Parownik klimatyzacji - co to jest i jak działa

Nie tylko zimne i bez wilgoci

Parownik klimatyzacji jest umiejscowiony pomiędzy komorą silnika i kabiną pasażerską. Poza wymienionymi powyżej podstawowymi zadaniami, odpowiada on również za odparowywanie czynnika chłodniczego do postaci par przegrzanych. Poprzez swoją powierzchnię pochłania też ciepło z powietrza do czynnika chłodniczego. W niektórych rozwiązania klimatyzacji stosowanych w samochodach, parownik może być również odpowiedzialny za nagrzewanie powietrza (tzw. chwilowa nagrzewnica). Ważną funkcją jaką spełnia ten element układu klimatyzacji, jest również oczyszczanie powietrza (parownik działa jak filtr powietrza).

Jaki parownik?

We współczesnych klimatyzacjach samochodowych można znaleźć różne konstrukcje parowników. Najrzadziej używane są tzw. parowniki serpentynowe, o grubości od 60 do 90 mm. W starszych konstrukcjach klimatyzacji były one najczęściej stosowane w pojazdach produkcji japońskiej. Obecnie zostały one prawie zupełnie wyparte przez parowniki typu płytowo-lamelowego, głównie ze względu na ich lepszą wydajność przy takich samych gabarytach. Ten rodzaj parowników jest obecnie najczęściej stosowany. Charakteryzują się one wieloprzepływowym rdzeniem. Lamel wewnętrzny jest zamknięty pomiędzy dwoma płytami. Kilkanaście takich zespołów płyt jest połączonych ze sobą w sposób wymuszający odpowiedni przepływ czynnika. Pomiędzy sobą zespoły dwupłytowe są połączone lamelami zewnętrznymi. Konstrukcja taka pozwala na kilkukrotny przepływ czynnika i zapobieżenie jego przegrzaniu. Kolejne rozwiązanie stanowią parowniki rurowo-lamelowe. Elementem wyróżniającym ten rodzaj parowników, są rurki umieszczone w pięciu lub siedmiu rzędach. Dystrybutor czynnika zamontowany w rurze wlotowej za zaworem rozprężnym, dzieli rdzeń na kilka równoległych obwodów (liczba obwodów zależy od wielkości rdzenia). Podział równoległy rurek ma na celu zmniejszenie oporu przepływu czynnika chłodniczego w parowniku, a także symetryczną dystrybucję czynnika wśród wszystkich obwodów. Czwarty rodzaj obecnie stosowanych parowników, to tzw. konstrukcje wieloprzepływowe z przepływem równoległym. Parowniki te są wzorowane na skraplaczach wieloprzepływowych połączonych równolegle komorami pośrednimi. Podstawowym atutem tego rozwiązania są zmniejszone wymiary i masa parowników, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej efektywności.

Jeden to za mało?

W niektórych pojazdach z napędem hybrydowym (m.in. w Toyocie i Lexusie), stosowany jest układ dwóch parowników: dolny i górny. Wykorzystują one dwa elementy rozprężne i kapilarę. Jak to działa?Ciekły czynnik chłodniczy o wysokim ciśnieniu i temperaturze przepływa przez zawór rozprężny TXW (z ang. Thermal Expansion Valve). Tam jest on rozprężany do czynnika o niskim ciśnieniu i niskiej temperaturze. Termiczny zawór rozprężny jest odpowiedzialny również za sterowanie ilością czynnika przepływającego przez parownik. Jest to realizowane na podstawie pomiaru temperatury przegrzania par czynnika wydostających się z parownika. Następnie czynnik przepływa do wtryskiwacza lub do kapilary. W przypadku skierowania go do wtryskiwacza, przepływa przez parownik górny, a następnie do kompresora. Natomiast jeżeli czynnik chłodniczy kieruje się do kapilary, przepływa przez parownik dolny. W dalszej kolejności jest on kierowany do wtryskiwacza, a następnie do parownika dolnego i kompresora.