O sistema de ar condicionado é crucial para o gerenciamento térmico automotivo. Tanto motoristas quanto passageiros desejam conforto em seus veículos. Uma função essencial do ar condicionado automotivo é regular a temperatura, a umidade e o fluxo de ar dentro da cabine para criar um ambiente confortável para dirigir e viajar. O princípio fundamental do ar condicionado automotivo baseia-se no princípio termofísico da evaporação, que absorve calor, e da condensação, que libera calor, resfriando ou aquecendo a cabine. Quando a temperatura externa está baixa, o ar quente é insuflado na cabine, fazendo com que o motorista e os passageiros sintam menos frio; quando a temperatura externa está alta, o ar frio é insuflado na cabine, fazendo com que o motorista e os passageiros sintam ainda mais frio. Portanto, o ar condicionado automotivo desempenha um papel vital no conforto térmico da cabine e na satisfação dos passageiros.
1.1 Sistema de Ar Condicionado e Princípio de Funcionamento de Veículos Tradicionais a Combustível Os sistemas de ar condicionado de veículos tradicionais a combustível consistem principalmente em quatro componentes: evaporador, condensador, compressor e válvula de expansão. O ar condicionado automotivo compreende um sistema de refrigeração, um sistema de aquecimento e um sistema de ventilação; esses três sistemas compõem o sistema geral de ar condicionado automotivo. O princípio de refrigeração em veículos tradicionais a combustível envolve quatro etapas: compressão, condensação, expansão e evaporação. O princípio de aquecimento de veículos tradicionais a gasolina utiliza o calor residual do motor para aquecer o habitáculo. Primeiro, o líquido de arrefecimento relativamente quente do sistema de arrefecimento do motor entra no núcleo do aquecedor. Um ventilador sopra ar frio sobre o núcleo do aquecedor, e o ar aquecido é então insuflado no habitáculo para aquecer ou desembaçar os vidros. O líquido de arrefecimento retorna ao motor após sair do aquecedor, completando um ciclo.
1.2 Sistema de ar condicionado para veículos de nova energia e princípio de funcionamento
O modo de aquecimento dos veículos de novas energias difere significativamente do dos veículos tradicionais movidos a gasolina. Os veículos tradicionais a gasolina utilizam o calor residual do motor, transferido para o habitáculo através do líquido de arrefecimento, para elevar a sua temperatura. No entanto, os veículos de novas energias não possuem motor, pelo que não existe um processo de aquecimento acionado por motor. Consequentemente, os veículos de novas energias empregam métodos de aquecimento alternativos. Vários métodos de aquecimento do ar condicionado de veículos de novas energias são descritos abaixo.
1) Aquecimento por termistor com coeficiente de temperatura positivo (PTC): O principal componente de um sistema PTC é um termistor, aquecido por um fio de aquecimento, que converte diretamente energia elétrica em energia térmica. Os sistemas de aquecimento PTC (Potentially Transmitted Central) refrigerados a ar substituem o núcleo do aquecedor tradicional em veículos a gasolina por um aquecedor PTC. Um ventilador aspira o ar externo através do aquecedor PTC, aquece-o e, em seguida, distribui o ar aquecido para o habitáculo. Como consome eletricidade diretamente, o consumo de energia dos veículos de nova energia é relativamente alto quando o aquecedor está ligado.
2) Aquecedor de água PTCaquecimento: ComoAquecedor de ar PTCEm sistemas PTC refrigerados a água, o calor é gerado pelo consumo de eletricidade. No entanto, o sistema refrigerado a água primeiro aquece o fluido refrigerante com umAquecedor PTCApós o líquido de arrefecimento atingir uma determinada temperatura, ele é bombeado para o núcleo do aquecedor, onde troca calor com o ar circundante. O ventilador, então, direciona o ar aquecido para o habitáculo, aquecendo os assentos. O líquido de arrefecimento é novamente aquecido pelo aquecedor PTC, e o ciclo se repete. Este sistema de aquecimento é mais confiável e seguro do que os sistemas de arrefecimento a ar com PTC.
3) Sistema de ar condicionado com bomba de calor: O princípio de um sistema de ar condicionado com bomba de calor é o mesmo de um sistema de ar condicionado automotivo tradicional. No entanto, um sistema de ar condicionado com bomba de calor pode alternar entre aquecimento e resfriamento da cabine. Como o ar condicionado com bomba de calor não consome energia elétrica diretamente para aquecimento, sua eficiência energética é maior do que a dos aquecedores PTC. Atualmente, os sistemas de ar condicionado com bomba de calor já são produzidos em massa em alguns veículos.
Data de publicação: 01/12/2025
