شرح تفصيلى مبسط لكيفية عمل تكييف السيارة واجزائه المختلفة
كذ مرة فكرت انى اقدم مقالة عن فكرة عمل تكييف السيارة وترددت، لأن فكرة عمل المبردات والمكيفات عموما مش سهلة اوى وتحتاج الى خلفية اكاديمية، لكن انا قررت اتوكل على الله واحاول ابسطها على قد ما اقدر، والله المستعان
تكييف السيارة مثله مثل أى تكييف آخر وكذلك اى ثلاجة مبنى على فكرة تسمى المضخة الحرارية وهى كلمة مجازية تستخدم للتعبير عن وظيفة المكيف ، فكما ان مضحة المياه (موتور المية بتاع العمارات)تسحب المياه من ناحية من ناحيتى المضخة الى ناحيتها الأخرى فإن ما نسميه المضخة الحرارية يقوم بسحب الحرارة من داخل الحيز المطلوب تبريده(سواء كان صالون السيارة او غرفة مكيفة او كابينة الثلاجة) ليلقى بالحرارة فى الجهة الاخرى من المضخة الحرارية
تقوم فكرة عمل المضخة الحرارية على مجموعة من الظواهر الفيزيائية البسيطة جدا :
الأولى هى ان كل سائل لكى يتبخر يقوم بسحب كمية كبيرة من الطاقة من الوسط المحيط ويقوم بإعادتها للوسط المحيط إذا تكاثف(عكس التبخر) مرة أخرى.فى هذا الصدد سندهش اذا عرفنا انه إذا وضعنا مثلا إناء من الماء على البوتاجاز وبدأنا تسخينه فإنه سيستهلك كمية معينة من طاقة الغاز الطبيعى حتى يصل لدرجة 100 درجة ويبدأ الغليان واذا تركناه ليغلى فسيحتاج الى حوالى خمسة اضعاف طاقة الغاز السالف ذكرها(اى ما يمكن ترجمته لمفهومنا الحسى بخمسة اضعاف الوقت على النار) حتى تتبخر آخر نقطه منه، دون ان تزيد درجة حرارة الماء اثناء الغليان درجة مئوية واحدة عن الرقم 100
الظاهرة الثانية هى ان السوائل المختلفة تتبخر وتتكاثف فى درجات حرارة تختلف باختلاف ضغط السائل، يعنى كل ما الضغط بيعلى كل ما درجة حرارة التبخر (اللى هى نفسها درجة حرارة التكاثف ) بتزيد، فمثلا لو عندنا ماء فهو يغلى ويتبخر عند درجة 100 مئوية، ولكن لو وضع فى إناء وزودنا الضغط عليه فسبيقى سائلا حتى درجة حرارة فوق 100(نشاهد هذة الظاهرة فى حالة سخونة محرك السيارة، ترتفع درجة حرارة الماء فوق 100 درجة ولا يتبخر، لأنه يتبخر منه جزء بسيط جدا يسبب ارتفاع الضغط على باقى الماء فبيقى سائلا، ولكن لو فتحنا غطاء الردياتير وعرضنا الماء للضغط الجوى فسنجد ان الماء يتبخر لحظيا مسببا اندفاع البخار بالشكل الذى نراه فى مثل هذة الحالات، مثال آخر، غاز البوتاجاز الذى يكون فى حالة غازية(بخارية) فى درجة حرارة الغرفة وفى الضغط الجوى، يصل إلينا فى الأنابيب او مواسير الغاز فى حالة سائلة لأنه ضغطه مرتفع ، وبمجرد تعرضه للضغط الجوى يتحول الى غاز
الظاهرة الثالثة هى ان السائل اذا سخن لدرجه حرارة التبخر لا يبدأ فى التبخر الا اذا كان الوسط اللى حواليه اكثر سخونة منه حتى يستطيع سحب الطاقة اللازمة للتبخر من الوسط المحيط، والعكس ان البخار اذا انخفضت حرارته الى درجة حرارة التكاثف فإنه لا يتكاثف إلا اذا كان الوسط الذى حوله ابرد منه حتى يستطيع التخلى عن الطاقة المطروده مع التكاثف الى الوسط المحيط
اما الظاهرة الرابعة فهى ان اى بخار او غاز اذا زودنا عليه الضعط فإن حرارته تزيد متناسبة مع الضغط والعكس بالعكس فيما يعرف باسم القانون العام للغازات
من خلال الكام ظاهرة دول نقدر نقول التكييف بيشتغل إزاى، احنا ببساطة لو نجحنا اننا نخلى سائل ما يتبخر فى درجة حرارة منخفضة فى مكان ما، ويتكثف فى درجة حرارة مرتفعة فى مكان تانى يبقى السائل ده هياخد الطاقة اللازمة للتبخر من المكان الأول مسببا ان المكان الأول ده يبرد، ويرمى هذة الطاقة فى المكان التانى مسببا ان المكان ده يسخن ويبقى كدة سحبنا الحرارة من المكان الأول الى المكان التانى او بمعنى اوقع بردنا المكان الأول وهو المطلوب من جهاز التكييف
طيب إزاى نعمل الكلام ده:
نجيب سائل، نخفض ضغطه الى ضغط منخفض جدا يسمح له بالتبخر فى درجة حرارة منخفضة قد تصل الى صفر مئوية ، نمرره فى مكان يسمح له بسحب كمية الحرارة اللازمة للتبخر، بعد ما يتبخر ويتحول الى غاز(كلمة غاز التى سأستعملها فى باقى المقالة تعنى الغاز المستخدم فى التكييف والذى سنسميه فريون لاحقا) ، ندخله فى كباس، يضغطه الى ضغط عالى يسمح له انه يتكثف( يعود الى الشكل السائل) فى درجة حرارة عالية تصل الى 60 او 70 درجة متخلصا من كمية الحرارة اللى سحبها من المكان الأول، وبعد مايتكثف و يرجع لسائل نروح معديينه من فتحة ضيقة جدا علشان نقلل ضغطه الى الضغط الذى يسمح له بالتبخر فى درجة الصفر ونعيد الدورة، وكلما قام السائل بدورة كاملة سحب كمية من الحرارة من المكان الأول وتخلص منها فى المكان الثانى
طيب تعالوا نحط اسماء لاجزاء الدورة دى علشان نعرف التكييف مكون من إيه،
نبتدى من بعد ما السائل تحول الى بخار وعايزين نضغطه، الآلة اللى بتضغط البخار هى الكباس compressor وده اغلى جزء فى دورة التكييف وهو الآلة الوحيدة اللى بتدور فى دورة التكييف وهو الذى الى جانب انه بيضغط الغاز بيحرك الغاز فى الدورة كلها، الكباس مكانه فى غرفة المحرك وعادة يكون بجوار الدينامو وطرمبة مياه المحرك و هو عبارة عن مكبس(بستم) زى بتاع محرك العربية بالظبط، يسحب الغاز من صباب ويخرجه من صباب تانى، ومتوصل على كرنك صغير، بيدور بواسطة طنبورة متركب عليها سير بتاخد حركتها من موتور السيارة، اللى بيخلى التكييف يشتغل او يبطل هو كلاتش(دبرياش) كهربائى صغير بين طنبورة الكباس وكرنك الكباس، لما بندوس على زرار التكييف فى العربية الكلاتش ده بيعشق ويخلى الكرنك الصغيرد ه يلف والكباس يشتغل، لكن لما بنفصل التكييف الكلاتش بيفصل وطنبورة التكييف بتلف على الفاضى
احنا لما بنضغط الغاز بالكباس حرارتة وضغطه بيزيدوا، وكدة بيكون قابل للتكثف فى درجة حرارة مرتفعة، فى هذة الحالة بنعرضه للمكان اللى هيتكاثف فيه، والمكان ده بنسميه مبادل حرارى او بالبلدى سربنتينة، ودى بتكون فى مقدمة السيارة، الغاز فى هذة المرحلة يكون درجة حرارته 60 الى 70 ، يعنى اكثر من درجة حرارة الجو، ويقبل التكثف فى درجة حرارة من 40 ل 50 درجة نتيجة لضغطه المرتفع، وبمروره فى السربنتينة بياخد وقت وفرصة كافية انه يبرد ويتكاثف ، السربنتينة تكون مزودة بمروحة لتحريك الهواء بين مواسير السربنتينة لتساعد على تبريد اكثر لجسم السربنتينة وبالتالى للغاز المار بداخلها
بعد كدة الغاز-الذى صار حاليا سائل- بنمرره فى فلتر لنتقية اى شوائب منه، ثم نمرره من الفتحة الضيقة علشان نقلل ضغطة-وبالتالى حرارته-الفتحة الضيقة دى بنسميها صمام التمددexpansion valve وهى القطعة التى يسميها صنايعية التكييف: إكسبانشان ، بعد مرور السائل فى الإكسبنشان يكون ضغطه وحرارته منخفضين جدا، وبعد كدة نمرره فى سربننتينة اخرى هى التى تكون موجودة داخل صالون السيارة داخل تابلوه السيارة ونسميها كويلcoil، وعادة يأتى الإكسبانشان والكويل كقطعة واحدة، كما ان الكويل يكون مزود بمروحة متعددة السرعات تقوم بتمرير الهواء على الكويل ليبرد الهواء نتيجة لفقده الحرارة اللازمة لتبخر السائل بداخل الكويل ومن ثم يندفع هذا الهواء البارد عبر فتحات التهوية الى صالون السيارة ليبرده ويعود السائل، الذى تحول حاليا الى بخار الى الكباس وهكذا
نأتى بعد ذلك لسائل التكييف:
اهم مواصفات سائل التكييف ان يكون قابل للتبخر والتكاثف فى درجات حرارة تتراوح بين صفر و +60 درجة تحت ضغوط يمكن الوصول لها بسهولة( ملحوظة : تختلف هذة المواصفات عن مواصفات سوائل الثلاجات التى نحتاج منها درجات تبخر تتراوح بين -20 و +40 درجة وذلك حتى يمكن الوصول لدرجات تحت الصفر فى الثلاجات)
تاريخيا بدأ التكييف باستعمال النشادر ولكنه كان قليل الكفاءة، ثم استخدم الغاز الطبيعى، ولكنه كان يهدد بكوارث فى حالة تسربه، وفى الخمسينات من القرن الماضى بدأ استخدام الكلوروفلوروكاربونز (ألفريونات) ومنها فريون 12 وفريون 14 (تكييف) وفريون 22(ثلاجات) وحديثا بدأ احلال الكلوروفلوروكاربونز بأنواع اخرى من الفريون اقل إضرارا بالبيئةمثل الفريون 112 والفريون 114
اجزاء مساعدة فى دورة تكييف السيارة:
1- الخراطيم: وهى التى تربط اجزاء دوره التكييف المختلفة ببعضها وتكون من نوعية تتحمل الضغوط العالية
2- الثرموستات: وظيفته تشغيل وايقاف الكباس فى حالة الوصول لدرجة الحرارة المطلوبة، ومنه نوعين، نوع يعمل على الهواء الخارج من الكويل، ونوع آخر يعمل على حرارة الفريون(نوع واحد فقط يكون موجودا فى تكييف السيارة الواحدة)
3- منظومة التحكم الكهربائى، وتتكون من ازرار التشغيل ومنظومة لربط الكباس بمروحة الكويل حتى لا يعمل الكباس بدون عمل مروحة الكويل حتى لا يتكون ثلج على الكويل، ومنظومة لترتيب تشغيل مروحة الردياتير ومروحة السربنيتة مع مروحة الكباس
4- نظام تجميع وطرد مياه التكاثف: حينما يخرج الهواء البارد من الكويل فإنه يبخر العرق من راكبى السيارة ويحمله فى صورة رطوبة، عندما يعود الهواء المحمل بهذة الرطوبة ليمر من خلال الكويل من جديد فإن الرطوبة الموجودة بالهواء تتكثف فى شكل قطرات مياه على الكويل تتجمع فى شكل كمية كبيرة من المياه فى قاع علبة الكويل، هنا لابد ان يكون هناك خرطوم يسرب هذة المياه الى خارج السيارة
5- مفتاح الضغط، يقوم هذا المفتاح بمنع الكهرباء عن الدائرة اذا قل ضغط الفريون الخارج من الفلتر عن حد معين بسبب انسداد الفلتر وذلك لحماية التكييف
6- رافع سرعة السلانسيه(للسيارات ذات الكاربراتير فقط) ، عند تشغيل التكييف يقوم بالتحميل على المحرك فبيطئ سرعة السلانسيه، تقوم هذة الوحدة بإجبار الكاربراتير على دفع كمية اضافية من البنزين للمحرك فى السلانسيه عند تشغيل التكييف حتى يعادل حمل التكييف
ارجو ان اكون قد تمكنت من ايضاح هذا الموضوع الذى شكل تبسيطه بالنسبة لى تحديا حقيقيا ولو فيه اى اسئلة انا تحت امركم
