Quanta potenza assorbe il Clima? Ripassiamo Fisica!

[Carminetor74]

Da un po' di tempo volevo affrontare questo argomento che mi arrovellava e che spesso e' stato trattato marginalmente in alcuni Post...
Va da se, che i dati ed i risultati ottenuti, sono da considerarsi del tutto empirici e ricavati da calcoli e deduzioni, tratte da semplici formule di fisica... e come tali, reperibili su parecchi testi scolastici e non...
Per tale motivo, le troppe variabili in gioco non permettono un dato "CERTO" ma un indizio ed un'idea di quanto possa influire negativamente sulle prestazioni, il funzionamento del nostro tanto amato e tanto odiato... Climatizzatore.

L'idea mi era balenata in testa quest'estate... nel momento in cui ho notato che all'accensione del Clima... il Board Computer segnava consumi che balzavano da circa 0,7 litri/h ad oltre 1,1 litri/h!

Essendo la mia GTC a benzina... e sapendo che il Potere Calorifico medio di tale combustibile, si aggira attorno a 43.000 Kjoule/kg ecco che con un po' di intuizione, si puo' calcolare la potenza necessaria al funzionamento del clima:

43.000 Kjoule/kg equivalgono a 43 Milioni di joule di energia, ricavabili da un kg di benzina: niente male!!!
Peccato che quando andiamo a fare rifornimento, non lo calcoliamo in kg... ma in litri!
Per chi non lo sapesse, un litro di benzina pesa circa 0,74 kg, al contrario dell'acqua che a pari volume, pesa 1 kg...

Tenendo in considerazione cio'... il potere calorifico relativo ad un litro di benzina, sara' pertanto di circa 31.820.000 Kjoule (43.000.000 x 0,74).

Sapendo che il consumo al minimo, con clima acceso, balza da 0,7 a 1,1 litri/h, possiamo dedurre che il solo clima acceso, assorba 0,4 litri/orari (1,1 – 0,7 litri/h).

Ora abbiamo: il potere calorifico relativo ad un litro di benzina (31.820.000 joule)... abbiamo la quantita' di litri consumati dal clima nell'unita' di tempo (0,4 litri/h)...

Percio': moltiplicando i due valori avremo quanta energia sara' assorbita dal clima acceso in un'ora!

31.820.000 joule x 0,4 litri/orari = 12.728.000 joule/h.

Ma a noi interessa la potenza! Che nel S.I. e' espressa in Watt...

1 Watt equivale ad 1 joule sviluppato in 1 secondo: 1 W = J/s

Sappiamo che in un'ora il nostro Climatizzatore sviluppa 12.728.000 joule e che un'ora e' composta da 3.600 secondi; pertanto la potenza sara':
12.728.000/ 3.600 = 3.536 Joule/s ovvero 3.536 Watt

3.536 watt equivalgono a 4,8CV!

Conclusioni:

Come precedentemente sottolineato, tale risultato e’ da considerarsi puramente teorico!
Il fatto che il consumo carburante aumenti in media di 0.4 litri/ora con clima acceso, non da’ la certezza che tale assorbimento sia da attribuire esclusivamente al consumo del clima.
Puo’ essere che la distribuzione faccia perdere gran parte dell’energia trasmessa… ad esempio tramite sistema cinghia/pulegge e questo puo’ influire negativamente sulla precisione del risultato.
Atro fattore da non trascurare e’ che il potere calorifico, puo’ variare enormemente in base al procedimento di raffinazione della benzina e dagli additivi in essa contenuti…
Detto questo, presumo che tra dispersioni di energia ed altri fattori esterni, la potenza assorbita dal climatizzatore sia ben al di sotto del risultato ottenuto e si attesti attorno ai 2,4 - 3CV

[ColinMcDan]

Mamma mia.... mi tornano in mente i primi due anni delle superiori... che incubo!

Molto interessante comunque Carm!

[Railroad]

Interessante carmi, ma volevo farti alcune domande.

- Ti fidi così tanto del tuo cdb?
- Tu hai immesso dei dati circa il potere calorifico del combustibile (in questo caso la benzina): ora non ho niente che mi conferma quei dati, ma vado in piena fiducia.
Quello che volevo chiederti: i dati si riferiscono ad un sistema di potere calorifico superiore o inferiore? Questo perchè nella combusitone non si sfrutta tutto il potere calorifico che la benzina può dare...

[nirva]

complimenti per il lavoro carminetor! per lo sbattimento e per i calcoli, ma mi sembrano un pò pochi solo 3cv in meno

[Carminetor74]

@ Railroad
Bravo... altra interessante deduzione: la dubbia precisione del CdB...
Il potere calorifico della benzina l'ho trovato su un vecchio libro di Tecnica e si riferisce al potere calofirico "medio"... Come vedi, i fattori in gioco son troppi, per avere un dato certo!

@ Nirva
3CV non penso siano poi pochi per un climatizzatore (un condizione da casa da 9.000 btu consuma meno!)... penso che 3CV siano piu' verosimili dei 4,8CV formulati. Poi tutto puo' essere

[viper_26]

bella spiegazione ! ma mi domando allora una vecchia auto quati cv ciuccia

[ruffo73]

Complimenti per i calcoli, aggiungo 2 considerazioni di contorno di cui tenere conto:

• il calcolo è effettuato utilizzando come punto di partenza il consumo al minimo dove penso il climatizzatore non lavora a massimo carico

• va considerata la temperatura ambiente in cui stava lavorando il clima, paradossalmente se la temperatura interna ed esterna fosse 20 °C il calcolo effettuato sarebbe l'assorbimento di potenza a vuoto

Io avevo fatto la seguente prova empirica, sempre basata sui dati del CB:
percorso di 60km di autostrada pianeggiante
cruise settato a 120km
temperatura esterna di 28 gradi
temperatura interna settata a 22 gradi
La differenza di consumo medio tra i 30 km con il clima acceso e i 30 senza è stata di 1 km/l che non mi è sembrato poco.
Chiaramente non è una prova precisa ma da comunque un'idea
ciao

[martim]

Confermo i calcoli... il clima assorbe effettivamente circa 5 CV ...

[Carminetor74]

il calcolo è effettuato utilizzando come punto di partenza il consumo al minimo dove penso il climatizzatore non lavora a massimo carico[/list]

• va considerata la temperatura ambiente in cui stava lavorando il clima

Wait a moment:
Il climatizzatore lavora sempre a carico costante...
La differenza di temperatura non e' data da una variazione di potenza del clima, bensi' dalla miscelazione di aria raffreddata dal clima stesso con aria calda; quindi non esiste consumo "minimo" e "massimo" del clima.
Detto questo, anche mettendo che il clima porti effettivamente ad una differenza di 1 km/litro su ciclo autostradale a velocita' costante...
Dubito che si possa da tale dato estrapolare il consumo del Climatizzatore.

[vittocecco]

Il fatto che il consumo carburante aumenti in media di 0.4 litri/ora con clima acceso, non da’ la certezza che tale assorbimento sia da attribuire esclusivamente al consumo del clima.

E perché?

Puo’ essere che la distribuzione faccia perdere gran parte dell’energia trasmessa… ad esempio tramite sistema cinghia/pulegge e questo puo’ influire negativamente sulla precisione del risultato.

La distribuzione, quella "vera" (gli alberi a cammes) sono sempre in funzione... se invece intendi il trasferimento di moto dal motore al compressore... anche quelle pulegge sono sempre in funzione. Infatti è la sola puleggia del compressore che gira "folle" sul suo albero quando il clima è disattivato...

Atro fattore da non trascurare e’ che il potere calorifico, puo’ variare enormemente in base al procedimento di raffinazione della benzina e dagli additivi in essa contenuti…

Vero... ma visto che uno dei pochi dati certi che si hanno è quello dell'utilizzo della stessa benzina durante la prova (quindi con lo stesso potere calorico), credo che questa variazione debba considerarsi "minima"...

Detto questo, presumo che tra dispersioni di energia ed altri fattori esterni, la potenza assorbita dal climatizzatore sia ben al di sotto del risultato ottenuto e si attesti attorno ai 2,4 - 3CV

Come detto precedentemente... perché "scindi" le due cose? Quali sono i fattori esterni che vuoi escludere? Il maggior consumo istantaneo (che hai usato nei calcoli) lo ottieni con l'esclusivo inserimento del compressore (e dell'altra ventola).
In ogni caso, se lo scopo finale è "sapere" quanto "costa" accendere il clima in auto, è giusto considerare tutti gli annessi e connessi relativi al suo funzionamento.

Volendo si potrebbe fare una prova sui rulli...

[Carminetor74]

Ciao, Vittoce'! Sai che quando ho aperto il Topic, ti ho pensato? Sono felice che tu sia intervenuto!
Non faccio un "Riporta" perche' verrebbe un casino... Comunque:
Per quanto riguarda la distribuzione... intendevo ovviamente quella che si attiva per avviare il Climatizzatore; e che sicuramente "ruba" u po' di potenza, causa attriti.

Sul fatto che le variazioni di potere calorifico siano "minime"... concordo; ma non abbiamo un dato certo, anche se riportato sui libri di testo.

Non ho scisso le due cose (dispersioni e fattori esterni, ndr)... semplicemente prendo in considerazione che ci siano troppe forze in gioco difficili da quantificare.

Lo scopo finale del topic e' (come dicevo all'apertura dello stesso), puramente per curiosita' e piu' che per valutare il costo del funzionamento del clima, era improntato sul calo conseguente di prestazioni.

[vittocecco]

Ciao, Vittoce'! Sai che quando ho aperto il Topic, ti ho pensato? Sono felice che tu sia intervenuto!

... Lo scopo finale del topic e' (come dicevo all'apertura dello stesso), puramente per curiosita' e piu' che per valutare il costo del funzionamento del clima, era improntato sul calo conseguente di prestazioni.

Perfetto. Allora vale tutto quello che ho detto prima... le cose che variano all'accensione del clima sono:
- funzionamento del compressore (le altre pulegge sono sempre in rotazione) e conseguente maggior sforzo del motore
- funzionamento della ventola supplementare davanti al condensatore del clima e conseguente maggior carico sull'alternatore, quindi maggior resistenza alla rotazione opposta dallo stesso.
Queste sono le cose che riducono le prestazioni quando il clima è in funzione...
Non scherzavo quando paventavo l'idea di una prova sui rulli...

[Carminetor74]

Si, e' l'unica cosa a cui ho dimenticato di rispondere...
Sarebbe curioso testarlo per avere la prova del nove!

[Ospite]

comunque si sente il calo all accensione del clima

[Carminetor74]

Martim... tu che da la' sopra hai confermato i calcoli; dicendo che l'assorbimento in effetti si attesta a 5CV... dacci qualche ulteriore info!

[vittocecco]

Martim... tu che da la' sopra hai confermato i calcoli; dicendo che l'assorbimento in effetti si attesta a 5CV... dacci qualche ulteriore info!

Dimenticavo... di sicuro l'efficienza di un clima da casa (alimentato a 220 V) è senz'altro più elevata di quello da vettura...

[wimax]

E' un discorso che affrontammo già prima dell'estate no ? In effetti era mischiato ad altre cose, tanto è vero che ci splittarono il mega-topic .

Nulla da dire sul calcolo dell'esimio Carminetor tuttavia, a mio avviso, l'assorbimento del solo compressore rimane una questione di natura accademica.
Per il corretto funzionamento del climatizzatore, manovellismi, trasmissioni varie etc. sono tanto inevitabili quanto inutili dal punto di vista dell'efficienza totale. Globalmente però costituiscono il "sistema climatizzatore" che quindi...dai conti fatti...può portarsi via anche 5 CV. Sembra poco, ma se non sbaglio siamo oltre i 3,5 KW !

[Astry]

potrebbe assorbire anche 10 cv, ma secondo me: quando non se ne può fare a meno come è successo questa estate, ci ricordiamo che si tratta di una sacrosanta invenzione.

[bleckmamba]

che e un invenzione utilissima sono d'accordo, ma ci vorrebbe qulcosa per fargli consumare meno cav, sulla mia anche i 3-4 cv in meno si sentono e come, sembra di aver attaccato un semirimorchio

[vittocecco]

che e un invenzione utilissima sono d'accordo, ma ci vorrebbe qulcosa per fargli consumare meno cav, sulla mia anche i 3-4 cv in meno si sentono e come, sembra di aver attaccato un semirimorchio

Se non erro... alcuni additivi anti attrito si possono introdurre (in minima quantità), all'interno del compressore... per ridurre leggermente gli attriti interni (appunto)...
Ovviamente il risparmio in termini di cv assorbiti, se ci sarà, sarà minimo...

Edit: Confermo che l'[I links sono riservati agli utenti registrati. Registrati!Ti aspettiamo!] si può aggiungere al compressore... almeno così è riportato...