Klimatyzacja

Przegląd klimatyzacji polega na odgrzybianiu układu, ozonowaniu wnętrza i wymianie filtra kabinowego. Określoną żywotność ma również pochłaniacz wilgoci. Zużytym elementom eksploatacyjnym warto się przyjrzeć, bo mogą stanowić cenne źródło informacji, gdy padnie podejrzenie, że szwankuje zawór rozprężny.

Relatywnie niski koszt zaworu rozprężnego to wystarczający powód, by szwankujący po prostu wymienić na nowy. Nim jednak napiszemy więcej o tym niepozornym elemencie, który ma niebagatelny wpływ na parametry przepływu czynnika w układzie klimatyzacji oraz w rezultacie na jego wydajność, zacznijmy od filtrów kabinowych.
Filtr kabinowy, zwany inaczej pyłkowym, ma oczyszczać powietrze, które dostaje się do wnętrza pojazdu. Klienci na ogół wiedzą, że powietrze złej jakości ma znaczący wpływy na ich samopoczucie i komfort jazdy. Tę tendencję potwierdza wzrost sprzedaży filtrów z węglem aktywnym, które są obecnie montowane we wszystkich samochodach. Jak dowieść, że markowy produkt to warta swej ceny inwestycja?
– Prawidłowo działający filtr kabinowy ma ogromne znaczenie, ponieważ oczyszcza powietrze ze szkodliwych pyłów zawieszonych PM10 i PM2.5, a ich stężenie wewnątrz pojazdu może być nawet sześciokrotnie wyższe niż na zewnątrz – wyjaśnia Francesco Tomasoni, aftermarket sales manager w firmie UFI Filters. – Powietrze niskiej jakości wywołuje u pasażerów alergie, bóle gardła, kaszel i wpływa na obniżenie koncentracji, a kierowcom może dodatkowo utrudniać widoczność z powodu kondensacji pary wodnej na szybach.
I podkreśla, że wybierając filtry od dostawcy specjalizującego się w częściach na pierwszy montaż, klient korzysta z technologii będącej wynikiem wieloletnich badań potwierdzonych testami. Ma również gwarancję, że produkty są dostosowane do specyficznych parametrów technicznych określonych przez producentów samochodów. Jako przykład podaje innowacyjną technologię UFI Argentium, charakteryzującą się specjalną strukturą tkaniny, która zawiera cząsteczki srebra o silnych właściwościach antybakteryjnych. Dzięki niej filtry zachowują wysoką zdolność neutralizowania bakterii, grzybów i pleśni na poziomie ponad 99% przez cały okres użytkowania. Dodatkowo, dzięki obecności węgla aktywnego, materiał gwarantuje skuteczność filtracji przekraczającą 98,5% dla cząstek o średnicy 2,5 mikrona oraz eliminuje szkodliwe gazy i nieprzyjemne zapachy.
Zakup taniego produktu może wydawać się dobrym pomysłem. To o tyle istotne, że filtry kabinowe dostępne na naszym rynku, z racji niskiego ryzyka eksploatacyjnego, są od dłuższego czasu masowo importowane. Obecnie, w czasach naznaczonych pandemią trend nieco się zmienia. Transport z Azji znacznie podrożał, co zmniejsza różnicę pomiędzy produktami „made in China” i produkcji europejskiej na korzyść tych drugich.
– Czas pandemii zderzył nas przede wszystkim z mniejszą dostępnością surowców, a co za tym idzie, wyższymi cenami. Filtry kabinowe PZL Sędziszów są produkowane wyłącznie z europejskich materiałów, tak więc problemy związane z transportem z Azji nie dotyczą ani nas, ani naszych odbiorców – słyszmy od Agnieszki Dec, dyrektor generalnej w PZL Sędziszów. – Z racji stosunkowo prostej budowy filtrów kabinowych, w porównaniu do filtrów paliwa czy oleju, rzeczywiście podwyżki najmniej dotknęły tę grupę produktową, niemniej jednak media filtracyjne czy elementy plastikowe również zdrożały.

Rola osuszacza w filtracji jest niebagatelna
Osusza i schładza powietrze w kabinie pojazdu – taka jest rola klimatyzacji w czasie upałów. Podczas opadów deszczu czy śniegu pozwala pozbyć się pary wodnej. Osuszacz, zwany też odwadniaczem, służy do zabezpieczania układu klimatyzacji przed wilgocią. Specjalne warstwy filtrujące mają za zadanie zatrzymać wszelkie opiłki, osad, bród i wodę, które mogą uszkodzić kompresor i zawór rozprężny. Ten swoisty filtr układu klimatyzacji najczęściej ma postać walca z obudową z folii, metalu albo innego materiału, w którym znajduje się środek absorpcyjny pochłaniający wilgoć. Przyjęło się, że w sprawnym i szczelnym układzie osuszacz wymienia się raz na 2 lata. Ile wody jest w stanie przyjąć? Niewiele, od 6 do 12 g. To dlatego w autach ze sporymi ubytkami czynnika tak ważna jest regularna wymiana osuszacza.
– I dlatego największym absurdem związanym z osuszaczami czynnika chłodzącego są oferty zakupu używanych, jakie po dziś przewijają się na aukcjach internetowych – sygnalizuje problem Grzegorz Jurczuk, ekspert techniczny firmy Mahle Polska Spółka z o.o. – Fachowcy powinni wiedzieć, że po zdemontowaniu osuszacz nadaje się jedynie do utylizacji, podobnie jak filtr oleju lub powietrza. Nie bez powodu przecież sprzedawane są w hermetycznych, wypełnionych azotem opakowaniach, które należy rozpakować na krótko przed montażem. Wystarczy kilka minut zwłoki, by rozpakowany osuszacz w kontakcie ze świeżym powietrzem bezpowrotnie utraci część swoich właściwości. Z uwagi na ryzyko zawilgocenia układu, z którego wykręcono osuszacz, bez zwłoki zaczopujmy otwarte króćce klimatyzacji.
Wymiana filtra sprowadza się do odciągnięcia czynnika roboczego z układu klimatyzacji, wykręcenia filtra wraz z obudową i zamontowania nowego w jego miejsce. Następnie układ jest sprawdzany pod kątem szczelności i napełniany ponownie czynnikiem chłodniczym. Przed montażem należy nasmarować o-ringi i uszczelki olejem do czynników chłodniczych lub olejem używanym w układzie klimatyzacji.
Słów więcej o zawartości swoistej puszki. Osuszacz w klimatyzacji samochodowej dzięki zawartości żelu krzemionkowego i tlenków glinu wiąże w sposób chemiczny wilgoć i nie pozwala na dalszy jej transport. Żel krzemionkowy przyciąga i zatrzymuje wilgoć przez absorpcję i kondensację kapilarną (nie należy go mylić z żelem silikonowym). Jest bezpostaciową, porowatą formą tlenku krzemu (krzemionki) syntetycznie wytworzoną z krzemianu sodu. Stosowany w pochłaniaczach wilgoci żel krzemionkowy ma postać kulek lub drobnych kryształków o rozmiarze 0,2-8,5 mm. Dzięki otwartej nanoporowatej strukturze jest w stanie adsorbować, tj. zatrzymywać, cząsteczki wody (wilgoci) do maksymalnie 40% swojej masy. Kulki żelu krzemionkowego nie pęcznieją, ponieważ wilgoć jest wiązana na ich powierzchni. Wyglądają podobnie do szkła i są przezroczyste do mlecznobiałych. Czy można ocenić organoleptycznie stan ich nasycenia wilgocią?
– Żel krzemionkowy wykazuje pełną zmianę koloru w zależności od zastosowanych dodatków, np. na zielony czy pomarańczowy, gdy jest nasycony wilgocią w ilości 8-10% swojej wagi. Taki żel krzemionkowy należałoby wymienić. Jest on nadal sprawny, dopóki nie zaadsorbuje do 40% swojej wagi w stanie suchym, tj. fabrycznym. Oznacza to, że istnieje pewien margines bezpieczeństwa – wyjaśnia Grzegorz Jurczuk z firmy Mahle.

Zawór rozprężny klimatyzacji
W każdym układzie klimatyzacji termiczny zawór rozprężny jest fabrycznie skalibrowany, aby utrzymywać właściwe przegrzanie czynnika chłodniczego na wyjściu z parownika, przez co zapewnia optymalną pracę układu. Jego podstawowe zadania to bowiem dozowanie czynnika i kontrolowanie jego przepływu. Opóźnienia w pracy zaworu, nieprawidłowe, tj. niezrównoważone, dozowanie czynnika, zawieszenie się zaworu w pozycji otwartej lub zamkniętej należą do najczęstszych awarii zaworów rozprężnych. Podczas serwisowania układu klimatyzacji pada przypuszczenie, że winowajcą jest zablokowany zawór rozprężny?
– Zanim pochopnie oskarżymy zawór o powstały na parowniku lód, należy sprawdzić, czy filtr kabinowy nie jest zabrudzony lub zapchany oraz czy jest wystarczająca ilość czynnika w systemie, czy nie ma wycieku lub czy nie ma wilgoci w układzie klimatyzacji – sugeruje Artur Gołembniak, sales manager Poland w firmie Nissens. – Jeśli to nie pomoże, należy przeprowadzić rozszerzoną diagnostykę klimatyzacji. Diagnostyka ciśnieniowa układu za pomocą manometrów może ujawnić typowe problemy z zaworem rozprężnym. Przegrzanie zmierzone na wyjściu z parownika pozwoli ustalić, czy zawór i system pracują optymalnie. Należy zmierzyć temperaturę na wyjściu z parownika oraz ciśnienie po stronie niskiego ciśnienia w układzie (LP). Trzeba też odnieść zmierzone ciśnienie do temperatury nasycenia danego czynnika, używając wykresu ciśnienie-temperatura (P-T). Odejmując te dwie wartości temperatur, otrzymuje się wartość przegrzania czynnika.
Zablokowany zawór rozprężny to dość prozaiczna usterka powodowana przez zanieczyszczenia oraz wytrącenia w układzie klimatyzacji, by wspomnieć cząstki zużytego wkładu filtracyjnego osuszacza, ścier ze sprężarki i generalnie skutki niedostatecznego płukania układu. Tym niemniej pozycja, w jakiej zablokował się zawór rozprężny, okaże się cenna w poszukiwaniu prawdopodobnych następstw usterki.
W pełni zamknięty lub zablokowany zanieczyszczeniami zawór powoduje ograniczenie w przepływie czynnika. Oprócz zmniejszonej wydajności układu, ograniczenia smarowania sprężarki oraz ograniczenia schładzania powietrza napływającego do kabiny, następuje drastyczne zwiększenie ciśnienia po stronie wysokiego ciśnienia w układzie oraz przegrzewanie się sprężarki lub jej zatarcie.
– Niektóre nowe konstrukcje aut posiadają czujnik ciśnienia zaraz za sprężarką, co pozwala ochronić ją przed zatarciem poprzez wyłączenie w odpowiednim momencie. W prostszych układach lub układach ze stałą pojemnością skokową sprężarki albo układach ze sprężarką ślimakową (ang. scroll), zablokowany w pozycji zamkniętej zawór rozprężny może powodować poważne uszkodzenia sprężarki – wyjaśnia Gołembniak z firmy Nissens.
Zawór zablokowany w pozycji otwartej lub częściowo otwartej uniemożliwia powstanie odpowiedniego spadku ciśnienia. W przyłączu po stronie niskiego ciśnienia w układzie obserwowany będzie za wysoki poziom ciśnienia. Ten rodzaj awarii ogranicza przemianę fazową całej ilości czynnika, co spowoduje spadek wydajności układu (rozrzedzenie oleju), potencjalnie wystąpić może oblodzenie przewodów po stronie ssania. W tym rodzaju awarii pierwszym objawem będzie niska wydajność układu, a w rezultacie sprężarka prawdopodobnie ulegnie zatarciu w wyniku „twardej pracy” z ciekłym czynnikiem lub w wyniku przegrzania z uwagi na to, że czynnik nie chłodzi sprężarki.
Na marginesie wspomnijmy, że zawory rozprężne w autach hybrydowych i elektrycznych wykorzystują zaawansowane systemy HVAC oparte na rozwiązaniach pomp ciepła z kilkoma zaworami sterowanymi elektrycznie, zarządzającymi pracą systemu w różnych trybach. Aby uzyskać optymalną pracę układu klimatyzacji, zawór taki jest sterowany sygnałem elektrycznym, a jego dysza ma kształt klina, przez co umożliwia bezstopniową regulację przepływu czynnika w zakresie od 0 do 100%.

Rafał Dobrowolski
Fot. Materiały firm: Mahle, 
Nissens, PZL Sędziszów, 
UFI Filters