Condizionatori d’aria in auto

condizionatori d’aria auto funzionano più o meno allo stesso modo come quelli di casa e ufficio, solo che sono molto più piccoli., La parte del refrigeratore (che incorpora una valvola di espansione e un evaporatore) è montata dietro il cruscotto dell’auto, il dissipatore di calore (che incorpora un’unità compressore e un condensatore) è montato vicino alla griglia del radiatore dell’auto (dove l’aria soffia oltre mentre si guida), e le due cose sono collegate da un circuito di tubi attraverso i quali scorre il refrigerante quando A differenza di un’unità statica in un edificio, che è completamente alimentata dall’elettricità, l’unità del compressore in un’auto è alimentata dall’albero motore (azionato dal motore, in altre parole)., Di solito c’è un riscaldatore (quindi la temperatura dell’abitacolo può essere regolata) e un deumidificatore (a volte chiamato unità ricevente/asciugatrice). Proprio come nel normale condizionamento d’aria, i cicli di raffreddamento tra gas e liquido, alta e bassa pressione e alta e bassa temperatura.

Opere d’arte: Come auto aircon funziona (semplificato).1) L’evaporatore assorbe il calore dall’abitacolo, il che fa bollire il liquido di raffreddamento al suo interno e si trasforma da un liquido a bassa pressione in un gas a bassa pressione., 2) Il liquido di raffreddamento fuoriesce dal vano nel compressore portando con sé il calore. Entra nel compressore come un gas a bassa pressione e relativamente a bassa temperatura.3) Il compressore stringe il liquido di raffreddamento in modo che diventi un gas ad alta pressione e ad alta temperatura.4) Il refrigerante scorre nel condensatore e (sorpresa, sorpresa) condensa: cede il suo calore all’atmosfera, quindi si trasforma in un liquido ad alta pressione e bassa temperatura e scorre (tramite il ricevitore/essiccatore, non mostrato) nella valvola di espansione.5) La valvola di espansione consente al refrigerante di espandersi in un liquido a bassa pressione.,6) Il liquido refrigerante a bassa pressione entra nell’evaporatore e l’intero ciclo si ripete. Nel tempo, il calore viene aspirato dall’interno dell’abitacolo all’aria esterna, raffreddando l’auto.

Come i condizionatori d’aria possono danneggiare l’ambiente

Probabilmente ami la sensazione di aria fresca in una giornata calda, ma non dimenticarequella legge chiamata la conservazione dell’energia! C’è sempre un prezzo da pagare per ottenere qualcosa di buono nel nostro universo., In questo caso, il prezzo è l’energia che devi usare per far funzionare l’unità di climatizzazione; usare l’energia significa che c’è un impatto sulla tua tasca e sul pianeta anche sotto forma di problemi ambientali come il riscaldamento globale. Gli ambientalisti dicono che dovremmo usare meno aria condizionata, che suona più facile di quanto non sia in un clima molto caldo., È importante ricordare che l’aria condizionata non riguarda solo il lusso o il comfort: una stanza climatizzata può renderti molto più produttivo sul lavoro e può avere anche importanti benefici per la salute; alcuni medici della sanità pubblica hanno suggerito che il maggiore uso dell’aria condizionata negli Stati Uniti è uno dei motivi per cui ci sono meno morti legate al calore che in Europa, dove l’aria condizionata è usata meno., A volte si sostiene che se le persone non hanno l’aria condizionata, è più probabile che usino cose come i ventilatori elettrici, che funzionano in modo molto inefficiente (riorganizzando l’aria calda invece di rimuoverla e generando calore con i propri motori elettrici). Ma i più grandi ventilatori elettrici da tavolo (in genere valutato 25-50 watt) utilizzano una frazione di elettricità tanto quanto i condizionatori d’aria più piccoli (in genere valutato a 750-1000 watt); si potrebbe usare circa 20-30 ventilatori e consumare la stessa o meno potenza di un compatto AC unità!,

Foto: Il buco nell’ozono sopra l’Antartide causato dall’inquinamento da CFC, principalmente da condizionatori d’aria,frigoriferi e aerosol. Foto per gentile concessione della NASA sul Commons.

Quindi qual è il danno ambientale? Consideriamo prima l’energia. Ogni volta che si accende il condizionatore d’aria in auto, si aggiunge un extra 10-20 per cento al consumo di carburante (e un extra 10-20 per cento al prezzo che si paga alla stazione di servizio)., A basse velocità, l’apertura di una finestra è spesso un’opzione migliore, anche se a velocità più elevate si crea resistenza all’aria (resistenza) e si spreca più energia di quanto si risparmi. A casa, utilizzando il condizionatore d “aria aggiungerà un sacco per la bolletta elettrica; whenphysicist Tom Murphy testato la sua aria condizionata scientificamente, ha scoperto che ha usato” più energia elettrica in due giorni di quanto normalmente spendiamo in un mese.”Si potrebbe provare altre strategie come aprire le finestre per tutta la notte, ma chiudendo loro stretto prima cosa al mattino e per tutto il giorno per mantenere l’aria calda fuori di casa., In climi molto caldi, potresti scoprire che semplicemente non puoi fare a meno dell’AC; anche così, puoi ridurre drasticamente quanto ti costa (e quanta energia stai usando) semplicemente ruotando il termostato su un’impostazione leggermente più alta.

Le unità di condizionamento dell’aria avevano anche un altro effetto molto dannoso sull’ambiente. Fino alla fine del 20 ° secolo, i prodotti chimici di raffreddamento più utilizzati noti come clorofluorocarburi (CFC) (così chiamati perché sono fatti dalthe sostanze chimiche cloro, fluoro e carbonio), che sono stati anche ampiamente utilizzati nei frigoriferi.,Quando vecchi condizionatori d’aria e frigoriferi sono stati spezzati per rottami alla fine della loro vita, le sostanze chimiche del refrigerante sono sfuggite nell’atmosfera. Fluttuando nella stratosfera (l’atmosfera superiore), hanno rapidamente danneggiato lo strato di ozono della Terra: la protezione solare naturale che aiuta a proteggerci dai dannosi raggi ultravioletti del Sole. La maggior parte dei moderni condizionatori d’aria evita i CFC (ora vietati in molti paesi in base a un accordo globale chiamato Protocollo di Montreal) e utilizza invece prodotti chimici alternativi per il refrigerante (tipicamente clorofluorocarburi o HCFC alogenati)., Se guardi da vicino la nostra foto in alto, puoi vedere che la ventola ha un’etichetta verde “Ozone friendly”, il che significa che non ci sono refrigeranti CFC all’interno.

Qui per rimanere?

Amarlo o detestarlo, non ci libereremo presto dei nostri condizionatori d’aria;negli Stati Uniti, ad esempio, tutte le tendenze stanno puntando dall’altra parte. Secondo un sondaggio del 2009 della US Energy Information Administration (EIA), l ‘ 87% delle famiglie statunitensi ha ora l’aria condizionata, con un drammatico aumento in ogni regione del paese dal 1980., Cambiare le aspettative hanno contribuito a guidare questa tendenza: circa il 90 per cento delle nuove case sono ora dotate di AC. Case benestanti sono più propensi a utilizzare sistemi di aria condizionata centralizzati che raffreddano l’intero edificio; case più povere si basano su più piccoli, unità di aria condizionata camera-based montati su finestre orwalls. Sebbene i sistemi centralizzati siano in gran parte i più popolari nel sud, nel Midwest e nell’ovest del paese, le unità basate su camere sono ancora significativamente più popolari nel nord-est più freddo., Non sorprende che uno studio del 2017 dell’EIAfound che l’aria condizionata residenziale consuma il 18% dell’elettricità domestica statunitense e provoca un drammatico aumento dei consumi durante i mesi estivi.

Chi ha inventato i condizionatori d’aria?

Foto: Uno dei modelli di condizionatore d’aria di Willis Carrier. Questo diagramma fa parte del brevetto statunitense di Carrier # 675,144, depositato nel 1933 e ristampato nel 1941, che troverai tra i riferimenti qui sotto. Immagine per gentile concessione di US Patent and Trademark Office.,

Se non si poteva vivere senza l’aria condizionata, grazie Willis Carrier (1876-1950). Era l’uomo che ha aperto la strada a questa “roba interessante” nei primi decenni del 20 ° secolo. Ecco uno dei suoi primi disegni—e nota quanto assomiglia al mio rapido schizzo sopra. Come funziona? L’aria calda viene aspirata da una stanza (1), mescolata con aria fresca (2), condizionata e soffiata di nuovo nella stanza da un ventilatore (3). Il calore viene rimosso dai tubi del refrigeratore del frigorifero al centro del condotto (4), che sono alimentati e controllati da un sistema di pompe, compressori, valvole e termostati (5).,

Evaporative air coolers

Se sei spento aria condizionata dal pensiero di bollette elettriche costose e danneggiare il pianeta, refrigeratori d’aria che lavorano byevaporation sono un’altra opzione da considerare.

Il raffreddamento evaporativo potrebbe sembrare complesso, ma è piuttosto familiare a tutti noi. I cani tengono fresco senza condizionatori d’aria solo bysticking loro lingue fuori e ansimando; corridori caldi usano un similartrick, sudando copiosamente per spargere calore dai loro corpi., Quando l’acqua liquida evapora e si trasforma in vapore acqueo, assorbe il calore, noto comeil calore latente di evaporazione, che deve rimuovere da somethingnearby (un cane ansimante o un atleta sudato, forse). Mettendo thisscience ad uso pratico, possiamo usare l’evaporazione per rimuovere il heatfrom una stanza che fornisce che abbiamo un rifornimento pratico di acqua vicino.

I refrigeratori d’aria portatili (a volte noti come refrigeratori d’aria evaporativi o “refrigeratori di palude”) assomigliano un po ‘ ai condizionatori d’aria sulle ruote, ma funzionano in un modo molto diverso., Dove un condizionatore d’aria workslike un frigorifero, espandendo e poi comprimendo un calore chimico di toshift di refrigerante da dentro una costruzione a fuori, un radiatore di aria aspira aria inhot, lo passa attraverso o vicino ad acqua per raffreddarlo giù, e thenblows esso indietro fuori nella stanza. Ci sono due tipi sottilmente diversi di refrigeratore d’aria:

• Uno di loro passa l’aria attraverso una sorta di “spugna” riempita d’acqua, evaporando goccioline d’acqua nell’aria, raffreddandola e rendendola più umida allo stesso tempo., Thisis chiamato evaporazione diretta perché l’aria e watermeet-si scambiano calore entrando in contatto diretto.
• In una configurazione leggermente diversa, l’aria in entrata soffia attraverso un heatexchanger con acqua fredda che circola nella direzione opposta.Qui, l’acqua e l’aria non entrano in contatto, motivo per cui questa è chiamata evaporazione indiretta. L’evaporazione indiretta comportamovendo due flussi di fluido invece di uno, che ha bisogno di un ventilatore/pompa extra,quindi tende a utilizzare più energia (elettricità).

Grafica: come funziona un dispositivo di raffreddamento evaporativo., 1) L’aria calda e secca viene aspirata attraverso una griglia.2) L’aria passa attraverso un pad imbevuto di acqua fredda. 3) Parte dell’acqua evapora, raffreddando l’aria e rendendola più umida. Un ventilatore soffia l’aria raffreddata e umida nella stanza. 4) Più acqua viene aggiunta al pad da un serbatoio internoche necessita periodicamente di ricarica.

I refrigeratori d’aria possono essere molto più economici da eseguire rispetto ai condizionatori d’aria, ma non si raffreddano in modo drammatico., Sul lato positivo, sono molto moreportable; sul meno, hanno serbatoi interni che needperiodically ricarica con acqua (e ghiaccio, se si desidera, per improveperformance) o permanentemente agganciando ad un approvvigionamento idrico con alength di tubo da giardino. Generalmente funzionano meglio in climi caldi e asciuttidove l’umidità è abbastanza bassa (meno del 60% circa),perché un’umidità inferiore significa evaporazione e raffreddamento più efficaci.,

A differenza dei condizionatori d’aria, che funzionano meglio quando si tengono chiuse le porte e le finestre, i refrigeratori d’aria devono essere collocati in un buon flusso d’ariavicino a una finestra aperta (dove entra aria fresca secca) e con una porta aperta(affinché l’aria di scarico umida defluisca). Questo ha senso se ci pensi:l’acqua che stai aggiungendo al flusso d’aria sta “assorbendo” il calore dalla stanza, e se espelli costantemente l’aria umida mentre permetti all’aria secca di entrare al suo posto, stai continuando a spostare il calore., I refrigeratori d’aria che funzionano per evaporazione diretta (aggiunta di acqua) possono anche essere utilizzati come umidificatori,anche se, in tal caso, le porte e le finestre devono essere tenute chiuse per consentire l’aumento dell’umidità.