Topic:
- Introduzione
- Funzionamento dell'impianto di climatizzazione
Introduzione:
Il sistema di climatizzazione è responsabile del raffreddamento e della deumidificazione dell'aria in entrata, contribuendo a creare un ambiente confortevole per gli occupanti del veicolo. Un clima piacevole, oltre a favorire il comfort, influisce anche sull'attenzione del conducente. L'aria condizionata fa parte del cosiddetto HVAC, che sta per: Riscaldamento Ventilazione Aria Condizionata. Un veicolo dotato di HVAC può quindi riscaldare, ventilare e raffreddare il sistema di climatizzazione. Incontriamo sempre più spesso il termine HVAC in letteratura.
Il grado in cui un sistema di climatizzazione può ridurre le temperature può variare in base a diversi fattori, come la temperatura ambiente, l'efficienza del sistema e l'impostazione della temperatura desiderata. In generale, è normale che un impianto di climatizzazione correttamente funzionante possa raffreddare la temperatura in un'autovettura di circa 10-20 gradi Celsius rispetto alla temperatura esterna. Per portare rapidamente la temperatura dell'aria in uscita al livello desiderato, si consiglia di attivare la modalità di ricircolo. Questa funzione garantisce che l'aria già raffreddata nell'abitacolo venga nuovamente convogliata attraverso l'evaporatore per un ulteriore raffreddamento.
L'immagine seguente mostra il pannello di controllo di una BMW Serie 3. Il pulsante dell'aria condizionata (A/C) è indicato con una freccia rossa. L'aria condizionata è accesa.
In questa pagina viene fornita una breve panoramica del funzionamento dell'impianto di climatizzazione. È possibile fare clic sull'argomento per paragrafo per accedere alla pagina in cui vengono fornite informazioni più dettagliate sull'argomento in questione.
Funzionamento dell'impianto di climatizzazione:
Quando il sistema di climatizzazione è in funzione, il refrigerante circola attraverso i vari componenti del sistema. Questo refrigerante ne fa due cambiamenti di stato lungo:
- condensazione: il calore viene ceduto all'ambiente. Durante la condensazione il refrigerante passa dallo stato gassoso a liquido;
- evaporazione: il calore viene sottratto all'ambiente. L'evaporazione avviene nell'evaporatore, che raffredda l'aria che fluisce verso l'interno.
L'immagine seguente mostra la panoramica dei componenti di un moderno impianto di climatizzazione. Il ciclo frigorifero può essere suddiviso in due zone di pressione: alta e bassa pressione. Nell'immagine sotto, il tubo rosso è per l'alta pressione e quello blu per la bassa pressione.
Nei prossimi paragrafi verrà mostrato nuovamente il diagramma precedente, con ciascuna parte evidenziata individualmente con un riquadro verde. Per ciascun componente vengono fornite spiegazioni dettagliate relative al funzionamento, alla posizione nel veicolo e all'interazione con gli altri componenti. Innanzitutto vengono descritti i componenti direttamente responsabili del processo ciclico. Esiste una sottopagina per ciascun componente in cui il suo funzionamento viene discusso in maggiore dettaglio. Per fare ciò, fare clic sul testo di colore blu.
Compressore:
De compressore dell'aria condizionata aspira il refrigerante gassoso/vapore attraverso il tubo blu e ne aumenta la pressione. All’aumentare della pressione aumenta anche il punto di ebollizione. Il vapore viene poi condotto al condensatore tramite il tubo rosso. Il vapore rimane surriscaldato. Sul compressore del climatizzatore è presente una puleggia azionata dalla cinghia multipla. Il compressore può essere acceso e spento tramite un accoppiamento magnetico. Nei veicoli elettrici o ibridi la trazione può essere fornita da un motore elettrico nel sistema HV invece che dalla cinghia multipla.
Il compressore del climatizzatore nelle automobili con motore a combustione si trova nel vano motore sul lato della multicinghia ed è azionato dalla multicinghia insieme all'alternatore ed eventualmente alla pompa del servosterzo. Nei veicoli elettrici il compressore può essere posizionato all'interno e un motore elettrico aziona il compressore (elettrico) del climatizzatore.
Condensatore:
Dopo che il refrigerante ha lasciato il compressore, la pressione e la temperatura sono aumentate in modo significativo. IL condensatore Il suo compito è condensare il vapore surriscaldato proveniente dal compressore in un liquido sottoraffreddato. Quando la temperatura scende al di sotto del punto di ebollizione, il refrigerante diventa liquido. Nel condensatore il calore viene ceduto all'aria esterna. Durante la guida, il vento scorre attraverso il condensatore. Se il flusso e il raffreddamento sono insufficienti, la ventola si accende per rafforzare il flusso d'aria. L'aria esterna che fluisce attraverso il condensatore viene quindi riscaldata.
Il condensatore si trova nella parte anteriore dell'auto davanti al radiatore del sistema di raffreddamento.
Valvola di espansione:
Il refrigerante liquido arriva ad alta pressione valvola di espansione. La valvola di espansione provoca un'improvvisa riduzione della pressione, provocando un abbassamento della pressione, della temperatura e del punto di ebollizione. Il liquido si trasforma in vapore saturo. Questa è una miscela di vapore e particelle liquide. Nella valvola di espansione l'alta e la bassa pressione sono separate l'una dall'altra.
La valvola di espansione ha diverse versioni: con strozzatura fissa (capillare) o con strozzatura variabile (valvola di espansione termostatica).
Evaporatore:
Il compito del evaporatore è quello di raffreddare l'aria in entrata all'interno dell'auto. Il ventilatore interno soffia l'aria esterna o l'aria interna di ricircolo attraverso le alette dell'evaporatore. Il calore viene estratto dall'aria che passa. L'aria raffreddata viene quindi soffiata all'interno.
Il refrigerante sotto forma di vapore fluisce dalla valvola di espansione all'evaporatore. La temperatura, la pressione e il punto di ebollizione sono bassi quando scorre. Il flusso d'aria attraverso l'evaporatore riscalda il refrigerante, facendolo iniziare immediatamente a bollire. Il refrigerante è in uno stato surriscaldato quando lascia l'evaporatore. Dopo che il refrigerante è evaporato uscendo dall'evaporatore, il ciclo ricomincia. Il compressore aspira nuovamente il refrigerante gassoso per comprimerlo nuovamente.
L'evaporatore è integrato nell'alloggiamento di ventilazione del riscaldatore dietro il cruscotto.
L'ultima immagine mostra le parti non menzionate sopra.
- Collegamenti di servizio: sono evidenziati in blu. Servono per controllare le pressioni con un manometro e per svuotare o riempire l'impianto;
- Sensore di alta pressione: il sensore con la cornice arancione misura la pressione nella linea di alta pressione. La ECU del motore può così regolare, tra le altre cose, la potenza del compressore;
- Ventilatore interno: quello con cornice viola ventilatore interno vi soffia aria stufa e quindi anche dal condensatore;
- Ventola di raffreddamento: quella scatolata gialla ventilatore soffia l'aria esterna attraverso il condensatore. Alcune auto hanno una ventola separata per il condensatore, mentre altre utilizzano la ventola di raffreddamento che raffredda anche il radiatore;
- Filtro/essiccatore: nell'elemento con cornice verde avviene il filtraggio delle particelle di sporco e l'asciugatura (deumidificazione). Esso filtro/essiccatore l'elemento può essere montato direttamente accanto al condensatore, ma può anche essere posizionato all'interno del condensatore.
Pressioni e temperature:
Misurando la pressione e la temperatura in vari punti del sistema, possiamo verificare se il sistema funziona correttamente. Poiché la pressione e la temperatura del refrigerante dipendono dalla temperatura dell'aria esterna, prendiamo come linea guida una temperatura compresa tra 25 e 30 °C e un numero di giri del motore maggiore, in modo che il compressore del climatizzatore abbia una capacità sufficiente.
La compressione aumenta la temperatura del refrigerante a circa 70 °C quando esce dal compressore, mentre la pressione varia tra 12 e 15 bar. Il refrigerante raggiunge la valvola di espansione attraverso l'essiccatore/filtro, dove si verifica una caduta di pressione e la temperatura scende leggermente al di sopra del punto di congelamento. Quando il refrigerante lascia l'evaporatore, è stato riscaldato di alcuni gradi dall'aria che lo ha attraversato.
Sulla pagina: Diagnosi del climatizzatore in base alla pressione e alla temperatura vengono descritti i guasti più comuni, le cause e le soluzioni.
