Frelander 2. Manual - part 410

Climate Control - Air Conditioning

Description and Operation

COMPONENT LOCATION

Item

Part Number

Description

1

-

High pressure line

2

-

High pressure servicing connection

3

-

Low pressure servicing connection

4

-

Thermostatic expansion valve

5

-

Evaporator

6

-

Refrigerant pressure sensor

7

-

Receiver/Drier

8

-

Condenser

9

-

Air Conditioning (A/C) compressor

10

-

Low pressure line

OVERVIEW

The A/C system transfers heat from the cabin to the outside atmosphere to provide the heater assembly with dehumidified
cool air.

The A/C system is a sealed closed loop system, filled with a charge weight of R134a refrigerant as the heat transfer
medium. The refrigerant charge weight for both i6 and TD4 vehicles is 730 g. Oil is added to the refrigerant to lubricate the

internal components of the A/C compressor.

Although different units, the A/C compressors fitted to both the i6 petrol engine and the TD4 diesel engine are both
variable displacement units. The displacement (flow of refrigerant) is controlled to match the thermal load of the
evaporator.

Operation of the A/C system is controlled by the Automatic Temperature Control (ATC) module.
For additional information, refer to: 

Control Components

 (412-01 Climate Control, Description and Operation).

A/C COMPRESSOR

• NOTE: i6 A/C compressor shown, TD4 similar

The A/C compressor is driven by the engine accessory drive belt and circulates refrigerant around the system by
compressing low pressure, low temperature vapor from the evaporator and discharging the resultant high pressure, high
temperature vapor to the condenser.

To protect the system from excessive pressure, a pressure relief valve is installed in the outlet side of the A/C compressor.
The pressure relief valve vents excess pressure into the engine compartment.

i6

i6 vehicles are fitted with a Zexel-Valeo KC-88 variable displacement A/C compressor. Compressor displacement is
controlled by the Engine Control Module (ECM) based on current evaporator temperature and target evaporator temperature
signals received from the ATC module. From these values the ECM calculates the required compressor displacement and
provides a Pulse Width Modulated (PW M) signal to the compressor solenoid valve. The compressor solenoid valve is
mounted on the rear of the compressor and interprets the PW M signal as a displacement value and alters the position of
the internal swash plate accordingly.
For additional information, refer to: 

Control Components

 (412-01 Climate Control, Description and Operation).

The ECM will also reduce the displacement of the A/C compressor to its minimum level if 'full throttle' or automatic
transmission 'kick down' is requested. This feature is not present on Gulf specification vehicles.

Compressor clutch engagement is controlled by the ECM.
For additional information, refer to: 

Control Components

 (412-01 Climate Control, Description and Operation).

TD4

TD4 vehicles are fitted with a Visteon VS16 variable displacement A/C compressor. Displacement is controlled internally by
a control valve, which is integral with the compressor. The control valve measures the input and output pressures of the
refrigerant entering and leaving the compressor and controls the angle of the internal swash plate accordingly.

• NOTE: There is no external control over A/C compressor swash plate angle. Consequently, compressor displacement is
neither measured nor calculated by any external control component.

Compressor clutch engagement is controlled by the ECM.
For additional information, refer to: 

Control Components

 (412-01 Climate Control, Description and Operation).

CONDENSER

Item

Part Number

Description

1

-

Condenser

2

-

Receiver/Drier

The condenser transfers heat from the refrigerant to the surrounding air to convert the high pressure vapor from the
compressor into a liquid. The condenser is installed immediately in front of the radiator. Two brackets on each end tank
attach the condenser to the end tanks of the radiator.

The condenser is classified as a sub-cooling condenser and consists of a fin and tube heat exchanger core installed
between 2 end tanks. Divisions in the end tanks separate the heat exchanger into a 4 pass upper (condenser) section and
a 2 pass lower (sub-cooler) section.

The RH end tank provides the connections to the high pressure line from the A/C compressor and the low pressure line to
the evaporator.

RECEIVER/DRIER

The receiver/drier is integral with the condenser LH end tank and removes solid impurities and moisture from the
refrigerant. It also acts as a reservoir for liquid refrigerant to accommodate changes of heat load at the evaporator.

Refrigerant entering the receiver drier passes through a filter and a desiccant pack, then collects in the base of the unit
before flowing through the outlet pipe back to the condenser.

REFRIGERANT PRESSURE SENSOR

The refrigerant pressure sensor provides the ATC module with a pressure input from the high pressure side of the
refrigerant system. The refrigerant pressure sensor is hardwired to the ECM, which uses the signal to control operation of
the A/C compressor and to calculate the additional load on the engine when the A/C compressor is operating. The ECM
also broadcasts the refrigerant high pressure value over the high speed Controller Area Network (CAN) bus to the Central
Junction Box (CJB). The CJB relays the signal to the ATC module over the medium speed CAN bus to increase the amount
of recirculated air if required.

The refrigerant pressure sensor is located in the refrigerant line between the condenser and the thermostatic expansion
valve.
For additional information, refer to: 

Control Components

 (412-01 Climate Control, Description and Operation).

THERMOSTATIC EXPANSION VALVE

Item

Part Number

Description

1

-

Metering valve

2

-

Housing

3

-

Diaphragm

4

-

Temperature sensor

5

-

Outlet passage from evaporator

6

-

Inlet passage from evaporator

The thermostatic expansion valve meters the flow of refrigerant into the evaporator, to match the refrigerant flow with the
heat load of the air passing through the evaporator.

The thermostatic expansion valve is a block type valve located behind the heater assembly, and attached to the inlet and
outlet ports of the evaporator. The thermostatic expansion valve consists of an aluminum housing containing inlet and
outlet passages. A ball and spring metering valve is installed in the inlet passage and a temperature sensor is installed in
the outlet passage. The temperature sensor consists of a temperature sensitive tube connected to a diaphragm. The
bottom end of the temperature sensitive tube acts on the ball of the metering valve. Pressure on top of the diaphragm is
controlled by the evaporator outlet temperature conducted through the temperature sensitive tube. The bottom of the
diaphragm senses evaporator outlet pressure.

Liquid refrigerant flows through the metering valve into the evaporator. The restriction across the metering valve reduces
the pressure and temperature of the refrigerant. The restriction also changes the liquid stream of refrigerant into a fine
spray, to improve the evaporation process. As the refrigerant passes through the evaporator, it absorbs heat from the air
flowing through the evaporator. The increase in temperature causes the refrigerant to vaporize and increase in pressure.

The temperature and pressure of the refrigerant leaving the evaporator acts on the diaphragm and temperature sensitive
tube, which regulate the metering valve opening and so control the volume of refrigerant flowing through the evaporator.
The warmer the air flowing through the evaporator, the more heat available to evaporate refrigerant and thus the greater
volume of refrigerant allowed through the metering valve.

EVAPORATOR

The evaporator is installed in the heater assembly, between the blower and the heater core, to absorb heat from the
exterior or recirculated air. Low pressure, low temperature refrigerant changes from liquid to vapor in the evaporator,
absorbing large quantities of heat as it changes state.

Most of the moisture in the air passing through the evaporator condenses into water, which drains out of the vehicle by
passing through a drain tube to the underside of the vehicle.

REFRIGERANT LINES

To maintain similar flow velocities around the A/C system the diameter of the refrigerant lines varies to suit the 2
pressure/temperature regimes. Larger diameter pipes are installed in the low pressure/temperature regime and smaller
diameter pipes are installed in the high pressure/temperature regime.

Nylon lined, low permeability rubber hoses are used in the low pressure line into the A/C compressor, and in the high
pressure line from the condenser. The remainder of the refrigerant lines are manufactured from steel.

Low and high pressure charging connections are incorporated into the refrigerant lines for system servicing.