I vantaggi di una gestione efficiente del calore
I motori della auto e i sistemi ausiliari generano un'enorme quantità di calore che deve essere eliminata per garantire il buon funzionamento. Il condizionamento dell'aria e il controllo climatico sono una parte importante del sistema di gestione termica di qualsiasi veicolo. Una gestione termica intelligente può ridurre il bisogno di un raffreddamento alimentato e allo stesso tempo garantire che il motore funzioni in modo efficiente, entrambe queste cose riducono le emissioni correlate. Numerose innovazioni da parte del progetto TIFFE ("Thermal systems integration for fuel economy"), finanziato dall'UE, hanno ridotto significativamente i costi del sistema di gestione termica e hanno incrementato l'economia del carburante del 15%. Gli scienziati si sono concetrati su quattro elementi chiave. Sono stati disegnati cicli di condizionamento dell'aria separati per trasferire la potenza di raffreddamenteo ed espellere il calore. Questo aiuterebbe a mantenere un comfort termico anche quando il motore è spento, riducendo il bisogno di riavviare il motore nei veicoli stop e start e ibridi. Un sistema di rigetto di calore a livello duale ha permesso l'eliminazione separata del calore ad alta e bassa temperatura. Il primo viene in gran parte dal calore di scarico del motore mentre il secondo funziona per raffreddare localmente i sistemi ausiliari del veicolo. L'eliminazione del calore a temperatura duale ha migliorato l'efficienza del motore e della combustione e dei sistemi ausiliari. Un design innovativo dello scambiatore di calore e nuovi refrigeranti a base di nanofluidi insieme a una parte anteriore più aerodinamica completano il sistema termico integrato del veicolo. I ricercatori hanno sviluppato un semplice strumento di impatto ambientale Excel per valutare il consumo aggiuntivo realistico di carburante dovuto al raffreddamento e al riscaldamento dell'abitacolo. Hanno confrontato diversi sitemi di condizionamento dell'aria nel corso di un anno utilizzando dati meteorologici dettagliati e risultati di simulazioni in un algoritmo di interpolazione basato su uno scenario di guida settimanale di un utente specifico. Il sistema TIFFE ha superato quelli di riferimento. La tecnologia è stata presentata e convalidata in due prototipi, un'auto passeggeri diesel con funzione stop e start e un veicolo commerciale leggero diesel. La gestione dell'energia termica a bordo sta rapidamente diventando un fattore critico per ridurre le emissioni di biossido di carbonio. TIFFE ha fornito una soluzione integrata con risultati dimostrati.
Parole chiave
Gestione termica, consumo di carburante, condizionamento dell'aria, sistemi ausiliari, rigetto di calore, calore di scarto del motore, scambiatore di calore, refrigeranti, nanofluidi, algoritmo di inerpolazione, prototipi
