Come funzionano i sedili con aria condizionata

La Cadillac SRX è solo uno dei tanti nuovi veicoli ad offrire sedili climatizzati. © GM Corp.

A meno che tu non viva all'interno del Circolo Polare Artico, probabilmente pensi che un condizionatore d'aria sia un accessorio necessario per la tua auto, specialmente in quelle torride giornate di agosto in cui ti ritrovi intrappolato nel traffico lento e persino rotolando giù i finestrini per far entrare la brezza non fornire sollievo dal caldo. Ma l'aria condizionata delle automobili presenta alcuni gravi inconvenienti. I condizionatori d'aria utilizzano energia e, a meno che tu non guidi un'auto elettrica, quell'energia alla fine proviene dal motore della tua auto. Raffreddare gli interni della tua auto ti costa benzina in più e genera emissioni di carbonio che portano allo smog e al cambiamento climatico. Uno studio del governo del 2005 ha stimato che l'uso di condizionatori d'aria ha ridotto l'efficienza del carburante di un'auto dal 21 al 24% e potrebbe aumentare le emissioni di carbonio delle automobili fino al 120% rispetto ai livelli normali [fonte: Lustbader]. Quindi, ogni volta che accendi il condizionatore della tua auto, ti stai costando di più e rilasci inquinanti dannosi nell'ambiente. Sì, ci sono momenti in cui l'aria condizionata è assolutamente essenziale, ma non dovrebbe esserci un modo migliore per mantenere freschi gli interni della tua auto?

Un'alternativa ora offerta da diverse case automobilistiche sono i sedili con aria condizionata. Confinando l'aria raffreddata direttamente nel punto in cui è seduto il conducente (o il passeggero) caldo, i sedili con aria condizionata consumano l'energia in modo più efficiente rispetto ai condizionatori d'aria che raffreddano l'intero interno dell'auto. Non eliminano completamente l'uso di carburante e l'inquinamento, ma lo riducono al minimo. E i sedili con aria condizionata offrono alcuni importanti vantaggi rispetto ai normali condizionatori d'aria. Nelle auto in cui l'aria condizionata del sedile può essere attivata a distanza, eliminano le bruciature brucianti che si trovano sui rivestimenti surriscaldati e riscaldati dal sole quando si sale per la prima volta in macchina. Consentono inoltre sia al guidatore che al passeggero di regolare con precisione l'aria condizionata in base alle proprie esigenze e possono proteggere i vestiti da imbarazzanti macchie di sudore. E ad alcune persone piace semplicemente l'applicazione di aria fresca direttamente sui loro corpi surriscaldati. Non è bello come tuffarsi in una piscina in una giornata calda, ma ci si avvicina.

Come funzionano i sedili con aria condizionata? Usano ancora un condizionatore d'aria centrale per auto o il condizionatore d'aria si trova nel sedile stesso? Come esce l'aria dal sedile in modo che possa raffreddare la persona seduta? Puoi acquistare sedili con aria condizionata per auto che non li hanno integrati? Risponderemo a queste e altre domande nelle pagine che seguono.

La Lexus GS 460 offre anche sedili raffreddati. Per gentile concessione di Lexus, una divisione di Toyota Motor Sales

Diverse case automobilistiche implementano i sedili con aria condizionata in modi diversi. Tuttavia, il modello standard per i sedili con aria condizionata, sviluppato dagli scienziati del National Renewable Energy Laboratory (NREL) del Dipartimento dell'Energia, funziona in questo modo: il tessuto del seggiolino auto è una rete porosa, quindi l'aria può fluire attraverso di esso. Molteplici ventole all'interno del sedile producono la circolazione dell'aria, che soffia attraverso uno strato di diffusione che diffonde l'effetto di raffreddamento in tutto il sedile e verso l'esterno attraverso la rete, raffreddando la superficie. Quest'aria può o non può essere refrigerata. Anche l'aria non refrigerata è importante per mantenerti fresco nel tuo seggiolino auto. Un seggiolino auto standard blocca il sistema di raffreddamento integrato del tuo corpo. Di solito si espelle calore attraverso i pori sotto forma di vapore acqueo, che trasporta il calore in modo invisibile nell'aria. Avere un sedile che preme contro la schiena e il sedere impedisce al vapore acqueo di fuoriuscire, facendolo condensare in sudore appiccicoso. È come indossare una giacca quando fa caldo. Ma il rivestimento poroso di un sedile climatizzato consente al sistema di raffreddamento naturale del tuo corpo di funzionare anche quando sei seduto e ti mantiene fresco facendo circolare l'aria attraverso la pelle. L'aria in movimento porta via il calore del tuo corpo.

Ma alcuni seggiolini auto con aria condizionata utilizzano anche un elemento di raffreddamento. Come la maggior parte dei condizionatori d'aria, funzionano su un ciclo di compressione, condensazione, espansione. Per maggiori dettagli, vedi Come funzionano i condizionatori d'aria. La versione breve è che l'aria condizionata funziona secondo un principio molto semplice: quando un gas (in questo caso indicato come a refrigerante) è compresso, diventa più caldo e quando si espande diventa più freddo. Questo principio può essere utilizzato per rimuovere il calore da una stanza, un'auto o persino un seggiolino per auto e trasportarlo altrove. Fino a poco tempo, il gas più comunemente usato come refrigerante negli impianti di condizionamento era Freon, il nome commerciale di a clorofluorocarburo (CFC) prodotto da DuPont. Tuttavia, si è scoperto che i CFC sono distruttivi per l'atmosfera terrestre, creando buchi nello strato di ozono e contribuendo al riscaldamento globale, e ora sono considerati troppo pericolosi per un uso generale. Quindi il freon è stato ampiamente sostituito nei condizionatori d'aria delle automobili dal idrofluorocarburo HFC-134a.

In un condizionatore d'aria, questo gas viene fatto passare attraverso un dispositivo chiamato a compressore. Quindi passa attraverso un file condensatore dove si raffredda in un liquido, dissipando il suo calore nel processo. (Il calore dissipato viene rilasciato all'esterno dell'abitacolo dell'auto.) Infine, il liquido raffreddato viene fatto passare attraverso un valvola di espansione, dove si trasforma di nuovo in un gas. L'espansione del gas lo rende ancora più freddo. Questo processo avviene all'interno di un circuito chiuso costituito da tubi arrotolati, in modo che possa essere ripetuto più e più volte. L'aria viene forzata oltre la parte del circuito contenente il gas freddo e si raffredda. Per comprimere il gas è necessario un apporto costante di energia, motivo per cui l'aria condizionata consuma così tanto carburante.

I sedili con aria condizionata che utilizzano aria refrigerata contengono un piccolo elemento di raffreddamento basato su questo principio o utilizzano l'aria pompata dall'elemento di raffreddamento principale del sistema di condizionamento dell'auto. Poiché lo spazio da raffreddare è limitato a un solo sedile, è necessaria relativamente poca energia rispetto al normale condizionatore per auto. Nel caso di sedili climatizzati senza unità di raffreddamento, dove il guidatore o il passeggero è raffreddato dalla circolazione di aria non refrigerata, l'intero processo richiede meno energia di quella utilizzata per alimentare una tipica lampadina.

Se la tua auto non è dotata di sedili refrigerati, diversi produttori sarebbero felici di venderti cuscini per sedili con aria condizionata. Questi cuscini hanno ventole integrate e talvolta unità di raffreddamento e si collegano alla rete elettrica dell'auto. È un modo economico e facile per mantenerti fresco mentre sei bloccato nel traffico e per salvare l'atmosfera terrestre in un affare.

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Altri ottimi link

• Cuscino del sedile con aria condizionata
• Come funzionano i condizionatori d'aria - Il ciclo meccanico
• Laboratorio nazionale per le energie rinnovabili

fonti

• Bharathan, D., et al. "Una panoramica dei test e delle analisi dei veicoli dalla ricerca NREL sulla riduzione dell'uso di carburante per condizionatori d'aria". Laboratorio nazionale per le energie rinnovabili. (9 settembre 2011) http://www.nrel.gov/vehiclesandfuels/ancillary_loads/pdfs/41155.pdf
• BMW.com. "Ventilazione attiva del sedile". (9 settembre 2011) http://www.bmw.com/com/en/insights/technology/technology_guide/articles/active_seat_ventilation.html
• Lustbader, Jason A. "Valutazione di sedili automobilistici avanzati per migliorare il comfort termico e il risparmio di carburante". Laboratorio nazionale per le energie rinnovabili. (9 settembre 2011) http://www.nrel.gov/vehiclesandfuels/ancillary_loads/pdfs/37693.pdf