Cosa c'è dietro un impianto automatico di climatizzazione?

Aria condizionata: fatti salienti sul raffreddamento

Lo sapevate che gli esperti di aerodinamica sono coinvolti nella progettazione del clima? E che ŠKODA ha una camera climatica in grado di simulare le condizioni che si trovano in Arizona? Esperti di sviluppo ci hanno informato su alcuni fatti interessanti sul sistema di ventilazione.

Premendo un pulsante, l'interno sporco dell'auto si raffredda in pochi minuti. Un tempo un lusso, l'aria condizionata è oggi data per scontata dalla stragrande maggioranza degli automobilisti di oggi. Ma non tutti sanno quanto sviluppo ci sia ancora oggi in quella che è quasi una dotazione standard.

 

Il sistema di ventilazione è un sistema complicato che viene continuamente perfezionato. E non tutti gli impianti di climatizzazione sono uguali. L'ultimo sistema Climatronic può sorprendere anche gli automobilisti più esperti con caratteristiche inaspettate, come il rilevamento di inquinanti atmosferici e lo spegnimento automatico della presa d'aria fresca. Non c'è da stupirsi: ogni innovazione è il risultato di migliaia di ore di sviluppo e test in condizioni di traffico normale.

 

Nello sviluppo di un sistema di ventilazione vengono utilizzate anche tecniche all'avanguardia e simulazioni al computer. L'impianto di climatizzazione dovrebbe offrire comfort a tutte le forme e dimensioni del corpo in tutte le possibili zone climatiche, dal nord Europa alla lontana Cina.

Laboratorio di prova per lo sviluppo di sistemi di climatizzazione efficienti

Il reparto di sviluppo ŠKODA dispone di strutture di prima classe per lo sviluppo di impianti di climatizzazione completi. Da maggio 2019 l'azienda dispone di quattro camere climatiche con temperature comprese tra -40 °C e +60 °C.

 

"Per i nostri scopi, di solito impostiamo la temperatura all'interno della camera a 40 gradi", spiega Jan Hrnčíř, coordinatore per lo sviluppo della climatizzazione. "L'efficienza dell'impianto di climatizzazione viene verificata mediante test standard a discesa. Possiamo impostare le lampade fluorescenti per simulare un sole che brucia a 1.000 W per m2, come nel deserto dell'Arizona. Monitoriamo il comfort dei passeggeri con l'obiettivo di raggiungere entro 20 minuti una temperatura di circa 25°C all'altezza della testa".

 

Affinché tutto funzioni veramente automaticamente senza che il conducente debba essere corretto, sia nel clima temperato della Svizzera o in Australia in fiamme, sono essenziali molti calcoli precisi, molta esperienza e test sui passeggeri. I singoli modelli ŠKODA hanno lo stesso sistema di climatizzazione, indipendentemente dal mercato. Solo il software è specifico della regione.

 

 "Distinguiamo tra paesi a clima mite e paesi a clima tropicale come l'India e la Cina. Qui le curve di avvio dei ventilatori sono più alte per ottenere un ricambio d'aria più intenso. Le auto in Europa reagiscono più lentamente", spiega Jan Hrnčíř.

Aria condizionata automatica: aerodinamica all'interno dell'abitacolo

Anche il reparto di sviluppo dell'aerodinamica e i suoi specialisti, che si occupano esclusivamente di aerodinamica interna, danno un contributo significativo alla progettazione di un nuovo impianto di climatizzazione. La maggior parte delle persone hanno probabilmente visto immagini di test in cui le linee di flusso più o meno ordinato intorno a un corpo. Quello che forse non sanno è che si presta sempre più attenzione all'aerodinamica interna. Qui, il flusso d'aria in cabina viene monitorato in quanto influisce non solo sul comfort dei passeggeri, ma sorprendentemente anche sulla sicurezza e l'acustica.

 

"Il giusto flusso d'aria assicura una buona visibilità dall'auto, scongela i finestrini in inverno e previene l'appannamento durante tutto l'anno", spiega David Svítil, coordinatore interno dell'aerodinamica. I computer aiutano anche a rilevare se un flusso d'aria provoca un ronzio sgradevole. I calcoli possono migliorare la progettazione e ridurre i tempi di sviluppo e i costi dei test. Quello che un tempo richiedeva mesi, ora può essere fatto in giorni.

"Quando si progetta un nuovo veicolo, collaboriamo con il reparto progettazione per distribuire i vari componenti del sistema di ventilazione", dice David Svítil. "Per esempio, la SCALA e la KAMIQ hanno a bordo schermi di infotainment montati in alto, quindi i ventilatori dovevano essere abbassati al centro del cruscotto. Con l'aiuto di simulazioni al computer, siamo stati in grado di progettarle immediatamente in modo che il flusso d'aria nella cabina sia il più piacevole possibile", spiega l'aerodinamico.

 

Nella cabina virtuale di un futuro veicolo, la direzione e la velocità dell'aria saranno monitorate tenendo conto della quantità di aria fornita e dell'acustica. "Non solo i ventilatori possono essere una fonte di rumore. L'aria è udibile anche quando scorre attraverso strette fessure, nota David Svitil.

 

L'intero sistema, compresa la forma dei componenti di distribuzione e delle aperture di ventilazione, è abbinato. I calcoli vengono poi verificati con prove in camera climatica e su strade normali. Nemmeno la migliore camera climatica può sostituire le prove pratiche.

 

"La camera ci mostra le prestazioni complessive e l'efficienza del sistema di ventilazione, ma non può simulare la configurazione del software. Questo è qualcosa che dobbiamo studiare per migliaia di chilometri nelle mattine fredde, nei giorni caldi e nelle giornate mutevoli e piovose", aggiunge Jan Hrnčíř.

Prima il condizionatore d'aria, poi un prototipo.

In pratica, prima della realizzazione del primo prototipo viene testato un nuovo sistema di ventilazione. Questi test vengono effettuati con vetture praticamente indistinguibili dall'esterno da una vettura di serie, ma che nascondono la tecnologia da sviluppare all'interno.

 

"Guidiamo nelle regioni polari e nel deserto. Ovviamente questi sono estremi", dice Jan Hrnčíř "Gli ambienti alpini in primavera e in autunno sono aree di prova ideali per il funzionamento automatico. Questo può essere in una situazione in cui è gelido all'esterno, ma i duri raggi solari riscaldano l'interno. Questa è la situazione più complicata per il sistema di controllo. Con l'aiuto di vari sensori, il sistema di ventilazione deve regolare correttamente la portata e la temperatura sia per i piedi che per la testa, in modo che gli occupanti del veicolo si sentano a proprio agio e le impostazioni non debbano essere modificate".

Aria condizionata: di lusso o standard?

L'aria condizionata ha cessato di essere un lusso molto tempo fa. Ad esempio, per quanto riguarda ŠKODA, tutte le cabine FABIA sono dotate di serie di aria condizionata, mentre il nuovo impianto di climatizzazione automatica Climatronic a doppia zona.

Nei modelli di fascia alta, come KODIAQ e SUPERB, si ottiene anche Climatronic a tre zone, con comandi separati per i passeggeri sui sedili posteriori. Non si tratta di un lusso superfluo, come testimonia chiunque abbia avuto dei disaccordi sulla temperatura interna sulla via del mare per le vacanze estive. La climatizzazione a tre zone aiuta a evitare che i genitori siano immersi nel sudore sotto il grande parabrezza senza far starnutire i bambini nella schiena con il freddo.

 

Il moderno sistema automatico di climatizzazione automatica attiva e disattiva automaticamente il ricircolo interno in risposta all'inquinamento atmosferico. Pochi sanno che Climatronic è quasi sempre in modalità di ricircolo. ŠKODAs come OCTAVIA e KAROQ offrono Air Care, una funzione che impedisce automaticamente all'aria contaminata negli agglomerati urbani o in ambienti polverosi di entrare in auto. Un vantaggio secondario è il filtraggio dell'aria della cabina, perché l'aria passa attraverso il filtro della cabina anche quando la modalità di ricircolo è attiva. Il sensore di umidità blocca l'improvvisa nebulizzazione del vetro. Il sistema tiene conto anche della necessità di ventilare con aria fresca in modo che gli occupanti non si trovino troppo a lungo in un ambiente chiuso. Mescola l'aria esterna e interna quando e quando le condizioni lo consentono.

Nella moderna climatizzazione automatica, ci sono molti più sensori al lavoro. Essi controllano la temperatura e l'umidità esterna ed interna, la pressione del sistema e le impostazioni del compressore. Anche il sensore di luce solare è importante in quanto è in grado di rilevare non solo l'intensità, ma anche la direzione dei raggi solari. Regola di conseguenza la temperatura dell'aria per il lato destro e sinistro dell'auto. Il controllo automatico del clima è molto più vantaggioso per gli utenti di quanto sembri.

Nuove possibilità con le auto elettriche

Un'altra ragione dell'elevato standard di progettazione e collaudo del sistema di ventilazione di ŠKODA è che a partire dal 2019 ŠKODA non si affiderà più alle unità assemblate del gruppo. Nell'ambito del progetto INDIE 2.0, ŠKODA sta sviluppando una piattaforma modificata che comprende non solo il telaio e la trasmissione, ma anche il sistema di ventilazione. Questo pone nuove esigenze al reparto sviluppo. "Dal punto di vista del progettista, c'è una differenza di sviluppo tra l'adattamento di un pezzo finito e lo sviluppo di un pezzo completamente nuovo", dice Jan Hrnčíř.

 

Un altro cambiamento importante è lo sviluppo delle auto elettriche. Finora, la ventilazione è stata un problema marginale di gestione dell'energia, in quanto utilizza il calore residuo del motore per il riscaldamento e raffredda essenzialmente in estate attraverso un sistema di condizionamento dell'aria. Con l'avvento dei veicoli elettrici, il sistema di ventilazione è diventato uno degli apparecchi elettrici più importanti del veicolo. Questo aumenta la pressione sull'efficienza del riscaldamento e del raffreddamento.

Raffreddamento prima di iniziare

Lo sviluppo è di grande importanza e questo cambiamento di paradigma apre nuove opportunità. Poiché un'auto elettrica elimina la necessità di azionare il motore per avviare l'impianto di climatizzazione, i futuri utenti di veicoli elettrici possono già aspettarsi un interno ben temperato al momento dell'imbarco. La situazione ideale sarebbe quella di raffreddare l'abitacolo mentre il veicolo è collegato alla stazione di ricarica.

 

Con le auto elettriche, i progettisti presteranno molta più attenzione all'acustica. Finora, il rumore principale nella cabina è stato causato dal motore e dall'aerodinamica. Nei veicoli elettrici particolarmente silenziosi, vengono alla ribalta dettagli come il rumore del flusso d'aria e il ronzio del ventilatore. "I modelli al computer sono di grande aiuto per noi, perché scoprono esattamente dove possono verificarsi turbolenze indesiderate. Con queste conoscenze, possiamo rivedere il design delle aperture di ventilazione", dice Jan Hrnčíř. Questo è esattamente ciò su cui sta lavorando attualmente il reparto sviluppo. Vedremo i primi risultati in ŠKODA VISION iV nel 2020.

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