فيديو شرح مبسط: كيف يعمل نظام تكييف السيارة (AC System)؟

هل تساءلت يوماً كيف يتحول الهواء الصحراوي الساخن إلى نسمة باردة بمجرد ضغطة زر في سيارتك؟ اليوم ، سنغوص في أعماق المحرك لنكتشف "سحر" نظام التكييف (AC System). سنشرح دورة التبريد بعيداً عن التعقيد، لنتعرف على رحلة غاز الفريون وتحولاته المذهلة بين الضغط والتبريد.

شرح مبسط: كيف يعمل نظام تكييف السيارة (AC System)؟

• يعمل مكيف هواء السيارة عن طريق التحكم في الضغط ودرجة الحرارة لتحريك غاز التبريد بين حالتي السائل والغاز.
• يدخل غاز التبريد إلى المبخر وهو سائل، ثم تحوله حرارة السيارة إلى غاز. في حالته الغازية، يستطيع غاز التبريد امتصاص الحرارة.
• يُدفع غاز التبريد خارج السيارة، ساحباً الهواء الساخن منها ومُعيداً إياه إلى الضاغط، حيث يُضغط ليتحول إلى سائل، لتبدأ العملية من جديد. كما توجد مروحة خارج حجرة المبخر، تدفع الهواء البارد إلى مقصورة الركاب.

مكونات نظام تكييف الهواء في السيارة

جميع أنظمة تكييف الهواء في السيارات عبارة عن دوائر مغلقة (تقريبًا) تتكون من جانب ضغط عالٍ وجانب ضغط منخفض. لنبدأ من جانب الضغط العالي، ولنلقِ نظرة على ما يحدث داخل كل مكون من مكونات مكيف هواء السيارة:

الضاغط

• الضاغط عبارة عن مضخة تُدار بواسطة سير متصل بعمود مرفق المحرك. عندما يُسحب غاز التبريد إلى الضاغط، يكون في حالة غازية ذات ضغط منخفض.
• بمجرد دخول الغاز إلى المضخة، يبدأ الضاغط عمله. يقوم الحزام بتشغيل المضخة، التي بدورها تضغط الغاز وتدفعه إلى المكثف. لا تستطيع الضواغط ضغط السوائل، بل الغازات فقط.

المكثف

• المكثف هو في الأساس مشع حراري، ويؤدي نفس وظيفة المكثف الموجود في منزلك: وهو إشعاع الحرارة خارج النظام. يدخل غاز التبريد إلى المكثف كغاز مضغوط من الضاغط.
• تؤدي عملية ضغط الغاز ونقله إلى المكثف إلى توليد الحرارة، لكن الهواء المتدفق حول الأنابيب الملتوية للمكثف يبرد مادة التبريد حتى تصبح سائلة مرة أخرى.
• تخيل البخار وهو يبرد ويتكثف عائدًا إلى ماء، وستفهم الفكرة. أصبح سائل التبريد الآن سائلًا عالي الضغط وجاهزًا تقريبًا لتبريد السيارة.

جهاز الاستقبال والتجفيف

• أثناء خروج السائل من المكثف، يمر عبر خزان صغير مثبت في الأنبوب. يحتوي هذا الخزان المجفف على مواد مجففة، وهي حبيبات صغيرة تجذب الماء.
• ربما رأيتَ عبوات مواد مجففة في علب الأحذية، حيث تقوم بنفس الوظيفة: جذب الرطوبة من الهواء للحفاظ على الأحذية الجديدة منتعشة وجاهزة للاستخدام. (عادةً ما تكون مُعلَّمة بعبارة: "غير صالح للأكل").
• في وحدة التجفيف، يتم إزالة أي ماء دخل إلى النظام. إذا تُرك الماء راكداً، فقد يتسبب ذلك في تكوّن بلورات ثلجية، مما قد يُلحق الضرر بنظام التكييف.

صمام التمدد الحراري (TXV)

• هنا، ينتقل النظام من جانب الضغط العالي إلى جانب الضغط المنخفض. إذا لمست هذا الجزء من النظام، ستشعر بتغير درجة حرارته من ساخنة إلى باردة.
• يتدفق سائل التبريد عالي الضغط من مجفف الاستقبال عبر صمام التمدد، حيث يُسمح له بالتمدد. هذا التمدد يقلل الضغط على سائل التبريد، مما يسمح له بالانتقال إلى المبخر.
• يستشعر الصمام الضغط وينظم تدفق غاز التبريد، مما يسمح للنظام بالعمل بثبات، ولكن الأجزاء المتحركة من الصمام يمكن أن تتآكل وتتطلب أحيانًا استبدالها.
• تحتوي بعض المركبات على أنبوب فتحة بدلاً من صمام التمدد، ولكنه يؤدي نفس الغرض في السماح لمادة التبريد بالتمدد وخفض الضغط قبل دخول السائل إلى المبخر.
• يسمح أنبوب الفتحة بتدفق غاز التبريد بمعدل ثابت، وهو خالٍ من الأجزاء المتحركة، ولكنه قد يتعرض للانسداد بالشوائب مع مرور الوقت.
• تقوم الأنظمة المزودة بأنبوب الفتحة بتشغيل وإيقاف نظام التكييف تلقائيًا لتنظيم تدفق غاز التبريد إلى المبخر.

المبخر

• هنا يكمن سرّ الأداء. فبينما تقع جميع أجزاء النظام الأخرى في حجرة المحرك ، يوجد هذا الجزء تحديدًا في مقصورة الركاب، عادةً فوق موضع قدمي الراكب.
• وهو يشبه المبرد، بأنابيبه وزعانفه، لكن وظيفته امتصاص الحرارة لا تبديدها.
• يدخل غاز التبريد إلى ملف المبخر كسائل بارد ومنخفض الضغط، عند درجة حرارة مثالية تبلغ 32 درجة فهرنهايت (0 درجة مئوية)، ولهذا السبب لا يُنصح بوجود أي ماء في النظام.
• لا يتجمد غاز التبريد عند هذه الدرجة، ولكنه يتميز بنقطة غليان منخفضة للغاية.
• تكفي الحرارة داخل مقصورة السيارة لغلي مادة التبريد في المبخر وتحويلها إلى غاز مرة أخرى، تمامًا كما يتحول الماء إلى بخار. وفي حالتها الغازية، تستطيع مادة التبريد امتصاص كمية كبيرة من الحرارة.
• يخرج الغاز من المبخر ومن مقصورة الركاب في السيارة، حاملاً معه الحرارة. تقوم مروحة موجهة فوق الجزء الخارجي من ملف المبخر بدفع هواء بارد إلى مقصورة الركاب.
• ثم يدخل غاز التبريد إلى الضاغط، حيث يتم ضغطه وتبدأ العملية برمتها من جديد.
• إذا كان النظام يستخدم أنبوبًا ذا فتحة، فسيكون هناك مُجمِّع بين المُبَخِّر والضاغط. يسمح هذا الأنبوب أحيانًا بدخول كمية زائدة من المُبرِّد إلى المُبَخِّر، فلا يغلي كله. ولأن الضاغط لا يضغط السوائل، بل الغازات فقط، فإن المُجمِّع يحجز أي سائل زائد قبل دخوله إلى الضاغط.
• يعمل المبخر أيضاً على إزالة الرطوبة من هواء السيارة، مما يساعدك على الشعور بالبرودة.
• يتكثف بخار الماء الموجود في الهواء على ملف المبخر، بالإضافة إلى الغبار وحبوب اللقاح وأي شيء آخر عالق في المقصورة.
• عندما توقف السيارة وترى الماء يتساقط من أسفلها، فمن المحتمل أن يكون هذا الماء من مبخر مكيف الهواء ولا داعي للقلق.