A/C service continues in a transitional phase, with a familiar refrigerant on its way out and another taking its place. Potential regulatory obstacles may affect the speed of change.
Most independent shops have taken a go-slow approach to acquiring R-1234yf service equipment. While there are tens of millions of vehicles out there, they’re mostly new and the systems are tight. So a/c service opportunities have been limited primarily to collision work.
The phase-in of R-1234yf is moving along, as the fuel economy credits for installation of the low-global-warming-potential (GWP) refrigerant by carmakers become more important. The credits were particularly helpful for Fiat Chrysler, which has installed R-1234yf in just about all of its cars and light-duty trucks starting with the Jeep Cherokee in 2014. At Ford, the introduction started at a slower pace—beginning with the 2015 Escape, but picking up the pace with the Fusion, Lincoln MKZ, Focus, F-150 (except Raptor) and GT supercar. General Motors was early into use of R-1234yf with the 2013 Cadillac XTS, but since has been doing mostly midyear phase-ins, and you’ll often find specifications for both refrigerants shown in GM’s online service information.
The changeover has been accompanied by changes to the refrigeration system itself—the accumulator/orifice tube system is gone (the Prius Prime and Kia Soul EV heat pump system accumulators being notable exceptions), with the thermostatic expansion valve and pipe-type receiver-dryer on the condenser across the board. And the efficiency-boosting internal heat exchanger (IHX) is standard equipment, even on the remaining R-134a systems.
Further, the high cost of R-1234yf (about $160/lb. at the retail level and not inexpensive even at the OE price points) means that the R-1234yf systems have been configured—even with the IHX—to hold as little refrigerant as possible for a comparable level of performance (R-1234yf actually is a lower performing refrigerant than R-134a). A couple of examples: The 2018 Chevy Equinox (a midyear phase-in) has a charge capacity of 14.5 oz. of R-1234yf, but 17.4 oz. of R-134a, about 17% less. The 2017 Cruze takes 17 oz. of R-1234yf vs. just over 18 oz. of R-134a. The charge differentials we’ve seen go as high as a half-pound. Technicians learned from the Mercedes-Benz demonization of R-1234yf in 2012, which resulted in dealers replacing that refrigerant with R-134a and no other changes, that there was no loss of performance with that move. And there’s no question that some shops plan to save money by making the switch. However, as we’ve warned, that’s equivalent to tampering with an emissions control device, and you don’t want to be caught doing that.
Cena R-1234yf přispívá k potřebě přesné identifikace chladiva a právě se objevila zajímavá alternativa: identifikátor, který funguje na R-12, stejně jako na R-134a a R-1234yf. Pokud ve svém obchodě stále vidíte nějaká auta vybavená R-12 a udržujete řadu džbánů pro jejich servis, tento nový identifikátor od Neutronics, nazvaný Legend Series, stojí za zvážení, pokud nemáte identifikátor pro dva primární chladiva.
Ropa je dalším faktorem, který je třeba si uvědomit. Památkáři si snadno zapamatují, kdy systémy běžně držely 7 až 8 uncí. Vložte dávku stopového barviva a pokud by došlo k výraznému úniku chladiva, po rychlé zkušební jízdě by se objevila olejová stopa. To už není tak pravděpodobné, pokud nemáte štěstí. Jak jsme si všimli v posledních několika letech, kapacity oleje klesají a většina oleje je zachycena v kompresoru, dokonce i na systémech R-134a. Například systém Chevy Cruze má pouze 2.0 unce, což znamená, že v systému není v oběhu mnoho. Takže když dáte systém do servisu, i když ne kvůli netěsnosti, je dobrou praxí nainstalovat dávku barviva jako způsob, jak získat náskok před jakýmkoli únikem, který může systém nastat. Pokud v systému není žádné originální barvivo, doporučujeme vždy použít stejnou značku stopového barviva a detekční lampy, protože budou vzájemně testovány pro maximální kombinovaný fluorescenční efekt.
The recovery machines, even for R-1234yf, are still being tested against the 2005-09 Chevy Suburban with 3.0-lb. R-134a-design capacity systems. While the SAE Interior Climate Control Committee is looking to find a new certification vehicle and/or test fixture for R-1234yf, approval of alternatives is likely several years off, so at this time there’s no way to really compare performance on the new systems and equipment. If you get a new dual-refrigerant machine (meeting SAE J3030 for R-134a and R-1234yf), realistically, you just can look at the overall operating features and the performance with R-134a.
The IHX adds levels of diagnostic complexity to R-1234yf (and some R-134a systems that have one). Located between the liquid line (high-pressure side) and the suction line (low-pressure side), the IHX transfers heat from the liquid line, so it functions as a subcooling device, in addition to any subcooling performed by a subcool section beyond the condenser.
With a second subcooling heat exchanger in the system, there’s the possibility of restrictions from desiccant particulate breakaway and deposits in both the high-pressure and low-pressure sides. Right now we have difficulty checking a temperature drop across the condenser, with the IHX only adding another complication.
There are two issues with the condenser: One is the inability to physically connect temperature probes at the condenser inlet and outlet, because the subcool unit is blocking access. Often the best a technician can do is attach the probe at the subcool outlet, so the temperature drop will reflect the performance of the condenser plus the subcool section. And if the technician isn’t careful with the location of the probe, some additional subcooling will come from the IHX. The longtime rule of thumb—20° to 50°/55°F—might skyrocket beyond that range and lead to the belief that the condenser is restricted.
Druhým problémem je kompresor s proměnným zdvihovým objemem, který vykazuje maximální pokles teploty při plném zdvihovém objemu a u kterého je pravděpodobnější, že se bude pohybovat v rozmezí stanoveném palcem při polovičním zdvihu. S tolika kompresory, které používají elektromagnetické řídicí ventily, vám měřidlo připojené k obvodu elektromagnetického ventilu může sdělit provozní úroveň.
V určitém okamžiku budou technici potřebovat specifikace a umístění teplotních sond, aby mohli IHX přesně vyhodnotit. Ale nezadržujeme dech, protože stále nemáme žádné specifikace pro sekci kondenzátoru a podchlazení. Trenér MACS Tim Iezzi některé z nich vyvinul, ale jsou založeny na systémech, na kterých pracoval, samozřejmě.
Systémy tepelných čerpadel
Vozidla s elektrickým pohonem – spolu s těmi plug-iny s omezeným dojezdem na čistě elektrický pohon – možná nejsou populární, ale nezmizí. Ve skutečnosti, abychom do roku 2025 splnili federální standardy spotřeby paliva – a kalifornské požadavky na čistě elektrický pohon – to znamená, že úsilí již probíhá. Projeďte se po dálnicích v Kalifornii a uvidíte několik silničních dobíjecích stanic a billboardů propagujících dostupnost elektrických vozidel. Může to být těžký prodej, ale automobilky vědí, že musí začít budovat trh už teď. V důsledku toho jsou některé elektromobily konstruovány se systémy HVAC s tepelným čerpadlem, konkrétně Soul EV a (volitelně) Nissan Leaf.
The objective is simple: A heat pump (at ambient above 32°F) is more efficient than conventional resistance or PTC heaters. Inasmuch as these conventional heaters reduce EV range by more than half in really cold weather, that’s important. If you’re familiar with household heat pumps, you’ve got the basic idea. The system uses a conventional a/c refrigerant and has valves that reverse the flow so the outboard heat exchanger (basically, the a/c condenser) draws heat from the outside air and uses it to warm the passenger cabin. There’s a good amount of heat only when ambient temperature is above 32°F; at lower temperatures, the system relies entirely on PTC or resistance heaters in the HVAC case and, in fact, some heat from those units to produce initial warmth. With the plug-in hybrids such as the new Prius Prime, there are an engine and conventional coolant heater core, so the vehicle can provide some heat from the heater core, too. But the engine runs on an Atkinson cycle with 40% thermal efficiency, so in very cold weather, an electric heater often is needed to supplement it. And so the Prius Prime also has a heat pump.
Reverzní cyklus tepelného čerpadla využívá elektromagnetické ventily a přidává výměník tepla (tzv vnitřní kondenzátor), plus a second expansion valve for heating, which, like the one for cooling, is electrically operated. That internal condenser provides heat by condensing hot refrigerant gas to liquid. The evaporator performs the usual function—vaporizing liquid refrigerant to absorb heat for cabin cooling.
Systém Prius Prime má velmi propracované ovládání, s dalšími režimy pro odmlžování a odmrazování čelního skla.
What’s most important for the service shop is that all of this sophistication makes for a crowded underhood, and recovering and recharging refrigerant—still R-134a, by the way—will take somewhat longer. The access is at the underhood right front, and that begins with cranking the steering wheel hard right, then removing the wheelhouse liner. That permits heating the underside of the receiver tank/accumulator with a hair dryer (up to 1200W specified; don’t use a shop heat gun) to promote refrigerant recovery.
As you’d expect, refrigerant recovery and recharge modes have a specific group of settings. For recovery, it’s 1. putting the Prius Prime system in EV and Drive modes, 2. turning the power switch on and when the Ready light shows, turning the a/c switch on, setting the system on maximum hot with the blower on high and 3. running the a/c for at least five minutes.
For recharge, the machine should add as much of the specified charge of refrigerant as possible with the system off. If it were on, the compressor might run without refrigerant and become damaged. Then it’s followed by a final filling mode to the specified total capacity, with the system on and the controls set to specific settings. Because of the heat pump system configuration, the Prime has a very large capacity—36.4 to 38.4 oz.—which would add a lot of cost when it’s changed over to R-1234yf.
Tepelné čerpadlo samozřejmě také přidává čas k procesu rekuperace chladiva. Zaznamenali jsme problémy s Prius Prime. Servisní pracovníci Kia informovali MACS, že proces obnovy na vozidle Soul EV zahrnuje doporučenou minimální dobu vakua 30 minut pro zotavení a pět (ano, pět) hodin, abyste si byli naprosto jisti, že vytáhnete chladivo, které se mohlo zachytit pod spínacími ventily.
California Heavy Duty
Jak byste si měli uvědomit, požadavky na spotřebu paliva, které se průmysl snažil splnit, jsou spojeny s emisemi skleníkových plynů (GHG) a předpisy, které je mají snížit. To znamená, že požadavky na skleníkové plyny, které vedly k přechodu průmyslu na chladivo s nízkým GWP (většinou R-1234yf), souvisejí s úsporou paliva podle vzorce, který převádí CO.2 grams/mile to miles per gallon. California has a federal exemption that has led to the state charting its own course, usually well in advance of federal requirements. However, nine northeastern states (including populous New York) follow the California lead, and so the overall car market tends to California-led uniformity in many ways related to vehicle emissions, with the Golden State’s push for zero-emissions vehicles an exception to date.
One area of California leadership that’s taking hold is in “Phase 2 GHG” and the state’s current effort to harmonize its regulations with those proposed for an EPA federal version of Phase 2, both of which will cover medium- and heavy-duty vehicles. One area that surely will be almost the same is the requirement for use of low-GWP refrigerant. So you can look forward to servicing them with R-1234yf, certainly with the same recovery equipment, although with longer hoses (15-ft. vs. the 8-ft. hoses for light-duty vehicles). There seems to be confidence among equipment manufacturers they’ll meet the SAE standards with the longer hoses.
Počáteční zavádění, pouze pro určitá vozidla typu přívěsu, začíná v roce 2018; primární zavádění fáze 2 je 2021-27. Pokud je tedy součástí vašeho servisního mixu vysoká zátěž, měli byste se poohlédnout po přidání služby R-1234yf ke svým možnostem.
Výrobci automobilů požádali EPA o „midterm“ přezkum, což je ustanovení zákona o energetické bezpečnosti z roku 2007, které účinně nařizuje zvýšení spotřeby paliva u osobních a lehkých nákladních automobilů. Aplikace se může chvíli protahovat a pokud dojde ke změnám předpisů, mohou mít vliv na servis R-1234yf. Motor to sleduje a bude čtenáře informovat.
