость выходит из корпуса термостата (температурно-регулирующего клапана), протекает через радиатор поток жидкости охлаждается потоком воздуха, 
• Назад жидкость возвращается через выходной патрубок основного бачка и через шланг идёт к входному патрубку циркуляционного насоса. Он и прогоняет поток жидкости через рубашку охлаждения двигателя. На некоторых двигателях (например, Chrysler и General Motor’s) альтернативой термостату выступает водяной насос. 

Воздушное охлаждение

Схема работы СО следующая:

• Вентилятор создает поток воздуха
• Наружная область блоков цилиндров и головки омываются мощным потоком воздуха,
• Излишки тепла направляются в атмосферу.

Важно! Воздушный поток целенаправленно направляется на наиболее нагреваемые детали – цилиндры и головки. Степень интенсивности охлаждения зависит от того, какие стоят вентиляторы, и как организовано направление потока воздуха. Распределить воздух на все детали ДВС помогают тонкие пластины-дефлекторы.

Степень интенсивности охлаждения, а значит, и результат, напрямую зависит от организации направления потока воздуха и расположения вентилятора.

Неисправности в системе охлаждения

Не секрет, что именно на СО приходится около 25 – 30% неисправностей ДВС. И, если регулярно не проводить диагностику, не принимать меры, можно «нарваться» на дорогостоящий ремонт. 

Если же всё делать своевременно, то решением проблемы может стать замена небольшой детали или даже просто регулировка одного из узлов.

Популярные неисправности в системе охлаждения:

• Проблемы со шлангами. Износ, потеря герметичности, повреждение, расслаивание,  набуханием материала, влекущее за собой изменение диаметра шланга. Если шланг получит повреждение во время работы двигателя, вся охлаждающая жидкость будет утеряна. Для того, чтобы решить проблему со шлангом, чаще всего требуется его замена, но иногда достаточно решить проблему только с хомутовым соединением.
• Нарушение герметичности радиатора. Чаще всего под воздействием камней, противогололедных реагентов. Практика показала, что чаще радиатор «летит» в системах без кондиционера (если он есть те же на себя часто берет теплообменник).
• Зависание» термостата. Если «зависание» происходит в закрытом состоянии, ДВС начинает перегреваться, если открытом – будет проблема с нагревом. Иногда для решения проблемы достаточно регулировки, но часто может потребоваться и замена этого устройства.
• Течь расширительного бачка (нередкое явление для тех схем системы охлаждения двигателя, где бачок работает под давлением).
• Потеря герметичности пробки радиатора.  При этой неисправности система не сможет обеспечивать повышение температуры кипения жидкости. В зависимости от ситуации проблема может решаться механическим способом, или требуется замена пробки. К пробке ни в коем случае нельзя относится халатно. Именно от неё зависит, удастся ли удержать нужное давление в СО.
• Воздушная пробка. Приводит к перегреву двигателя либо нарушению прогрева салона (то есть двигатель может хорошо прогреваться, а тепло в салон перестаёт поступать). Для диагностики проверяют уровень антифриза в расширительном бачке, проводят визуальный осмотр. Для решения проблемы ус старых транспортных средств на радиаторе откручивают  отточенных навыков: нужно снять пластиковую защиту, демонтировать хомут, подать в бачок воздух посредством компрессора, провести проверку на отсутствие пузырьков воздуха, накинуть на штуцер патрубок, монтировать специальную пробку и запускают двигатель, у современных авто в большинстве случае решение проблемы требует затянуть хомут, довести антифриз до оптимального уровня.
• Обрыв ремня вентилятора. Распространённая поломка у мототехники, коммунальной техники, где стоит воздушная СО. Об этой неисправности у большинства транспортных средств сигнализирует контрольная лампа. Проблема решается путём замены ремня.
• Загрязнение патрубков, влекущее за собой попадание в СО посторонних примесей и её выход из строя. Проблема решается путём промывки, удаления ржавчины, шлака, накипи, остатков масла, силикатного геля.

Как систематизировать знания и получить практические навыки по теме?

Изучить тему «Системы смазки и охлаждения» подробно поможет лицензионный обучающий продукт «Автомобильные основы» на платформе LCMS ELECTUDE.

Видеообзор этого обучающего продукта для вас доступен прямо сейчас:

Огромное преимущество использование платформы состоит в том, что вы не просто последовательно получаете необходимый набор знаний, а имеете возможность поработать с устройствами на практике, отточить навыки диагностики и ремонта (платформа располагает встроенным тренажёром).

Платформа адаптивна как для проведения занятий в аудитории, так и дистанционного обучения. Очень удобно, что система располагает продуманной системой тестов. Можно не просто изучить материал, а проконтролировать, как он усвоен, какой реальный прогресс при изучении системы охлаждения двигателя.

Двигатель воздушного охлаждения: особенности, принцип работы

Чтобы уберечь двигатель от перегрева, тем самым увеличивая срок безотказной эксплуатации автомобиля, необходима действенная система охлаждения. Предстоящее исследование посвящено «воздушникам», их устройству, а также достоинствам и недостаткам. Изучив предлагаемую информацию, можно сравнить принудительное охлаждение воздухом с жидкостным, чтобы сделать правильный выбор системы.

Чем привлекателен двигатель воздушного охлаждения

В функционирующем моторе температура цилиндров способна достигать 2000 градусов, тогда как оптимально допустимым считается режим 80-90 градусов. Разумеется, в таких экстремальных условиях ни одна деталь не прослужит долго. Для сохранности рабочих фрагментов автомашины двигатель нуждается в достаточно надежной системе охлаждения. Подобные конструкции имеют две разновидности:

1. система, использующая воздушное охлаждение. Здесь в качестве защиты работающего агрегата от перегрева выступает воздух;
2. жидкостное охлаждение ранее, в былые времена осуществлялось обычной водой. Технический прогресс отразился на создании специального вещества, названного антифризом. Также для снижения температуры мотора применяется тосол.

В настоящей публикации подробно рассматривается первая разновидность систем, оберегающих функционирующий двигатель от чрезмерного перегрева. Это позволит несведущему автолюбителю ознакомиться с устройством и принципом работы сложного технологического механизма.

Функции охлаждающих систем

Следует отметить, что поддержание оптимального температурного режима в двигателе автомобиля требует защиты не только от непомерного перегревания, но также от промерзания. Переохлаждение агрегата способно вызвать конденсацию топливно-воздушной смеси, вызванную соприкосновением горючего с прохладной поверхностью цилиндров.

Попадая в картер силовой установки, она приводит к разжижению смазочного вещества, что отражается потерей большинства его полезных характеристик.

Смешивание топлива с маслом вызывает досадное падение мощности мотора. Функционально важные детали двигателя быстрее изнашиваются. Также отрицательным моментом является загустевание масла в переохлажденном агрегате. Ухудшение своевременной подачи смазочного вещества в цилиндры приводит к непомерной растрате горючего, функциональная способность двигателя существенно понижается.

Помимо выполнения основной функции, системы охлаждения дополнительно обеспечивают:

• понижение температуры отработанных газов в системе рециркуляции;
• вентиляцию и кондиционирование воздуха в салоне автомобиля. Также они отвечают за отопление;
• своевременное охлаждение моторного масла;
• поддержание оптимального температурного баланса в турбокомпрессорных агрегатах;
• охлаждение рабочей жидкости, заполняющей коробку-автомат.

Назначение и принцип действия системы воздушного охлаждения

Установлено, что перегревающийся двигатель вызывает непомерный расход топлива, также тратится большое количество машинного масла. Важные для нормального функционирования автомобиля детали быстро выходят из строя вследствие скорого износа. К тому же, нарушение температурного режима может привести к необоснованной потере мотором необходимой мощности.

С помощью воздушной системы охлаждения в двигателе поддерживается оптимальная температура. Также ее предназначением является контроль подогрева воздуха в салоне автомобиля. Она следит за своевременным охлаждением смазочных материалов, снижает температуру рабочей жидкости, заполняющей коробку-автомат, а порой поддерживает оптимальный режим в дроссельном узле и приемном коллекторе.

Принцип действия системы заключается в отведении тепла потоком воздуха от чрезмерно нагревающихся деталей работающего двигателя. Таким путем охлаждаются цилиндры, головки блока и масляного радиатора.

Воздушный поток к двигателю нагнетается принудительно алюминиевыми лопастями вентилятора, защищенного специальной сеткой от нежелательного попадания случайных предметов, способных повредить агрегат. Дефлекторы равномерно распределяют воздух, поступающий через ребра охлаждения, между всеми деталями функционирующего мотора.

Конструкция вентилятора

Следует отметить, что принудительное воздушное охлаждение невозможно без специального устройства. Вентилятор, являющийся необходимым звеном рассматриваемой системы, состоит из следующих деталей:

• направляющего диффузора, оснащенного по окружности стационарными, радиально расположенными лопастями переменного сечения, влияющими на равномерное распределение воздушного потока;
• ротора, имеющего восемь особых лопаток, размещенных по радиусу;
• алюминиевых лопастей, нагнетающих поток воздуха в требуемом направлении;
• кожуха, предотвращающего попадание тепла из внешнего пространства;
• защитной сетки, предохраняющей механизм от случайного проникновения посторонних предметов внутрь устройства.

Лопастями диффузора изменяется направление воздушного потока, и он устремляется в сторону, противоположную вращению ротора. Это способствует увеличению атмосферного давления, вызывая лучшее охлаждение двигателя.

Преимущества и недостатки системы охлаждения двигателя воздухом

Отдельно следует заметить, что иногда для обеспечения нормального температурного режима вполне достаточно естественной циркуляции атмосферных потоков. Внешняя поверхность цилиндров мопедов, мотоциклов, поршневых и прочих простейших двигателей оснащается специальными ребрами, способствующими отдаче тепла во внешнюю среду.

Сложная конструкция автомобильного мотора требует принудительного охлаждения. Воздушному потоку необходимо придать определенное направление. Для этой цели используются вентиляторы.

Двигатели с воздушным охлаждением обладают следующими достоинствами:

1. чрезвычайной простотой конструкции, значительно упрощающей процесс ремонта или замены пришедших в непригодность деталей;
2. сравнительно небольшим весом;
3. основательной надежностью;
4. приемлемой стоимостью;
5. хорошими характеристиками холодного запуска мотора.

Однако, прежде чем выбрать автомобиль, имеющий двигатель воздушного охлаждения, следует ознакомиться и с недостатками рассматриваемых систем. Они характеризуются:

1. непомерным шумом, который создается работающим вентилятором;
2. увеличением размера двигателя в связи с необходимостью дополнительного пространства для размещения обдувающего устройства;
3. неравномерностью направленности воздушных потоков, что определяет возможность локального перегрева;
4. чрезмерной чувствительностью к качеству горючего, смазочных материалов, а также повышенными требованиями к состоянию запчастей.

Тем не менее, воздушное охлаждение приобрело свою нишу в автомобилестроении. Такими моторами оснащают грузовики, сельскохозяйственную технику и машины с дизельными ДВС.

Распространенные мифы о «воздушниках», истина или вымысел

К сожалению, недостатки «Запорожца» окончательно подорвали доверие отечественных автолюбителей к воздушной системе охлаждения двигателя. Ее обвиняли в сильном нагревании, недостаточной мощности и быстром выходе из строя. В то время, как немецкий «Жук», оснащенный подобной системой, пользуется неизменной популярностью у потребителей, радуя производителя постоянным повышенным спросом.

Равняясь на характеристики германского автомобиля, подробно исследуем некоторые довольно распространенные легенды, преследующие двигатели, охлаждаемые воздухом.

Утверждение 1. «Воздушник» проигрывает жидкостной системе за счет сильного нагревания

Отнюдь не является непреложной истиной. В действительности температурные особенности, наоборот, можно считать достоинством двигателя, охлаждаемого воздушным потоком. Разумеется, пониженная теплопроводность не позволяет воздуху отбирать тепло с достаточной скоростью, обеспечиваемой водой или антифризом.

Однако, отличие температур на поверхности цилиндров и во внешней среде значительно больше разницы между стенками и жидкостью, перемещающейся внутри системы. Поэтому, погодные условия в меньшей степени влияют на тепловой режим «воздушника». Возможность перегрева мотора с жидкостным охлаждением в жару намного выше.

Утверждение 2. Большие габариты

Также весьма спорно. При сравнении размеров двух двигателей, имеющих равные диаметры цилиндров и одинаковый ход поршня, но оснащенные разными системами охлаждения, преимущество зачастую оказывается на стороне «воздушника».

Несмотря на довольно внушительный вид вентилятора с дефлектором и достаточно громоздкие кожухи, окружающие цилиндры с головками, его параметры оказываются несколько компактнее, чем у жидкостного агрегата.

К тому же, «водянка» занимает значительно большее пространство за счет дополнительного оборудования, выносимого за пределы двигателя. На кузове находится весьма громоздкий радиатор, оснащенный вентилятором. Также большое количество всевозможных шлангов отнюдь не добавляют компактности.

Утверждение 3. Воздушные системы проигрывают жидкостным в надежности

Не соответствует действительности. Статистические исследования утверждают, что в одном из пяти случаев отказа двигателя вина ложится на жидкостное охлаждение. Причиной являются отказоопасные детали наподобие термостата, радиатора, помпы и пр.

Простота конструкции обеспечивает надежность вентилятора с дефлектором, объясняемую низкой вероятностью поломки. Кроме того, привлекательным моментом, свидетельствующим в пользу «воздушника», считается снижение расходов на обслуживание системы.

Утверждение 4. Воздушное охлаждение слишком громкое

К сожалению, является истинным. Конструктивными особенностями воздушной системы не предусмотрены эффективные звукопоглощающие устройства, которыми располагает жидкостной двигатель. Кроме того, ребра цилиндров и головок «воздушника» иногда, наоборот, усиливают шумы, производимые функционирующим мотором.

Конструкторы предусмотрели звукоизоляцию жидкостной системы, осуществляемую благодаря удвоенным стенкам рубашки охлаждения, внутри которой циркулирует антифриз или вода. Поэтому на этой позиции «воздушник» действительно оказался в проигрыше.

Утверждение 5. Воздушные двигатели быстрее изнашиваются

Является правильным применительно к устаревшим системам. Вентилятор просто нагнетал потоки воздуха на ребра цилиндров, не обеспечивая достаточной равномерности обдува. Современные двигатели характеризуются рациональным распределением тепла.

К тому же, более высокая температура на стенках цилиндров «воздушников» способствует сокращению потерь, вызываемых трением колец о цилиндры благодаря лучшему разжижению смазочных материалов. Это объясняет меньший износ деталей. Масло меньше подвергается окислению, что замедляет его старение, позволяя экономить на частой замене.

Утверждение 6. Недостаточная мощность

Не совсем верно. Причиной подобного обвинения является ухудшение весового наполнения цилиндров рабочей жидкостью, вызывающее непродолжительное падение мощности двигателя. Это происходит благодаря повышению температуры цилиндров и головок с увеличением нагрузки, что ведет к нежелательному нагреванию воздуха внутри системы.

Однако, при большем количестве оборотов разница в коэффициенте наполнения у воздушных двигателей и жидкостных моторов становится меньше 3,5%, установленных исследованиями, практически устремляясь к нулю. Поэтому, бороться с потерей отдачи можно, увеличивая обороты.

Заключение

Итак, проведенное исследование доказало, что охлаждение воздухом ничуть не хуже жидкостного, а по некоторым параметрам и вовсе превосходит его. Не пора ли производителям задуматься о возобновлении выпуска автомобилей с воздушными системами? Спрос потребителей будет расти, несмотря на печальный опыт злосчастного «Запорожца».

Устройство и действие систем охлаждения трактора

Категория:

   Тракторы

Публикация:

   Устройство и действие систем охлаждения трактора

Читать далее:

Устройство и действие систем охлаждения трактора

Воздушное охлаждение. При воздушном охлаждении цилиндры (рис. 42, а, б) двигателя изготавливают каждый в отдельности, а для увеличения поверхности охлаждения их наружные стенки делают ребристыми. Цилиндры окружены направляющими щитками (дефлекторами), обеспечивающими равномерный обдув их воздухом.

В передней части двигателя устанавливают вентилятор, закрытый сеткой, приводимый во вращение ременной передачей от шкива, укрепленного на коленчатом валу. При обрыве ремня на щитке некоторых тракторов зажигается красная лампа.

Действие системы заключается в следующем. При работе двигателя вентилятор засасывает воздух из атмосферы и нагнетает его под кожух, откуда он проходит между ребрами цилиндров и головок, отбирая от них излишнюю теплоту. За действием системы охлаждения наблюдают по дистанционному термометру смазочной системы.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 41. Тепловой баланс дизеля.

Рис. 42. Схема воздушного охлаждения:
а — устройство; б— охлаждение поршня маслом; 1 — шкив; 2— ремень; 3— сетка; 4 — вентилятор; 5 — кожух; 6 — цилиндр; 7— щитки; 8— канал; 9 — поршень; А. Б — точки замера температуры.

Температура масла при нормальной работе двигателя должна быть в пределах от 55 до 100 °С, а максимально допустимая в тяжелых условиях— 120 °С.

Воздушное охлаждение достаточно хорошо обеспечивает нужный тепловой режим двигателя, работающего с полной нагрузкой, даже при температуре окружающего воздуха до +50 °С.

Двигатель с воздушным охлаждением быстро нагревается, поэтому износ его деталей во время пуска и в начальный период работы незначителен. Система охлаждения проста в эксплуатации и требует малых затрат труда на техническое обслуживание. В отличие от двигателей с жидкостным охлаждением у двигателей с воздушным охлаждением исключается опасность размораживания. Применять такую систему охлаждения предпочтительнее в безводных районах.

К недостаткам воздушной системы охлаждения по сравнению с системой жидкостного охлаждения относятся: большая трудность обеспечения благоприятного теплового режима двигателя, повышенный расход картерно-го масла и шум во время работы.

Жидкостное охлаждение. При охлаждении двигателя с помощью жидкости камеру сгорания двигателя, находящуюся внутри цилиндра (рис. 43), окружают полостью, называемой рубашкой. В эту рубашку заливают охлаждающую жидкость (воду или антифриз — водный раствор этиленгликоля, обладающий свойством замерзать при очень низких температурах).

Во время работы двигателя стенки цилиндра (гильзы) и головки цилиндра, прилегающие к камере сгорания, сильно нагреваются и передают теплоту жидкости, находящейся в рубашке.

Жидкость, нагретая в рубашке, захватывается центробежным насосом; через верхний патрубок направляется в радиатор, герметически закрытый крышкой. Перетекая через трубки радиатора, жидкость охлаждается воздухом, просасываемым через радиатор вентилятором, и направляется по нижнему патрубку обратно в рубашку двигателя. Затем процесс повторяется.

Рис. 43. Схема жидкостного охлаждения:
1 — шторка; 2— радиатор; 3 — крышка; 4, 12 — патрубки; 5—вентилятор; 6 — термостат; 7 — рубашка; 8— термометр; 9 — датчик; 10, 13 — спускные краны; 11 — цилиндр; 14 — масляный радиатор; 15 — насос.

Таким образом, охлаждающая жидкость, циркулируя по системе охлаждения во время работы двигателя, отбирает излишнюю теплоту от стенок цилиндра и головки и, проходя через радиатор, отдает ее в атмосферу, поддерживая тем самым нужную температуру деталей двигателя. Такая система охлаждения называется жидкостной, принудительной и закрытой.

Работа жидкостной системы охлаждения контролируется дистанционным термометром 8, датчик 9 которого находится в верхнем баке радиатора или головке блока.

Температуру охлаждающей жидкости можно изменять при помощи шторки вручную. Для автоматического поддержания нужной температуры двигатель снабжен термостатом. Для спуска охлаждающей жидкости из блока цилиндров используют спускной кран, а из нижнего бака радиатора — кран.

У форсированных двигателей, кроме основных систем охлаждения (воздушной и жидкостной), применяется дополнительное охлаждение поршней маслом, подаваемым из смазочной системы через канал в шатунах.

Насколько эффективно такое охлаждение, показывают цифры в точках А и Б: температура поршня 9 без охлаждения маслом во время работы составляла соответственно 232 и 213 °С, а при охлаждении маслом — 210 и 175 °С.

Расход масла на охлаждение поршней относительно невелик — 3,6…5 л/мин при давлении масла в магистрали 0,2…0,25 МПа и температуре 100…105 °С.

Рекламные предложения:

Читать далее: Устройство и действие приборов системы охлаждения трактора

Категория: — Тракторы

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Назначение и устройство системы охлаждения двигателя

Назначение и устройство системы охлаждения двигателя

Система охлаждения предназначенная для охлаждения деталей двигателя, в процессе его работы и поддержания нормального температурного, наиболее выгодного теплового режима работы двигателя. Существуют жидкостное охлаждение, воздушное охлаждение и комбинированное охлаждение.

Перегрев двигателя ухудшает количественное наполнение цилиндра горючей смесью, вызывает разжижение и выгорание масла, в результате чего, могут заклинить поршни в цилиндрах и выплавиться вкладыши подшипников.

Переохлаждение двигателя вызывает уменьшение мощности и экономичности двигателя, на холодных деталях конденсируются пары бензина и в виде капель стекают по зеркалу цилиндра, смывая смазку, увеличиваются потери на трения, возрастает износ деталей и возникает необходимость в частой замене масла. А также происходит неполное сгорание топлива, отчего на стенках камеры сгорания образуется большой слой нагара – возможно зависание клапанов.

Для нормальной работы двигателя температура охлаждающей жидкости должна быть 80-95 градусов.

Тепловой баланс может быть представлен в виде диаграммы.

Рис. Диаграмма теплового баланса двигателя внутреннего сгорания.

На двигателях отечественного производства применяют закрытую принудительную жидкостную систему охлаждения, осуществляемую водяным насосом. Она непосредственно не сообщается с атмосферой, поэтому называется закрытой. В результате давление в системе увеличивается, температура кипения охлаждающей жидкости повышается до 108 – 119 градусов и снижается расход на ее испарение.

Данные системы охлаждения обеспечивают равномерное и эффективное охлаждение, а также производят меньше шума.

Рассмотрим систему охлаждения на примере двигателя марки ЗИЛ

Рис. Схема системы охлаждения двигателя типа ЗИЛ. 1 – радиатор, 2 – компрессор, 3 – водяной насос, 4 – термостат, 5 – кран отопителя, 6 – подводящая трубка, 7 – отводящая трубка, 8 – радиатор отопителя, 9 – датчик указателя температуры воды в системе охлаждения двигателя, 10 – сливной кран рубашки блока цилиндров (в положении «открыто»), 11 – сливной краник радиатора.

Жидкость в рубашке охлаждения двигателя нагревается за счет отвода теплоты от цилиндров, поступает через термостат в радиатор, охлаждается в нем и под действием центробежного насоса (обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости в системе) возвращается в рубашку двигателя. В народе центробежный насос называют «помпой». Охлаждению жидкости способствует интенсивный обдув радиатора и двигателя потоком воздуха от вентилятора. Вентилятор усиливает поток воздуха через сердцевину радиатора, служит для улучшения охлаждения жидкости в радиаторе. Вентилятор может иметь различный привод.

– механический – постоянное соединение с коленчатым валом двигателя,

– гидровлический – гидромуфта. Гидромуфта включает в себя герметический кожух В, заполненный жидкостью.

В кожухе помещаются два сферических сосуда Д и Г, жестко соединенные с ведущим А и ведомым Б валами соответственно.

Рис. Гидромуфта, а – принцип действия; б – устройство, 1 – крышка блока цилиндров, 2 – корпус, 3 – кожух, 4 – валик привода, 5 – шкив, 6 – ступица вентилятора, А – ведущий вал, Б – ведомый вал, В – кожух, Г, Д – сосуды, Т – турбинное колесо, Н – насосное колесо.

Принцип работы гидравлического вентилятора основан на действии центробежной силы жидкости. Если сферический сосуд Д, заполненный жидкостью, вращается с большой скоростью, жидкость попадает во второй сосуд Г, заставляя его вращаться. Потеряв энергию при ударе, жидкость возвращается в сосуд Д, разгоняется в нем, попадает в сосуд Г и процесс повторяется.

– электрический – управляемый электродвигатель. Когда температура охлаждающей жидкости достигает 90-95 градусов, клапан датчика открывает масляный канал в корпусе включателя и моторное масло поступает в рабочую полость гидромуфты из главной смазочной системы двигателя.

Вентилятор заключен в установленный на рамке радиатора кожух, что способствует увеличению скорости потока воздуха, проходящего через радиатор.

Радиатор служит для охлаждения воды, поступающей из водяной рубашки двигателя.

Рис. Радиатор а – устройство, б – трубчатая середина, в – пластинчатая середина, 1 – верхний бачок с патрубком, 2 – пароотводная трубка, 3 – заливная горловина с пробкой, 4 – сердцевина, 5 – нижний бачок, 6 – патрубок со сливным краником, 7 – трубки, 8 – поперечные пластины.

Состоит из верхнего 1 и нижнего 5 бачков и сердцевины 4 и деталей крепления. Баки и сердцевина изготовлены из латуни (для улучшения теплопроводности).

Наиболее распространены трубчатые и пластинчатые радиаторы. У трубчатых радиаторов, изображенных на рисунке «б» – сердцевина образована из ряда тонких горизонтальных пластин 8, сквозь которые проходит множество вертикальных латунных трубок, благодаря чему вода, проходя через сердцевину радиатора разбивается на множество мелких струек. Горизонтальные пластины служат дополнительными ребрами жесткости и увеличивают поверхность охлаждения.

Пластинчатые радиаторы состоят из одного ряда плоских латунных трубок, каждая из которых изготовлена из спаянных межу собой по краям гофрированных пластин.

Термостат служит для ускорения прогрева холодного двигателя и обеспечения оптимального температурного режима. Термостат представляет собой клапан, регулирующий количество жидкости проходящей через радиатор.

При запуске двигателя сам двигатель и охлаждающая его жидкость холодные. Для ускорения прогрева двигателя, охлаждающая жидкость движется по кругу, минуя радиатор. Термостат при этом закрыт, по мере нагрева двигателя (до температуры 70-80 градусов), клапан термостата, под действием паров жидкости, заполняющей его цилиндр, открывается и охлаждающая жидкость начинает свое движение по большому кругу, через радиатор.

На современных автомобилях устанавливают двухконтурные системы охлаждения . Данная система включает два независимых контура охлаждения:

– контур охлаждения блока цилиндров;

– контур охлаждения головки блока цилиндров.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

О водяном охлаждении: зачем нужно и как выбрать

При сборке ПК важно учесть не только ключевые комплектующие: материнскую плату, видеокарту и процессор. Для эффективной и долгой работы всех вышеперечисленных компонентов нужно активное охлаждение. Оно бывает двух видов — воздушное или водяное.

Воздушное охлаждение состоит из радиатора на тепловыделяющей детали и вентилятора, который обдувает этот радиатор — здесь существует множество вариантов и конфигураций.

Водяное охлаждение работает по похожему принципу с башенными кулерами. Отличие в том, что здесь охлаждение происходит не в едином с радиатором контуре, а благодаря переносу охлаждающей жидкости по системе охлаждения от теплосъемника к отдельному радиатору, который обдувают вентиляторы. Большинство таких систем состоят из блока водяного охлаждения, двух шлангов, радиатора и нескольких вентиляторов.

Как и в случае с системами воздушного охлаждения, существует широкий выбор доступных вариантов, которое подразделяются на две большие категории: готовые системы охлаждения «все в одном» или настраиваемые контуры охлаждения, которые делаются под заказ. Сегодня мы сосредоточимся на готовых решениях.

Кому нужно водяное охлаждение?

Большинство обычных пользователей не нуждается в водяном охлаждении.

Даже игровой ПК чаще всего не требует водяного охлаждения — достаточно обычного башенного кулера. Дело в том, что даже дорогой процессор в игровом ПК обычно не выделяет так много тепла, сколько покрывает водяное охлаждение. Потенциал дорогой системы охлаждения не будет использоваться.

Тем не менее, есть ситуации, без которых водяное охлаждение — это необходимость. Речь идет о дорогом и производительном сегменте, в котором встречаются процессоры с парой десятков ядер. У процессора с большим количеством ядер и суффиксом XE тепловыделение может превысить 350 Вт — воздушное охлаждение просто не справится.

Тоже самое касается и разогнанных процессоров — тепловыделение увеличивается и всей системе требуется серьезное охлаждение. Если в вашем ПК и производительная видеокарта. и разогнанный процессор, то вся система получится очень горячей — есть вероятность, что воздушное охлаждение будет недостаточно эффективно.

Также водяное охлаждение актуально тем, кто готов переплатить за тихую работу ПК. В водяном охлаждении тоже используются вентиляторы, но необходимую мощность можно подобрать более габаритным радиатором. В итоге система будет тише, чем башенный кулер при схожем теплопакете.

Давайте перейдем к конкретным моделям. Сами модели систем водяного охлаждения отличаются от друг друга незначительно. Основное отличие заключается в количестве вентиляторов.

Если вам нужно водяное охлаждение с одним вентилятором, подойдет Cooler Master MasterLiquid ML120L RGB MLW-D12M-A20PC-R1.

Отдельно отметим модель Cooler Master MasterLiquid ML120R RGB MLX-D12M-A20PC-R1 — эта односекционная система с двумя вентиляторами.

Большинство моделей оснащены двумя вентиляторами. Вы можете выбрать из следующих похожих моделей:

— Cooler Master MasterLiquid Lite 240 MLW-D24M-A20PW-R1;

— Cooler Master MasterLiquid ML240L RGB MLW-D24M-A20PC-R1;

— Cooler Master MasterLiquid ML240R RGB MLX-D24M-A20PC-R1;

— Cooler Master MasterLiquid ML240P MIRAGE MLY-D24M-A20PA-R1.

Также в каталоге представлена одна модель с тремя вентиляторами — Cooler Master MasterLiquid ML360R RGB MLX-D36M-A20PC-R1.

Все перечисленные выше модели поддерживают подключение 4-pin + 3-pin и большинство распространенных сокетов:

— INTEL: LGA 1150/1151/1155/1156, LGA 1356/1366, LGA 2011/2011v3/2066;

— AMD: AM2/AM2+/AM3/AM3+/AM4/FM1/FM2/FM2+.

Системы водяного охлаждения несколько сложнее в установке, чем воздушного. Тем не менее, если ориентироваться на официальные гайды от производителя, эта задача тоже не займет много времени

типов систем охлаждения | Умный дом

Кондиционирование или охлаждение — это сложнее, чем отопление. Вместо того, чтобы использовать энергию для создания тепла, кондиционеры используют энергию для отвода тепла. Наиболее распространенная система кондиционирования воздуха использует компрессорный цикл (аналогичный тому, который используется в вашем холодильнике) для передачи тепла из вашего дома на улицу.

Представьте свой дом как холодильник. Снаружи есть компрессор, наполненный специальной жидкостью, называемой хладагентом.Эта жидкость может переключаться между жидкостью и газом. Когда он изменяется, он поглощает или выделяет тепло, поэтому он используется для «переноса» тепла из одного места в другое, например, изнутри холодильника наружу. Все просто, правда?

Ну нет. И процесс становится немного сложнее со всеми задействованными элементами управления и клапанами. Но эффект его замечательный. Кондиционер забирает тепло из более прохладного места и сбрасывает его в более теплое, что, по-видимому, работает против законов физики.Конечно, этим процессом движет электричество — на самом деле, довольно много.

Типы систем охлаждения

Центральные кондиционеры и тепловые насосы

Центральные кондиционеры и тепловые насосы предназначены для охлаждения всего дома. В каждой системе большой компрессор, расположенный снаружи, управляет процессом; внутренний змеевик, заполненный хладагентом, охлаждает воздух, который затем распределяется по всему дому через воздуховоды. Тепловые насосы похожи на центральные кондиционеры, за исключением того, что цикл можно изменить и использовать для отопления в зимние месяцы.(Тепловые насосы более подробно описаны в разделе, посвященном отоплению.) В случае центрального кондиционера такая же система воздуховодов используется с печью для принудительного нагрева теплым воздухом. Фактически, центральный кондиционер обычно использует печной вентилятор для распределения воздуха по каналам.

Центральные кондиционеры и воздушные тепловые насосы, работающие в режиме охлаждения, были оценены в соответствии с их сезонным коэффициентом энергоэффективности (SEER) с 1992 года. SEER — это сезонная мощность охлаждения в британских тепловых единицах, деленная на сезонную потребляемую энергию в ватт-часах для «средний» U.С. климат. До 1992 года использовались другие показатели, но эффективность многих старых центральных кондиционеров была эквивалентна оценкам SEER только 6 или 7. Средний центральный кондиционер, проданный в 1988 году, имел примерно 9 баллов в эквиваленте SEER; к 2002 году он вырос до 11,1. Национальный стандарт эффективности для центральных кондиционеров и тепловых насосов с воздушным источником воздуха теперь требует минимального значения SEER 13 (с 2006 г.), а для получения права на получение ENERGY STAR требуется значение SEER 14,5 или выше. Центральные кондиционеры также имеют рейтинг коэффициента энергоэффективности (EER), который указывает на производительность при более высоких температурах.Модели, отвечающие требованиям ENERGY STAR, должны соответствовать требованиям EER 12.

Кондиционеры и тепловые насосы используют цикл хладагента для передачи тепла между внутренним блоком и внешним блоком. Тепловые насосы отличаются от кондиционеров только специальным клапаном, который позволяет реверсировать цикл, подавая внутрь теплый или прохладный воздух.

Новые стандарты эффективности для центральных кондиционеров вступят в силу в 2015 году. Как и в случае печей, новые стандарты будут отличаться по регионам, причем на юге и юго-западе они будут более строгими, чем на севере.Новые центральные кондиционеры, продаваемые для установки на юге и юго-западе, должны соответствовать минимум 14 SEER; для блоков, установленных на Севере, минимум 13 SEER остается неизменным. Воздушные тепловые насосы должны соответствовать минимуму 14 SEER независимо от того, где они установлены. Кроме того, центральные кондиционеры, установленные на жарком и сухом юго-западе, должны соответствовать минимум 12,2 EER (или 11,7 EER для более крупных моделей).

В отличие от этого, охлаждающая способность геотермальных тепловых насосов измеряется по EER в установившемся режиме, а не по сезонным параметрам.Минимальные требования программы ENERGY STAR для геотермальных тепловых насосов: 21,1 EER для систем с разомкнутым контуром, 17,1 EER для систем с замкнутым контуром и 16 EER для блоков с прямым расширением (DX).

Комнатные кондиционеры

Комнатные кондиционеры доступны для монтажа в окнах или через стены, но в каждом случае они работают одинаково, с компрессором, расположенным снаружи. Комнатные кондиционеры рассчитаны на охлаждение только одной комнаты, поэтому для всего дома может потребоваться несколько кондиционеров.Отдельные блоки стоят дешевле, чем центральные системы.

Комнатные кондиционеры рассчитываются только на основе EER, который представляет собой холодопроизводительность, деленную на потребляемую мощность. Чем выше EER, тем эффективнее кондиционер. Пересмотренные федеральные минимальные стандарты эффективности для комнатных кондиционеров, принятые в 2011 году, вступят в силу в июне 2014 года; пересмотренные требования ENERGY STAR вступят в силу в октябре 2013 года. В таблице 5.2 перечислены требования к блокам с жалюзийными стенками — наиболее распространенному типу.

	Федеральный стандарт min EER	ENERGY STAR мин. EER
Емкость (БТЕ / ч)	по состоянию на октябрь.2014	по состоянию на октябрь 2014 г.	По состоянию на июль 2017 г.
менее 6000	11,0	11,2	12,1
6000 ру 7999	11,0	11,2	12,1
от 8000 до 13999	10,9	11,3	12,0
14 000–19 999	10,7	11,2	11.8
от 20 000 до 24 999	9,4	9,8	10,3
25 000 и выше	9,0	9,8	9,9

Испарительные охладители

Испарительные охладители, иногда называемые болотными охладителями, менее распространены, чем парокомпрессионные кондиционеры (хладагент), но они являются практической альтернативой в очень засушливых регионах, таких как юго-запад. Они работают, втягивая свежий наружный воздух через влажные подушки, где воздух охлаждается за счет испарения.Затем более холодный воздух циркулирует по птичнику. Этот процесс очень похож на ощущение холода, когда вы выходите из бассейна на ветру. Испарительный охладитель может снизить температуру наружного воздуха на целых 30 градусов.

Они могут сэкономить до 75% затрат на охлаждение летом, поскольку единственный механический компонент, использующий электричество, — это вентилятор. Кроме того, поскольку эта технология проще, она также может стоить намного дешевле, чем центральный кондиционер — часто около половины.

Охладитель с прямым испарением увеличивает влагу в доме, что можно считать преимуществом в очень сухом климате. Непрямой испарительный охладитель немного отличается тем, что испарение воды происходит на одной стороне теплообменника. Домашний воздух нагнетается через другую сторону теплообменника, где он охлаждается, но не собирает влагу. Оба типа начинают терять свою эффективность с повышением влажности, потому что влажный воздух менее способен переносить дополнительную влагу.

Чтобы испарительные охладители выполняли свою работу, они должны быть подходящего размера. Холодопроизводительность испарительного охладителя измеряется не количеством тепла, которое он может отвести (BTU), а давлением вентилятора, которое требуется для циркуляции холодного воздуха по всему дому, в кубических футах в минуту (куб.фут / мин). Хорошее правило — вычислить кубический квадратный метр вашего дома и разделить его на 2. Например, для дома площадью 1500 квадратных футов с 8-футовыми потолками потребуется охладитель на 6000 кубических футов в минуту.

Бестоковые мини-сплит-кондиционеры

Мини-сплит-системы, очень популярные в других странах, могут быть привлекательным вариантом модернизации для дополнительных помещений и для домов без воздуховодов, например, использующих водяное тепло (см. Раздел «Отопление»).Как и в обычных центральных кондиционерах, в мини-блоках используются внешний компрессор / конденсатор и внутренние кондиционеры. Разница в том, что каждая охлаждаемая комната или зона имеет свой кондиционер. Каждый внутренний блок соединен с наружным блоком через трубопровод, по которому проходят линии питания и хладагента. Внутренние блоки обычно крепятся на стене или потолке.

Основным преимуществом бесканальной мини-секции является ее гибкость в охлаждении отдельных помещений или зон. Предоставляя отдельные блоки для каждого помещения, легче удовлетворить различные потребности различных комнат в комфорте.

Избегая использования воздуховодов, мини-разделители без воздуховодов также позволяют избежать потерь энергии, связанных с центральными системами приточной вентиляции.

Основной недостаток мини-сплит — стоимость. Они стоят намного дороже, чем обычный центральный кондиционер того же размера, в котором уже установлены воздуховоды. Но, учитывая стоимость и потери энергии, связанные с установкой новых воздуховодов для центрального кондиционера, покупка бесканального мини-сплит может быть не такой уж плохой сделкой, особенно с учетом долгосрочной экономии энергии.Поговорите со своим подрядчиком о том, какой вариант будет для вас наиболее рентабельным.

Современное охлаждение

Night Breeze — это новая технология домашнего климат-контроля, предназначенная для экономии энергии в жарком и сухом климате. По сути, это приводной вентилятор для всего дома, кондиционер и водонагреватель косвенного нагрева, объединенные в единую систему управления. Летом система втягивает как можно больше прохладного наружного воздуха для удовлетворения потребностей в охлаждении — кондиционер включается только в случае крайней необходимости.Зимой теплообменник вода-воздух, отходящий от водонагревателя, подает теплый воздух в систему.

Контактное лицо: Davis Energy Group

Также подходит для сухого климата, охладитель Coolerado Cooler представляет собой испарительную технологию охлаждения, которая на 100% косвенная. Он может обеспечить охлаждение от четырех до шести тонн при потребляемой мощности 1200 Вт. Его коэффициент энергоэффективности (EER) составляет 40 или выше, что делает его в два-три раза более эффективным, чем у лучших обычных кондиционеров.

Контактное лицо: Coolerado, LLC

Накопитель тепловой энергии — это технология, которая лучше всего подходит для простого переключения энергопотребления с пиковых на непиковые часы. Он работает, накапливая энергию во льду — ночью электричество используется для замораживания воды, а днем ​​лед может охлаждать воздух, циркулирующий по всему дому. Наиболее экономически эффективная для людей, которые живут в климате с прохладной ночью и платят больше за пиковое потребление электроэнергии (например, в Калифорнии), эта технология теперь доступна для использования в жилых помещениях.

Контактное лицо: ООО «Айс Энерджи»

Кондиционер | Министерство энергетики

Три четверти всех домов в Соединенных Штатах имеют кондиционеры. Кондиционеры используют около 6% всей электроэнергии, производимой в Соединенных Штатах, что обходится домовладельцам примерно в 29 миллиардов долларов в год. В результате ежегодно в воздух выбрасывается около 117 миллионов метрических тонн углекислого газа. Чтобы узнать больше об условиях воздуха, ознакомьтесь с нашей инфографикой Energy Saver 101 о домашнем охлаждении.

В кондиционерах используются те же принципы работы и основные компоненты, что и в домашнем холодильнике. Холодильники используют энергию (обычно электричество) для передачи тепла из прохладной внутренней части холодильника в относительно теплую среду вашего дома; Аналогичным образом, кондиционер использует энергию для передачи тепла изнутри вашего дома в относительно теплую окружающую среду.

Кондиционер охлаждает ваш дом с помощью внутреннего змеевика, называемого испарителем. Конденсатор, горячий наружный змеевик, отдает собранное тепло наружу.Змеевики испарителя и конденсатора представляют собой змеевидные трубки, окруженные алюминиевыми ребрами. Эти трубки обычно изготавливаются из меди.

Насос, называемый компрессором, перемещает теплоноситель (или хладагент) между испарителем и конденсатором. Насос нагнетает хладагент через контур трубок и ребра в змеевиках.

Жидкий хладагент испаряется в змеевике испарителя внутреннего блока, забирая тепло из воздуха в помещении и охлаждая ваш дом. Горячий газообразный хладагент закачивается наружу в конденсатор, где он снова превращается в жидкость, отдавая свое тепло внешнему воздуху, протекающему по металлическим трубкам и ребрам конденсатора.

На протяжении второй половины 20 века почти во всех кондиционерах в качестве хладагента использовались хлорфторуглероды (ХФУ), но поскольку эти химические вещества наносят ущерб озоновому слою Земли, производство ХФУ в США было остановлено в 1995 году. Практически все системы кондиционирования воздуха в настоящее время в качестве хладагента используются галогенированные хлорфторуглероды (ГХФУ), но они также постепенно сокращаются: большая часть производства и импорта прекращена к 2020 году, а все производство и импорт прекращены к 2030 году.

Производство и импорт основного хладагента для домашних кондиционеров, ГХФУ-22 (также называемого R-22), начали постепенно прекращаться в 2010 году и полностью прекратятся к 2020 году. Однако ожидается, что ГХФУ-22 будет доступен для много лет, так как он восстанавливается из старых систем, которые выведены из эксплуатации. По мере отказа от этих хладагентов ожидается, что озонобезопасные гидрофторуглероды (ГФУ) будут доминировать на рынке, а также альтернативные хладагенты, такие как аммиак.

Лучистое охлаждение | Министерство энергетики

Лучистое охлаждение охлаждает пол или потолок, поглощая тепло, излучаемое остальной частью комнаты.Охлаждение пола часто называют лучистым охлаждением пола; Охлаждение потолка обычно производится в домах с излучающими панелями. Хотя это потенциально подходит для засушливого климата, лучистое охлаждение проблематично для домов с более влажным климатом.

Большинство систем лучистого охлаждения в домашних условиях в Северной Америке основано на подвешенных к потолку алюминиевых панелях, через которые циркулирует охлажденная вода. Чтобы панели были эффективными, они должны поддерживаться при температуре, очень близкой к точке росы внутри птичника, и в птичнике должно содержаться осушение.Во влажном климате простое открытие двери может позволить проникнуть в дом достаточной влажности, чтобы образовался конденсат.

Панели покрывают большую часть потолка, что приводит к высоким капитальным затратам на системы. Во всех местах, кроме самых засушливых, потребуется дополнительная система кондиционирования воздуха, чтобы поддерживать низкий уровень влажности в доме, что еще больше увеличивает капитальные затраты. Некоторые производители не рекомендуют использовать их в домашних условиях.

Кроме того, ограниченный опыт США в области лучистого охлаждения создает опасения по поводу качества и доступности профессионалов для установки, обслуживания и ремонта жилых систем.

Несмотря на эти предостережения, могут быть случаи, когда лучистое охлаждение подходит для домов, особенно в засушливых районах Юго-Запада. Системы лучистого охлаждения встроены в потолки глинобитных домов, в которых используется тепловая масса для обеспечения устойчивого охлаждающего эффекта.

Дома, построенные на бетонных плитах, являются главными кандидатами для систем лучистого отопления, а лучистое охлаждение пола использует тот же принцип с использованием охлажденной воды. Это особенно экономично в домах с существующими системами теплого пола.Опять же, конденсация является проблемой, особенно если пол покрыт тяжелым ковровым покрытием, и эффект усиливается из-за тенденции холодного воздуха собираться у пола слоистыми слоями. Это ограничивает температуру, до которой можно опускать пол.

Несмотря на это ограничение, исследование, проведенное Окриджской национальной лабораторией Министерства энергетики США, показало, что охлаждение бетонной плиты дома ранним утром в сочетании с ночной вентиляцией может сместить большую часть охлаждающей нагрузки дома на непиковые часы. снижение спроса на электроэнергию для электроэнергетических компаний.

Переносные холодильные агрегаты | Компактные портативные системы охлаждения и портативные вентиляторы — NewAir

Если вам нужен отвод тепла для вашего патио, гостиной, склада или теплицы, NewAir предлагает полный спектр вариантов охлаждения для дома или коммерческого предприятия. Когда дело доходит до портативных охлаждающих устройств, существует множество отличных вариантов. Выберите, какой вариант лучше всего подходит для вас, с помощью приведенной ниже быстрой разбивки.

Переносные блоки переменного тока

Портативный кондиционер может охлаждать отдельную комнату без затрат на добавление воздуховодов для новой системы центрального кондиционирования воздуха в старых домах, квартирах или офисных помещениях, в которых нет кондиционера.

Переносные кондиционеры должны быть подключены к источнику питания и вентилироваться через открытый источник в любой комнате, в которой они находятся. Портативный кондиционер легок, чтобы его было легко перемещать, и он разработан, чтобы легко интегрироваться с оконными створками или раздвижные двери.

Охладители болот

Портативный испарительный охладитель или переносной охладитель для болот — идеальный охладитель воздуха для регионов с жарким и засушливым климатом, таких как Калифорния, Аризона и Невада.Коммерческий охладитель болота, также известный как промышленный охладитель воздуха, представляет собой экологически чистый и экономичный способ охлаждения внутренних или внешних помещений, наполненных горячим сухим воздухом.

Воздухоохладители можно также назвать вентиляторами воздухоохладителей. Они пропускают через охлаждающую подставку горячий сухой воздух. Когда теплый воздух соприкасается с прохладной подушкой, образуются капли воды. Затем мощный вентилятор распределяет прохладный влажный воздух по всему помещению.

Промышленный высокоскоростной вентилятор

Высокоскоростные вентиляторы — это промышленные вентиляторы, которые обычно поставляются с прочными металлическими лопастями и двигателем на шариковых подшипниках, что делает их более мощными и долговечными, чем обычные вентиляторы.Вентиляторы с высокой скоростью охлаждения достаточно сильны, чтобы улучшить циркуляцию воздуха в больших помещениях, таких как конюшни, склады и теплицы.

Высокоскоростные охлаждающие вентиляторы создают мощную циркуляцию воздуха в коммерческих и промышленных помещениях, но также могут использоваться для охлаждения хозяйственных помещений, жилых комнат и открытых патио. Эти высокоскоростные наружные вентиляторы являются отличными охлаждающими вентиляторами для мастерских благодаря своей производственной мощности.

Вентиляторы для запотевания

Amist fan — это охлаждающее устройство, которое выпускает в воздух тонкую волну воды и распределяет ее с помощью вентилятора.В результате получается легкий туман, освежающий, как морской бриз. В отличие от кондиционеров, вентиляторы запотевания можно использовать на открытом воздухе, чтобы поддерживать хорошую температуру в патио на заднем дворе или в рабочей зоне.

Планируете ли вы использовать портативный вентилятор тумана в коммерческих или промышленных условиях, линейка вентиляторов NewAir оснащена мощными металлическими лопастями вентилятора, которые обеспечивают до 2800 кубических футов в минуту — серьезное количество энергии, которое может охладить до 600 квадратных футов.

Статьи по теме:

Как сохранить прохладу на террасе этим летом

Как очистить болотный охладитель и охлаждающие подставки

10 советов, как сделать ваш болотный кулер холоднее и эффективнее

Тепловые насосы: как кондиционер может быть обогревателем?

Руководство по покупке лучших тепловых насосов

Климат
Новые тепловые насосы эффективно работают во многих частях страны, но особенно в местах без резких перепадов температуры и умеренных потребностей в отоплении и охлаждении.Но если вы живете в районе с очень низкими температурами, ниже 10–25 градусов F в зависимости от размера системы, вам понадобится система дополнительного отопления.

Энергоэффективность
Эффективность охлаждения для систем с воздушным источником и бесканальных раздельных систем измеряется с помощью SEER (сезонного коэффициента энергоэффективности). Федеральный минимальный стандарт составляет 13 SEER для новых домов на северо-востоке, Среднем Западе, в горных штатах и ​​на северо-западе Тихого океана; для остальной части страны минимум 14 SEER.

Тепловая эффективность систем с воздушным источником и бесканальных раздельных систем измеряется с помощью HSPF (сезонного коэффициента производительности отопления). Минимальный федеральный рейтинг HSPF для всех подразделений — 7,7.

В более теплом климате более высокая SEER важнее, но в более холодном климате более высокая HSPF лучше. Согласно Американскому совету по энергоэффективной экономике, вам следует подумать о покупке теплового насоса, который имеет не менее 15 SEER и 8,5 HSPF. Самые эффективные тепловые насосы с рейтингом Energy Star — от 18 до 27.5 SEER и от 8,5 до 12,5 HSPF.

Эффективность охлаждения геотермального теплового насоса оценивается с помощью EER (коэффициент энергоэффективности), а его эффективность нагрева — по коэффициенту COP (коэффициент полезного действия). В зависимости от типа федеральные минимальные значения EER составляют от 17,1 до 21,1, а минимальные значения COP — от 3,1 до 4,1.

Как правило, чем выше рейтинг, тем выше стоимость системы. Вы можете потратить несколько тысяч долларов на более эффективный тепловой насос. Но, в зависимости от того, где вы живете, вы можете сэкономить 115 долларов в год или больше на счетах за коммунальные услуги, заменив старую систему отопления и охлаждения продуктом с рейтингом Energy Star.

Размер
Размер также важен. Если размер теплового насоса меньше или больше, он не будет эффективно нагревать или охлаждать и увеличит ваши счета за электроэнергию. И ваш дом может не чувствовать себя комфортно. Слишком большой блок будет стоить дороже и будет включаться и выключаться слишком много раз, сокращая срок его службы.

Обратитесь к специалисту по отоплению и охлаждению, который должен использовать расчет J Руководства по кондиционированию воздуха США (ACCA), чтобы определить правильный размер.При расчете учитывается фундамент вашего дома, толщина стен, значения изоляции, окна, фильтрация воздуха и многое другое.

Налоговые льготы и скидки
Если вы установили сертифицированный Energy Star геотермальный тепловой насос до 31 декабря 2016 года, вы имеете право на 30-процентную федеральную налоговую льготу при покупке. Посетите веб-сайты Налоговой службы и Министерства энергетики для получения более подробной информации.

Аналогичным образом, некоторые штаты и коммунальные предприятия предлагают кредиты и скидки на геотермальные системы, а меньшие федеральные кредиты и скидки для коммунальных предприятий также доступны для других тепловых насосов.Посетите веб-сайт финансируемого из федерального бюджета Центра технологий чистой энергии штата Северная Каролина, чтобы ознакомиться со списком доступных стимулов для каждого штата.

Другие соображения
Не покупайте новый тепловой насос, пока вы не сделаете остальную часть вашего дома максимально энергоэффективной, потому что это позволит вам купить меньшую и менее дорогую систему.

10 причин использовать жидкостное охлаждение по сравнению с воздушным охлаждением в игровом ПК

Если вы сейчас используете компьютер, скорее всего, вы услышите нежный гул маленького вентилятора, если прислушаетесь.А если у вас здоровенный игровой компьютер с огромной вычислительной мощностью, звук вентилятора может быть еще громче. Вентиляторы уже давно сделали достойную работу по предотвращению перегрева электроники. Но для людей с высокопроизводительным оборудованием и стремлением к максимально быстрой обработке вентилятор может оказаться не лучшим решением.

Откройте для себя жидкостное охлаждение, альтернативу старому верному вентилятору. Liquid предоставляет ряд уникальных преимуществ высокопроизводительным компьютерам, которые обеспечивают скорость, мощность и графику и требуют более совершенного решения для охлаждения.

Итак, что лучше, жидкостное или воздушное? Вот десять причин, по которым жидкость может быть для вас правильным выбором.

1. Более высокий уровень эффективности

Хотя идея разместить жидкость где-нибудь рядом с компьютером поначалу кажется немного контрпродуктивной, на самом деле водяное охлаждение намного эффективнее воздушного.

Вода более эффективно передает тепло благодаря своей высокой теплопроводности, что означает, что вода рассеивает тепло от различных компонентов в вашем игровом компьютере.

По сути, вы сравниваете центральную воздушную систему с коробчатым вентилятором. Использование жидкости означает, что ваш компьютер работает при постоянной низкой температуре, в то время как вентилятор обычно включается только при перегреве компьютера.

2. Повышает потенциал разгона

Разгон — это процесс установки множителя процессора на более высокую частоту, что ускоряет работу процессора и других компонентов. Однако этот процесс может повредить ваш компьютер, если вы не будете осторожны, потому что он увеличивает тепло, выделяемое вашей системой.Жидкостное охлаждение обеспечивает охлаждение разогнанного оборудования, поэтому вы не сломаете компьютер или не повредите оборудование из-за перегрева.

3. Меньше шума

Комплект водяного охлаждения избавит от необходимости использовать более одного вентилятора в корпусе вашего ПК. Автономная водяная петля тихо охлаждается, поэтому вам не нужно беспокоиться о громких фанатах, нарушающих ваше внимание, когда вы сражаетесь с последним большим боссом в вашей любимой игре.

Однако большинство устройств с жидкостным охлаждением включают в себя один вентилятор. Жидкостная система берет на себя основную работу, а вентилятор обеспечивает циркуляцию воздуха.Это заставляет вентилятор работать на более низких оборотах, поэтому вы, вероятно, даже не заметите, что это там.

4. С течением времени выдерживает низкие температуры.

От смартфонов до ноутбуков электронные устройства имеют тенденцию к нагреванию. Вы знаете это, если испытывали ощущение жжения на коленях, просто проверяя электронную почту.

ПК с воздушным охлаждением использует окружающий воздух для выталкивания горячего воздуха из компьютерной системы, что способствует охлаждению, даже когда компьютер не работает так тяжело.

Вентиляторы будут реагировать на повышение температуры. Поэтому, если вы транслируете или играете, вентилятор охлаждает компоненты, отводя излишки тепла. С другой стороны, жидкостное охлаждение позволяет вашему компьютеру постоянно работать при более низкой температуре.

5. Жидкостное охлаждение занимает меньше места, чем вентиляторы

Вода определенно выигрывает, когда речь идет о недвижимости. Вентиляторы занимают гораздо больше места, чем тонкие трубки с водой в обычном комплекте жидкостного охлаждения.

Традиционная система с воздушным охлаждением основана на серии вентиляторов, охлаждающих различные компоненты в корпусе игрового ПК.Когда вы приобретаете нестандартные мощные ПК, вам нужно больше вентиляторов, что делает их громоздкими и загроможденными корпусами.

Хотя жидкостные блоки занимают меньше места, чем вентиляторы, их конструкция немного сложнее и состоит из следующих частей:

6. Охлаждает высокопроизводительные графические процессоры

В наши дни высокопроизводительный графический процессор может генерировать два или в три раза больше тепла процессора. В результате вы обязательно заметите значительное увеличение шума вентилятора, когда вы находитесь в разгаре продолжительной игровой сессии, например, когда вы играете в Fortnite на своем ПК.

Водяное охлаждение представляет собой привлекательное решение, поскольку оно, опять же, снижает уровень шума и предлагает эффективные средства охлаждения.

7. Подходит для более теплого климата

Если вы живете в месте с высокими температурами окружающей среды, добавление в эту смесь тяжелого игрового ПК может быть рецептом для перегрева и громких вентиляторов.

Поскольку водная система работает постоянно, тем, кто работает в естественно более теплых помещениях, не нужно идти на компромисс в отношении производительности.

8.Жидкостное охлаждение предлагает охлаждение определенных компонентов

Еще одним преимуществом жидкостного охлаждения является его способность охлаждать определенные компоненты легче, чем вентилятор.

Установка специальной системы охлаждения означает, что пользователи могут выбрать охлаждение определенных компонентов, которые имеют тенденцию к нагреву. Опции включают жесткие диски, ЦП, графический процессор и блоки питания.

А поскольку системы жидкостного охлаждения настолько компактны, добавление нескольких устройств к вашей системе не займет все пространство в корпусе вашего ПК. Альтернативой является покупка нескольких вентиляторов и размещение их, скажем, рядом с графическим процессором, но такая установка может быстро стать громоздкой.

9. Не только для геймеров

Играм, кажется, уделяется все внимание, когда речь идет об охлаждении для повышения производительности, но любой, кто работает с электроникой, может извлечь выгоду из мощности водяного охлаждения.

Этот эффективный подход к защите вашего оборудования означает, что любому, кто выполняет более сложные задачи, не нужно беспокоиться о перегреве своего компьютера и, возможно, потере рабочего времени.

Вместо этого вы можете быть уверены, что ваше снаряжение защищено. Ведущие программы для редактирования видео, такие как Adobe Premiere Pro и Sony Vegas, тяжело работают на вашем компьютере и требуют довольно мощного оборудования, если вы хотите, чтобы все работало плавно.

И, как и в играх, вы можете в конечном итоге выделять много тепла, которое можно уменьшить с помощью системы жидкостного охлаждения.

10. Водяное охлаждение выглядит круто

Последнее преимущество, безусловно, субъективное. Тем не менее, блоки водяного охлаждения часто настраиваются и позволяют выбрать красочную охлаждающую жидкость, которая придает дополнительную изюминку вашей игровой установке.

Водяное охлаждение имеет ряд явных преимуществ по сравнению с его шумной альтернативой на воздушной основе, но трудно отрицать дополнительную индивидуальность, которую оно может добавить вашей системе.

Сводка

Если посмотреть на систему с воздушным охлаждением и систему с жидкостным охлаждением, становится ясно, что жидкость является более эффективным и бесшумным решением, которое предохраняет ваш компьютер от перегрева, несмотря на разгон или другие источники вычислительной нагрузки.

Если вы собираете игровой компьютер или запускаете требовательные программы, этот тип системы охлаждения может быть идеальным для вас. Тем не менее, установка может быть немного сложной. Вы всегда можете избежать этого процесса, выбрав один из игровых настольных ПК HP OMEN, нашей фирменной линейки игровых компьютеров.

Вы можете включить жидкостное охлаждение в качестве опции настройки при покупке, чтобы вы могли не беспокоиться об установке и вместо этого сразу перейти к игре.

Об авторе

Дэн Марзулло — автор статей в HP® Tech Takes. Дэн создает стратегический маркетинговый контент для стартапов, цифровых агентств и известных брендов. Его работы можно найти в Forbes, Entrepreneur Magazine, YFS Magazine и многих других СМИ.

Популярные игровые компьютеры HP

Как работают кондиционеры

Кондиционеры бывают разных форм и размеров, но все они работают в одном и том же качестве.Кондиционер обеспечивает холодный воздух в вашем доме или замкнутом пространстве, фактически удаляя тепло и влажность из воздуха в помещении. Он возвращает охлажденный воздух в помещение и передает нежелательное тепло и влажность наружу. Стандартный кондиционер или система охлаждения использует специальный химикат, называемый хладагентом, и имеет три основных механических компонента: компрессор, змеевик конденсатора и змеевик испарителя. Эти компоненты работают вместе, чтобы быстро преобразовать хладагент из газа в жидкость и обратно.Компрессор повышает давление и температуру газообразного хладагента и отправляет его в змеевик конденсатора, где он превращается в жидкость. Затем хладагент возвращается в помещение и попадает в змеевик испарителя. Здесь жидкий хладагент испаряется и охлаждает внутренний змеевик. Вентилятор нагнетает воздух в помещении через холодный змеевик испарителя, где тепло внутри дома поглощается хладагентом. Затем охлажденный воздух циркулирует по дому, в то время как нагретый испарившийся газ отправляется обратно в компрессор.Затем тепло выделяется в наружный воздух, когда хладагент возвращается в жидкое состояние. Этот цикл продолжается до тех пор, пока в вашем доме не будет достигнута желаемая температура.

Этот чертеж, являющийся результатом новаторского проекта Уиллиса Кэрриера, был представлен Sackett & Wilhelms 17 июля 1902 года и лег в основу изобретения, которое изменило мир — первой современной системы кондиционирования воздуха.

Процесс кондиционирования воздуха

Во многих домах в Северной Америке используются кондиционеры сплит-системы, которые часто называют «центральным кондиционированием воздуха».«Системы кондиционирования воздуха состоят из ряда компонентов и делают больше, чем просто охлаждают воздух внутри. Они также могут контролировать влажность, качество воздуха и воздушный поток в вашем доме. Поэтому, прежде чем мы ответим на вопрос о том, как работают кондиционеры, будет полезно узнать, что составляет типичную систему.

Что такое Central Air?

Типичная система кондиционирования воздуха, часто называемая «центральным кондиционированием воздуха» или «сплит-системой кондиционирования воздуха», обычно включает в себя следующее:

• термостат, контролирующий работу системы
• Наружный блок с вентилятором, змеевиком конденсатора и компрессором
• внутренний блок (обычно печь или фанкойл), в котором находятся змеевик испарителя и вентилятор для циркуляции охлажденного воздуха
• Медная трубка, по которой хладагент течет между внутренним и наружным блоками
• расширительный клапан, регулирующий количество хладагента, поступающего в змеевик испарителя
• воздуховод, позволяющий воздуху циркулировать из внутреннего блока в различные жилые помещения и обратно во внутренний блок

Источник: U.S. Министерство энергетики — Energy Saver 101 Инфографика

В самом простом описании процесс кондиционирования воздуха включает в себя два действия, которые происходят одновременно: одно внутри дома, а другое вне дома.

1. Внутри дома (иногда называемого «холодной стороной» системы) теплый воздух в помещении охлаждается, когда он проходит через холодный охлаждающий змеевик, заполненный хладагентом. Тепло из воздуха в помещении поглощается хладагентом, когда хладагент превращается из жидкости в газ.Охлажденный воздух возвращается в дом.
2. Вне дома (иногда называемый «горячей стороной» системы) газообразный хладагент сжимается перед тем, как попасть в большой змеевик наружного блока. Тепло выделяется наружу, когда хладагент снова превращается в жидкость, и большой вентилятор втягивает наружный воздух через наружный змеевик, отклоняя тепло, поглощаемое из дома.

Результатом является непрерывный цикл удаления тепла и влажности из воздуха в помещении, возврата холодного воздуха в дом и выхода тепла и влажности из дома.

Как работает система кондиционирования воздуха — более подробно

Теперь, когда у вас есть базовое представление о том, как работают кондиционеры, давайте копнем немного глубже и опишем весь процесс работы.

Термостат, который обычно устанавливается на стене в центре дома, контролирует и регулирует температуру воздуха в помещении. Процесс охлаждения начинается, когда термостат определяет, что температура воздуха необходимо снизить, и посылает сигналы компонентам системы кондиционирования воздуха как внутри, так и снаружи дома, чтобы начать работу.Вентилятор внутреннего блока втягивает горячий воздух из помещения через воздуховоды возвратного воздуха. Этот воздух проходит через фильтры, в которых собирается пыль, пух и другие частицы, переносимые воздухом. Затем отфильтрованный теплый воздух в помещении проходит через холодный змеевик испарителя. По мере того как жидкий хладагент внутри змеевика испарителя превращается в газ, тепло из воздуха в помещении поглощается хладагентом, таким образом охлаждая воздух, проходя через змеевик. Затем вентилятор внутреннего блока нагнетает охлажденный воздух обратно через воздуховоды дома в различные жилые помещения.

Газообразный хладагент выходит из дома через медную трубку и попадает в компрессор кондиционера снаружи. Думайте о компрессоре как о большом электронасосе. Компрессор сжимает газообразный хладагент и направляет хладагент в змеевик конденсатора наружного блока. Большой вентилятор втягивает наружный воздух через змеевик конденсатора, позволяя воздуху поглощать тепловую энергию из дома и выпускать ее наружу. Во время этого процесса хладагент снова превращается в жидкость.Затем он проходит через медную трубку обратно во внутренний блок, где проходит через расширительное устройство, которое регулирует поток хладагента в змеевик испарителя. Затем холодный хладагент поглощает больше тепла из воздуха в помещении, и цикл продолжается.

Типы кондиционеров

Как видите, вопрос «как работают кондиционеры» может привести к очень простому или очень сложному объяснению. То же самое и с описанием типов кондиционеров. А поскольку внутренние жилые помещения бывают самых разных форм и размеров, от сегодняшних новых крошечных домов до микрорайонов площадью 30 000 квадратных футов, системы кондиционирования воздуха также доступны в различных стилях и конфигурациях.Существует три основных типа кондиционера: сплит-система, комплектный кондиционер и бесканальный кондиционер. У каждого из них есть свои специализированные применения, но все они, по сути, делают одно и то же — создают прохладу в вашем доме. Тип системы охлаждения, который лучше всего подходит для вас, зависит от вашего географического положения, размера и физических ограничений вашего дома, а также от того, как вы его используете.

Кондиционер сплит-системы

Сплит-система

предлагает наиболее распространенный ответ на вопрос «что такое система кондиционирования?» Эти системы включают в себя как внутренний, так и наружный блоки.Внутренний блок, обычно печь или фанкойл, включает змеевик испарителя и нагнетательный вентилятор (кондиционер), который обеспечивает циркуляцию воздуха по всему дому. Наружный блок содержит компрессор и змеевик конденсатора.

Кондиционеры со сплит-системой

имеют множество опций, включая базовые одноступенчатые системы, более тихие и более эффективные двухступенчатые системы и самые тихие и энергосберегающие многоступенчатые системы. Кондиционер сплит-системы обеспечивает постоянный и надежный контроль температуры во всем доме.А поскольку в системе используются фильтры в воздухообрабатывающем устройстве для помещений, она может очищать ваш воздух, пока он охлаждает его.

Кондиционер воздуха в упаковке

Комплексные системы — это комплексные решения, которые также отвечают на вопрос «что такое система кондиционирования?» Комплексные системы содержат змеевик испарителя, нагнетательный вентилятор, компрессор и змеевик конденсации — все в одном устройстве. Они хорошо работают, когда на чердаке или в чулане недостаточно места для внутреннего блока кондиционера сплит-системы. Они также являются хорошим выбором в тех областях, где предпочтительна установка на крыше.Подобно сплит-системам, комплексные системы забирают теплый воздух из дома через возвратные воздуховоды в секцию змеевика испарителя. Воздух проходит через змеевик испарителя, а более холодный воздух возвращается в дом через приточные воздуховоды. И, как и в сплит-системе, нежелательное тепло отводится наружу через змеевик конденсатора.

Пакетные системы также предлагают множество вариантов для повышения энергоэффективности. Они доступны в двухступенчатых системах и одноступенчатых системах.Модели с более высокой эффективностью включают многоскоростные нагнетательные вентиляторы. В США упакованные системы наиболее распространены на юге и юго-западе страны.

Бесконтактный кондиционер

Бесконтактные системы не считаются системами центрального кондиционирования воздуха, поскольку они обеспечивают охлаждение определенных, целевых областей в доме. Они требуют менее инвазивной установки, поскольку, как следует из их названия, они не полагаются на воздуховоды для распределения охлажденного воздуха. Подобно сплит-системам, бесканальные системы включают в себя наружный блок и, по крайней мере, один внутренний блок, соединенные медными трубками для хладагента.В бесканальной системе каждый внутренний блок предназначен для подачи холодного воздуха только в комнату, в которой он установлен. Внутренний блок можно установить на стене, на потолке или на полу. Некоторые бесканальные системы могут включать в себя несколько внутренних блоков, подключенных к одному наружному блоку. Независимо от количества внутренних блоков работа аналогична сплит-системе. Внутренний блок содержит змеевик испарителя и нагнетательный вентилятор, чтобы отводить теплый воздух из комнаты через холодный змеевик испарителя, а затем возвращать более холодный воздух обратно в комнату.Хладагент проходит по медной трубке к наружному блоку, где расположены компрессор и змеевик конденсатора. Тепло изнутри отводится через змеевик наружного конденсатора. Хладагент возвращается во внутренний блок, и цикл продолжается.

Эти гибкие системы обеспечивают максимальный комфорт в помещениях, где расположены внутренние блоки. Они также действуют как система зонирования, предлагая индивидуальный контроль температуры в каждой отдельной комнате. Например, если вам нужен более прохладный домашний офис, но более теплая спальня, установите блок без воздуховодов в каждой комнате.Теперь вы можете установить разную температуру в каждой зоне в зависимости от ваших потребностей.

Независимо от того, какой тип системы работает в вашем доме или собственности, знать ответ на вопрос «как работают кондиционеры?» может помочь вам выбрать наиболее разумную систему. И это позволит вам лучше понять, какой выбор предлагает ваш подрядчик по ОВК.

.