ऑटोमोबाइल एयर कंडीशनिंग ब्लोअर का सिद्धांत
सारांश: वाहन का एयर कंडीशनिंग सिस्टम एक ऐसा उपकरण है जो वाहन के अंदर की हवा को ठंडा, गर्म, परिवर्तित और शुद्ध करता है। यह यात्रियों के लिए आरामदायक ड्राइविंग वातावरण प्रदान करता है, चालकों की थकान को कम करता है और ड्राइविंग की सुरक्षा को बढ़ाता है। एयर कंडीशनिंग उपकरण वाहन की कार्यक्षमता मापने वाले प्रमुख सूचकों में से एक बन गया है। वाहन का एयर कंडीशनिंग सिस्टम कंप्रेसर, एयर कंडीशनिंग ब्लोअर, कंडेंसर, लिक्विड स्टोरेज ड्रायर, एक्सपेंशन वाल्व, इवेपोरेटर और ब्लोअर आदि से मिलकर बना होता है। यह लेख मुख्य रूप से वाहन के एयर कंडीशनिंग ब्लोअर के सिद्धांत का परिचय देता है।
ग्लोबल वार्मिंग और ड्राइविंग के लिए लोगों की बढ़ती ज़रूरतों के चलते, ज़्यादा से ज़्यादा कारों में एयर कंडीशनिंग सिस्टम लगाए जा रहे हैं। आंकड़ों के अनुसार, वर्ष 2000 में अमेरिका और कनाडा में बिकने वाली 78% कारों में एयर कंडीशनिंग लगी हुई थी, और अब अनुमान है कि कम से कम 90% कारों में एयर कंडीशनिंग है। इससे लोगों को आरामदायक ड्राइविंग का माहौल मिलता है। कार उपयोगकर्ता होने के नाते, पाठक को इसके सिद्धांत को समझना चाहिए, ताकि आपातकालीन स्थितियों को ज़्यादा प्रभावी और तेज़ी से हल किया जा सके।
1. ऑटोमोटिव रेफ्रिजरेशन सिस्टम का कार्य सिद्धांत
ऑटोमोबाइल एयर कंडीशनिंग रेफ्रिजरेशन सिस्टम का कार्य सिद्धांत
1. ऑटोमोबाइल एयर कंडीशनिंग रेफ्रिजरेशन सिस्टम का कार्य सिद्धांत
ऑटोमोबाइल एयर कंडीशनिंग रेफ्रिजरेशन सिस्टम का चक्र चार प्रक्रियाओं से मिलकर बनता है: संपीड़न, ऊष्मा उत्सर्जन, थ्रॉटलिंग और ऊष्मा अवशोषण।
(1) संपीडन प्रक्रिया: कंप्रेसर इवेपोरेटर के आउटलेट पर कम तापमान और कम दबाव वाली रेफ्रिजरेंट गैस को अंदर खींचता है, उसे उच्च तापमान और उच्च दबाव वाली गैस में संपीड़ित करता है, और फिर उसे कंडेंसर में भेजता है। इस प्रक्रिया का मुख्य कार्य गैस को संपीड़ित और दबावयुक्त करना है ताकि वह आसानी से द्रवीकृत हो सके। संपीडन प्रक्रिया के दौरान, रेफ्रिजरेंट की अवस्था में कोई परिवर्तन नहीं होता है, और तापमान और दबाव लगातार बढ़ते रहते हैं, जिससे अतितापित गैस बनती है।
(2) ऊष्मा उत्सर्जन प्रक्रिया: उच्च तापमान और उच्च दाब वाली अतितापित रेफ्रिजरेंट गैस वायुमंडल के साथ ऊष्मा विनिमय के लिए संघनन (रेडिएटर) में प्रवेश करती है। दाब और तापमान में कमी के कारण, रेफ्रिजरेंट गैस द्रव में संघनित हो जाती है और बड़ी मात्रा में ऊष्मा मुक्त करती है। इस प्रक्रिया का कार्य ऊष्मा को बाहर निकालना और संघनित करना है। संघनन प्रक्रिया रेफ्रिजरेंट की अवस्था में परिवर्तन द्वारा विशेषता प्राप्त है, अर्थात् स्थिर दाब और तापमान की स्थिति में, यह धीरे-धीरे गैस से द्रव में परिवर्तित हो जाती है। संघनन के बाद रेफ्रिजरेंट द्रव उच्च दाब और उच्च तापमान वाला द्रव होता है। रेफ्रिजरेंट द्रव अतितापित होता है, और अतितापितता की डिग्री जितनी अधिक होती है, वाष्पीकरण प्रक्रिया के दौरान ऊष्मा को अवशोषित करने की वाष्पीकरण क्षमता उतनी ही अधिक होती है, और प्रशीतन प्रभाव उतना ही बेहतर होता है, अर्थात् शीतलन उत्पादन में तदनुसार वृद्धि होती है।
(3) थ्रॉटलिंग प्रक्रिया: उच्च दबाव और उच्च तापमान वाले रेफ्रिजरेंट तरल को विस्तार वाल्व के माध्यम से थ्रॉटल किया जाता है ताकि तापमान और दबाव कम हो सके, और विस्तार उपकरण को धुंध (छोटी बूंदों) में बदल दिया जाता है। इस प्रक्रिया का उद्देश्य रेफ्रिजरेंट को ठंडा करना और दबाव को कम करना है, उच्च तापमान और उच्च दबाव वाले तरल से कम तापमान और दबाव वाले तरल में बदलना है, ताकि ऊष्मा अवशोषण को सुगम बनाया जा सके, प्रशीतन क्षमता को नियंत्रित किया जा सके और प्रशीतन प्रणाली के सामान्य संचालन को बनाए रखा जा सके।
4) ऊष्मा अवशोषण प्रक्रिया: विस्तार वाल्व द्वारा ठंडा और दबाव कम करने के बाद, रेफ्रिजरेंट द्रव इवेपोरेटर में प्रवेश करता है। यहाँ रेफ्रिजरेंट का क्वथनांक इवेपोरेटर के अंदर के तापमान से काफी कम होता है, इसलिए रेफ्रिजरेंट द्रव इवेपोरेटर में वाष्पीकृत होकर गैस में परिवर्तित हो जाता है। वाष्पीकरण प्रक्रिया में यह आसपास की बहुत सी ऊष्मा को अवशोषित कर लेता है, जिससे कार के अंदर का तापमान कम हो जाता है। फिर कम तापमान और कम दबाव वाली रेफ्रिजरेंट गैस इवेपोरेटर से बाहर निकलकर कंप्रेसर द्वारा पुनः अवशोषित होने के लिए तैयार हो जाती है। ऊष्माशोषी प्रक्रिया में रेफ्रिजरेंट की अवस्था द्रव से गैसीय में परिवर्तित होती है, और इस दौरान दबाव अपरिवर्तित रहता है, अर्थात् यह अवस्था परिवर्तन स्थिर दबाव की प्रक्रिया के दौरान होता है।
2. ऑटोमोबाइल एयर कंडीशनिंग प्रशीतन प्रणाली आम तौर पर कंप्रेसर, कंडेंसर, तरल भंडारण ड्रायर, विस्तार वाल्व, इवेपोरेटर और ब्लोअर से बनी होती है। जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है, ये घटक तांबे (या एल्यूमीनियम) और उच्च दबाव वाले रबर ट्यूबों द्वारा जुड़े होते हैं और एक बंद प्रणाली बनाते हैं। जब शीतलन प्रणाली काम करती है, तो प्रशीतन मेमोरी की विभिन्न अवस्थाएँ इस बंद प्रणाली में घूमती रहती हैं, और प्रत्येक चक्र में चार बुनियादी प्रक्रियाएँ होती हैं:
(1) संपीड़न प्रक्रिया: कंप्रेसर कम तापमान और दबाव पर इवेपोरेटर के आउटलेट पर रेफ्रिजरेंट गैस को अंदर लेता है, और इसे उच्च तापमान और उच्च दबाव वाले गैस निष्कासन कंप्रेसर में संपीड़ित करता है।
(2) ऊष्मा उत्सर्जन प्रक्रिया: उच्च तापमान और उच्च दबाव वाली अतिगर्म रेफ्रिजरेंट गैस कंडेनसर में प्रवेश करती है, और दबाव और तापमान में कमी के कारण रेफ्रिजरेंट गैस तरल में संघनित हो जाती है, और बहुत अधिक ऊष्मा निकलती है।
(3) थ्रॉटलिंग प्रक्रिया: उच्च तापमान और दबाव वाले रेफ्रिजरेंट तरल के विस्तार उपकरण से गुजरने के बाद, आयतन बड़ा हो जाता है, दबाव और तापमान में तेजी से गिरावट आती है, और विस्तार उपकरण को धुंध (छोटी बूंदों) में समाप्त कर दिया जाता है।
(4) ऊष्मा अवशोषण प्रक्रिया: धुंधयुक्त रेफ्रिजरेंट द्रव इवेपोरेटर में प्रवेश करता है, इसलिए रेफ्रिजरेंट का क्वथनांक इवेपोरेटर के अंदर के तापमान से काफी कम होता है, जिससे रेफ्रिजरेंट द्रव वाष्पीकृत होकर गैस बन जाता है। वाष्पीकरण प्रक्रिया के दौरान, आसपास से बड़ी मात्रा में ऊष्मा अवशोषित होती है, और फिर कम तापमान और कम दबाव वाली रेफ्रिजरेंट भाप कंप्रेसर में प्रवेश करती है।
2. ब्लोअर का कार्य सिद्धांत
आम तौर पर, कार में लगा ब्लोअर अपकेंद्री ब्लोअर होता है, और अपकेंद्री ब्लोअर का कार्य सिद्धांत अपकेंद्री पंखे के समान होता है, सिवाय इसके कि हवा का संपीडन आमतौर पर कई कार्यशील इम्पेलरों (या कई चरणों) के माध्यम से अपकेंद्री बल की क्रिया द्वारा किया जाता है। ब्लोअर में एक उच्च गति से घूमने वाला रोटर होता है, और रोटर पर लगे ब्लेड हवा को उच्च गति से गतिमान करते हैं। अपकेंद्री बल के कारण हवा आवरण के घुमावदार आकार में बनी घुमावदार रेखा के अनुदिश पंखे के आउटलेट तक प्रवाहित होती है, और इस उच्च गति वाली हवा में एक निश्चित दबाव होता है। ताज़ी हवा आवरण के केंद्र से अंदर आती है।
सैद्धांतिक रूप से, अपकेंद्री ब्लोअर का दाब-प्रवाह विशेषता वक्र एक सीधी रेखा होती है, लेकिन पंखे के भीतर घर्षण प्रतिरोध और अन्य हानियों के कारण, प्रवाह दर में वृद्धि के साथ वास्तविक दाब और प्रवाह विशेषता वक्र धीरे-धीरे घटता जाता है, और अपकेंद्री पंखे का संगत शक्ति-प्रवाह वक्र प्रवाह दर में वृद्धि के साथ बढ़ता जाता है। जब पंखा स्थिर गति से चल रहा होता है, तो पंखे का कार्य बिंदु दाब-प्रवाह विशेषता वक्र के अनुदिश गति करता है। संचालन के दौरान पंखे की परिचालन स्थिति न केवल उसके स्वयं के प्रदर्शन पर, बल्कि सिस्टम की विशेषताओं पर भी निर्भर करती है। जब पाइप नेटवर्क का प्रतिरोध बढ़ता है, तो पाइप प्रदर्शन वक्र अधिक तीव्र हो जाता है। पंखे के नियमन का मूल सिद्धांत पंखे के स्वयं के प्रदर्शन वक्र या बाहरी पाइप नेटवर्क के विशेषता वक्र को बदलकर आवश्यक कार्य स्थितियों को प्राप्त करना है। इसलिए, कम गति, मध्यम गति और उच्च गति पर गाड़ी चलाते समय कार को सामान्य रूप से चलाने में सहायता के लिए कार में कुछ बुद्धिमान प्रणालियाँ स्थापित की जाती हैं।
ब्लोअर नियंत्रण सिद्धांत
2.1 स्वचालित नियंत्रण
एयर कंडीशनिंग कंट्रोल बोर्ड के "ऑटोमैटिक" स्विच को दबाने पर, एयर कंडीशनिंग कंप्यूटर आवश्यक आउटपुट एयर तापमान के अनुसार ब्लोअर की गति को स्वचालित रूप से समायोजित कर लेता है।
जब वायु प्रवाह की दिशा को "फेस" या "डुअल फ्लो डायरेक्शन" में चुना जाता है, और ब्लोअर कम गति की स्थिति में होता है, तो ब्लोअर की गति सीमा के भीतर सौर शक्ति के अनुसार बदल जाएगी।
(1) निम्न गति नियंत्रण का संचालन
कम गति नियंत्रण के दौरान, एयर कंडीशनिंग कंप्यूटर पावर ट्रायोड के बेस वोल्टेज को डिस्कनेक्ट कर देता है, और पावर ट्रायोड और अल्ट्रा-हाई स्पीड रिले भी डिस्कनेक्ट हो जाते हैं। करंट ब्लोअर मोटर से ब्लोअर रेजिस्टेंस तक प्रवाहित होता है, और फिर आयरन को कम गति पर मोटर चलाने के लिए प्रेरित करता है।
एयर कंडीशनिंग कंप्यूटर में निम्नलिखित 7 भाग होते हैं: 1 बैटरी, 2 इग्निशन स्विच, 3 हीटर रिले, ब्लोअर मोटर, 5 ब्लोअर रेसिस्टर, 6 पावर ट्रांजिस्टर, 7 तापमान फ्यूज तार, 8 एयर कंडीशनिंग कंप्यूटर, 9 हाई स्पीड रिले।
(2) मध्यम गति नियंत्रण का संचालन
मध्यम गति नियंत्रण के दौरान, पावर ट्रायोड में एक तापमान फ्यूज लगाया जाता है, जो ट्रायोड को अत्यधिक गर्म होने से होने वाले नुकसान से बचाता है। एयर कंडीशनिंग कंप्यूटर ब्लोअर ड्राइव सिग्नल को बदलकर पावर ट्रायोड के बेस करंट को परिवर्तित करता है, जिससे ब्लोअर मोटर की गति का वायरलेस नियंत्रण संभव हो पाता है।
3) उच्च गति नियंत्रण का संचालन
हाई-स्पीड कंट्रोल के दौरान, एयर कंडीशनिंग कंप्यूटर पावर ट्रायोड के बेस वोल्टेज को डिस्कनेक्ट कर देता है, इसके कनेक्टर नंबर 40 टाई आयरन को डिस्कनेक्ट कर देता है, और हाई-स्पीड रिले चालू हो जाता है, और ब्लोअर मोटर से करंट हाई-स्पीड रिले से होकर टाई आयरन तक प्रवाहित होता है, जिससे मोटर हाई स्पीड पर घूमने लगती है।
2.2 पूर्व-हीटिंग
स्वचालित नियंत्रण अवस्था में, हीटर कोर के निचले भाग में लगा तापमान सेंसर शीतलक के तापमान का पता लगाकर उसे पहले से गर्म करने का नियंत्रण करता है। जब शीतलक का तापमान 40°C से कम होता है और स्वचालित स्विच चालू होता है, तो एयर कंडीशनिंग कंप्यूटर ठंडी हवा के निकलने को रोकने के लिए ब्लोअर को बंद कर देता है। इसके विपरीत, जब शीतलक का तापमान 40°C से अधिक होता है, तो एयर कंडीशनिंग कंप्यूटर ब्लोअर को चालू कर देता है और उसे धीमी गति से घुमाता है। इसके बाद, गणना किए गए वायु प्रवाह और अपेक्षित आउटपुट वायु तापमान के अनुसार ब्लोअर की गति स्वचालित रूप से नियंत्रित होती है।
ऊपर वर्णित प्रीहीटिंग नियंत्रण केवल तभी मौजूद होता है जब वायु प्रवाह को "नीचे" या "दोहरे प्रवाह" दिशा में चुना जाता है।
2.3 विलंबित वायु प्रवाह नियंत्रण (केवल शीतलन के लिए)
विलंबित वायु प्रवाह नियंत्रण, इवेपोरेटर तापमान सेंसर द्वारा कूलर के अंदर के तापमान का पता लगाने पर आधारित है।
एयरफ्लो कंट्रोल एयर कंडीशनर से गर्म हवा के आकस्मिक निकास को रोक सकता है। यह विलंब नियंत्रण ऑपरेशन इंजन चालू होने पर केवल एक बार होता है और निम्नलिखित शर्तें पूरी होती हैं: 1. कंप्रेसर चालू होना; 2. ब्लोअर कंट्रोल "ऑटोमैटिक" स्थिति में होना (स्वचालित स्विच ऑन); 3. एयर फ्लो कंट्रोल "फेस" स्थिति में होना; फेस स्विच के माध्यम से "फेस" पर सेट करें, या स्वचालित नियंत्रण में "फेस" पर सेट करें; 4. कूलर के अंदर का तापमान 30℃ से अधिक होना।
विलंबित वायु प्रवाह नियंत्रण की कार्यप्रणाली इस प्रकार है:
उपरोक्त चारों शर्तें पूरी होने और इंजन चालू हो जाने पर भी ब्लोअर मोटर तुरंत चालू नहीं हो सकती। ब्लोअर मोटर के चालू होने में 4 सेकंड का समय लगता है, लेकिन इसके लिए कंप्रेसर को चालू करना, इंजन को स्टार्ट करना और इवेपोरेटर को ठंडा करने के लिए रेफ्रिजरेंट गैस का उपयोग करना आवश्यक है। 4 सेकंड के अंतराल पर, पीछे से आने वाली ब्लोअर मोटर चालू होती है, पहले 5 सेकंड तक धीमी गति से चलती है और अंतिम 6 सेकंड में धीरे-धीरे गति बढ़ाकर तेज हो जाती है। यह प्रक्रिया वेंट से गर्म हवा के अचानक निकलने को रोकती है, जिससे हलचल हो सकती है।
अंतिम शब्द
एक बेहतरीन कार कंप्यूटर-नियंत्रित एयर कंडीशनिंग सिस्टम कार के तापमान, आर्द्रता, स्वच्छता, वातावरण और वेंटिलेशन को स्वचालित रूप से समायोजित कर सकता है, और कार में हवा को एक निश्चित गति और दिशा में प्रवाहित करके यात्रियों के लिए एक सुखद ड्राइविंग वातावरण प्रदान कर सकता है। यह विभिन्न बाहरी मौसमों और परिस्थितियों में भी यात्रियों को आरामदायक वातावरण सुनिश्चित करता है। यह खिड़कियों के शीशे पर धुंध जमने से रोकता है, जिससे चालक को स्पष्ट दृष्टि मिलती है और सुरक्षित ड्राइविंग की बुनियादी गारंटी मिलती है।
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