Climatizzatore in auto: come funziona, com’è fatto

Il condizionatore d’aria viene spesso utilizzato nelle calde giornate estive, ma quasi nessuno sa come il condizionatore d’aria dell’auto sia effettivamente costruito, quali componenti abbia e come funzioni. Ma tutti conoscono il principio fondamentalmente dal suo refrigeratore. Ecco un corso accellerato sul funzionamento e i possibili difetti dei componenti.

Qui di seguito vengono esaminati più in dettaglio i componenti, viene spiegata la loro funzione e vengono esaminate le vulnerabilità a cui i componenti sono soggetti.

Il compressore dell’aria

L’elemento centrale dell’impianto di climatizzazione è il compressore dell’aria condizionata. Viene utilizzato per controllare l’impianto di climatizzazione quando viene acceso da un interruttore magnetico. Questo componente è una cosiddetta “macchina frigorifera”, che viene azionata dal motore del veicolo tramite una cinghia trapezoidale. In questo modo si assicura che il refrigerante gassoso che circola nel circuito dell’impianto di condizionamento venga compresso. Il compressore è prodotto in diversi modelli. Ad esempio, il refrigerante può essere compresso da un classico compressore a pistoni alternativi o da un compressore a piastre oscillanti. Molto usato è anche il cosiddetto compressore a pistoni rotanti, che funziona secondo un principio simile a quello del motore Wankel.

Compressore per aria condizionata
Un compressore standard

Sinonimi per il compressore A/C: compressore, compressore del refrigerante

Possibili problemi del compressore dell’aria

Se solo l’aria tiepida soffia attraverso l’interno dell’auto dopo l’accensione dell’aria condizionata, questo può naturalmente avere molte ragioni. Se si escludono perdite nel sistema da cui può fluire il refrigerante e il livello del refrigerante è sufficiente, il compressore è spesso la causa del malfunzionamento. Durante lunghi periodi di riposo, le parti mobili del compressore non sono più sufficientemente lubrificate, il che può portare ad un blocco delle parti, specialmente con i compressori più vecchi, ad esempio dopo un lungo inverno. Di conseguenza, il refrigerante non può più essere compresso. I compressori dell’aria condizionata sono molto costosi. Un nuovo compressore per una VW Golf VII 2.0 TDI, ad esempio, costa oltre 800 € dalla VW. Il confronto dei prezzi online può far risparmiare ben oltre il 50%.

Il condensatore

Il calore viene generato durante la compressione del refrigerante, che riscalda anche il refrigerante ad una temperatura di 50° – 70° Celsius. Il compito di raffreddare nuovamente il refrigerante viene svolto dal condensatore dell’impianto di condizionamento, che funziona secondo il principio dello scambiatore di calore. A questo scopo, il refrigerante gassoso e riscaldato viene alimentato in una bobina di tubo a forma di serpentina e, se necessario, viene supportato da ventilatori per radiatori. In questo modo il refrigerante si raffredda e si condensa. Una volta tornato allo stato liquido, viene fatto passare attraverso l’essiccatore.

Condensatore nel vano motore
Un condensatore nel vano motore

Possibili del problemi del condensatore

Quando l’impianto di climatizzazione non funziona più correttamente, ad esempio dopo un inverno, l’origine del difetto si trova spesso nel condensatore. Questo perché il componente è montato nel veicolo direttamente dietro la griglia del radiatore ed è quindi il bersaglio perfetto per le schegge di pietra come quelle causate dalla graniglia in inverno. Piccole pietre penetrano rapidamente nelle alette e nei tubi. Una piccola perdita è sufficiente per consentire la fuoriuscita del refrigerante. Poiché l’impianto di climatizzazione non è solitamente in funzione in inverno, il difetto non viene notato per molto tempo e il livello del refrigerante ha abbastanza tempo per scendere. Anche il condensatore dell’aria condizionata è una delle parti che non è molto economica. Per la Golf VII 2.0 TDI costa oltre 300 € dalla VW.

Il condensatore dell’aria condizionata è diventato noto grazie a un’azione di richiamo da parte del produttore giapponese Toyota nel 2013. L’acqua che si è condensata sul radiatore potrebbe causare un corto circuito nelle unità di controllo degli airbag – Toyota ha dovuto richiamare 900.000 veicoli

Condensatore climatizzatore
Il condensatore è esposto agli agenti esterni, in particolare alla pietre sulla strada.

L’essicatore

L’essiccatore è costituito da una bombola essiccante e da un filtro interno. La funzione dell’essiccatore nell’impianto di climatizzazione è quella di proteggere il sistema dai danni filtrando le particelle di sporco, come suggerisce il nome, e di proteggerlo dall’umidità rimuovendo l’acqua dal refrigerante grazie ai componenti igroscopici quando il refrigerante passa attraverso il filtro a secco. In questo modo il sistema è protetto dalla corrosione e dal malfunzionamento.

Possibili conseguenze di un essicatore usurato

Se il condizionatore d’aria inizia a corrodersi in alcune zone o se le parti mobili del sistema si guastano, la causa può essere l’essiccatore. Come tutti i filtri, il filtro essiccatore dell’impianto di condizionamento dell’aria è una parte soggetta a usura che deve essere sostituita regolarmente. Se ciò non avviene e l’impianto di climatizzazione continua a funzionare con un filtro saturo, l’acqua e le particelle di sporco entrano nel sistema e i danni conseguenti sono inevitabili. Il produttore specifica l’intervallo di sostituzione. Anche se il sistema è stato aperto per qualche motivo, il filtro disidratatore deve essere sostituito. Le cartucce filtranti non sono costose e sono già disponibili per meno di 50 €.

La valvola di espansione

La valvola di espansione o la valvola a farfalla può essere paragonata ad uno sbarramento. A causa della sezione trasversale del flusso ristretta, c’è una pressione costantemente alta a monte della valvola, e il fluido di lavoro viene solitamente immesso nella valvola di espansione in stato di ebollizione. Nella valvola di espansione stessa, una parte del refrigerante già evapora, un’altra parte rimane allo stato liquido e viene alimentata attraverso una membrana nell’evaporatore, dove si espande e anche la parte liquida cambia il suo stato aggregato in gassoso, per cui il calore viene estratto dall’aria ambiente. Questo componente è un dispositivo di precisione che fornisce all’evaporatore sempre la stessa quantità di fluido di lavoro. L’altra funzione della valvola di espansione è quella di proteggere il compressore impedendogli di aspirare il fluido di lavoro liquido.

Valvola di espansione climatizzatore
La valvola di espansione sull’alzatina di un VW Polo 9N3.

Conseguenze di una valvola di espansione difettosa

La valvola di espansione è sensibile al surriscaldamento o alla formazione di ghiaccio e alle perdite. Se il filtro essiccatore non funziona più correttamente, lo sporco può anche bloccare la valvola di espansione. Le conseguenze sono la sovrapressione o la sottopressione dell’impianto di climatizzazione, con il risultato di una cattiva prestazione dell’impianto di climatizzazione o addirittura di un guasto dell’impianto di climatizzazione.

L’evaporatore

Nell’evaporatore, il refrigerante fornito attraverso la valvola di espansione si espande e, a causa dell’afflusso di calore dall’aria ambiente dell’evaporatore, passa allo stato gassoso e si raffredda. In questo modo l’aria ambiente si raffredda prima di essere immessa nell’abitacolo del veicolo. Ciò è garantito dal ventilatore interno, che assicura uno scambio di aria fredda e calda. Il secondo compito dell’evaporatore è quello di pulire e deumidificare l’aria ambiente, poiché l’umidità dell’aria raffreddata e le particelle in sospensione si depositano sull’evaporatore.

Conseguenze di un evaporatore difettoso

L’evaporatore è un componente robusto, a condizione che la ventola interna funzioni correttamente. Se la ventola interna non funziona più, l’evaporatore può congelare. L’evaporatore può anche essere la causa di un effetto collaterale che si verifica regolarmente dopo il lungo periodo di riposo invernale. Durante questo periodo, funghi e batteri possono svilupparsi a causa dell’acqua di condensazione che l’evaporatore attrae. Il risultato è un odore di muffa che proviene dal sistema di ventilazione. In questo caso, l’impianto di climatizzazione deve essere pulito con urgenza, poiché ciò può costituire un pericolo per la salute.

Vano motore con sistema di raffreddamento
L’impianto di climatizzazione mantiene un profilo basso, nelle moto moderne non c’è quasi nulla da vedere dei componenti.

Il refrigerante

Il refrigerante è un cosiddetto fluido di lavoro nell’impianto di condizionamento utilizzato per la trasmissione del calore, per cui assorbe calore a “bassa temperatura e bassa pressione e cede calore a temperatura e pressione più elevate” (DIN EN 378 – 1 par. 3.7.1), per cui lo stato aggregato del fluido di lavoro cambia sempre. Attualmente, l’uso del refrigerante R1234yf è obbligatorio per le auto nuove in tutta l’UE.

Conseguenze di un livello di refrigerante troppo basso o di un refrigerante troppo vecchio

Il refrigerante stesso è praticamente privo di rischi, purché il filtro venga sostituito regolarmente e si presti attenzione al livello del refrigerante, perché se il livello è troppo basso il condizionatore d’aria non funzionerà correttamente. Una regola empirica dice che un impianto di climatizzazione intatto perde ogni anno circa il 15% del suo refrigerante. Deve quindi essere riempito regolarmente. Negli ultimi anni i refrigeranti hanno attirato l’attenzione a causa di una controversia tra il Gruppo Daimler e l’UE. L’Unione Europea ha tolto dalla circolazione il refrigerante R134a perché ha un effetto nocivo sull’ambiente e obbliga le case automobilistiche ad utilizzare in futuro solo il refrigerante R1234yf.

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FAQ

Cosa fa il compressore dell’aria condizionata?

Il compressore controlla l’impianto di climatizzazione e comprime il refrigerante gassoso.

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Cosa fa il condensatore dell’aria condizionata?

Il condensatore raffredda il refrigerante, che può raggiungere una temperatura fino a 70 °C quando viene compresso dal compressore dell’aria condizionata.

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Cosa fa l’essiccatore dell’aria condizionata?

L’essiccatore filtra le particelle di sporco dall’impianto di climatizzazione ed estrae l’acqua dal refrigerante. Questo protegge il sistema dalla corrosione e dai malfunzionamenti.

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Cosa fa l’evaporatore dell’impianto di climatizzazione?

Nell’evaporatore il refrigerante evapora, raffredda e quindi raffredda l’aria ambiente, che viene poi diretta all’interno del veicolo. L’evaporatore pulisce e deumidifica anche l’aria ambiente.

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Cosa fa il refrigerante?

Il refrigerante viene utilizzato per il trasferimento di calore. A bassa temperatura e bassa pressione assorbe calore, a temperatura e pressione più elevate emette calore.

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