Я начал карьеру теплотехника именно в тот момент, когда легковые автомобили только готовились покинуть эпоху сквозняков и откидных форточек.
Тогда ни один завод ещё не разрабатывал компактный испаритель, способный поселиться под капотом рядом с карбюратором, зато разговоры о фригорификации звучали в конструкторских бюро без перерыва.
Первые опыты
В тридцатые годы инженеры американских фирм взяли схему бытового холодильника и пересадили её в кузов седана. Компрессор приводился клиноремённой передачей, рабочим телом служил сернистый ангидрид — ядовитый, но тогда распространённый.
Жара исчезала, зато появлялась головная боль от утечек. Начались поиски хладона с меньшей токсичностью. Так на сцену вышел фреон-12, а вместе с ним — целый пласт патентов на уплотнения, фитинги, ресиверы-осушители.
Эра фреона
Я изучал эти патенты в архиве Общества автомобильных инженеров. Среди них особенно запомнился чертёж 1940 года: испаритель, спрятанный в чемодан под полкой багажника. Воздух гнали вперёд длинным воздуховодом, напоминавшим бронзовый эутохион — древнегреческую трубу для органа.
Решением проблемы габаритов стала идея поместить испаритель под приборной панелью. Для такой конфигурации требовался миниатюрный вентилятор с высоким статическим давлением, поэтому на помощь пришла центробежная крыльчатка типа «sirocco».
Я участвовал в доводке крыльчатки, балансировал лопатки напылением кевларовой смолы, добиваясь уровня вибрации ниже 1,5 мм/с при 5000 об/мин.
Новая химия
После Монреальского протокола фреон-12 объявили устаревшим. Замена R134a потребовала иных масел, поскольку поликкалорийный компрессор терял смазку при смешивании с полиалкилгликолевыми жидкостями. Я перешёл на синтез полиэфира с вязкостью 46 cSt и проблема ушла.
Одновременно изменились уплотнители. Прежний нитрил отказывался дружить с новым хладагентом, поэтому мы ввели фторсодержащий эластомер с микропузырьками аргона, повышавший герметичность под импульсной нагрузкой.
На тестовом стенде установка прошла цикл «Лас-Вегас» — 40 °C, 15 % влажности, 100-километровый подъём. Энтальпия потока держалась в зелёной зоне, пассажиры обогревались тепловым насосом при −10 °C уже на второй итерации.
Сейчас главный вызов — электрическая архитектура. Компрессор перешёл на 400-вольтовую шину, чтобы обслуживать аккумулятор термопомпой без ремённого привода. Шум снизился на три децибела благодаря активной фазосдвигающей пластины.
Я уже готовлю следующую итерацию с биполярным транзисторным мостом и двуступенчатым экситонным теплообменником. Цель — посадить коэффициент характеристической энтропии в диапазон 0,87-0,89.
Вывод очевиден: путь от сернистого ангидрида до углеродно-нейтрального хладагента занял меньше века, однако философия комфорта осталась прежней. Человек стремится к прохладному, фильтрованному воздуху даже при встречном ветре сорока градусов.
Кондиционер давно вошёл в ДНК легкового автомобиля, как ремень безопасности или шоссейная резина. Теперь, когда электрические силовые агрегаты поднимают температуру кузова меньше, чем прежние V-образные «восьмёрки», предстоит освоить рекуперацию холода через термоакустический резонатор.
Я уверен: пока существуют жаркие пустыни и влажные мегаполиссы, инженеры будут подгонять условный коэффициент хладагента к нулю, а габариты испарителя — к размеру визитной карточки.
