Sistemul de aer condiționat trebuie privit ca un sistem care îmbunătățește siguranța activă totală a automobilului nu doar comfortul termic al ocupanților.
Discomfortul termic al conducătorului auto poate amplifica riscul producerii unui accident datorită pierderii concentrării și creșterii oboselii.
Sistemul de ventilare clasic, care utilizează doar aerul atmosferic pentru răcire/ventilație, nu poate satisfacecomfortul termic al conducătorului auto și al pasagerilor, din următoarele motive:
- aerul atmosferic poate avea o temperatură peste limita de comfort
- pe traseul de admisie aerul atmosferic este încălzit suplimentar
- utilizarea ventilatorului pe o viteză mare scade umiditatea sub valorile normale
Variația temperaturii în habitaclu după o oră de rulare (temperatura exterioară 30 grade, vreme însorită)
Cercetările în domeniu evidențiază că nivelul de concentrare al unei persoane scade datorită stresului. Căldura execesivă sau umiditatea redusă conduc la creșterea stresului asupra corpului. Temperatura optimă pentru conducătorului auto este între 20 și 22 °C.
Razele soarelui pot crește temperatura habitaclului cu peste 15 °C față de temperatura atmosferică, mai ales în zona capului. Pe lângă temperatura corpului, pulsul crește în intensitate. Respirația devine dificilă iar creierul primește mai puțin oxigen.
Studiile arată că o creștere a temperaturii de la 25 la 35 °C reduce concentrarea unei persoane și viteza de reacție cu aproximativ 20%. Conducerea automobilului în condiții de temperatură ridicată (35 °C) este echivalentă cu o concentrație de alcool de 0.5 ml.
Influența temperaturii din habitaclu asupra intensității stresului corpului uman
Sursa: VW
A: 20 – 22 °C
B: 23 – 35 °C
C: peste 35 °C
Sistemul de aer condiționat are rolul de a păstra temperatura și umiditatea aerului din habitaclu în parametrii optimi pentru a reduce sau elimina complet stresul asupra conducătorului auto și a pasagerilor. În acest mod contribuie la creșterea siguranței active generale, prin păstrarea concentrării și a vitezei de reacție a conducătorului auto.
Principiul de funcționare al sistemului de aer condiționat se bazează pe proprietățile fizice ale substanțelor. Mai multe substanțe au trei stări de agregare: solid, lichid și gazos. Trecerea dintr-o stare în alta depinde de presiunea și temperatura la care se află substanța respectivă.
De exemplu, apa (H2O) are trei stări de agregare. La presiune atmosferică, sub 0 °C este solidă, între 0 și 100 °C este lichidă și peste 100 °C este gaz. Trecere dintr-o stare în alta se face datorită transferului de căldură, după următoarele principii:
- o substanță absoarbe căldură când este transformată din lichid în gaz
- o substanță eliberează căldură când este transformată din gaz în lichid
- căldura se trasferă întotdeauna de la substanțele calde la cele reci
De reținut că punctul de fierbere (trasformare din lichid în gaz) al unei substanțe depinde de presiune. Din graficul de mai sus se poate observa că apa se evaporă la 100 °C la presiune atmosferică (1 bar). Dacă presiunea apei este de 2 bari punctul de fierbere crește la 120 °C. La 5 bari apa se evaporă doar la temperaturi de peste 150 °C.
Pentru trasferul căldurii, sistemele de aer condiționat utilizează o substanță specială numită agent frigorific:
R134a (CH2F-CF3)
1234yf (C3H2F4)
Aceste substanțe permit funcționarea ciclică a instalației de aer condiționat, preiau căldura prin vaporizare și cedează căldura prin condensare, la temperaturi apropiate de temperatura mediului ambiant.