Il dispositivo e il principio di funzionamento del sistema di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria HVAC
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Il problema di mantenere una temperatura confortevole nell'abitacolo di un'auto è sorto agli albori dell'industria automobilistica. Per riscaldarsi, gli automobilisti usavano stufe a legna e carbone compatte, lampade a gas. Anche i gas di scarico sono stati utilizzati per il riscaldamento. Ma con lo sviluppo della tecnologia iniziarono ad apparire sistemi più convenienti e più sicuri in grado di fornire un clima confortevole durante il viaggio. Oggi, questa funzione è svolta dal sistema di ventilazione, riscaldamento e aria condizionata del veicolo - HVAC.
Distribuzione della temperatura interna
Nelle giornate calde, il corpo dell'auto diventa molto caldo al sole. Per questo motivo, la temperatura nell'abitacolo aumenta notevolmente. Se la temperatura esterna raggiunge i 30 gradi, all'interno dell'auto le letture possono salire fino a 50 gradi. In questo caso, gli strati di masse d'aria più riscaldati si trovano nella zona situata più vicino al soffitto. Ciò causa maggiore sudorazione, aumento della pressione sanguigna e calore eccessivo nella zona della testa del guidatore.
Per creare le condizioni più favorevoli per un viaggio, è necessario fornire lo schema di distribuzione della temperatura opposto: quando l'aria nella zona della testa è leggermente più fresca rispetto ai piedi del conducente. Il sistema HVAC aiuterà a fornire questo riscaldamento.
Sistema di design
Il modulo HVAC (Heating Ventilation Air-Conditioning) comprende tre dispositivi separati contemporaneamente. Si tratta di sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento. La funzione principale di ciascuno di essi è mantenere condizioni confortevoli e la temperatura dell'aria all'interno del veicolo.
La scelta dell'uno o dell'altro impianto è determinata dalle condizioni climatiche: nella stagione fredda si attiva l'impianto di riscaldamento, nelle giornate calde si accende il condizionatore in macchina. La ventilazione viene utilizzata per mantenere l'aria fresca all'interno.
Sistema di riscaldamento in macchina comprende:
- tipo di miscelazione riscaldatore;
- ventilatore centrifugo;
- canali di guida con ammortizzatori.
L'aria riscaldata viene diretta al parabrezza e ai finestrini laterali, nonché al viso e alle gambe del guidatore e del passeggero anteriore. Alcuni veicoli hanno anche condotti d'aria per i passeggeri posteriori. Inoltre, vengono utilizzati dispositivi elettrici per riscaldare la parte posteriore e il parabrezza.
Sistema di ventilazione aiuta a raffreddare e pulire l'aria nell'auto. Durante il funzionamento di ventilazione, sono coinvolti gli elementi principali del sistema di riscaldamento. Inoltre, vengono utilizzati filtri di pulizia che intrappolano la polvere e intrappolano gli odori estranei.
Infine, l' sistema di aria condizionata in grado di raffreddare l'aria e ridurre l'umidità all'interno dell'auto. Per questi scopi, viene utilizzato un condizionatore d'aria per automobili.
Il sistema HVAC consente non solo di fornire una temperatura confortevole, ma anche la visibilità necessaria quando i finestrini dell'auto possono congelarsi o appannarsi.
Come l'aria entra nella cabina
Per il riscaldamento, la climatizzazione o la ventilazione dell'abitacolo viene utilizzata aria che entra nell'abitacolo mentre il veicolo si muove attraverso l'ingresso previsto per questo. In quest'area viene creata un'alta pressione, consentendo all'aria di fluire ulteriormente nel condotto e quindi nel riscaldatore.
Se l'aria viene utilizzata per la ventilazione, il suo riscaldamento aggiuntivo non viene eseguito: entra nell'abitacolo attraverso le prese d'aria sul pannello centrale. L'aria esterna è pre-pulita da un filtro antipolline, anch'esso installato nel modulo HVAC.
Il dispositivo e il principio di funzionamento di una stufa per automobile
Il riscaldamento dell'abitacolo viene effettuato con l'ausilio di un liquido di raffreddamento del motore. Prende calore dal motore acceso e, passando attraverso il radiatore, lo trasferisce all'interno dell'auto.
Il design di un riscaldatore per automobile, meglio noto come "fornello", è costituito da diversi elementi di base:
- termosifone;
- tubi di circolazione del refrigerante;
- regolatore di flusso del fluido;
- condotto d'aria;
- ammortizzatori;
- fan.
Il radiatore del riscaldamento si trova dietro il cruscotto. Il dispositivo è collegato a due tubi che trasmettono il liquido di raffreddamento all'interno. La sua circolazione attraverso i sistemi di raffreddamento del veicolo e di riscaldamento dell'abitacolo è assicurata da una pompa.
Non appena il motore si riscalda, l'antigelo assorbe il calore proveniente da esso. Quindi il liquido riscaldato entra nel radiatore della stufa, riscaldandolo come una batteria. Allo stesso tempo, il ventilatore del riscaldatore emette aria fredda. Lo scambio termico avviene nuovamente nel sistema: l'aria riscaldata passa ulteriormente nell'abitacolo e le masse più fredde raffreddano il radiatore e l'antigelo. Quindi il liquido di raffreddamento ritorna al motore e il ciclo viene ripetuto di nuovo.
Nell'abitacolo, il guidatore regola la direzione dei flussi riscaldati commutando le alette. Il calore può essere diretto al viso o alle gambe dell'automobilista, nonché al parabrezza dell'auto.
Se accendi la stufa con un motore freddo, questo porterà a un ulteriore raffreddamento del sistema. Inoltre, l'umidità nella cabina aumenterà, i finestrini inizieranno ad appannarsi. Pertanto, è importante accendere il riscaldatore solo dopo che il liquido di raffreddamento si è riscaldato di almeno 50 gradi.
Ricircolo dell'aria
Il sistema d'aria dell'auto può prendere aria non solo dalla strada, ma anche dall'interno dell'auto. Le masse d'aria vengono quindi raffreddate dal condizionatore e reimmesse nell'abitacolo attraverso i condotti dell'aria. Questo processo è chiamato ricircolo dell'aria.
Il ricircolo può essere attivato tramite un pulsante o un interruttore situato sul cruscotto dell'auto.
La modalità aria di ricircolo consente di abbassare la temperatura nell'abitacolo più velocemente rispetto a quando si aspira aria dalla strada. L'aria interna passa ripetutamente attraverso l'unità di raffreddamento, raffreddandosi sempre di più ogni volta. Con lo stesso principio, l'auto può essere riscaldata.
Il ricircolo è particolarmente importante per le persone sensibili alla polvere della strada, ai pollini e ad altri allergeni dall'esterno. Inoltre, potrebbe essere necessario disattivare l'alimentazione dell'aria dalla strada se davanti a te sta guidando un vecchio camion o un altro veicolo, da cui viene emesso un odore sgradevole.
Tuttavia, è importante tenere in considerazione che il ricircolo esclude completamente lo scambio d'aria con l'ambiente. Ciò significa che conducente e passeggeri devono respirare una quantità d'aria limitata. Pertanto, non è consigliabile utilizzare questa modalità per un lungo periodo. Gli esperti consigliano di limitarsi a un intervallo di 15 minuti. Successivamente, è necessario collegare l'alimentazione dell'aria dall'esterno o aprire i finestrini dell'auto.
Come funziona la gestione del clima
Il conducente può controllare il riscaldamento o il raffreddamento dell'aria nell'abitacolo impostando manualmente le modalità, collegando il condizionatore d'aria. Nei veicoli più moderni, il sistema di climatizzazione mantiene la temperatura impostata all'interno dell'auto. Il dispositivo integra un condizionatore d'aria, blocchi di riscaldamento e un sistema di alimentazione dell'aria riscaldata o raffreddata. La climatizzazione è controllata da sensori installati in cabina e sui singoli elementi dell'impianto.
Ad esempio, il condizionatore d'aria più semplice è dotato di un set minimo di sensori, che includono:
- un sensore che determina la temperatura dell'aria esterna;
- un sensore di radiazione solare che rileva l'attività della radiazione;
- sensori di temperatura interna.
L'impianto di riscaldamento, ventilazione e condizionamento è uno degli elementi importanti che garantiscono il comfort del guidatore in ogni periodo dell'anno. Nei veicoli più economici, l'unità HVAC è rappresentata solo da un sistema di riscaldamento e ventilazione dell'aria. Nella maggior parte delle auto, l'aria condizionata viene aggiunta al loro numero. Infine, i modelli moderni sono dotati di un sistema di climatizzazione che regola automaticamente la temperatura all'interno dell'abitacolo.
