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Come funziona l'aria condizionata per autoveicoli


Cosa manca in questa foto? Aria condizionata per autoveicoli. Stockbyte/Getty Images

Sei fermo nel traffico in un pomeriggio di agosto. Il sudore gocciola dal collo lungo tutta la schiena fino a quando la maglietta non lo assorbe, creando una macchia umida tra te e il sedile. Le tue gambe sono attaccate al rivestimento in vinile o spinte dal suo velluto economico. Le tue mani sembrano sul punto di scivolare via dal volante e sei grato che le tue sopracciglia impediscano al sudore di colare negli occhi. Bene, principalmente.

Cosa manca in questa foto? Aria condizionata per autoveicoli. È diventato quasi universale, con il 99 percento di tutte le auto nuove a partire dall'estate 2010 equipaggiato con esso. Quando manca, lo notiamo.

È anche stato con noi più a lungo di quanto potresti pensare. Packard ha inventato l'AC automobilistico nel lontano 1939 e nel 1940 è stata la prima azienda automobilistica a offrire l'aria condizionata installata in fabbrica. Naturalmente, 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 auto nuove furono vendute con l'aria condizionata incorporata. Questo non include le unità AC aftermarket che potrebbero essere installate durante la prima ondata di caldo dell'anno, quando il nuovo proprietario si è pentito di aver pizzicato un centesimo in concessionaria a gennaio.

Alla fine, è stato stabilito che il refrigerante utilizzato per decenni negli AC per autoveicoli, noto come R-12, CFC-12 , o il suo marchio Freon, stava danneggiando lo strato di ozono (è un clorofluorocarburo). È stato vietato la produzione 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 adattata con un nuovo sistema in grado di utilizzare il refrigerante più nuovo 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 raggiungono questo obiettivo, oltre ad alcune altre parti per mantenere il sistema in funzione senza intoppi. Diamo un'occhiata a ciascuno.

Contenuti
  1. Il lato dell'alta pressione
  2. Il lato della bassa pressione
  3. Ricaricare l'AC di un'auto

>Il lato dell'alta pressione

Tutti i sistemi di climatizzazione 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 in quanto conduce dal motore all'abitacolo:

Compressore: Il compressore è una pompa azionata da una cinghia fissata all'albero a gomiti del motore. Quando il refrigerante viene aspirato nel compressore, è in 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 in pressione il gas e lo spinge verso il condensatore. I compressori non possono comprimere liquidi, solo gas. Vedrai mentre esaminiamo il sistema che ci sono altre parti il ​​cui compito è catturare l'acqua che entra accidentalmente nel circuito AC.

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 tortuosi del condensatore raffredda il refrigerante fino a quando non forma di nuovo un liquido. Immagina che il vapore si raffreddi e si condensi nuovamente nell'acqua, e hai l'idea. Il refrigerante liquido ora è 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 si lascia che l'acqua rimanga ed eventualmente formi cristalli di ghiaccio, può danneggiare l'impianto di climatizzazione.

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

>Il lato della bassa pressione

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

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

Alcuni veicoli hanno un tubo orifizio piuttosto che una valvola di espansione, ma serve allo stesso scopo consentendo al refrigerante di espandersi e 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 nel tempo può intasarsi di detriti. I sistemi con un tubo ad orifizio attivano e disattivano automaticamente il sistema AC 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 è in cabina, solitamente sopra il vano piedi lato passeggero. Sembra anche un radiatore, con la sua spirale di tubi e alette, ma il suo compito è assorbire il calore anziché dissiparlo.

Il refrigerante entra nella serpentina dell'evaporatore come liquido freddo a bassa pressione, idealmente a 32 gradi Fahrenheit (0 gradi Celsius), motivo per cui non si desidera acqua nel sistema. Il refrigerante non 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 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. Una ventola che soffia all'esterno della serpentina dell'evaporatore soffia aria fresca nell'abitacolo. Il refrigerante sotto forma di gas entra quindi nel compressore, dove viene pressurizzato e l'intero processo ricomincia da capo.

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

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

Abbiamo tutti sentito parlare di "ricaricare l'aria condizionata", quindi daremo una rapida occhiata a questo in seguito.

>Ricaricare l'AC di un'auto


Un assortimento di indicatori di climatizzazione per autoveicoli Thinkstock/Comstock Images/Getty Images

La maggior parte di noi inizia a vedere annunci pubblicitari in primavera per le officine di riparazione auto che offrono offerte sulla ricarica dell'aria condizionata della tua auto in tempo per la prossima estate. Il che ci fa chiedere, cos'è la ricarica dell'AC? È necessario, come un cambio d'olio? L'aria condizionata della mia auto deve essere ricaricata? Si tratta di un'altra truffa che le officine di riparazione possono portare a clienti ignari?

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

In entrambi i casi, hai perso del refrigerante, il che non è eccezionale. Anche se l'R-134a è migliore per l'ambiente rispetto al Freon, l'Agenzia per la protezione ambientale preferirebbe non avere alcun refrigerante per l'aria condizionata che fuoriesce nel suolo e nei fiumi. Se hai intenzione di scaricare e ricaricare il sistema, l'EPA consiglia al tecnico di dare un'occhiata al sistema per trovare la fonte della perdita e risolverlo. 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 climatizzazione delle automobili [fonte:EPA].

Pubblicato originariamente:23 febbraio 2012

Domande frequenti sui climatizzatori per autoveicoli

Quali sono i componenti di un climatizzatore per auto?
Ci sono tre parti principali del sistema:il compressore, il condensatore e l'evaporatore.
Quanto costa riparare l'aria condizionata della tua auto?
I costi possono variare. Secondo Midas, può costare da $ 200 a $ 800 per piccole riparazioni o da $ 475 a $ 4.000 per sostituire il compressore AC della tua auto.
Quale sistema di condizionamento è stato vietato negli Stati Uniti?
È stato stabilito che il refrigerante utilizzato per decenni negli AC per autoveicoli, noto come R-12, CFC-12 o il suo marchio Freon, stava danneggiando lo strato di ozono (è un clorofluorocarburo). È stato vietato la produzione negli Stati Uniti.
Perché il condizionatore della mia auto non emette aria fredda?
Ci sono diversi motivi per cui il tuo condizionatore potrebbe non funzionare, ma Repair Pal afferma che il motivo più comune per cui ciò accade è a causa di una perdita di refrigerante.
Che tipo di aria condizionata viene utilizzata in auto?
Per tutte le auto prodotte dopo il 1996 era richiesto un condizionatore d'aria R-134a o HFC-134a. AutoOther SystemsCome funziona l'aria condizionata per autoveicoli ElectronicsFuture TechUn braccialetto potrebbe sostituire l'aria condizionata? HomeElettrodomesticiCome viene utilizzato il freon nei condizionatori? Come riparare i condizionatori d'aria in cameraRiparazione di elettrodomestici5 motivi per cui il tuo condizionatore d'aria ha smesso di funzionareCasaVita ecologicaI blocchi di ghiaccio sono meglio dell'aria condizionata?CasaElettrodomesticiCome funzionano i condizionatori d'ariaCasaElettrodomesticiQuanto ghiaccio dovrei immagazzinare in inverno per ScienzaTecnologie sostenibili a casaIntroduzione ai condizionatori d'aria solariScienzaMiti quotidianiCome può il condizionatore d'aria della tua auto ridurre i germi?ScienzaMotori e attrezzatureCome funziona un condizionatore d'aria raffreddato ad acqua?

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>Fonti

  • Rivista di automobili. "Storia dell'aria condizionata per autoveicoli." Luglio 2010. (1 febbraio 2012) http://www.automobilemag.com/features/news/1007_automotive_air_conditoning_history/index.html
  • Parti per auto di famiglia. "Sistemi di climatizzazione 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 il refrigerante scorre attraverso il sistema." (1 febbraio 2012) http://www.aircondition.com/tech/questions/13/
  • Tutto sui sistemi di climatizzazione automatici. "Tubi con orifizio e valvole di espansione". (1 febbraio 2012) http://www.autoacsystems.com/fasttrack/otubes.html
  • Agenzia per la protezione dell'ambiente. "Ricaricare il condizionatore d'aria della tua auto con refrigerante." 19 agosto 2010. (1 febbraio 2012) http://epa.gov/Ozone/title6/609/recharge.html
  • Agenzia per la protezione dell'ambiente. "Sostituti nei condizionatori d'aria per autoveicoli". 7 ottobre 2011. (2 febbraio 2012) http://www.epa.gov/ozone/snap/refrigerants/lists/mvacs.html