Aria condizionata per veicoli automobilistici

L' aria condizionata di un autoveicolo è un sistema che serve a raffreddare e pulire l'interno di un motore quando la temperatura o l'umidità esterna è superiore a quella desiderata all'interno. L' aria condizionata è abbinata ad un impianto di ventilazione e riscaldamento .

Storia

Nel 1933 , una società di New York propose l'installazione del primo sistema di condizionamento d'aria per automobili. I suoi creatori prevedono poi "che l'auto del futuro sarà dotata di aria condizionata di serie" .

Nel 1939 , la casa automobilistica americana Packard Motor Car Company offrì l'aria condizionata come opzione sui suoi veicoli per $ 274  all'epoca (circa $ 4.600  nel 2014).

La Chrysler Imperial del 1953 , il modello di lusso del marchio, fu la prima vettura di serie prodotta con aria condizionata. Utilizza il sistema Airtemp sviluppato da Chrysler.

Nel 1960 , circa il 20% di tutte le auto negli Stati Uniti era equipaggiato, la percentuale era dell'80% nelle calde regioni del sud-ovest, e nel 1969 il 54% dei veicoli nuovi venduti negli Stati Uniti era dotato di aria condizionata.

Arrivata molto più tardi in Europa , l'aria condizionata è stata introdotta in Francia negli anni '90 per svilupparsi rapidamente:

• nel 2003 tre nuovi veicoli venduti su quattro ne erano dotati;
• nel 2004  : il 50% della flotta francese di autovetture è dotata di aria condizionata.

e quasi tutte le auto nuove nel 2010 .

Secondo ADEME , contando i veicoli vecchi, nel 2020 , nove veicoli su dieci dovrebbero essere climatizzati in Francia, il che potrebbe influire sull'ambiente a causa delle perdite di refrigerante e dell'aumento del consumo di veicoli.

Operazione di riepilogo

Durante la stagione calda e durante la guida sotto il sole, una pompa di calore azionata dal motore assorbe le calorie in eccesso, dall'aria in ingresso o dall'aria interna (posizione di ricircolo).

• Un compressore rotativo azionato da una serie di pulegge , una cinghia , comprime un fluido termovettore . La puleggia del compressore è dotata di una frizione che consente l'arresto del compressore.
• Il fluido compresso ma caldo passa attraverso un radiatore (detto “  condensatore  ”), generalmente posto a fianco del radiatore per evacuare il massimo delle calorie. Il condensatore è spesso dotato di un ventilatore che forza una corrente d'aria aumentando l'efficienza dello scambiatore.
• Il fluido compresso, raffreddato e filtrato dalla "bottiglia disidratante" passa nell'abitacolo, in direzione di un riduttore di pressione che immette direttamente nell'evaporatore , il fluido poi vaporizza assorbendo calorie. L'aria esterna o interna, spinta da una ventola che attraversa questo radiatore, trasmette le sue calorie al fluido termovettore, che ritorna al compressore.

Il sistema può beneficiare di una regolazione e una distribuzione più o meno sofisticate garantendo un maggior comfort per guidatore e passeggeri. Questo miglioramento del comfort del conducente contribuisce a migliorare la concentrazione e quindi la sicurezza .

Vantaggi e svantaggi

L'aria condizionata è un elemento di comfort sempre più spesso installato nelle auto moderne, proprio come gli alzacristalli elettrici o le autoradio . Il controllo di marcia e le impostazioni si trovano sul cruscotto, accessibile al guidatore e spesso al passeggero anteriore. Può essere manuale o automatico.

Dal punto di vista dei vantaggi, la fornitura di comfort al conducente è anche un elemento di sicurezza. Oltre a mantenere una temperatura gradevole, l'aria condizionata regola il livello di umidità, il che aumenta ulteriormente il comfort dei passeggeri ma soprattutto del guidatore che può concentrarsi sulla guida, piuttosto che raffreddarla.

Lo svantaggio principale è un consumo eccessivo di qualche% di energia, ma inferiore alla guida con i finestrini aperti (dal 10 al 15  % a seconda della velocità ) nella stagione calda. Altro inconveniente, i fluidi utilizzati sono inquinanti atmosferici, a volte scarsamente controllati (perdite, scarso o mancato riciclo ).

Sebbene abbia cominciato a diffondersi negli anni '60 negli Stati Uniti , la climatizzazione automobilistica in Europa è anche una conseguenza dell'adozione di caratteristiche aerodinamiche in costante miglioramento: parabrezza più inclinati, con una superficie maggiore, compresi i finestrini posteriori. Nonostante i vetri atermici, questi elementi aumentano la temperatura interna dell'abitacolo in proporzioni significative rispetto ai veicoli degli anni 80. Esiste quindi una sorta di compensazione tra la riduzione dei consumi dovuta alle carrozzerie moderne e l'aumento di questo. all'aria condizionata. Questa compensazione può essere generalmente favorevole o sfavorevole a seconda del tipo di clima, dell'uso del veicolo (urbano o autostradale), o della sua velocità (normale o alta).

Distribuzione

Questi sistemi possono equipaggiare singole automobili, camion , carri armati . I condizionatori d'aria sono oggigiorno molto frequentemente installati su trattori agricoli semoventi ( trattori , mietitrebbie , trinciacaricatrici ,  ecc. ) E macchine edili .

Impatto ambientale

Secondo l'agenzia francese ADEME , l'aria condizionata aumenta il consumo di carburante , così come le emissioni di gas serra , soprattutto durante incidenti, incendi di veicoli o perdite di refrigerante  :

• Nella guida in città, un veicolo medio consuma il 31% in più di benzina (o il 35% in più di diesel per i veicoli diesel);
• Su strada i consumi aumentano di circa il 16% per i veicoli a benzina e del 20% per i Diesel;
• Nel corso dell'anno, tutte le stagioni, "i veicoli con aria condizionata consumano in media il 5% di carburante in più rispetto a quelli che non lo fanno"  ;
• Si osserva un aumento delle emissioni inquinanti ( CO e NOx ) per i motori a benzina, e di NOx e particolato (PM) per i motori diesel;
• Un aumento delle emissioni di CO 2, che contribuisce al riscaldamento globale di circa il 6-10% per un veicolo medio, principalmente a causa dei rilasci nell'atmosfera di refrigerante, alla fine della vita del veicolo o durante le operazioni di manutenzione;
• Anche quando non funziona, un impianto di climatizzazione perde refrigerante ( R134a ) (perdite, manutenzione, revisione, incidenti, incendi, mancato recupero a fine vita del veicolo, ecc.), Ma questo gas ha un riscaldamento molto potente effetto, 1.300 volte più potente della CO 2. Pertanto, un veicolo medio aumenta le sue emissioni annuali di gas serra dal 10 al 15% quando è dotato di aria condizionata. Sul banco prova sono i tubi e i raccordi a evidenziare la maggiore fonte di perdite di gas refrigerante, con differenze da 1 a 9 su quattro tubi studiati e da 1 a 20 su più raccordi . Anche i nuovi composti hanno dato luogo a perdite da 1 a 20  g / anno di gas refrigerante. I compressori testati hanno anche perso da 0,2 (nuovi) a 5  g di fluido (il compressore era in funzione da sei mesi) all'anno. Il sistema completo (dati del 2003) mostrava comunemente tassi di perdita da 10 a 70  g / anno . ADEME stima che i miglioramenti tecnici al ritmo degli anni 2000 sarà ancora perdere il 10% del fluido ogni anno, nel 2010, un impatto per la flotta di auto francesi equivalente a quella di un'emissione di 2  Mt di CO equivalente. 2nel 2005 di cui 100  kt per mancato recupero del fluido a fine vita del veicolo o dell'impianto di condizionamento. Una valutazione prospettica pubblicata nel 2003 era di 3,6  Mt di CO 2 di cui 1,6 per mancato recupero a fine vita nel 2020;
• Tipo di gas: il refrigerante R134a ha sostituito il refrigerante R12 secondo il Protocollo di Montreal (l'accordo internazionale per la protezione dello strato di ozono stratosferico). Tra pochi anni, l' HCFC R22 seguirà lo stesso percorso.

Note e riferimenti

1. (in) "First Air Conditioned Auto", Popular Science , Volume 123, n o  5, novembre 1933, p.  30 [ leggi online ]
2. (en) Cronologia del condizionamento dell'aria e della refrigerazione - National Academy of Engineering
3. [PDF] Un pezzo di apparecchiature in questione: climatizzazione delle auto - ADEME
4. Cosa consumo complessivo di carburante genererà l'uso di aria condizionata nei veicoli a motore? - ADEME
5. Come altre automazioni, anche questa contribuisce alla sicurezza.
6. A seconda della potenza del motore, questo può essere trascurabile o significativo. Questo spiega perché i veicoli di piccole dimensioni, non molto potenti, sono raramente dotati di aria condizionata.
7. Climatizzazione automobilistica: cosa c'è da sapere ... - ADEME (vedi archivio}
8. Consumo di aria condizionata per autoveicoli e impatti sull'inquinamento , ademe.fr, luglio 2006.
9. Climatizzazione automobilistica. Stiamo riscaldando il pianeta - ADEME
10. Stéphane Barbusse, Laurent Gagnepain; Condizionamento automobilistico: Energia e impatto ambientale: Dati di riferimento, maggio 2003, Angers: ADEME, vedere il paragrafo “Perdita di refrigeranti”, p.  3-4

Vedi anche

Articoli Correlati

• Impatto ambientale del trasporto stradale

Bibliografia

• ADEME , “  Condizionamento automobilistico - Energia e impatto ambientale  ” rif. Ademe 4183 (Maggio 2003)
• ADEME, “  Climatizzazione automobilistica - Dati e riferimenti  ” rif. Ademe 4343 (Maggio 2003), di Stéphane Barbusse e Laurent Gagnepain
• ADEME,   Benchmark " Condizionamento automobilistico - Consumi e impatti sull'inquinamento ",luglio 2006, di Laurent Gagnepain [ leggi online ] [PDF]
• ADEME, Climatizzazione automotive: modifiche normative - ADEME -luglio 2006
• ADEME, Climatizzazione Automotive: consigli su manutenzione e utilizzo - ADEME -luglio 2006
• Documento di formazione Valeo

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