Kliimaseadmed (1)

Põltsamaa Ametikool
Kliimaseadmed
A2
Sami Laasi
Kaarlimõisa 2011
Sisukord
1. Kliimaseadme vajadus ………...………………………….………….……. 3
1.1 Temperatuuri mõju ……………….…………………………….…….……. 3
1.2 Õhuniiskuse mõju ………………………………………………………….. 4
1.3 Õhu puhastamine ………………………………………………..…………. 4
1.4 Liiklusohutus ……...…………………………………………...………...… 4
1.5 Kliimaseadmete ajaloost ……………………………………..……………. 5
1.6 Tööpõhimõte ………...………………………………..…………………… 6
1.7 Soojustehnika põhimõisted …………..…………………………..………… 7
1.8 Suhteline õhuniiskus ………………………………………...….………….. 7
1.9 Rõhk ……………………………………………………..………………… 7
1.10 Rõhu mõõtmine ……………………………….………………………….. 8
1.11 Temperatuur ……………………………………………………………….9
2. Kliimaseadme tööpõhimõte ja ehitus ……………………….………….....10
2.1 Jahutamise üldpõhimõte ………………………………...…………………10
2.2 Kondenseerumine ………………………………….………………………10
2.3 Aurustumine …………………………………………………….…………11
2.4 Kliimaseadme liigid ……………………………….……………………… 12
2.5 Reguleerklapiga seade ………...………………………………………….. 12
2.6 Aheldustoruga seade………………………………………………………..14
2.7 Ehituserinevuste kokkuvõte..………………………………………………15
2.8 Kompressor …………………………………………………………………17
2.9 Kompressori sidur ………………………………………………………….17
2.10 Kondensaator ……………………………………………………………...18
2.11 Reguleerklapiga seadme vahepaak………………………………………..18
2.12 Reguleerklapp……………………………………………………………..20
2.13 Aurusti…………………………………………………………………….21
2.14 Ahendustoru………………………………………………………………22
2.15 Ahendustoruga seadme vahepaak…………………………………………22
2.16 Kompressori liigid………………………………………………………...23
2.17 Kolbkompressor…………………………………………………………..24
2.18 Muutuva kolvikäiguga kompressor……………………………………….25
2.19 Lõõtsklapp………………………………………………………………...26
2.20 Elektromagnetiga lõõtsklapp……………………………………………...26
2.21 Siiberrootoriga kompressor……………………………………………….26
2.22 Spiraalkompressor………………………………………………………...27
2.23 Torud, voolikud ja tihendid ……………………………………………….28
2.24 Külmutusained ja õlid……………………………………………………..29
2.25 Külmutusained…………………………………………………………….29
2.26 Keskkonnamõjud………………………………………………………….30
2.27 Tööohutus…………………………………………………………………30
2.28 Õlid………………………………………………………………………..31
1. Kliimaseadme vajadus
Auto juht ja sõitjad tunnevad ennast mugavalt , kui õhu temperatuur ja niiskus on teatud kindlas vahemikus.
Vahemik, kus inimene ennast mugavalt tunneb, sõltub väga palju isiku harjumustest ja tervislikust seisundist.
Uurimused on näidanud, et mugavana tunduvast  kõrgema temperatuuri korral langeb märgatavalt autojuhi reaktsiooniaeg ja töövõime.
Seetõttu on autode küttesseadmele lisatud veel külmutusseadis, mille abil on võimalik viia auto sisetemperatuuri välistemperatuurist madalamaks.
Tänapäeva autodel juhitakse sõitjateruumi kütmist, tuulutust ja jahutamist   elektrooniliselt , mistõttu seda terviklikku ruumi mikrokliima eest hoolitsevat seadet nimetatakse kliimaseadmeks.
Kliimaseadme põhiülesanded on õhu:

• Soojendamine
  
• Jahutamine
  
• Vahetamine
  
• kuivatamine ,
  
• puhastamine.
  Nii luuakse juhile autos sobivaimad tingimused, mistõttu ta väsib vähem ega muutu liikluses ohtlikuks.  
  Kliimaseade vajab töötamiseks palju energiat, mistõttu saab teda kasutada ainult töötava mootori korral. Sõidukiirus kliimaseadme töö tõhusust oluliselt ei mõjuta.
  

1.1 Temperatuuri mõju
Tänapäeval on autoakende pindala järjest suurenenud. Koos sellega on suurenenud ka päikesekiirguse mõju auto sisetemperatuurile.
Näiteks võib suvel päikesepaistelise ilmaga, kui välistemperatuur on 25 °C, auto sisetemperatuur tõusta (35...40) °C-ni. Kusjuures ülal, autojuhi pea kõrgusel, on temperatuur oluliselt kõrgem kui all jalgade juures.
1.2 Õhuniiskuse mõju
Kliimaseadmega autodes hoitakse temperatuur inimesele sobivas vahemikus -- suvel (20...22)°C.
Õhu jahtudes tema tihedus suureneb, ta mahutab üha vähem veeauru ja küllastumisel ülearuseks muutunud aur kondenseerub  veepiiskadena kliimaseadme  aurusti (külma soojusvahetusradiaatori) pinnale. Õhk  auto siseruumis muutub kuivemaks ja inimesed tunnevad ennast mugavamalt.
Aurustile kondenseerunud vesi juhitakse vooliku kaudu auto alla. Mida rohkem õhku jahutatakse, seda rohkem tekib auto alla vett
1.3 Õhu puhastamine
Auto kliimaseadet läbivat õhku puhastatakse paber- või aktiivsöefiltritega. Õhku aitab puhastada ka külmutusseadis.
Õhu jahtudes kondenseerub osa temas leiduvast veeaurust aurusti külmale pinnale. Tekkivad veepiisad seovad endaga õhus leiduvaid tolmukübemeid ja viivad need alla valgudes endaga kaasa auto alla. Nii toimib kliimaseadmes õhku jahutav aurusti ühtlasi ka vesifiltrina.  
Kliimaseadmest on palju abi ka õietolmuallergikutele, sest ta filtrid on võimelised õietolmu kinni   pidama .
 
Uusimad kliimaseadmed jälgivad ka välisõhu saastatust. Juhul kui saasteainete hulk välisõhus ületab lubatud piiri, lülitub kliimaseade õhu siseringlusele.
1.4 Liiklusohutus
Uurimistulemused näitavad, et õhu temperatuuri tõustes kuue kraadi võrra  (21 kuni 27) °C  pikeneb autojuhi reaktsioooniaeg  22 % ja  tähelepanuvõime väheneb koguni 50 %.
Teine uurimus näitab, et väga kuumas õhus, kui temperatuur tõuseb  25 °C kuni 35 °C,  muutub autojuhi reaktsiooniaeg sama aeglaseks, nagu  vere 0,5-promillise alkoholisisalduse korral.
Mõnedes soojades maades, näiteks Iisraelis, kuulub kliimaseade auto kohustusliku turvavarustuse hulka; selle tööd kontrollitakse korralistel ülevaatustel.
Et kliimaseade kuivatab õhku, aitab tema kasutamine vähendada niiskust  auto siseruumis ja vältida akende uduseks (häguseks) minemist.
1.5 Kliimaseadmete ajaloost
Esimese ringprotsessiga gaasikompressorkülmuti ehitas 1834. aastal Jacob Perkins . Külmutusainena kasutas ta etüüleetrit.
Esimene tehisjäärada valmistati 1876 (kasutati vääveldioksiidi), aasta hiljem transporditi 80 tonni --30 °C-ni külmutatud lambaliha Argentiinast Prantsusmaale (kasutati ammoniaaki). Esimesed külmkapid ehitati Ameerika Ühendriikides 1910 . aastal.
Esimese õhukonditsioneeri, mis lisaks õhu temperatuurile muutis ka õhuniiskust, ehitas aastal 1902 Willis Carrier . Õhukonditsioneer patenteeriti aastal 1906.
Nimi Carrier on tuntud näiteks veoautode ja nende haagiste külmutusseadmete valmistajana. Lisaks on hiljem külmutusseadmete valmistajatena lisandunud Thermo King ning soomlaste Lumikko.
Niisuguste seadistega saab autode kaubaruumi jahutada juba --25 °C-ni .
Käesolevas õppeprogrammis käsitletakse ainult autode kliimaseadmetes kasutatavaid külmutusseadiseid.
Kuigi sügavkülmutusseadmete tööpõhimõte on sama mis autode kliimaseadme külmutusseadisel, on nendes kasutatav külmutusaine ja seadmete ehitus siiski teised.
1.6 Tööpõhimõte
Kliimaseade
Kliimaseade (klimaator) on õhu soojendamise, jahutamise, puhastamise ja teisaldamise seade, mis ammutab vajaliku soojuse mootori jahutusvedelikust ja eemaldab (pumpab) ülearuse soojuse külmutusseadise (külmuti) abil välisõhku. Viimase töö põhineb sellel, et külmutusaine neelab soojust keedes ja vabastab seda veeldudes (kondenseerudes).
Sõidukite kliimaseadmed
Busside, traktorite, metsatöömasinate ja sõidautode kliimaseadmed on oma ehituselt sarnased ja töötavad kõik samal põhimõttel mis tavaline kodune külmkapp.
Tasub meeles pidada, et kliimaseadmed ega külmkapid ei "tooda külma", vaid siirdavad soojust ühest keskkonnast teise.
Tööpõhimõte
Kliimaseadme külmutis muutub vedel külmutusaine rõhu alanemise ja temperatuuri tõusu tõttu auruks (gaasiks). Aurustudes seob külmutusaine endaga hulga soojust. Hiljem muudetakse külmutusaineaur rõhku tõstes ja temperatuuri langetades jälle vedelikuks. Veeldumise käigus vabaneb aurustumisel neeldnud soojusenergia ja siirdub välisõhku. Seejärel protsess kordub.
1.7 Soojustehnika põhimõisteid
Kliimaseadme tööpõhimõttest arusaamiseks on otstarbekas eelnevalt meelde tuletada mõningaid soojustehnika põhimõisteid. Need on:

• suhteline õhuniiskus
  
• rõhk
  
• temperatuur
  
• soojus /soojusenergia
  
• soojusjuhtivus
  
• soojusmahtuvus
  
• aurustumistemperatuuri sõltuvus rõhust
  

1.8 Suhteline õhuniiskus
Jälgides õhu temperatuuri muutusega kaasnevaid ilminguid , on kerge tõdeda, et soe õhk suudab siduda rohkem niiskust (veeauru) kui külm õhk.
Sooja õhu jahtumisel muutub õhk tihedamaks, veeauru mahub temasse vähem ning õhus ja temaga kokkupuutuvatel pindadel hakkab see aur väikeste piiskadena veelduma e kondenseeruma (pindadel tekib kaste, õhus udu või vihm ).
Temperatuuri, mille juures õhus sisalduv veeaur kondenseeruma hakkab, nimetatakse kastepunktiks. Kastepunktis on suhteline õhuniiskus 100 %, mis tähendab, et antud temperatuuril on õhu niiskussisaldus maksimaalne.
Mida suurem on suhteline õhuniiskus, seda aeglasem on kuivamine.
Inimesele soodsaim suhteline õhuniiskus on (40...60) %. Sellise õhuniiskuse juures tunneme ennast mugavalt, sest nahalt higina eralduv niiskus imendub kiiresti õhku ja keha loomulik jahutus toimib tõhusalt.
Kui suhteline õhuniiskus on juba üle 75 %, tunneme ennast ebamugavalt, sest nahalt eralduv niiskus kuivab väga aeglaselt ja jahutus ei toimi
1.9 Rõhk
Rõhk on pinnaühikule ristsihis mõjuv jõud.
SI rõhuühik on paskal (Pa). Mittesüsteemse rõhuühikuna on käibel ka baar (bar).
Pa = N/m²
1 bar = 100 kPa (umbes 1 kgf/cm² )
Tahked kehad annavad neile mõjuva rõhu edasi ainult mõjuva jõu suunas, vedelikud ja gaasid aga kõikides suundades ühesuguselt.
Absoluutrõhk
Absoluutskaalal mõõdetakse rõhku nullväärtusest ehk absoluutsest vaakumist alates. Skaala nullpunkt tähistab absoluutset vaakumit (vaakumi ülempiir on õhurõhk). Absoluutskaala eristamiseks suhtelisest lisatakse rõhuühiku taha lühend ABS.
Õhurõhk ( baromeetriline rõhk)
Õhurõhk [baromeetriline rõhk, atmosfäärirõhk (atm)] on maakera ümbritseva õhu kaalust tingitud rõhk. Keskmine õhurõhk merepinna kõrgusel 150C juures on 1,01325 bar. Et õhurõhku mõõdetakse tavaliselt baromeetriga , siis nimetatakse sageli õhurõhku ka baromeetriliseks rõhuks.
Suhteline rõhk
Suhteline rõhk näitab, kui palju on mõõdetav rõhk suurem või väiksem õhurõhust. Nt mõõtes auto rehvirõhku, tehakse kindlaks, kui palju see on kõrgem õhurõhust. Kui mõõtmistulemus on 2,2 bar, siis õhurõhku sellele lisades saame absoluutseks rõhuks rehvis 3,2 bar.
Vaakumi suhteline rõhk on 100 kPa ehk 1 bar.
1.10 Rõhu mõõtmine
Rõhu mõõtmiseks kasutatakse nii absoluutse kui ka suhtelise skaalaga mõõteriistu. Vabas looduses näitab absoluutskaalaga manomeeter u 100 kPa (1 bar) ja suhtelise skaalaga manomeeter u 0 kPa (0 bar). Õhurõhust väiksema rõhu mõõtmisel näitab suhtelise skaalaga manomeeter negatiivset tulemust. Kliimaseadmete hooldusel kasutatakse üldjuhul suhtelise skaalaga manomeetreid. Kliimaseadmete testiseadmed näitavad hõrenduse tekitamise ajal  --1 bar, mis on õige lähedal absoluutsele vaakumile. Kõrvalolevas tabelis on eri rõhuühikute võrdlus ja teisendamistegurid. Tabelisse on enamlevinud ühikute (Pa) ja (bar) kõrvale lisatud ka meil harva kasutatavad rõhuühikud jõunaela ruuttolli kohta (psi) ja tolli elavhõbedasammast (in.Hg).
1.11 Temperatuur
Temperatuur iseloomustab molekulide liikumise intensiivsust ehk keskmist kineetilist energiat. Näiteks vee temperatuur näitab meile veemolekulide liikumisenergiat. Juhul kui molekulid liiguvad aeglaselt, on nende liikumisenergia väike ja vee temperatuur madal. Madalama temperatuuriga vesi sisaldab vähem soojusenergiat. Temperatuuri mõõtmiseks on aegade jooksul loodud väga mitmesuguse ühiku väärtusega skaalasid. Tänapäeval on neist laiemalt kasutusel kolm -- Celsiuse, Kelvini ja Fahrenheiti skaala. Celsiuse kraad (°C) on Rootsi füüsiku ja astronoomi Anders Celsiuse poolt 1742. aastal kasutusele võetud soojuspaisumisel põhineva termomeetri skaala jaotis -- üks sajandik 0-kraadiks võetud vee keemispunkti ja jää sulamispunkti vahest. Et sellise skaalanulliga termomeetrit oli praktikas ebamugav kasutada, keeras Karl Linné 1745. aastal skaala ümber, võttes 0-kraadiks jää sulamistemperatuuri ja võrrutades vee keemispunkti 100 kraadiga. Selline termomeeter on tänapäeval enim kasutatav. Kelvini kraad (K) ei erine väärtuselt Celsiuse kraadist, kuid Kelvini skaala (absoluutse temperatuuri skaala) nullpunkt on absoluutne: seal lakkab aine sisemuses igasugune soojusliikumine . Sellel skaalal ei saa põhimõtteliselt olla miinustemperatuuri. Absoluutse temperatuuri mõiste võttis kasutusele 1848. a William Thomson (lord Kelvin ). 0 K = - 273,15 °C.
NB! absoluutse temperatuuri tähisele on mõttetu lisada kraadimärki, sest ühiku nimetus on kelvin, mitte Kelvini kraad. Fahrenheiti kraadi (°F) võttis kasutusele Saksa füüsik Daniel Gabriel Fahrenheit 1714. a. Selle skaala on jaotatud samuti 100 võrdseks osaks, kuid nullpunkt on lume ja ammooniumkloriidi ( salmiaagi ) segu temperatuur ja 100 kraadi punkt -- inimkeha normaaltemperatuur. Sellisel skaalal sattus jää sulamistemperatuur 32 kraadi ja vee keemistemperatuur 212 kraadi juurde. Seega siis 1 °F = 5/9 °C ja
tC = 5(tF - 32)/9 ehk ligikaudu tC = 5(tF - 32)x0,56
Fahrenheiti termomeetrit kasutatakse Ameerika Ühendriikides ja see oli esimene praktilisse kasutusse võetud temperatuurimõõteriist.
(Eestiski kasutati neid termomeetreid enne1940. aastat).
2. Kliimaseadme tööpõhimõte ja ehitus.
2.1 Jahutamise üldpõhimõte
Sõiduki kliimaseadme külmutusseadises
*jahutatakse sisenevat või siseruumis ringlevat õhku
*siiratakse liigne soojus siseõhust külmutusaine kaudu välisõhku    
* kasutatava külmutusaine keemistemperatuur on väga madal (atmosfäärirõhul u  --30 °C)
2.2 Kondenseerumine
Kompressoris surutakse külmutusaineaur kõrge rõhu all kokku, mistõttu aine kuumeneb.
Kuum külmutusaineaur juhitakse kondensaatorisse, mida läbiv välisõhk jahutab auru sedavõrd, et külmutusaine veeldub . Veeldumisel-kondenseerumisel vabaneva soojuse viib kaasa kondensaatorit läbiv välisõhk.
Kondensaator asub sõiduki mootori jahutusradiaatori ees.
2.3 Aurustumine
Veeldunud, kõrge rõhu all olev külmutusaine annustatakse täpselt reguleerklapiga ja pihustatakse aurustisse. Kiire rõhu langus seal põhjustab külmutusaine aurustumise. Seejuures neelab külmutusaine ( faasisiirde ) soojust ja aurusti temperatuur langeb.
Läbi külma aurusti siugtoru loogete puhutav soe õhk loovutab soojust aurustile (lõpuks muidugi seal aurustuvale külmutusainele) ja jahtub.
Siseventilaator puhub jaheda õhu auto sõitjateruumi.
2.4 Kliimaseadme liigid.
Kliimaseadmeid eristatakse külmutusaine paisumist ohjava seadise järgi -- tuntakse reguleerklapiga ja ahendustoruga seadmeid.
Kliimaseadme külmutusseadisel on kaks poolt, ülem- ja alamrõhupool.
Ülemrõhupool algab kompressoriga ja lõpeb reguleerklapi või ahendustoruga; alamrõhupool jätkub sealt edasi ja lõpeb kompressoriga.
Külmutusaine aurustub alamrõhupoolel ning veeldub (kondenseerub) ülemrõhupoolel
2.5 Reguleerklapiga seade
Töö kirjeldus
1. Kompressor surub külmutusaineauru alamrõhupoolelt kõrge rõhu all ülemrõhupoolele, misjuures aur kuumeneb.
2. Kuum külmutusaineaur juhitakse kondensaatorisse.
3. Kondensaatori jahutusribide vahelt läbi liikuv välisõhk jahutab külmutusaineauru sedavõrd, et see kondenseerub.
4. Veeldunud külmutusaine juhitakse vahepaaki, kus temast eraldatakse vee- ja õlipiisad.  
5. Vahepaagist liigub vedel külmutusaine edasi reguleerklappi, mis annustab teda aurustisse.
6. Aurustis rõhk langeb ja külmutusaine aurustub.
7. Aurustudes neelab külmutusaine soojust, mille ta võtab aurusti ribitoru loogete sõitjateruumi suunatavalt (ja seejuures jahtuvalt)  õhult.
8. Aurustist siirdub külmutusaineaur kompressorisse ja protsess kordub punktist 1.
2.6 Aheldustoruga seade
Ahendustoruga seadme kolm esimest tööjärku on samad mis reguleerklapiga seadmel .
1. Kompressor surub alamrõhupoolelt võetava külmutusaineauru kõrge rõhu all ülemrõhupoolele, misjuures aur kuumeneb.
2. Kuum külmutusaineaur suunatakse kondensaatorisse.
3. Kondensaatori jahutusribide vahelt läbi liikuv välisõhk jahutab külmutusaineauru sedavõrd, et see kondenseerub.
4. Veeldunud külmutusaine juhitakse ahendustoru kaudu aurustisse. Külmutusaine kogus sõltub ahendustoru düüsi ava läbimõõdust ja kasutuses seda muuta ei saa.
5. Rõhu kiire langus põhjustab külmutusaine osalise aurustumise.
6. Aurustudes neelab külmutusaine soojust, mille ta võtab läbi aurusti sõitjateruumi suunatavalt (ja seejuures jahtuvalt) õhult. Temperatuuri tõus kiirendab aurustumist.
8. Aurustist siirdub külmutusaine vahepaaki, kus temast eraldatakse vee- ja õlipiisad. Vahepaagist liigub külmutusaineaur kompressorisse ja protsess kordub punktist 1.
2.7 Ehituserinevuste kokkuvõte
Reguleerklapiga (thermostatic expansion valve, TXV) seadmel
* muudetakse aurusti temperatuuri külmutusaine annustamisega vastavalt vajadusele
* asub vahepaak ülemrõhupoolel
* töötab vahepaak ka vedela külmutusaine rõhuakuna
* filtreeritakse külmutusainet vahepaagis
Ahendustoruga seadmel
* muudetakse aurusti temperatuuri kompressori sisse- ja väljalülitamisega, sest düüsi  (orifice tube ) ava läbimõõtu muuta ei saa
* asub vahepaak alamrõhupoolel
* hoiab vahepaak ära aurustumata jäänud (vedela) külmutusaine sattumise kompressorisse (mis võib kompressori rikkuda)
* filtreeritakse külmutusainet ahendustorus
2.8 Kompressor
Ülesanne
Kompressor paneb külmutusaine seadmes ringlema ning tõstab kokkusurumisega tema temperatuuri.
Rõhu ja temperatuuri tõstmisega muudetakse külmutusaine vedelikuks, s.t antakse talle soojuse neelamise võime, mida saab seejärel kasutada õhu jahutamiseks aurustis.
Tööpõhimõte
Kolbkompressoril on mitu silindrit, igaühes teevad kolvid kordamööda sisselaske - ja survekäike. Sisselaske ajal imeb kolb külmutusainet (-- 5 °C, 2 bar) alamrõhupoolelt silindrisse. Survekäigul surub kolb külmutusaine kokku ning temperatuur ja rõhk tõusevad -- u (60...70) °C-ni  ja  u 12 baarini. Kompressor pumpab kuuma külmutusaineauru kõrge rõhu all mööda torustikku kondensaatorisse.
NB! Kompressor suudab kokku suruda ainult külmutusaineauru. Et vedelikke ei saa kokku suruda, siis vedela külmutusaine sattumine kompressorisse põhjustab, olenevalt vedeliku kogusest, kas tootlikkuse vähenemise või kompressori purunemise.
2.9 Kompressori sidur
Ülesanne
Kompressor paneb külmutusaine seadmes ringlema ning tõstab kokkusurumisega tema temperatuuri. Rõhu ja temperatuuri tõstmisega muudetakse külmutusaine vedelikuks, s.t antakse talle soojuse neelamise võime, mida saab seejärel kasutada õhu jahutamiseks aurustis.
Tööpõhimõte
Kolbkompressoril on mitu silindrit, igaühes teevad kolvid kordamööda sisselaske- ja survekäike. Sisselaske ajal imeb kolb külmutusainet (-- 5 °C, 2 bar) alamrõhupoolelt silindrisse. Survekäigul surub kolb külmutusaine kokku ning temperatuur ja rõhk tõusevad -- u (60...70) °C-ni  ja  u12 baarini. Kompressor pumpab kuuma külmutusaineauru kõrge rõhu all mööda torustikku kondensaatorisse.
NB! Kompressor suudab kokku suruda ainult külmutusaineauru. Et vedelikke ei saa kokku suruda, siis vedela külmutusaine sattumine kompressorisse põhjustab, olenevalt vedeliku kogusest, kas tootlikkuse vähenemise või kompressori purunemise.
2.10 Kondensaator
Ülesanne
Mootori jahutusradiaatori ees asuva kondensaatori ülesanne on veeldada külmutusaineauru.
Töökirjeldus
Kondensaatori moodustab üks pikk siugtoru, mis on jahutuspinna suurendamiseks varustatud jahutusribidega. Kompressor pumpab kõrge rõhu all ja (60...70) 0C  juures oleva külmutusaineauru kondensaatorisse. Kondensaatoris mööda siugtoru allapoole liikuv külmutusaine jahtub. Et kompressor hoiab rõhku endiselt üleval, siis põhjustab temperatuuri langus külmutusaine veeldumise. Vedel külmutusaine voolab kondensaatorist vahepaaki.
NB! Kondensaatori jahutusvõimest (eriti puhtusest) sõltub suuresti kogu seadme töö tõhusus. Puhastamisel tuleb vältida ribide ja siugtoru vigastamist. Erinevalt jahutusradiaatorist on siin tegemist üheainsa toruga .
2.11 Reguleerklapiga seadme vahepaak
Reguleerklapiga seadme vahepaak on ülemrõhupoolel kondensaatori ja reguleerklapi vahel.
Ülesanded
* Vahepaagis eraldatakse külmutusainest vee- ja õlipiisad.
* Vahepaagis on ka vedela külmutusaine varu.
Töökirjeldus
Sisendotsakust saabuv vedel külmutusaine läbib kõigepealt filtri, mis eraldab võimalikud tahked kübemed, ja seejärel kuivatuspanuse, mis eraldab vee. Vedelikutase paagis on on reguleerklappi suunduva väljundtoru otsast kõrgemal. Piisava külmutusainekoguse puhul seadmes hoitakse sellega ära külmutusaineauru sattumine reguleerklappi. Vahepaak on ühtlasi rõhuaku, mis tasandab mootori pöörlemissageduse muutumisest tingitud rõhukõikumisi. Mõnedel paakidel on vedeliku tasapinna jälgimiseks klaasist vaatlusaken. Sealt näeb, kas väljuvas vedelas külmutusaines on soovimatuid gaasimulle. Vahel võib aknas olla ka sinakas kuul, mis liiga suure veesisalduse korral värvub punaseks. Kui mingil põhjusel on seade seisnud tühja või avatuna üle 20 minuti (täpne aeg sõltub valmistajast), on temasse välisõhust tunginud juba nii palju niiskust, et vahepaak tuleb vahetada. Paagi kuivatuspanus suudab siduda vaid   (5...20) g vett. Kui seadmes on vett rohkem, võib reguleerklapp ummistuda. Külmutusainega segunenud vesi on sööbiva toimega  ja rikub süsteemi seestpoolt.
NB! Süsteemi koguneva niiskuse tõttu tuleks vahepaaki  vahetada kahe aasta tagant või kohe, kui mingil põhjusel on seade olnud avatud (näiteks  purunemisel liiklusõnnetuses).
2.12 Reguleerklapp
Temperatuuri hoidev reguleerklapp asub vahepaagi ja aurusti vahel.
Ülesanne
Klapp eraldab seadme ülem- ja alamrõhupoolt ning annustab (aurusti määratud temperatuuri hoidmiseks) vajalikul hulgal külmutusainet alamrõhupoolele.
Töökirjeldus
Reguleerklapi (ingl. lühend T.X.V) keres asub diafragma ja vedruga juhitav klapp. Diafragmakambrisse tulevad temperatuuriandmed aurusti manomeetriliselt tajurilt, nn termoballoonilt, peene ühendustoru kaudu.
Külmutusaine annustamisega
*  hoitakse aurusti pinna temperatuur (0...2)0C piires, suurendades-vähendades annust sõltuvalt soovitavast siseõhu temperatuurist (jahutustõhususest)
 * hoitakse ära nii suure külmutusainekoguse sattumine aurustisse, et kompressorisse võiks sattuda aurustumata jäänud vedelikku (kompressor võiks puruneda)
Reguleerklapi avatust muudetakse aurustist väljuva külmutusaine temperatuuri järgi. Aurustist väljuval torul on manomeetriline balloonikujuline temperatuuritajur, mis on peene toru kaudu ühendatud reguleerklapi diafragmakambriga. Kui aurusti jahtub liigselt, langeb täiteaine rõhk balloonis, diafragmakambri vedru ületab diafragma vähenenud vastupanu ja suleb klappi, vähendades pealeantavat külmutusainekogust. Kui aurusti on liiga soe, surub balloonis tõusnud rõhk diafragmale tugevamini ja, ületades vedru vastupanu, avab klappi rohkem.
2.13 Aurusti
Aurusti asub külmutusaineringvoolus reguleerklapi ja kompressori vahel. Autos paikneb ta kliimaseadme siseploki keres enne kütteradiaatorit.
Ülesanne
Jahutada sõitjateruumi antavat õhku. Aurusti on soojusvaheti, nagu tema naaber kütteradiaatorgi. Kui viimasest  voolab läbi mootorit jahutades kuumenenud vedelik, siis aurustit läbib külmutusaineaur. Aurusti kujutab endast loogetevaheliste ribidega ühendatud siugtoru; ribid suurendavad soojusvahetuspinda ja jäigastavad ühtlasi kogu tarindit.  
Töökirjeldus
Reguleerklapist saabunud vedel külmutusaine pihustub aurustisse, kus ta  rõhk langeb järsult. Et külmutusaine aurustumistemperatuur on antud rõhul välisõhu temperatuurist madalam, siis ta aurustub. Siirdesoojuse võtab külmutusaine (aurusti seinte kaudu) sõitjateruumi antavalt õhult. Aurustist liigub nüüd madala rõhuga külmutusaineaur edasi kompressorisse.   Aurusti ribitoru väljast uhtuv õhk jahtub, selles olev niiskus kondenseerub aurusti külmadele välispindadele. See vesi võtab endaga kaasa aurusti ribitorule kogunenud tolmukübemed ja tilgub kliimaseadme siseploki kere põhjale; sealt juhitakse vesi voolikuga auto alla. Jahutatud, kuivatatud ja puhastatud õhk puhutakse auto sõitjateruumi. Aurusti ribitoru loogete vahelt saabuva õhu temperatuur on (1...5) °C. Juhul kui soovitakse, et õhu temperatuur oleks näiteks 15 °C, tuleb seda enne veel kütteradiaatoris soojendada. Et vähendada bakterite kogunemist aurusti pinnale ja koos sellega ebameeldiva lõhna teket, pinnatakse aurusti tehases bakterivastase kihiga .
2.14 Ahendustoru
Ahendustoru asub kondensaatori ja aurusti vahel.
Ülesanded
* Sama mis paisumisklapil -- eraldada ülemrõhupool alamrõhupoolest.
* Hoida aurustisse mineva külmutusaine vooluhulk vastavuses ahendustoru sisendrõhuga.
* Külmutusaine aurustumise hõlbustamiseks teda pihustada.

Töökirjeldus
* Kondensaatorist tuleb vedel külmutusaine kõrge rõhu all ahendustorusse.
* Ahendustoru sisendosas olev filter püüab kinni külmutusaines leiduvad võimalikud kulumissaadused.
* Väljundosas olev võrk on pihustusvahend (see ei ole lisa-sõelfilter).
Külmutusainevoolu drosseldamine (rõhu vähendamine voolus ) toimub täpselt kalibreeritud siseläbimõõduga düüsis (ingl orifice tube).  Külmutusaine vooluhulk sõltub rõhust ja düüsi läbimõõdust. Viimane oleneb jahutatava ruumi mahule vastava aurusti mõõtmetest. Arvestatakse ka koos  külmutusainega kasutatava õli viskoossust. Düüsi läbimõõdu üle saab otsustada ahendustoru tunnusvärvi järgi.
2.15 Ahendustoruga seadme vahepaak
Ahendustoruga seadmes asub vahepaak alamrõhupoolel aurusti ja kompressori vahel. Seetõttu on ta kliimaseadme töötamise ajal külm ja ta välispind pärlendab välisõhust sadenenud veepiiskadest. (See lubab seadme liiki hõlpsasti ära tunda.)
Ülesanded
* Eraldada külmutusainest vee- ja õlipiisad.
* Hoida vedela külmutusaine varu.
* Hoida ära vedela külmutusaine sattumine kompressorisse.

Töökirjeldus
* Saabuv külmutusaine saab paagis pöörisliikumise, mis soodustab külmutusaines leiduva niiskuse neeldumist kuivatuspanuses.
* Aurustis aurustumata jäänud külmutusainetilgad kogunevad paagi põhja, kus nad kompressori imihõrenduse tõttu aurustuvad. Kompressorisse suunduv väljundtoru asub paagi ülaosas, mistõttu kompressorisse pääseb ainult külmutusaineaur.
* Külmutusainega koos saabunud õli imetakse paagi põhjast kalibreeritud ava (düüsi) kaudu imitorusse, seguneb seal jälle külmutusainega ja liigub edasi kompressorisse, kus määrib selle liikuvaid osi.
2.16 Kompressoriliigid
Enamiku kliimaseadmekompressoreid võib ehituslikult jaotada kolb- ja rotatsioonkompressoriteks.  Nimetatud otstarbega kolbkompressoritel tänapäeval väntvõlli enam ei kasutata, kolvid pannnakse liikuma kaldkettaga ja aksiaalsihis. Siibritega rootorkompressorites tuleb kasutada eriõli. Kõik kliimaseadmekompressorid on väliselt väga sarnased, nende liiki on peale vaadates raske määrata. Abiks saab sellisel puhul kasutada varuosakataloogi.
Enamiku kliimaseadmekompressoreid võib ehituslikult jaotada kolb- ja rotatsioonkompressoriteks.  Nimetatud otstarbega kolbkompressoritel tänapäeval väntvõlli enam ei kasutata, kolvid pannnakse liikuma kaldkettaga ja aksiaalsihis.
Siibritega rootorkompressorites tuleb kasutada eriõli. Kõik kliimaseadmekompressorid on väliselt väga sarnased, nende liiki on peale vaadates raske määrata. Abiks saab sellisel puhul kasutada varuosakataloogi.
2.17 Kolbkompressor
Kolbkompressori kolbe liigutab edasi-tagasi võllile kinnitatud kaldketas. Silindreid on mitu, kolvid teevad neis üksteise järel imi- ja survekäike. Klapid asuvad silindriploki kaanes.  Imitakti ajal imetakse külmutusaineaur läbi sisselaskeklapi alamrõhupoolelt silindrisse. Seejuures alamrõhupoolel suurenev hõrendus aitab külmutusainel aurustuda.   Survetakti ajal surub kolb silindris oleva külmutusaine kokku, mistõttu rõhk ja temperatuur tõusevad. Avaneb väljalaskeklapp, millest algab ülemrõhupool, ja  kuum külmutusaineaur liigub kondensaatorisse. Sellise kolbkompressori tootlikust saab muuta vaid sisse- ja väljalülitamisega. See aga teeb kahjuks auto mootori töö mõnevõrra tõukeliseks, mida  peetakse vahel rikkeks. Valmistatakse ka kahepoolseid kolbkompressoreid, millel üksteisega ühendatud kolvid paiknevad kummalgi pool kaldketast. Ühel pool olevas silindris on sellisel juhul surve-, teisel pool aga imitakt.
2.18 Muutuva kolvikäiguga kompressor
Muutuva kolvikäiguga kompressor kohaneb ise kliimaseadme töökoormuse ja mootori pöörlemissageduse muutustega . Kolvikäik muutub kaldketta kaldenurga muutumisega astmeteta piires 2 % ... 100 % maksimaalsest.  See annab võimaluse saada kompressorilt täpselt igal hetkel vajalikku tootlikkust ja lõppkokkuvõttes säästa energiat
Kolbe käitab kaldketas, mille kallet ja kolvikäiku -- seega kompressori tootlikkust -- seatakse silindrikaanes asuva lõõtsklapiga. Klappi mõjutab imipoole hõrendus. Lõõtsklapi avanedes pääseb imipoole hõrendus  kolvialusesse ruumi, mille rõhk (koostöös ketta kallet muutva vedruga) mõjutab kaldketta kaldenurka.
Kompressori tootlikuse sujuva muutmisega hoitakse aurusti temperatuur püsivana ning välditakse ka kompressori elektromagnetsiduri lülitumisest-lahutumisest  tekkivat ebameeldivat jõnkslemist mootori töös.
Tõukeid ei teki ka kliimaseadme sisselülitamisel, sest kompressori kolvikäik on väljalülitusolekus u 40 % tootlikkuse piirkonnas ja rõhk süsteemis kõikjal  ühesugune.
Uusimates muutuva kolvikäiguga kompressorites sidurit enam ei olegi. Kompressori võll pöörleb mootori töötades alati. Kompressori paneb tööle lõõtsklapile lisatud solenoid.
2.19 Lõõtsklapp
Kui rõhk imipoolel tõuseb, surub see lõõtsa koomale ja klapp avaneb, ühendades karteri imipoolega. Seal muidu valitsev, düüsi kaudu üle kanduv   surupoole rõhu lähedane rõhk langeb ning kolbidele kahelt poolt mõjuvate jõudude uus vahekord koos kettale mõjuva vedruga suurendab ketta kaldenurka. Kolvikäik pikeneb ja tootlikkus suureneb.
2. 20 Elektromagnetiga lõõtsklapp
Elektromagnetiga lõõtsklapi korral ei erine reguleerimine tavalise lõõtsklapiga toimepandavast. Erinevus on vaid lõõtsklapi avamises solenoidiga kompressori töölepanekul. Solenoidiga klapi korral ei vaja kompressor enam sidurit. Pingestamata solenoidi korral on kompressori tootlikkus vaid  2 % maksimaalsest. Rõhk seejuures ei tõuse, see väike tootlikus on vajalik kompressori õlitamiseks.
2.21 Siiberrootoriga kompressor
Kompressori võllil on rootor , mille piludes vabalt liikuvad plaatjad siibrid moodustavad koos staatori kõvera sisepinnaga mitu töökambrit. Sisselaskeavade kohal töökambrid suurenevad ja tekkiva hõrenduse toimel imetakse külmutusaine sisse. Väljalaskeklappide juures töökambrid kahanevad ja külmutusaine surutakse õlipüüdurisse. Rootori ühe pöörde kestel toimub kaks töötsüklit. Siiberkompressor vajab rohket õlitust, sest siibrite ja staatori vahelised pilud tihendatakse tsentrifugaaljõu ja õlirõhu toimel. Kompressori otsakaanes survepoolel asub õlipüüdur, mille ülesanne on piirata õli sattumist külmutusainesse. Kõrge rõhk õlipüüduris  surub õli kanalite kaudu kompressori laagrite ja siibrite juurde tagasi. Siiberkompressori tööiga sõltub suuresti õli rõhust ja kvaliteedist. Kui külmutusainet on liiga vähe, halveneb koos rõhu langemisega ka kompressori õlitus ja ta võib rikki minna. Siiberkompressoritel on tavaliselt ülekuumenemisandur, mis rõhu langedes seiskab kompressori.
2.22 Spiraalkompressor
Spiraalkompressori tööelemendid on kaks lindikujulist spriaali. Üks neist on servapidi kinnitatud staatori otsseina külge,  teist aga ringitab (küürimis- või poleerimisliigutuse sarnaselt) esimese keerdude vahel (pöörelda ta seal ei saa) võllile ekstsentriliselt kinnitatud ketasrootor. Spiraalsete lintide ehk ribide vahel tekib keskme poole liikuv ja mahult järjest vähenev töökamber, milles külmutusainet surutakse sujuvalt kokku. Spiraali liikudes töökambri maht esialgu suureneb ja seal tekib hõrendus, mistõttu külmutusaine tungib spiraalide avatud välisotste vahelt sisse. Seejärel suleb liikuv spiraal külmutusaine tagasipääsu ja hakkab seda nihutama spiraalide ühise keskosa suunas, samal ajal pidevalt ahenevas töökambris kokku surudes . Tõusnud rõhk avab keskosas oleva väljalaskeklapi (seda võib ka mitte olla) ning külmutusaine surutakse kondensaatorisse. Et spiraalkompressoris liigub külmutusaine sujuvalt, teistele kompressoritele iseloomulike järskude rõhumuutusteta, siis töötavad nad vaikselt ja vibreerimata.
2.23 Torud, voolikud ja tihendid
Peale kompressori on kõik kliimaseadme osaseadised omavahel ühendatud alumiiniumtorudega. Kompressor on enda ja mootori vibreerimise tõttu ühendatud voolikutega. Alumiiniumtorude külge ei tohi kinnitada midagi ülearust. Isegi väike juhtmeside võib toru nii palju läbi hõõruda, et ta kõrge rõhu all puruneb.
Mõnel seadmel on alam- või ülemrõhupoole voolikus väike järske rõhumuutusi siluda aitav tasandusruum.
Praegu kasutatav külmutusaine R-134a on voolikute ja tihendite suhtes nõudlikum kui kunagine R-12. Vanu R-12-le mõeldud kummidetaile praeguse ainega koos kasutada ei tohi.
R-134a puhul on vooliku südamik nailonist, seda ümbritseb tehiskiudsarrusega butüülkummist vahekiht. Väljast on voolik kaetud ilmastikukindla etüleenpropüleendieen - monomeerkummi (EPDM) kihiga.
Kõik liitmike tihendid peavad olema õigete mõõtmetega ja kasutatava külmutusainega kokku sobivast materjalist (hüdrogeenitud nitriilbutadieenkummist HNBR). Enne paigaldamist tuleb tihendeid õigeks kohalesobitumiseks õlitada -- aga ainult kasutatava  külmutusagensi õliga.
NB! Tuleb meeles pidada, et liitmike tiheduse peab kindlustama õige ja korras kummitihend, mitte suur pingutusjõud!
2.24 Külmutusained ja õlid
Külmutusaine on vahendaja liigse soojuse ülekandmisel sõitjateruumist välisõhku. (Meenutame, et soojus ei ole aine, teda ei saa otseselt ühest kohast teise viia, ta vajab enda kandmiseks ainet.) Lisaks jahutab külmutusaine kompressorit  ja õlitab teda endaga kaasa kantava õliga. Praegu kasutatavale külmutusainele R-134a ei tohi lisada varem kasutatud   R-12 jaoks mõeldud õli. Üldiselt on igal külmutusainel oma(d) õli(d). Kompressori liik võib lisada õlile esitatavaid erinõudeid.
2.25 Külmutusained
Külmutusainet tähistatakse rahvusvaheliselt  R-tähega (ingl refrigerant),  sellele järgnev arv iseloomustab nutika skeemi abil (kui arvule liita 90, siis seavad end ritta kõigi ainete molekulide arvud valemis -- peale kloori; sidemeid liites-lahutades saab ka viimase molekulide arvu -- või nende puudumise -- teada) aine koostist. Tänapäeval kasutatakse üldiselt külmutusainet R-134a. See on asendanud varem kasutatud, loodusele eriti ohtliku ja praeguseks keelatud külmutusaine R-12. (R-134a võeti mõnedel automarkidel kasutusele juba 90. aastate alguses,  aastast 1996 aga on see kasutusel juba kõikide autode kliimaseadmetes.) Külmutusainete keemistemperatuur avatud anumas on u (--25...--30) o C.
2.26 Keskkonnamõjud
Koostiselt võib külmutusained jagada nn CFC- ja HFC- gaasideks .
CFC-ga ( kloor , fluor ja süsinik) tähistatakse klorofluoroalkaane e freoone (üks neist oli ka R-12),  mis võeti kasutusele 1930. aastatel. Külmutusseadmetes töötasid freoonid suurepäraselt, kuid kahjuks olid nad väga ohtlikud loodusele (hoolimata oma suurest keemilisest püsivusest eraldavad nad osoonikihti lagundavat atomaarset kloori).
HFC-gaasid, fluorosüsivesinikud, nagu R-134a, ei sisalda kloori üldse ja on loodusele palju ohutumad. Külmutusainete kasutamine on reguleeritud rahvusvaheliste kokkulepetega ja nende tahtlik loodusesse laskmine on alates 1991. aastast keelatud. (Environmental Protection Act, 1990). Külmutusainete keskkonnamõju avaldatakse osoonilagundusvõime (ingl ODP, ozone depletion potential) ja  globaalsoonemispotentsiaali (ingl GWP, global warming potential) kaudu.

Osoonilagundusvõime
Maakera ümbritseb (20...40) km kõrgusel osoonikiht, mis kaitseb Maa elusolendeid Päikese tapva ultraviolettkiirguse eest. Kloori sisaldavad gaasid, nagu R-12, lagundavad osooni ja muudavad osoonikihi õhemaks (õhukesi kohti nimetatakse sageli osooniaukudeks). Osoonikihi õhenedes tugevneb maapinnani jõudev langev ultraviolettkiirgus , mis mõjub halvasti kõikide elusorganismide rakkudele, nt soodustab nahavähi tekkimist.
Osoonikihi kadumisel hävitaks ultraviolettkiirgus kogu elu Maal.
Ainel R-12 on väga suur osoonilagundusvõime: sama suur kui ühikainel, CFC-11-l, s.t ta ODP = 1 (üldiselt on haloalkaanide vastav arv 0,01...1,0). Aine R-134a ODP = 0, sest ta ei sisalda kloori üldse.
Globaalsoojenemispotentsiaal
Sageli seostatakse kasvuhooneefekti osoonikihi kadumisega. Tegemist on siiski kahe eri asjaga. Kasvuhooneefekti põhjustavad mõned gaasid Maa atmosfääris, peamiselt süsihappegaas  CO2  ja veeaaur  H2O, mis lasevad päikesevalguse küll läbi maapinda soojendama, kuid takistavad sellelt omakorda lähtuva soojuskiirguse pääsu maailmaruumi. "Kasvuhoonegaasi" nimetus tulenebki sellest, et ta toime sarnaneb kasvuhoone klaaskatuse omaga. Keelatud külmutusaine R-12 kasvuhooneefekti suurendamise võime oli suur. Ta globaalsoojenemispotentsiaal 100 aasta arvestuses on                10 600...10 900 korda suurem kui süsihappegaasil (selle GWP = 1).           R-134a vastav arv on u 8 korda väiksem (1300), kuid sellegipoolest on aine atmosfääri laskmine keelatud.
2.27 Tööohutus
Külmutusainega töötades tuleb alati kasutada kaitseprille. Kui külmutusainet sattub silma, loputage silmi veega ja pöörduge arsti poole. Kasutage vedelikku mitte läbi laskvaid kaitsekindaid . Külmutusaine võib nahale sattudes põhjustada põletusesarnaseid külmakahjustusi. Peale kaitsekinnaste tuleb kanda ka antud tööks sobivat riietust . Kui külmutusaine puutub kokku lahtise tule või kuuma pinnaga, eraldub temast mürgiseid gaase ( fluori , fosgeeni) mille väikseimagi koguse õhus tunneb ära terava lõhna järgi. Ruumis, kus töötatakse külmutusainega, peab olema hea ventilatsioon . R-134a on õhust raskem, mistõttu võib põrandal ja kanalites tekkida lämbumisoht. Kui sõiduki värvimisel rakendatakse kuivatust temperatuuril üle 80 oC, tuleb kliimaseade enne külmutusainest tühjendada.
Pidage meeles, et külmutusaineballooni:

• ei tohi hoida päikese käes ega muudes kuumades kohtades
  
• ei tohi hoida pakase käes
  
• tuleb transportida alati püstasendis
  
• ei tohi lasta kukkuda
  
• ventiil peab alati olema korralikult kinni
  
• kiirühendusotsakud tuleb katta kaitsekatetega
  

2.28 Õlid
Õli jagunemine kliimaseadmes:

• Kompressor 50 %
  
• Aurusti 20%
  
• Vahepaak 10%
  
• Kondensaator 10%
  
• Ühendusvoolikud 10%
  

Tavaline õli kogus on (1,4...1,8) dl. Lekkekohtade leidmiseks võib külmutusainele lisada lekketuvastusvärvi, mis muutub nähtavaks ultraviolettvalguses. Moodsamatel autodel lisatakse värvaine juba tehases.
32