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Oggi, quando guidiamo le nostre automobili, molti di noi possono godere degli stessi livelli di comfort a cui siamo abituati a casa e al lavoro. Con la pressione di un pulsante o lo scorrimento di una leva, facciamo la transizione senza soluzione di continuità dal riscaldamento al raffreddamento e viceversa, senza mai chiedersi come avviene questo cambiamento. Cioè, a meno che qualcosa non vada storto.
Dall’avvento del sistema di aria condizionata automobilistico negli anni ’40, molte cose hanno subito grandi cambiamenti. I miglioramenti, come il controllo automatico computerizzato della temperatura (che permette di impostare la temperatura desiderata e far regolare automaticamente il sistema) e i miglioramenti alla durata complessiva, hanno aggiunto complessità al moderno sistema di aria condizionata di oggi. Sfortunatamente, i giorni delle riparazioni “fai-da-te” di questi sistemi sono quasi una cosa del passato.
Per aggiungere ulteriori complicazioni, abbiamo ora severe norme ambientali che regolano anche il più semplice dei compiti, come la ricarica del sistema con il refrigerante R12 comunemente chiamato Freon (Freon è il nome commerciale del refrigerante R-12, che è stato prodotto da DuPont). Studi scientifici approfonditi hanno dimostrato gli effetti dannosi di questo refrigerante per il nostro strato di ozono, e la sua produzione è stata vietata dagli Stati Uniti e da molti altri paesi che si sono uniti per firmare il Protocollo di Montreal, un accordo storico che è stato introdotto negli anni ’80 per limitare la produzione e l’uso di sostanze chimiche note per ridurre lo strato di ozono.
Ora più che mai, il vostro meccanico è in balia di questa nuova legislazione ambientale. Non solo deve essere certificato per acquistare il refrigerante e riparare il vostro condizionatore d’aria, ma la sua officina deve anche sostenere il costo dell’acquisto di costose attrezzature dedicate che assicurano la cattura di queste sostanze chimiche che riducono l’ozono, se il sistema viene aperto per la riparazione. In poche parole, se il vostro meccanico deve spendere di più per riparare il vostro veicolo – dovrà farvi pagare di più. La conoscenza di base del vostro sistema di aria condizionata è importante, perché questo vi permetterà di prendere una decisione più informata sulle vostre opzioni di riparazione.
Se dovesse sorgere un problema importante dal vostro condizionatore d’aria, potreste incontrare una nuova terminologia. Parole come “retrofit” e “refrigerante alternativo” sono ora nel vostro glossario di meccanica. Vi può essere data un’opzione di “retrofit”, al contrario della semplice riparazione e ricarica con Freon. Il retrofit consiste nel fare le modifiche necessarie al vostro sistema, che gli permetteranno di usare il nuovo refrigerante “ecologico” accettato dall’industria, l’R-134a. Questo nuovo refrigerante ha una pressione d’esercizio più alta, quindi il vostro sistema, a seconda dell’età, può richiedere parti più grandi o più robuste per contrastare le sue caratteristiche intrinseche di alta pressione. Questo, in alcuni casi, aggiungerà significativamente al costo finale della riparazione. E se non viene eseguita correttamente, può ridurre l’efficienza di raffreddamento che equivale a costi operativi più elevati e comfort ridotto.
I veicoli si trovano ad avere principalmente tre diversi tipi di sistemi di aria condizionata. Mentre ognuno dei tre tipi differisce, il concetto e il design sono molto simili tra loro. I componenti più comuni che compongono questi sistemi automobilistici sono i seguenti:
1. Compressore
2. Condensatore
3. Evaporatore
4. Tubo di orifizio
5. Valvola di espansione termica
6. Ricevitore-essiccatore
7. Accumulatore
Nota: se la tua auto ha un tubo di orifizio, non avrà una valvola di espansione termica perché questi due dispositivi hanno lo stesso scopo. Inoltre, avrete o un ricevitore-essiccatore o un accumulatore, ma non entrambi.
Compressore
Comunemente indicato come il cuore del sistema, il compressore è una pompa a cinghia che è fissata al motore. È responsabile della compressione e del trasferimento del gas refrigerante.
Il sistema A/C è diviso in due lati, un lato ad alta pressione e un lato a bassa pressione; definiti come scarico e aspirazione. Poiché il compressore è fondamentalmente una pompa, deve avere un lato di aspirazione e un lato di scarico. Il lato di aspirazione aspira il gas refrigerante dall’uscita dell’evaporatore. In alcuni casi lo fa attraverso l’accumulatore.
Una volta che il refrigerante viene aspirato nel lato di aspirazione, viene compresso e inviato al condensatore, dove può poi trasferire il calore che viene assorbito dall’interno del veicolo.
Condensatore
Questa è la zona in cui avviene la dissipazione del calore. Il condensatore, in molti casi, avrà più o meno lo stesso aspetto del radiatore della vostra auto, poiché i due hanno funzioni molto simili. Il condensatore è progettato per irradiare il calore. La sua posizione è di solito davanti al radiatore, ma in alcuni casi, a causa di miglioramenti aerodinamici alla carrozzeria di un veicolo, la sua posizione può essere diversa. I condensatori devono avere un buon flusso d’aria ogni volta che il sistema è in funzione. Sui veicoli a trazione posteriore, questo si ottiene di solito sfruttando la ventola di raffreddamento del motore esistente. Sui veicoli a trazione anteriore, il flusso d’aria del condensatore è completato da una o più ventole di raffreddamento elettriche.
Quando i gas compressi caldi vengono introdotti nella parte superiore del condensatore, vengono raffreddati. Mentre il gas si raffredda, si condensa ed esce dalla parte inferiore del condensatore come liquido ad alta pressione.
Evaporatore
Situato all’interno del veicolo, l’evaporatore serve come componente di assorbimento del calore. L’evaporatore svolge diverse funzioni. Il suo compito principale è quello di rimuovere il calore dall’interno del veicolo. Un beneficio secondario è la deumidificazione. Quando l’aria più calda viaggia attraverso le alette di alluminio della bobina dell’evaporatore più fredda, l’umidità contenuta nell’aria si condensa sulla sua superficie. La polvere e il polline che passano si attaccano alle sue superfici bagnate e drenano all’esterno. Nei giorni umidi potreste aver visto questo fenomeno come acqua che gocciola dal fondo del vostro veicolo. Siate certi che questo è perfettamente normale.
La temperatura ideale dell’evaporatore è di 32 Fahrenheit o 0 Celsius. Il refrigerante entra nella parte inferiore dell’evaporatore come liquido a bassa pressione. L’aria calda che passa attraverso le alette dell’evaporatore fa bollire il refrigerante (i refrigeranti hanno punti di ebollizione molto bassi). Quando il refrigerante comincia a bollire, può assorbire grandi quantità di calore. Questo calore viene poi trasportato con il refrigerante all’esterno del veicolo. Diversi altri componenti lavorano insieme all’evaporatore. Come menzionato sopra, la temperatura ideale per una bobina dell’evaporatore è di 32 F. Per controllare la sua temperatura devono essere usati dispositivi di regolazione della temperatura e della pressione. Mentre ci sono molte varianti di dispositivi usati, le loro funzioni principali sono le stesse: mantenere bassa la pressione nell’evaporatore e impedire che l’evaporatore si congeli; una bobina dell’evaporatore congelata non assorbirà tanto calore.
Dispositivi di regolazione della pressione
Il controllo della temperatura dell’evaporatore può essere realizzato controllando la pressione del refrigerante e il flusso nell’evaporatore. Molte varianti di regolatori di pressione sono state introdotte dagli anni ’40. Elencati qui sotto, sono i più comunemente trovati.
Tubo orifizio
Il tubo orifizio, probabilmente il più comunemente usato, può essere trovato nella maggior parte dei modelli GM e Ford. Si trova nel tubo d’ingresso dell’evaporatore, o nella linea del liquido, da qualche parte tra l’uscita del condensatore e l’ingresso dell’evaporatore. Questo punto può essere trovato in un sistema correttamente funzionante localizzando la zona tra l’uscita del condensatore e l’entrata dell’evaporatore che improvvisamente fa il cambiamento da caldo a freddo. Dovreste quindi vedere delle piccole fossette poste nella linea che impediscono al tubo orifizio di muoversi. La maggior parte dei tubi di orifizio in uso oggi misurano circa tre pollici di lunghezza e consistono in un piccolo tubo di ottone, circondato da plastica e coperto da uno schermo filtrante ad ogni estremità. Non è raro che questi tubi si intasino con piccoli detriti. Anche se poco costoso, di solito da tre a cinque dollari, il lavoro per sostituirne uno comporta il recupero del refrigerante, l’apertura del sistema, la sostituzione del tubo orifizio, l’evacuazione e poi la ricarica. Con questo in mente, potrebbe avere senso installare un prefiltro più grande davanti al tubo dell’orifizio per minimizzare il rischio che questo problema si ripresenti. Alcuni modelli Ford hanno un tubo orifizio affisso in modo permanente nella linea del liquido. Questi possono essere tagliati e sostituiti con un gruppo filtro/orifizio combinato.
Valvola di espansione termica
Un altro regolatore di refrigerante comune è la valvola di espansione termica, o TXV. Comunemente usata sui sistemi di importazione e aftermarket. Questo tipo di valvola può sentire sia la temperatura che la pressione, ed è molto efficiente nel regolare il flusso di refrigerante all’evaporatore. Diverse varianti di questa valvola si trovano comunemente. Un altro esempio di valvola di espansione termica è il tipo “blocco H” di Chrysler. Questo tipo di valvola si trova di solito sul firewall, tra i tubi di entrata e uscita dell’evaporatore e le linee di liquido e di aspirazione. Questi tipi di valvole, anche se efficienti, hanno alcuni svantaggi rispetto ai sistemi a tubo orifizio. Come i tubi a orifizio, queste valvole possono intasarsi di detriti, ma hanno anche piccole parti mobili che possono attaccarsi e funzionare male a causa della corrosione.
Ricevitore essiccatore
Il ricevitore essiccatore è usato sul lato alto dei sistemi che usano una valvola di espansione termica. Questo tipo di valvola dosatrice richiede un refrigerante liquido. Per assicurare che la valvola riceva del refrigerante liquido, viene usato un ricevitore. La funzione primaria del ricevitore-essiccatore è quella di separare il gas dal liquido. Lo scopo secondario è di rimuovere l’umidità e filtrare lo sporco. Il ricevitore-essiccatore ha di solito una spia nella parte superiore. Questa spia è spesso usata per caricare il sistema. In condizioni operative normali, le bolle di vapore non dovrebbero essere visibili nella spia. L’uso della spia per caricare il sistema non è raccomandato nei sistemi R-134a, poiché nuvolosità e olio che si è separato dal refrigerante possono essere scambiati per bolle. Questo tipo di errore può portare a una pericolosa condizione di sovraccarico. Ci sono variazioni di essiccatori per ricevitori e sono in uso diversi materiali essiccanti. Alcuni degli essiccanti che rimuovono l’umidità che si trovano all’interno non sono compatibili con l’R-134a. Il tipo di essiccante è di solito identificato su un adesivo apposto sul ricevitore-driver. Gli essiccatori più recenti usano il tipo XH-7 e sono compatibili con i refrigeranti R-12 e R-134a.
Accumulatore
Gli accumulatori sono usati sui sistemi che ospitano un tubo orifizio per misurare i refrigeranti nell’evaporatore. È collegato direttamente all’uscita dell’evaporatore e immagazzina il refrigerante liquido in eccesso. L’introduzione di refrigerante liquido in un compressore può causare gravi danni. I compressori sono progettati per comprimere il gas, non il liquido. Il ruolo principale dell’accumulatore è di isolare il compressore da qualsiasi refrigerante liquido dannoso. Gli accumulatori, come i ricevitori-driver, rimuovono anche i detriti e l’umidità da un sistema. È una buona idea sostituire l’accumulatore ogni volta che il sistema viene aperto per una riparazione importante e ogni volta che l’umidità e/o i detriti sono preoccupanti. L’umidità è il nemico numero uno per il vostro sistema A/C. L’umidità in un sistema si mescola al refrigerante e forma un acido corrosivo. In caso di dubbio, può essere utile cambiare l’accumulatore o il ricevitore del sistema. Mentre questo può essere un disagio temporaneo per il vostro portafoglio, è di beneficio a lungo termine per il vostro sistema di aria condizionata.