Principio di funzionamento dell'evaporatore del climatizzatore automobilistico
Innanzitutto, il tipo di evaporatore
L'evaporazione è il processo fisico mediante il quale un liquido si trasforma in gas. L'evaporatore del sistema di climatizzazione del veicolo è contenuto all'interno dell'unità HVAC e favorisce la vaporizzazione del refrigerante liquido tramite un ventilatore.
(1) Principali tipi di struttura dell'evaporatore: tipo tubolare, tipo tubolare, tipo a cascata, flusso parallelo
(2) Caratteristiche dei vari tipi di evaporatore
L'evaporatore a palette è composto da un tubo tondo in alluminio o rame ricoperto da alette in alluminio. Le alette in alluminio sono a stretto contatto con il tubo tondo grazie a un processo di espansione del tubo.
Questo tipo di evaporatore a palette tubolari ha una struttura semplice e una lavorazione agevole, ma l'efficienza di trasferimento del calore è relativamente bassa. Data la facilità di produzione e il basso costo, i modelli più vecchi, pur essendo di fascia bassa, sono ancora in uso.
Questo tipo di evaporatore è realizzato saldando un tubo piatto poroso e una striscia di alluminio a serpentina per il raffreddamento. Il processo è più complesso rispetto a quello del tipo tubolare. Sono necessari materiali compositi a doppia faccia in alluminio e tubi piatti porosi.
Il vantaggio è che l'efficienza del trasferimento di calore è migliorata, ma lo svantaggio è che lo spessore è elevato e il numero di fori interni è alto, il che può facilmente portare a un flusso irregolare del refrigerante nei fori interni e ad un aumento delle perdite irreversibili.
L'evaporatore a cascata è la struttura attualmente più diffusa. È composto da due piastre di alluminio che vengono lavate in forme complesse e saldate insieme per formare un canale per il refrigerante. Tra ciascuna coppia di canali combinati sono presenti alette ondulate per la dissipazione del calore.
I vantaggi sono l'elevata efficienza di trasferimento del calore e la struttura compatta, ma la lavorazione è più difficile, il canale è stretto e si rischia di intasarsi.
L'evaporatore a flusso parallelo è un tipo di evaporatore comunemente utilizzato al giorno d'oggi. È stato sviluppato sulla base della struttura dell'evaporatore a tubi e nastri. Si tratta di uno scambiatore di calore compatto composto da una doppia fila di tubi piatti porosi e alette lamellari.
I vantaggi includono un elevato coefficiente di scambio termico (con un aumento di oltre il 30% della capacità rispetto agli scambiatori di calore tubolari), peso ridotto, struttura compatta, minore quantità di refrigerante da caricare, ecc. Lo svantaggio è che la distribuzione uniforme del refrigerante bifase gas-liquido tra ciascun tubo piatto è difficoltosa, il che influisce sullo scambio termico e sulla distribuzione del campo di temperatura.
