Автономные кондиционеры для автомобиля: плюсы и минусы

Особенности портативных автокондиционеров

Для реализации идеи создания автономного автокондиционера на практике требуется решить немало сложных технических задач. Типичный переносной кондиционер в машину представляет собой моноблок (как правило – пластиковый контейнер), в котором и заключены все требуемые для работы детали. Очевидным достоинством такого решения является простота монтажа. Не менее важным моментом многие водители считают полную энергонезависимость такого автономного автокондиционера.

Дело в том, что классическая автомобильная система кондиционирования может работать только при включённом силовом агрегате. Когда машина безнадёжно застряла в пробке в пик полуденного зноя, чтобы не изнывать от жары, приходится не глушить мотор. Многих автовладельцев это раздражает, хотя бы ввиду дороговизны бензина. Автономное устройство может работать и от аккумуляторной батареи, так что это достаточно весомый довод для тех, кто часто вынужден находиться в остановленном на некоторое время транспортном средстве.

Стоит отметить, что в последнее время производители климатического оборудования уже обратили внимание на эту проблему и предпринимают попытки создать штатный автокондиционер, который бы был снабжён собственным электродвигателем. В частности, такая климатическая система уже на протяжении нескольких лет устанавливается в автомобиль Ситроен С4

При неработающем силовом агрегате такой автокондиционер способен работать около пятнадцати минут. Добиться большего пока не удаётся. Причина банальна – автономное устройство должно быть достаточно мощным, чтобы обеспечивать эффективное охлаждение салона, а ёмкость современных аккумуляторных батарей пока ещё недостаточно высока.

Хотя работы ведутся в обоих направлениях (снижение мощности электромотора и увеличение ёмкости АКБ), прорыв, скорее всего, будет достигнут благодаря появлению принципиально новых систем накопления электроэнергии. Оптимизм здесь тем более уместен, что мир постепенно, но неуклонно переходит на электромобили, а значит, интенсивные поиски оптимального решения проблемы автономного электропитания продолжаются, и в подобные исследования инвестируются огромные суммы. Пока же время автономного использования портативных кондиционеров оставляет желать лучшего.

Как сделать мини кондиционер для машины своими руками

Сделать нечто похожее на кондиционер в автомобиль от прикуривателя можно самостоятельно. Для этого вам понадобится:

• новый или старый пластиковый холодильный контейнер (он же сумка-холодильник);
• соответствующий по размеру радиатор печки;
• несколько вентиляторов (можно купить такие же, как для компьютерных видеокарт);
• провода;
• насос (можно взять аквариумный или от бочка омывателя стекол);
• старое автомобильное зарядное устройство для сотового телефона.

Насос необходимо укрепить на дне сумки-холодильника, а провода от него вывести наружу. На внутренней стороне делаем квадратный вырез диаметром с подготовленный радиатор, а с внешней стороны вырезаем два круглых отверстия под вентиляторы.

После этого необходимо:

• Привинтить вентиляторы и объединить их в проводку.
• Установить на внутреннюю сторону крышки радиатор, опустив его патрубок вниз. Чтобы он не отвалился можно дополнительно укрепить его силиконом.

Полезно! Если в гараже завалялись рояльные петли с их помощью можно соединить крышку и корпус контейнера.

• Соединить выход насоса и вход радиатора на крышке. Чтобы вода не мешала во время езды, к выходу радиатора можно также прикрепить какой-нибудь шланг.
• Провести провода к старому зарядному устройству.
• Готово.

Выгляди эта установка не самым презентабельным образом, но со своими функциями справляется. Перед тем как подключить самодельный агрегат к прикуривателю в контейнер необходимо засыпать льда и залить его водой. Как только «кондей» включится, насос начнет тянуть холодную воду из контейнера в радиатор, а вентиляторы будут раздувать полученный холодный воздух по салону автомобиля.

Преимущества такого прибора – это его экологичность и низкая стоимость. Если говорить об эффективности, то этим похвастаться самодельный кондиционер тоже может. Через час, когда лед растает, достаточно только засыпать новую порцию и агрегат снова будет насыщать прохладой раскаленный автомобиль.

О европейской практике использования автономных кондиционеров

Если кому-то может показаться неубедительным аргумент о необходимости обеспечения работы автокондиционера при заглушённом моторе, то им будет очень полезно узнать, что в ряде южноевропейских государств введены ограничения на использование транспортных средств, не оборудованных стояночными системами охлаждения. В основном это касается водителей грузовиков, от самочувствия которых во многом зависит безопасность дорожного движения. Дело в том, что если автомобиль не оборудован кондиционером, способным работать и ночью (а 30-градусной температурой в ночное время сегодня не удивить никого), его водитель должен ночевать в гостинице.

В противном случае о полноценном ночном отдыхе не может идти и речи (спать с открытыми окнами – не выход, поскольку в этом случае возрастает риск краж и незаконного проникновения в кабину посторонних лиц). Факт нахождения в гостинице должен быть подтверждён соответствующим чеком, однако в ЕС гостиницы – достаточно дорогое удовольствие. Так что намного более выгодным решением является установка портативного автокондиционера. Говорят, что принятие упомянутых ограничительных мер было подстёгнуто участившимися случаями аварий, совершённых из-за плохого состояния водителей (попросту говоря – из-за перегрева). Зафиксированы и случаи летальных исходов из-за теплового удара, полученного за рулём.

Как самому сделать мобильный кондиционер в машину

Любители технического творчества вполне смогут создать аналог автономного кондиционера самостоятельно.

Вариантов может быть масса, поэтому стоит ограничиться лишь общими принципами построения. Основой конструкции должен стать контейнер с запасами льда. Сухого или это будет обычная замороженная вода – всё зависит от возможностей снабжения источником холода.

В контейнере устанавливается нагнетающий электровентилятор и выходной патрубок, к которому можно даже подсоединить длинный гофрированный шланг, позволяющий удобно разместить установку в салоне.

При работе вентилятора воздух из салона будет проходить через контакт со льдом, охлаждаться и в таком виде поступать в салон. По мере расходования льда, его запасы можно пополнять из отдельного термоизолированного накопителя.

Установка достаточно эффективна, а по затратам на изготовление и эксплуатацию находится вне конкуренции.

Принцип действия автомобильного кондиционера

Когда кондиционер выключен, шкив компрессора работает на холостом ходу. При включении происходит следующее.

1. Питание подается на электромагнитную муфту.
2. Сцепление срабатывает, и нажимной диск входит в зацепление со шкивом.
3. В результате начинает работать компрессор, поршни которого сжимают газообразный фреон и переводят его в жидкое состояние.
4. Хладагент нагревается и поступает в конденсатор.
5. В конденсаторе фреон немного остывает и поступает в ресивер для очистки его от влаги и продуктов износа.
6. Из фильтра фреон под давлением проходит через термостатический клапан, где снова переходит в газообразное состояние.
7. Хладагент поступает в испаритель, где закипает и испаряется, охлаждая внутренние поверхности устройства.
8. Охлажденный металл испарителя снижает температуру воздуха, циркулирующего между его трубками и ребрами.
9. С помощью электровентилятора формируется направленный поток холодного воздуха.

Как он устроен

Портативный переносной и компактный мини кондиционер имеет противоречивое устройство. Это блок из пластика, внутри которого заключены все основные элементы. Также предусмотрена емкость с водой, через которую осуществляется периодическая заправка. То есть вы из баклажки добавляете воду по мере ее испарения.

Монтаж элементарный, поскольку устройство легко подключается к бортовой сети через прикуриватель. Некоторые модели оснащены дополнительно пультом дистанционного управления, что обязательно производители указывают в целях рекламы своего творения.

Чтобы разобраться в особенностях работы мини-охладителя, для начала рассмотрим обычный автомобильный кондиционер. У него все происходит примерно так:

• хладагент циркулирует по системе;
• температура воздуха снижается, он испаряется из-за собственного роста температуры;
• затем фреон попадает в специальный конденсатор, вновь становится жидким и идет на следующий круг циркуляции;
• чтобы поглощение тепла происходило быстрее, дополнительно кондиционер оснащается вентиляторами, которые обдувают теплообменники.

Теперь что касается мини устройств. Производители взяли уже знакомый принцип, но уменьшили его в размерах. Соответственно, значительно сократилась мощность и кондиционирующие возможности.

Среди ключевых преимуществ, о которых не устают говорить производители мини-кондиционеров, отмечают:

• мобильность;
• легкая установка;
• адаптивность под любую машину;
• возможность получить кондиционер, если в авто он не предусмотрен;
• работа от 12 Вольт;
• работа с выключенным двигателем;
• функция подогрева воздуха зимой.

Но в действительности устройство не дает того, чего от него ждешь. К недостаткам я бы отнес вероятность образования грибка в автомобиле, а также малую мощность. По этому параметру мини-агрегат никак и близко не стоит около классического автомобильного кондиционера.

Есть ли в нем толк?

По сути, я подошел к главному вопросу — есть ли смысл покупать автомобильный мини-кондиционер и какой от него толк жарким летом.

История появления автомобильных кондиционеров

Повышение комфортности при езде на автомобиле – задача, которая стояла уже перед первыми их конструкторами. Многие направления, считавшиеся приоритетными, развивались достаточно активно, а вот с обеспечением нормального микроклимата у конструкторов долго не ладилось. Хотя идей хватало, но все они оказывались либо недостаточно эффективными, либо технически нереализуемыми. Можно вспомнить попытки охлаждения температуры в салоне с помощью льда, кубики которого хранились на специальном поддоне, установку дополнительных принудительных воздухозаборников или скрытых вентиляторов, монтаж сложных систем воздуховодов и другие технические решения, которые в итоге по тем или иным причинам не прижились.

Одной из первых более-менее удачных систем оказалось решение, которое использовалось на машинах Паккард в 1939 году. Именно в то время были изобретены системы охлаждения компрессорного типа, которые и легли в основу новой системы охлаждения. Конструктивно она оказалась очень сложной, а потому – ненадёжной. Чтобы привести её в действие, нужно было сначала остановиться, при выключенном двигателе подключить прообраз кондиционера, завести мотор, произвести манипуляции с настройкой силы и направления воздушного потока, подождать, пока автомобиль охладится, выключить систему охлаждения и только после этого продолжать движение.

Идея была заимствована, и по мере совершенствования технологий кондиционер становился всё более похожим на современный. В 1941 голу американская компания Кадиллак выпустила первую небольшую партию автомобилей, оснащённых системой кондиционирования, работавшей по той же схеме, что и сейчас. В 60-х годах количество установленных на легковые автомобили кондиционеров исчислялось уже тысячами, а в 80-х счёт пошёл на миллионы.

Материалы и инструменты для изготовления кондиционера

Что потребуется для конструирования существующего автомобильного кондиционера.  Потратим на это на порядок меньше денег, чем покупка стандартного устройства:

• пластиковый контейнер небольшого объема (в качестве ориентира можно использовать термосумку, а если у вас где-то на балконе или чердаке завалялся неиспользуемый мешок, смело используйте его);
• радиатор печки автомобиля, например, ВАЗ;
• различные компьютерные вентиляторы, размеры которых должны соответствовать объему контейнера;
• трюмная помпа не очень мощная;
• шланги/провода;
• штекер прикуривателя.

Если в автомобиле есть аудиоплеер, оборудованный портом USB, задача упрощается. Для этого варианта самодельного автокондиционера потребуется еще меньше деталей:

• небольшая емкость (металлическая или пластиковая, подойдет даже двухлитровая бутылка из-под напитка);
• компьютерный вентилятор (например, для блока питания);
• скотч, несколько листов бумаги;
• USB-кабель.

Наконец, вы можете собрать автоматический кондиционер из старого холодильника, который не работает (нам нужна только ваша морозильная камера). В этом случае нам понадобится:

• различные вентиляторы;
• дренажная труба (можно сделать из гофры подходящего диаметра);
• изолирующий материал.

Какой из вариантов выбрать — решайте исходя из того, что есть в наличии в списке и что можно легко купить в ближайшем магазине.

Комфортный микроклимат

Интуитивно все мы примерно понимаем, какими должны быть температура и влажность, чтобы наше самочувствие не страдало. Между тем понятие комфортного микроклимата оперирует вполне определёнными характеристиками, основанными на многочисленных исследованиях. Оптимальные для человеческого организма условия – не константа, поскольку показатели температуры/влажности внутри салона зависят от внешних условий, а также длительности предстоящей поездки. Для одних людей оптимальным будет обдув прохладным воздухом верхней части тела, другие чувствуют себя намного лучше, если в первую очередь охлаждаются ноги.

Неблагоприятная среда сказывается и на безопасности: если водителю жарко, его скорость реакции и ясность мышления заметно снижаются. Многим нашим читателям будет интересно ознакомиться с таким документом, как сервисное пособие от Audi с описанием значений неблагоприятных условий для водителя и пассажиров, требующих включения кондиционера (которое один к одному совпадает с оценками специалистов Volkswagen):

• если снаружи температура воздуха опускается до -20º C;
• если при обеспечении воздухообмена в салоне на уровне 8 кг./минуту температура остаётся высокой (28º C и выше);
• при температуре снаружи более 35º C;
• если в салоне при воздухообмене 10 кг./минуту температура составляет от 23º C;
• когда температура в салоне – 10º C или ниже;
• если в салоне при воздухообмене 4 кг./минуту температура составляет 2/15º C.

Автомобили, которые оснащены только системой вентиляции (а таковыми является многочисленное семейство ВАЗов), летом оказываются бессильными перед изнуряющим зноем. Обеспечить достаточное охлаждение воздуха в салоне и избавить его от избыточной влажности в состоянии только кондиционер. Так что этот климатический прибор становится стандартом де-факто для практически всех конфигураций новых автомобилей.

Эффективность автономных автокондиционеров

Большинство портативных автомобильных кондиционеров поставляется из Китая. В этой стране, как известно, очень трепетно относятся к тем сферам и нишам, которые ещё не сформированы полностью и не заполнены. Системы кондиционирования, работающие от прикуривателя, как раз и относятся к таковым: крупные автопроизводители не заинтересованы в производстве данной категории автомобильных аксессуаров, отдавая предпочтение штатно устанавливаемым климатическим системам.

А поскольку даже не очень мощный автокондиционер потребляет минимум 5 – 7 лошадиных сил (в перерасчёте на мощность силового агрегата), для бюджетных малолитражных городских автомобилей такая потеря мощности может оказаться весьма существенной. Их двигатели не отличаются выдающимися показателями силы тяги (100 л. с. – это уже отличный уровень), так что установка на них автокондиционера в заводских условиях производится крайне редко. Если учесть, что при длительной стоянке в жару в районе лобового стекла (и заднего тоже) температура поднимается до 55 – 75 градусов, можно представить себе, сколько энергии нужно будет потратить на то, чтобы охладить воздух в салоне в первое время после начала движения.

Автономный кондиционер для автомобиля запитывается от 12 вольт. По этой причине для обеспечения столь же эффективной работы, как и старшего собрата, потребуется увеличение энергопотребления до непозволительного уровня. А если не сильно нагружать бортовую электросеть во время движения или аккумулятор во время стоянки, производительность такого устройства оказывается в десятки раз меньше. В противном случае, чтобы обеспечить мощность, сравнимую со штатными автокондиционерами, необходимо пропускать токи порядка 100 ампер. Обычная автомобильная проводка на такой подвиг не способна, в результате через несколько минут работы вам придётся менять сгоревший предохранитель и искать более пригодные провода (диаметром не менее сантиметра).

Есть и другие особенности, которые конструкционно ограничивают сферу применения автономных автокондиционеров. Главная из них – это проблема отвода тепла, образующегося в процессе теплопередачи в рабочей камере. В штатных климатических системах отвод осуществляется посредством вывода горячего воздуха извне через моторный отсек. У портативных аналогов такой возможности нет, если не рассматривать упомянутые выше модели, устанавливаемые на крышу. Если не производить отвод генерируемого тепла, коэффициент полезного действия будет стремиться к нулю, поскольку охлаждение выходного потока воздуха будет компенсироваться нагревом самого прибора.

Именно поэтому любые портативные системы кондиционирования, не решающие проблему теплоотвода, будут совершенно бесполезными. Именно таковыми являются устройства, напоминающие обычный бытовой тепловентилятор, устанавливаемый для осушки воздуха в ванных комнатах. Их охлаждающей способности обычно достаточно только для одного человека, да и то при условии, что выходной поток воздуха расположен у самого лица. Лёгкий ветерок, не приносящий удовлетворения в жару, трудно назвать полноценной заменой тому микроклимату, который в состоянии обеспечить обычный автокондиционер.

С законами термодинамики не поспоришь, но это не означает, что решить проблему никак нельзя. В последнее время популярными становятся устройства, использующие в качестве хладагента «батареи холода аккумуляторного типа», попросту говоря – картриджи с сухим льдом, которые часто используются в пищевой промышленности. Они имеются в продаже и стоят относительно немного, обеспечивая вполне приемлемые показатели кондиционирования, будучи установлены в контейнер с вентилятором. Но опять же, от вас потребуется иметь значительный запас такого хладагента, что при дальних поездках не всегда возможно. Но для коротких перемещений в черте города такое решение можно назвать вполне приемлемым.

Начало истории

Началом истории существования мини-кондиционеров можно считать настольный вентилятор. Это компактные устройства с лопастями подключали к бортовой сети 12 Вольт и гоняли по салону воздух.

Но вентиляторы не позволяли забирать наружный воздух и не охлаждали его. Они просто обеспечивали циркуляцию воздуха, который находится внутри машины. Небольшой эффект прибор давал, но при знойной жаре водитель все равно испытывал дискомфорт.

И тут производители задумались над тем, как сделать устройство более приспособленным к охлаждению. Не так давно появился, можно сказать, ручной кондиционер, который вы легко своими руками подключаете к прикуривателю машины и наслаждаетесь потоками холодного воздуха.

Удачная реклама и акцентирование внимания на тех, у кого в машинах не предусмотрена сплит-система, позволили сделать эти устройства популярными. Зайдите на Авито или Алиэкспресс и убедитесь, сколько мини-кондиционеров там продается.

Но действительно ли подобный аппарат делает то, о чем заявляет производитель? Давайте узнаем особенности кондиционера, и вы сами решите, стоит покупать нечто подобное или нет.

Портативные автокондиционеры испарительного типа

Устройства, основанные на теплообмене с участием обыкновенной воды, гораздо менее требовательны к потребляемой мощности. Да и схематически это намного более примитивные приборы, не требующие использования газообразного хладагента.

Схема водяного автомобильного кондиционера проста: он состоит из теплообменника, внешне напоминающего автомобильный воздухофильтр, который заполняется материалом синтетического происхождения, характеризующимся хорошей смачиваемостью и большой площадью испарения. С точки зрения физики, такой теплообменник является обычным испарителем. Вода из внешней ёмкости небольшими порциями подаётся в него посредством слабомощной электропомпы, растекаясь по всей площади влаговпитывающего материала. Одновременно в испаритель подаётся тёплый воздух из салона (для чего используется потребляющий минимум электричества вентилятор). Охлаждение воздуха достигается за счёт испарения воды, при этом его температура понижается на 4 – 10 градусов, в зависимости от объёма испарителя и мощности устройства – в большинстве случаев этого достаточно для создания комфортного микроклимата. Пар же конденсируется и через систему трубопроводов опять направляется в бак, образуя замкнутый цикл.

Современные автокондиционеры водяного типа имеют переключатель режимов работы, а их эффективность во многом зависит от влажности воздуха в салоне: чем он суше, тем большего охлаждения можно добиться при прочих равных параметрах. Главное преимущество автомобильных систем кондиционирования испарительного типа – низкая потребляемая мощность: для перекачки воды и нагнетания воздуха требуется использование помпы и вентилятора, потребляющих вместе мощность порядка 30 – 40 Вт (или тока в 4 ампера). Это обстоятельство позволяет использовать их и во время длительных стоянок, и при движении транспортного средства.

Типы автомобильных кондиционеров

Все кондиционеры для автомобилей отличаются друг от друга типом управления:

1. Ручной вариант предполагает настройки температурного режима самим водителем. В таких климат-системах охлаждение зависит от скорости движения машины и от оборотов коленвала. Такой тип имеет существенный недостаток – чтобы настроить нужное положение, водитель может отвлекаться от управления транспортом. Однако это самая бюджетная модель.
2. Автоматический тип управления. Другое название системы – климат-контроль. Водителю в таком исполнении устройства достаточно включить систему, и установить желаемую температуру воздуха салона. Дальше автоматика самостоятельно регулирует силу подачи холодного воздуха.
3. Комбинированная система дает возможность установить либо автоматический, либо ручной режим.

Поршневой компрессор

Помимо типа управления кондиционеры также отличаются друг от друга компрессорами:

1. Роторный привод;
2. Поршневой привод.

Чаще всего в автомобилях используется роторный компрессор. Также в системе могут использоваться разные датчики и дроссели, благодаря которым работа системы становится более эффективной и стабильной. Покупая новый автомобиль, каждый клиент может подобрать вариант, идеально эффективный для его ситуации.

Также отдельно стоит упомянуть, что существует две основные категории кондиционеров:

• Штатный – установка, которой транспорт оснащается на заводе;
• Переносный – автономный кондиционер, который можно использовать в разных машинах, а иногда даже в небольших бытовых помещениях.

Чего стоит ожидать от мобильной климатической установки

В любом случае универсальности в применении автономных кондиционеров быть не может. То, что пригодно для грузовика, для легковой машины неприемлемо.

Серьёзная автономная климатическая установка, а не дешёвая рыночная поделка, всё же имеет определённые преимущества:

• независимость от конкретной модели автомобиля позволит гибко применять её на разных машинах;
• для работы кондиционера не нужно запускать двигатель автомобиля;
• при условии обеспечения электроэнергией автономка может постоянно поддерживать приемлемую температуру салона на стоянке;
• устройство работает относительно бесшумно и не загрязняет атмосферу.

Сопровождается это существенными недостатками:

• как правило, мощность автономных установок слишком мала, а следовательно и эффективность;
• высокая цена реально работающих систем сравнима со штатными климатическими установками;
• на рынке много подделок и откровенного обмана;
• установки трудно применять для легкового транспорта.

То есть приемлемы подобные устройства лишь для грузовиков и всевозможных автокемперов. Да и практически проблемы микроклимата во всех легковых машинах давно решены даже в базовых комплектациях.