Un climatizzatore nella propria auto offre sia il necessario comfort sia la base per la sicurezza di guida attiva. Oltre a climatizzare l'abitacolo specialmente d'estate, anche d'inverno o nelle giornate fredde e umide, quando i vetri si appannano con facilità, un climatizzatore assicura una perfetta visibilità e depura l'aria interna dalle sostanze nocive. L'elevato carico di impurità dell'aria esterna, specialmente durante le ore di punta del traffico urbano, entra anche nell'abitacolo del veicolo attraverso il normale sistema di aerazione. Questo effetto nocivo sui passeggeri viene impedito dalla funzione di filtrazione e apporto di aria fresca del climatizzatore. Sempre più detentori di veicoli vogliono avvalersi di questi vantaggi e ciò si manifesta soprattutto nel grado di equipaggiamento delle auto con climatizzatore.
Leggete qui a cosa si deve prestare attenzione nell'uso, nella cura e nella manutenzione del climatizzatore.
Tipi di impianto
Impianti manuali
Negli impianti manuali, la temperatura, la ventola e la distribuzione dell'aria devono essere regolate manualmente. Se la temperatura esterna o la velocità di marcia cambia, le regolazioni devono essere corrette.
Impianti a temperatura controllata
Gli impianti a temperatura controllata mantengono costante la temperatura interna impostata. Occorre regolare solo la ventola e la distribuzione dell'aria in funzione delle condizioni esterne e dello stile di guida.
Impianti completamente automatici
Gli impianti completamente automatici mantengono costante la temperatura impostata e regolano automaticamente la ventola e la distribuzione dell'aria in funzione delle condizioni momentanee.
Il principio di raffreddamento
I climatizzatori raffreddano sottraendo calore all'ambiente e non perché producono freddo. Il loro funzionamento si basa su un principio fisico ben preciso: un liquido che evapora assorbe calore sottraendolo all'ambiente. Conosciamo bene quest'effetto, ad esempio dalla sensazione di freddo che si prova quando si mette dell'alcol sulla pelle o esponendo il corpo sudato a una corrente d'aria. Quando evapora, il liquido sottrae calore al corpo e questa è la ragione per cui siamo in grado di mantenere costante la nostra temperatura corporea anche d'estate o quando svolgiamo dei lavori faticosi. Tutti i climatizzatori e gli apparecchi di raffreddamento come il frigorifero o il congelatore funzionano secondo questo principio. Per raffreddare non si impiega però alcol, ma un fluido refrigerante. Per il raffreddamento dei veicoli si utilizza un gas: il freon.
Il circuito di raffreddamento
Il fluido refrigerante circola all'interno di un circuito chiuso passando continuamente dallo stato liquido allo stato gassoso e viceversa. Il calore sottratto all'abitacolo durante questo processo viene ceduto all'esterno con il flusso dell'aria di raffreddamento.
Il funzionamento in dettaglio
Il compressore azionato dal motore per mezzo di una cinghia di trasmissione aspira il fluido refrigerante gassoso (evaporato) dall'evaporatore e lo comprime fino alla pressione di circa 15 bar. In questa fase la temperatura del fluido refrigerante aumenta fortemente. Il compressore pompa il vapore di fluido refrigerante mandandolo al condensatore, il quale è posizionato davanti al radiatore del motore. Nel condensatore il fluido refrigerante viene raffreddato dall'aria esterna e passa dallo stato vapore a quello liquido. Il calore sottratto all'abitacolo viene così ceduto all'ambiente esterno. Il fluido refrigerante si raccoglie poi nel deumidificatore/collettore che gli sottrae umidità e capta le impurità. La valvola di espansione regola la portata del fluido refrigerante nello stato liquido per l'evaporatore.
Struttura schematica di un climatizzatore
Climatizzatore con valvola di espansione
Climatizzatore con valvola a farfalla
Fluido refrigerante non contenente composti clorati
Il fluido refrigerante si raffredda per caduta di pressione (espansione del fluido refrigerante) sulla valvola di strozzamento (restringimento della sezione libera della valvola di espansione).
Ciò significa:
Il fluido refrigerante si espande attraversando la valvola di espansione o la valvola di strozzamento e, in virtù della sua bassa pressione a valle di quest'organo, evapora più facilmente. Per l'evaporazione è necessario calore. Questo calore viene sottratto all'aria nell'abitacolo che la ventola del veicolo manda all'interno del veicolo dopo aver lambito le alette dell'evaporatore. L'aria raffreddata fluisce attraverso l'abitacolo. Il fluido refrigerante evaporato viene aspirato di nuovo dal compressore. Il sistema di regolazione assicura una piacevole temperatura costante, il cui valore risulta dalla differenza tra la temperatura esterna e la temperatura interna. Per la climatizzazione sono necessari due circuiti a temperatura diversa e un sistema di regolazione: oltre al circuito del fluido refrigerante occorre anche un circuito di riscaldamento.
Componenti di un climatizzatore
I soli compressori impiegati per i climatizzatori degli autoveicoli sono compressori volumetrici lubrificati a olio. Il compressore aspira il gas di fluido refrigerante dall'evaporatore (il fluido refrigerante liquido è praticamente incomprimibile), lo comprime aumentandone la pressione e lo manda al condensatore. La potenza erogata dal compressore è tale da generare una sufficiente potenza frigorifera anche con motore in folle. Al compressore è flangiato il giunto elettromagnetico che viene azionato dal motore per mezzo di una cinghia trapezoidale a nervature e che inserisce o disinserisce il compressore. Il compressore funziona solo quando il climatizzatore è inserito.
Il condensatore è in senso lato il radiatore del climatizzatore. È montato davanti al radiatore del motore per assicurarne il sufficiente raffreddamento. La struttura del condensatore è simile a quella del radiatore del motore (tubi con alette di raffreddamento e lamelle). Qui il fluido refrigerante gassoso viene raffreddato, per cui passa allo stato liquido. Il calore sottratto all'abitacolo dall'evaporatore viene asportato dalla corrente d'aria che lambisce il condensatore in virtù della velocità di marcia del veicolo e ceduto all'esterno. Il collettore o anche serbatoio del liquido svolge la funzione di serbatoio di alimentazione e da vaso di compensazione del fluido refrigerante. È formato da un filtro a rete che capta corpi estranei i da un deumidificatore che assorbe l'umidità del fluido refrigerante. Questo serbatoio del liquido è necessario in quanto la quantità di fluido refrigerante in circolazione varia in funzione del carico termico.
La valvola di espansione regola la portata di fluido refrigerante mandata all'evaporatore in funzione della temperatura del vapore del fluido refrigerante stesso. Nell'evaporatore entra solo la quantità di fluido refrigerante effettivamente in grado di evaporare a seconda della situazione. La valvola di espansione è l'organo di separazione tra il sottosistema ad alta pressione e il sottosistema a bassa pressione.
Nell'evaporatore viene iniettato il fluido refrigerante liquido che esce dalla valvola di espansione e vi evapora. Il calore necessario per l'evaporazione del fluido refrigerante viene sottratto all'ambiente (aria presente nell'abitacolo).
Una ventola del veicolo davanti all'evaporatore aspira aria esterna o aria di ricircolo e la manda a pressione attraverso l'evaporatore. L'aria raffreddata viene inviata all'interno dell'abitacolo. L'umidità dell'aria condensa all'interno dell'evaporatore e viene scaricata all'esterno. In questo modo il clima all'interno del veicolo migliora (aria meno umida; le particelle in sospensione e i pollini presenti nell'aria precipitano insieme all'acqua di condensa) e i vetri non si appannano.
Manutenzione e cura
Lavori di manutenzione ordinaria e preventiva del climatizzatore saranno sempre necessari, in quanto:
- I tubi flessibili perdono ermeticità
- Il fluido refrigerante può diffondere (necessità di rabbocco, ricerca di perdite)
- I collegamenti a vite si allentano, le guarnizioni invecchiano e perdono elasticità
- Il condensatore e le tubazioni di collegamento sono ubicati in una zona del veicolo soggetta a colpi di pietrisco e ad urti (danneggiamento del condensatore in caso di incidenti frontali)
- I raccordi di manutenzione perdono facilmente ermeticità, ad esempio a causa dello sporco presente quando si collegano i tubi flessibili necessari per la manutenzione
- I componenti del climatizzatore sono soggetti a una certa usura
- Può penetrare umidità dall'esterno
- Sull'evaporatore o nel collettore possono proliferare batteri e si possono formare odori molesti
Importante: la giusta quantità di olio per compressori!
Per la lubrificazione, il raffreddamento e la tenuta delle parti radenti e rotanti, il compressore deve contenere la quantità prescritta di olio per compressori.
Qui è importante che il compressore contenga la giusta quantità di olio lubrificante, in quanto:
- Una quantità insufficiente di olio comporta il grippaggio del compressore.
- Una quantità eccessiva di olio porta a una potenza di raffreddamento insufficiente del climatizzatore (impedimento della trasmissione del calore): la pressione di uscita del compressore aumenta in modo anomalo e può causare danni.
Avvisi per i lavori sul climatizzatore
1. Pulizia: qualsiasi tipo di sostante estranee come l'aria, l'umidità e lo sporco compromettono il corretto funzionamento del climatizzatore.
2. Il fluido refrigerante è fortemente igroscopico, ossia assorbe subito grandi quantità di umidità dell'aria. Per questo si deve tenere il serbatoio chiuso ermeticamente.
3. Perdite di fluido refrigerante di 60 – 130 g/anno da un climatizzatore funzionante con R134a sono da considerarsi normali. Anche la mancanza di una parte di fluido refrigerante in un climatizzatore dopo un periodo di funzionamento da due a quattro anni è normale. In questi casi è necessario rabboccare o riempire di fluido refrigerante senza sostituire componenti.
