Com’è fatto il climatizzatore auto?
È uno degli accessori più complicati ed essenziali dell’automobile e se si guasta ne soffre il comfort (e anche il portafogli, per fortuna marchi aftermarket come ERA vendono compressori): vediamo Prima di vedere i particolari che lo compongono, ricordiamo alcuni principi fisici che ne permettono il funzionamento. Se comprimiamo un gas esso si riscalda, diventando meno denso: è per questo che fra i turbocompressori e i collettori viene messo l’intercooler che abbassa la temperatura dell’aria aspirata dal motore. L’espansione, ovvero la diminuzione di pressione, fa inversamente diminuire la temperatura del gas. Se un gas caldo viene raffreddato esso condensa diventando liquido mentre riscaldando un liquido esso può ‘bollire’ trasformandosi in gas. Quali sono i componenti che creano l’aria condizionata?
Il ciclo del climatizzatore auto
Il climatizzatore auto usa un compressore, la sua parte più complicata e costosa, per comprimere la fase gassosa di un fluido speciale che bolle a bassa temperatura. Questo gas caldo ad alta pressione passa attraverso il condensatore, un radiatore attraversato dall’aria mossa da una ventola. Come accade negli intercooler, anche il condensatore abbassa la temperatura di questo gas caldo al punto che esso liquefa. La temperatura del gas in entrata è alta, dato che anche la torrida aria estiva, scorrendo attraverso le alette del condensatore, riesce a farlo liquefare. Ma dove si raffredda l’aria del climatizzatore auto? Questo liquido, meno caldo del gas uscito dal compressore, viene fatto espandere nella valvola di espansione e, per quanto detto più sopra, si raffredda, arrivando a temperature sotto gli 0° centigradi. Esso passa nell’evaporatore, un radiatore attraversato dall’aria dell’abitacolo, che è proprio quella che vogliamo raffreddare.
Bollire per creare l’aria condizionata
Il fluido usato nel climatizzatore auto cede il ‘freddo’ all’aria dell’abitacolo, che si raffredda. Inversamente, il fluido si riscalda e dato che, come già anticipato, bolle a temperature relativamente basse, uscirà dall’evaporatore sotto forma di gas, pronto per chiudere il ciclo nel compressore. A questi componenti principali se ne aggiungono altri, accessori ma comunque importanti. Il primo è l’essiccatore: inserito dopo il condensatore, ha la funzione di filtrare le particelle di sporco e rimuovere l’acqua dal refrigerante per evitare la corrosione. Parimenti importante è il pressostato, che protegge il sistema dalle pressioni anomale e aziona anche la ventola del condensatore, accendendola e spegnendola per mantenere la pressione giusta. Il termostato controlla la temperatura dell’evaporatore essenzialmente per evitare il rischio che esso possa ghiacciare. Se la temperature scende a 3 – 4 °C stacca il compressore, interrompendo così il ciclo che verrà riattivato quando l’evaporatore arriverà intorno a 8 – 10 °C.
Cosa controllare nel climatizzatore auto
L’insidia maggiore per il climatizzatore auto è la perdita di refrigerante dell’impianto: il fluido, oltre a trasportare energia termica, contiene il lubrificante per i vari organi in movimento, compressore in primis. Anche l’essiccatore è un componente che va sostituito periodicamente perché perde progressivamente la sua capacità filtrante e di assorbimento dell’umidità. Fondamentale è la sostituzione dei filtri (Ford ne propone del tipo anti COVID) alle scadenze prescritte e l’igienizzazione, che va fatta sicuramente almeno a fine stagione. Il repentino abbassamento della temperatura nell’evaporatore provoca infatti la condensazione dell’umidità dell’aria, che bagna le alette rendendole terreno fertile per muffe e batteri. La cinghia che trascina il compressore,poi ,va controllata in ogni caso perché movimenta anche gli altri servizi. Sembra paradossale ma il tutto funziona perché la calda aria estiva asporta calore a questo fluido, che potrebbe essere sostituito dall’anidride carbonica perché meno dannosa per l’ambiente.
Pompa di calore, il futuro dell’aria condizionata?
Questo complicato meccanismo serve per raffreddare l’aria mentre il riscaldamento si ottiene facilmente prelevando il calore dal circuito di raffreddamento del motore e cedendolo all’aria con un radiatore. Nei veicoli elettrici il calore generato dall’inverter, dalla batteria e dai motori può non essere sufficiente per riscaldare l’abitacolo: il calore di ‘scarto’ è poco proprio perché l’efficienza è molto alta. Si usa allora una resistenza che, per quanto efficiente, dissipa preziosa energia della batteria principale. La soluzione può essere la pompa di calore che, invertendo il ciclo del climatizzatore auto, genera aria calda – il paradosso si ripete – dalla gelida aria invernale. A differenza di una resistenza, la pompa di calore trasporta energia termica dall’ambiente esterno all’abitacolo e questo ha un rendimento maggiore del 100%! 1 kW di potenza meccanica assorbita dal compressore genera infatti anche 3 kW di potenza termica o frigorifera, l’ideale per le vetture elettriche come l’Audi e-tron.
Nicodemo Angì
