Climatizzazione auto: partiamo dalle basi

In questo articolo si parte dalle basi del funzionamento della climatizzazione sull’auto.

L’obiettivo è di avere una base di partenza per capire meglio i consigli e gli argomenti trattati nei prossimi articoli!

Ho preso come riferimento un impianto refrigerante montato su vetture con motore termico.

Per la climatizzazione sulle vetture ibride ed elettriche ne discuteremo in un articolo dedicato. Ci sono aspetti differenti, da prendere in considerazione, che è meglio non confondere.

L’impianto di climatizzazione può essere:

  • manuale → quando la temperatura viene variata manualmente.
  • automatico → una volta che hai attivato la funzione “AUTO” e regolato la temperatura, la gestione, ed il mantenimento uniforme del caldo/freddo, sarà totalmente automatico.

Normalmente la gestione dei flussi è gestita meglio in modalità automatica.

Nel caso del climatizzatore automatico, per regolare la temperatura interna della vettura, la centralina di gestione modula solo la ventola che “spinge” l’aria e non agisce sul compressore.

L’impianto di climatizzazione viene suddiviso anche in:

  1. Monozona: la temperatura viene ripartita in modo uguale in tutto l’abitacolo.
  2. Bizona: le ventole sono modulate su due zone dell’abitacolo ed è quindi possibile ottenere temperature diverse. Per esempio tra il lato conducente e lato passeggero.
  3. Trizona: in questo caso è possibile ottenere 3 ambienti con temperature diverse!

La ventola, di norma, è una sola per tutte le bocchette.

Gestione della temperatura all’interno dell’abitacolo

Per variare la temperatura dell’abitacolo, c’è una valvola modulante che miscela l’aria fredda, in arrivo dall’ evaporatore (il radiatore che permette lo scambio termico), con aria esterna più calda.

Alcune auto, per migliorare il confort, sono provviste di:

  • sensore di monitoraggio interno della temperatura
  • sensore per la misura dell’umidità presente.

C’è da tenere conto che anche la temperatura dell’ambiente esterno influisce sul funzionamento dell’impianto del climatizzatore.

Quali sono i vantaggi di utilizzare la climatizzazione sulla vettura?

In questa parte mi limito ad un elenco dei benefici perché approfondirò meglio l’argomento nei prossimi articoli.

I principali vantaggi sono:

  • Riduzione della temperatura.
  • Riduzione dell’umidità.
  • Purificazione e sanificazione dell’aria.

Come funziona la climatizzazione

Non entrerò nel tecnico dei componenti o dei principi fisici del refrigerante.

Credo sia poco utile. Cerco piuttosto di spiegare il funzionamento con parole semplici.

Nel caso per la parte tecnica si può consultare Wikipedia.

Per poter raffreddare viene utilizzato un principio fisico, che consiste nel far variare lo stato del refrigerante in base a determinate pressioni.

Il refrigerante, quando passa da liquido a gassoso, e viceversa, varia la sua temperatura specifica.

Questo fenomeno fisico viene utilizzato per ottenere il clima ottimale sulla vettura.

L’impianto di climatizzazione è diviso in due parti principali:

  • Il circuito di alta pressione (Quello di colore rosso e giallo)
  • Il circuito di bassa pressione (Quello blu e azzurro)
Impianto aria condizionata

Nella prossima spiegazione utilizzerò dei valori indicativi delle pressioni per rendere meglio l’idea ma, a causa delle numerose varianti, potrebbero non rispecchiare la realtà.

Quali componenti fanno parte dell’impianto e come lavorano

Il funzionamento consiste in questi passaggi:

1 – Compressore

Il compressore, azionato dalla cinghia dei servizi, comprime il gas e aumenta sia la pressione(14bar) che la temperatura (65°C).

Il compressore lavora solo col refrigerante allo stato gassoso perché diversamente, allo stato liquido, ci sarebbe il rischio di creare dei seri danni.

Puoi approfondire il discorso della fisica dei fluidi leggendo la legge di Pascal.

2 – Condensatore e ventola esterna

Il refrigerante viene “pompato” dal compressore al condensatore.

Attraverso la serpentina questo viene raffreddato repentinamente e, per effetto condensa, passa da gassoso a liquido.

3 – Filtro disidratatore o essicatore

Il filtro disidratatore viene utilizzato in impianti con valvola di espansione.

Funziona sia come serbatoio per regolare il flusso di refrigerante nel circuito dell’alta pressione che per disidratare e purificare il refrigerante presente nel circuito.

4 – Valvola di espansione

La valvola di espansione regola la quantità di refrigerante liquido che passa dal condensatore verso l’evaporatore.

Abbassa inoltre la pressione (1.2 bar) e la temperatura (Nel nostro esempio da circa 55°C a 0°C

5 – Evaporatore e ventole interne abitacolo

In questa fase, le ventole dell’abitacolo, prendono l’aria esterna, la fanno passare da questo “radiatore freddo” (evaporatore) e la soffiano al suo interno.

Il refrigerante liquido, che passa attraverso l’evaporatore, grazie allo scambio termico che si verifica con l’aria esterna più calda torna allo stato gassoso.

In questo passaggio succede una cosa molto importante: l’aria che proviene dall’ esterno, e carica di umidità, condensa sulle alette dell’evaporatore (passa da vapore ad acqua).

Ecco la funzione di deumidificazione!

Questa umidità, presente nell’aria, viene raccolta e scaricata attraverso apposite tubazioni o scoli.

L’aria che era carica di umidità, arriva nell’abitacolo più “secca e pulita”.

Quindi se, nell’utilizzare il climatizzatore, vedi delle macchie di acqua in terra non preoccuparti.. è normale!

Due problemi ricorrenti sono:

  1. l’intasamento degli scarichi del climatizzatore, che dovrebbero essere mantenuti sempre puliti
  2. muffe e parassiti che si creano sulle alette dell’evaporatore causate dalla condensa.

Non tutti gli impianti di climatizzazione sono uguali

Esistono altre varianti di impianti di climatizzazione ma il funzionamento è abbastanza simile.

Diverso è il discorso nei motori ibridi o elettrici in quanto sviluppano meno calore rispetto a quelli termici. Per questo motivo l’impianto di climatizzazione deve avere una struttura apposita.