Come funziona la climatizzazione automobilistica

Cosa manca a questa immagine? Aria condizionata automobilistica. Stockbyte / Getty Images

Sei bloccato nel traffico in un pomeriggio d'agosto. Il sudore gocciola dal collo lungo la schiena finché la maglietta non lo assorbe, creando un punto umido tra te e il sedile. Le tue gambe sono attaccate al rivestimento in vinile o pizzicate dal suo velluto a buon mercato. Hai la sensazione che le tue mani stiano per scivolare via dal volante e sei grato che le tue sopracciglia impediscano al sudore di colare nei tuoi occhi. Beh, soprattutto.

Cosa manca a questa immagine? Aria condizionata automobilistica. È diventato quasi universale, con il 99 percento di tutte le nuove auto a partire dall'estate 2010 che ne è dotato. Quando manca, lo notiamo.

È anche stato con noi più a lungo di quanto potresti pensare. Packard ha inventato l'aria condizionata per auto nel lontano 1939 e nel 1940 è stata la prima azienda automobilistica a offrire aria condizionata installata in fabbrica. Ovviamente, questo primo sistema non aveva un termostato, ma era meglio che non avere nulla. L'idea prese piede, tuttavia, e nel 1969 più della metà di tutte le nuove auto furono vendute con aria condizionata incorporata. Ciò non include le unità AC aftermarket che potevano essere installate durante la prima ondata di caldo dell'anno, quando il nuovo proprietario si è rammaricato della sua raccolta di penny presso la concessionaria a gennaio.

Alla fine, è stato stabilito che il refrigerante utilizzato per decenni nell'AC automobilistico, noto come R-12, CFC-12, o il suo marchio Freon, stava danneggiando lo strato di ozono (è un clorofluorocarburo). È stato vietato essere prodotto negli Stati Uniti e un'alternativa, chiamata R-134a o HFC-134a, era richiesto per tutte le auto prodotte dopo il 1996. Ora, qualsiasi auto più vecchia di quella deve essere dotata di un nuovo sistema in grado di utilizzare il refrigerante più recente e più sicuro.

L'aria condizionata ha funzionato più o meno allo stesso modo per tutta la sua esistenza: raffredda e rimuove l'umidità dall'aria. Ci sono tre parti principali del sistema: il compressore, condensatore, e evaporatore -- che ottengono questo, oltre ad alcune altre parti per mantenere il sistema senza intoppi. Diamo un'occhiata a ciascuno.

Contenuti

1. Il lato ad alta pressione
2. Il lato della bassa pressione
3. Ricaricare l'aria condizionata di un'auto

Tutti i sistemi di condizionamento dell'aria per autoveicoli sono (quasi) circuiti chiusi con un lato ad alta pressione e un lato a bassa pressione. Inizieremo con il lato ad alta pressione che porta dal motore all'abitacolo:

Compressore: Il compressore è una pompa azionata da una cinghia fissata all'albero motore del motore. Quando il refrigerante viene aspirato nel compressore, si trova in una forma gassosa a bassa pressione. Una volta che il gas è all'interno della pompa, il compressore è all'altezza del suo nome. La cinghia aziona la pompa, che mette il gas sotto pressione e lo spinge verso il condensatore. I compressori non possono comprimere liquidi, solo gas. Vedrai mentre attraversiamo il sistema che ci sono altre parti il ​​cui compito è catturare l'acqua che entra accidentalmente nel circuito CA.

Condensatore: Il condensatore è fondamentalmente un radiatore e ha lo stesso scopo di quello della tua auto: irradiare calore dal sistema. Il refrigerante entra nel condensatore come gas pressurizzato dal compressore. Il processo di pressurizzazione del gas e di spostamento verso il condensatore crea calore, ma l'aria che scorre intorno ai tubi di torsione del condensatore raffredda il refrigerante fino a formare di nuovo un liquido. Immagina il vapore che si raffredda e si condensa nuovamente in acqua, e hai l'idea. Il refrigerante liquido è ora un liquido ad alta pressione e quasi pronto per raffreddare l'auto.

Ricevitore-essiccatore: Ma prima, il refrigerante deve essere preparato per l'evaporatore. Mentre esce dal condensatore, il liquido passa attraverso un piccolo serbatoio installato nella linea. Questo ricevitore-essiccatore contiene essiccanti, piccoli granuli che attirano l'acqua. Hai visto pacchetti di essiccanti nelle scatole da scarpe, dove fanno la stessa cosa: attirano l'acqua dall'aria per mantenere le scarpe nuove fresche e pronte per i tuoi piedi. (Di solito sono etichettati "Non mangiare".) Nel ricevitore-essiccatore, rimuovono l'acqua che è entrata nel sistema. Se l'acqua può rimanere e possibilmente formare cristalli di ghiaccio, può danneggiare il sistema di aria condizionata.

È abbastanza alta pressione per chiunque, quindi passiamo al lato di bassa pressione del sistema.

Valvola di espansione termica (TXV): Qui, il sistema passa dal lato di alta pressione al lato di bassa pressione. Se dovessi toccare questa parte del sistema, sentiresti che cambia da calda a fredda.

Il refrigerante liquido ad alta pressione fluisce dal ricevitore-essiccatore attraverso la valvola di espansione, dove può espandersi. Questa espansione riduce la pressione sul refrigerante, quindi può spostarsi nell'evaporatore. La valvola rileva la pressione e regola il flusso di refrigerante, il che consente al sistema di funzionare in modo costante, ma le parti mobili della valvola possono usurarsi e talvolta richiedere la sostituzione.

Alcuni veicoli hanno l'estensione tubo dell'orifizio piuttosto che una valvola di espansione, ma ha lo stesso scopo di consentire al refrigerante di espandersi e di abbassare la pressione prima che il liquido entri nell'evaporatore. Il tubo dell'orifizio consente al refrigerante di fluire a una velocità costante e non ha parti mobili, ma può ostruirsi con i detriti nel tempo. I sistemi con un tubo orifizio attivano e disattivano automaticamente il sistema CA per regolare il flusso di refrigerante all'evaporatore.

Evaporatore: Qui è dove avviene la magia. Mentre tutte le altre parti del sistema si trovano nel vano motore, questa si trova in cabina, di solito sopra il vano piedi sul lato passeggero. Sembra anche un radiatore, con la sua bobina di tubi e alette, ma il suo compito è assorbire il calore piuttosto che dissiparlo.

Il refrigerante entra nella serpentina dell'evaporatore come un liquido freddo a bassa pressione, idealmente a 32 gradi Fahrenheit (0 gradi Celsius), motivo per cui non vuoi l'acqua nel sistema. Il refrigerante non si congela a questa temperatura, ma ha un punto di ebollizione molto basso. Il calore nell'abitacolo dell'auto è sufficiente per far bollire l'R-134a nell'evaporatore e ridiventare gas, proprio come l'acqua che torna a vapore. Nella sua forma gassosa, il refrigerante può assorbire molto calore.

Il gas esce dall'evaporatore e dall'abitacolo dell'auto, portando con sé il calore. Un ventilatore che soffia all'esterno della serpentina dell'evaporatore soffia aria fredda nell'abitacolo. Il refrigerante sotto forma di gas entra quindi nel compressore, dove viene pressurizzato e l'intero processo ricomincia.

Se il sistema utilizza un tubo orifizio, ci sarà un accumulatore tra l'evaporatore e il compressore. Un tubo orifizio a volte lascia troppo refrigerante nell'evaporatore e non tutto bolle. Poiché il compressore non può comprimere il liquido, ma solo il gas, l'accumulatore trattiene il liquido in eccesso prima che possa entrare nel compressore.

L'evaporatore elimina anche l'umidità dall'aria dell'auto, il che ti aiuta a sentirti fresco. L'acqua nell'aria si condensa sulla serpentina dell'evaporatore, insieme a sporco e polline e qualsiasi altra cosa che galleggia nell'abitacolo. Quando fermi l'auto e vedi l'acqua che gocciola sotto, probabilmente è l'acqua dell'evaporatore AC e non c'è nulla di cui preoccuparsi.

Abbiamo tutti sentito parlare di "ricarica dell'AC", quindi daremo una rapida occhiata a quello successivo.

Un assortimento di misuratori di aria condizionata per autoveicoli Thinkstock / Comstock Images / Getty Images

La maggior parte di noi inizia a vedere in primavera annunci di autofficine che offrono offerte per ricaricare l'aria condizionata della propria auto in tempo per la prossima estate. Il che ci fa chiedere, cosa sta ricaricando l'AC? È necessario, come un cambio d'olio? L'aria condizionata della mia auto deve essere ricaricata? È un'altra truffa che le officine possono attirare su ignari clienti?

La risposta a quest'ultima è decisamente no; ricaricare l'AC non è una truffa. Significa semplicemente che viene aggiunto refrigerante fresco al sistema. Se il refrigerante è un po 'basso, può essere rabboccato, come se fosse un po' a corto di olio nel motore. Se è davvero basso, tuttavia, il refrigerante ancora presente nel sistema deve essere scaricato e sostituito. Viene chiamato questo processo di svuotamento del sistema e aggiunta di nuovo fluido ricarica.

In entrambi i casi, hai perso del refrigerante, il che non è così eccezionale. Anche se l'R-134a è migliore per l'ambiente rispetto al freon, l'Environmental Protection Agency preferirebbe che il refrigerante dell'aria condizionata non colasse nel suolo e nei fiumi. Se hai intenzione di far svuotare e ricaricare il sistema, l'EPA consiglia di chiedere al tecnico di dare un'occhiata al sistema per trovare la fonte della perdita e ripararla. Non richiedono la riparazione, ma vorrebbero davvero che tu lo facessi.

Questo articolo ha parlato molto dell'R-134a come sostituto del grande e cattivo Freon, ma ce ne sono anche altri che sono stati approvati dall'EPA. L'R-134a ha la particolarità di essere il refrigerante più testato e raccomandato dai produttori, ma ce ne sono altri con nomi come Free Zone, Freeze 12 e Kar Kool che l'EPA consentirà nei sistemi di condizionamento d'aria automobilistici [fonte: EPA].

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fonti

• Rivista automobilistica. "Storia della climatizzazione automobilistica". Luglio 2010. (1 febbraio 2012) http://www.automobilemag.com/features/news/1007_automotive_air_conditoning_history/index.html
• Ricambi auto familiari. "Sistemi di condizionamento d'aria per autoveicoli". (25 gennaio 2012) http://www.familycar.com/ac1.htm
• AirconCars.com. "Come funziona l'aria condizionata". (25 gennaio 2012) http://www.airconcars.com/html/how_it_works.html
• AirCondition.com. "Come scorre il refrigerante nel sistema." (1 febbraio 2012) http://www.aircondition.com/tech/questions/13/
• Tutto sui sistemi CA automatici. "Tubi orifizio e valvole di espansione". (1 febbraio 2012) http://www.autoacsystems.com/fasttrack/otubes.html
• Agenzia per la protezione ambientale. "Ricaricare il condizionatore d'aria della tua auto con il refrigerante." 19 agosto 2010. (1 febbraio 2012) http://epa.gov/Ozone/title6/609/recharge.html
• Agenzia per la protezione ambientale. "Sostituti nei condizionatori d'aria dei veicoli a motore". 7 ottobre 2011 (2 febbraio 2012) http://www.epa.gov/ozone/snap/refrigerants/lists/mvacs.html