He calculado algunas cifras reales. Basado en el hecho de que el combustible tiene una energía equivalente a aproximadamente 10kwh por litro (un poco más para el diesel, un poco menos para la gasolina y mucho menos para el gas GLP) y el hecho de que el motor de gasolina tiene solo un 33% de eficiencia y el diesel es aproximadamente Con un 40% de eficiencia en la conversión de energía de combustible en energía mecánica, podemos calcular el combustible requerido para hacer funcionar el aire acondicionado. Aunque un compresor de aire acondicionado puede consumir 7500 vatios cuando el motor está funcionando a 6000 rpm, en el mundo real funcionará a un promedio de menos de 2000 rpm produciendo aproximadamente 1500 vatios, o 1.5 kwh en una hora. Pero en el mundo real, es probable que solo se ejecute durante aproximadamente el 20% del tiempo (dependiendo de los puntos 1-9 a continuación), así que digamos 0.3 kwh de demanda por hora. Esto necesitará, digamos, 1 kwh de combustible cada hora (con aproximadamente un 35% de eficiencia mecánica). Esto se traduce en aproximadamente 0.1 litro de combustible. Entonces, si está conduciendo a, digamos, 100 kph (62 mph) en un vehículo que le da 12.5 km por litro, (aproximadamente 30 USmpg, 35 impmpg) consumirá aproximadamente 8 litros de combustible para mover el automóvil más aproximadamente 0.1 litros a enfriar el auto. Esto es aproximadamente 1%. Entonces, muy aproximadamente, y calculado para una condición específica, el consumo de un automóvil con 12.5kpl sin aire acondicionado obtendrá aproximadamente 12.4 kpl con aire acondicionado.
Existen múltiples consideraciones al evaluar el efecto del aire acondicionado en el consumo de combustible.
Pero para aquellos que no están dispuestos a leer todo este artículo, la respuesta es que en climas fríos prácticamente no hay efecto y en climas cálidos / húmedos solo hay un efecto moderado en el consumo de combustible y con todas las otras cosas que afectan el consumo de combustible, usted Por lo general, será muy difícil notar cualquier efecto. Sigue leyendo para entenderlo correctamente.
Para responder a la pregunta relativamente simple “¿cuál es el efecto del aire acondicionado en el consumo de combustible”, realmente necesita conocer los detalles de la situación y comprender cómo funciona todo el proceso.
Primero, comprenda cómo funciona un aire acondicionado. El aire acondicionado de un automóvil es esencialmente un refrigerador donde el compresor eleva la presión y la temperatura del gas refrigerante inmediatamente antes de enfriarlo y condensarlo en un intercambiador de calor (radiador) desde donde el líquido condensado pasa a través de otro intercambiador de calor donde se evapora nuevamente. enfriando así el aire que pasa a través del radiador. El aire enfriado pasa a la cabina del vehículo. (los mecanismos siguen la ley básica de gases PV = nRT – este no es el lugar para discutir la termodinámica)
Los factores que afectan el consumo de combustible incluyen: –
1. Tamaño del compresor
2. RPM del motor / compresor
3. Tamaño / eficiencia del motor del vehículo.
4. Tamaño / ventanas / aislamiento del vehículo
5. Humedad del aire exterior.
6. Temperatura del aire exterior y del sol.
7. Temperatura / humedad del aire deseado dentro
8. Ya sea en recirculación o no
9. Diseño del sistema para control de humedad a alta temperatura.
1. El tamaño del compresor depende de varios factores. Es probable que un automóvil grande y más caro tenga un compresor más grande. Es probable que un automóvil de lujo tenga un compresor más grande. Un automóvil diseñado o comercializado en un país cálido probablemente tenga un compresor más grande. Entonces, por ejemplo, es probable que un Mercedes S-class tenga un compresor más grande que un Fiat 600. Un Holden (versión australiana de General Motors) Astra vendido en el Territorio del Norte de Australia probablemente tendrá un compresor más grande que un Vauxhall (versión británica de General Motors) Astra vendido en Escocia.
2. El compresor Air Con es impulsado directamente fuera del motor, de la misma manera que el alternador es impulsado directamente fuera del motor, generalmente por una correa elastimer (goma y tela). Por lo tanto, tiene que acomodar un rango de revoluciones de 800rpm a 6000rpm (algunos vehículos operan fuera o dentro de este rango). Entonces, cuando funciona, el compresor puede tener una salida de 7,500 vatios (10 hp, 10 PS) a 6000 rpm, pero tal vez solo 750 vatios a 800 rpm. A una velocidad de crucero típica de un automóvil diésel moderno que funciona a aproximadamente 1.500 rpm, (70 mph, 110 km / h), el compresor podría generar unos 1500 vatios (2 hp). ¡Recuerde también que el compresor de aire acondicionado no funciona todo el tiempo y solo funciona bajo demanda! – ¡Incluso cuando se enfría activamente! Por lo tanto, un consumo medio de energía podría ser tan bajo como solo 100 vatios por hora en una hora.
3. Un motor grande en un automóvil potente será menos económico en la carretera, es decir, el consumo de combustible será bajo, por lo que el efecto del aire acondicionado será menos notable (a pesar de otros factores discutidos aquí). Por otro lado, un vehículo más eficiente con un motor pequeño y buena aerodinámica, verá un efecto significativamente mayor del aire acondicionado. Por ejemplo, un viejo y pesado Holden con motor V8 pesado con mala aerodinámica, probablemente tiene un alto consumo de combustible sin aire acondicionado y, aunque este gran motor ineficiente también impulsa la unidad de aire acondicionado, el consumo debido al compresor será pequeño en comparación con el combustible requerido para mover el auto
4. La cantidad de calor que se gana en el automóvil (o “frío” perdido) está influenciada por muchos factores. Una carrocería de vehículo grande, como un transportador de personas (¿”minivan” en americano?) Tendrá una pérdida de enfriamiento mucho mayor que un coupé deportivo. La superficie total de la cabina de pasajeros, el tamaño del área de la ventana, el aislamiento en las puertas y paneles, el tamaño y la pendiente del parabrisas (responsable de la mayor parte de la luz solar directa en un automóvil) influirán en la cantidad de frío perdido . Por ejemplo, un vehículo de pasajeros Toyota Previa de 7 plazas tiene muchas ventanas y un parabrisas inclinado plano y perderá una cantidad mucho más fresca que, por ejemplo, un coupé deportivo Mazda MX5 que tiene una cabina de 2 plazas y un parabrisas casi vertical. Un moderno y lujoso Mercedes S Class probablemente tendrá más aislamiento que un Renault Megan.
5. La humedad (o humedad relativa) del aire exterior influirá en la demanda de aire más que la temperatura (a pesar de la recirculación). La comodidad humana se ve más afectada por la cantidad de agua en el aire, o más exactamente, la cantidad de agua que el aire aún puede retener (medida por la humedad relativa), que simplemente por la temperatura del aire. Se extrae más calor del aire para eliminar el vapor de agua que simplemente para enfriar el aire. Entonces, por ejemplo, la demanda de aire acondicionado de un automóvil que conduce en Darwin (Territorio del Norte Australia), a 33 grados y 99% de humedad relativa es mayor que la demanda de un automóvil que conduce en Las Vegas (Nevada, EE. UU.) A 42 grados y 25% humedad relativa.
6. Cuanto más caliente sea el aire exterior, mayor será la demanda del aire acondicionado para producir una zona de confort dentro de la cabina. Además, la cantidad de luz solar que ingresa a la cabina aumentará la demanda de aire acondicionado. El sol de arriba puede inducir menos demanda de aire acondicionado que la luz del sol a, digamos, 30 grados hacia la vertical, ya que entrará más calor radiante en la cabina. Como se indicó anteriormente, la demanda inducida por la luz solar será mayor si el parabrisas es grande y tiene una pendiente relativamente plana, y la demanda variará según la dirección de conducción (conducir hacia el norte en Australia inducirá una mayor demanda en el aire acondicionado).
7. La temperatura del aire en el interior, elegida por comodidad, afecta la demanda hecha en el aire acondicionado. Por ejemplo, si la temperatura del aire exterior es de 30 grados, usará mucha más energía para bajar la temperatura a 20 grados que para conformarse con 26 grados (a pesar de la humedad). Las pérdidas de frío de la cabina serán significativamente menores a 26 grados que 20 grados y la energía requerida para mantener una temperatura de cabina de 20 grados será aproximadamente 5 veces la energía requerida para mantener 26 grados. La luz solar y la dirección del viaje también afectarán la demanda de aire acondicionado. Cuando el sol brilla en la cara o el cuerpo, se requiere más aire frío del aire acondicionado.
8. Una vez que el aire exterior está más caliente que la temperatura del aire interior deseada, la recirculación de parte del aire de la cabina más fría induce menos demanda en el aire acondicionado que la operación de una sola vez. Y una vez que se ha extraído la humedad del aire en la cabina, es más eficiente recircular parte de este aire seco en lugar de reemplazarlo con aire recién deshumidificado. Sin embargo, en condiciones de baja humedad y temperatura exterior relativamente baja, especialmente cuando la luz solar es la principal fuente de calor dentro de la cabina, el aire directo directo puede inducir una menor demanda en el aire acondicionado.
9. La mayoría de los sistemas modernos de aire acondicionado para automóviles están diseñados para deshumedecer el aire, a pesar de que el aire exterior puede ser más frío que la temperatura de cabina deseada. Por lo tanto, el aire se enfría y se deshumedece y luego se vuelve a calentar. Esto es especialmente útil para mantener las ventanas libres de condensación cuando llueve. Esto inducirá demanda en el sistema de aire acondicionado incluso cuando el aire exterior sea perfectamente cómodo sin acondicionamiento. Tenga en cuenta que el sistema puede estar funcionando incluso cuando cree que está “apagado”. No será suficiente simplemente configurar la temperatura deseada por encima de la temperatura exterior para apagarla. A menudo, el aire acondicionado está “encendido” todo el tiempo a menos que el conductor lo active activamente a “apagado” o “Eco” (o cualquier palabra / marca apague el compresor)
Aquí hay unos ejemplos.
1. En Australia, hay tractoras muy grandes (p. Ej., Volvo FH16) que arrastran unos 6 vagones grandes llenos de productos mineros. La cabina de estas unidades es relativamente pequeña, con un parabrisas casi vertical. El requisito de tracción mecánica es muy grande. Trabajando en el desierto del Territorio del Norte, Australia, a pesar de que el “Tren de carretera” se encuentra en un ambiente caluroso, el efecto del aire acondicionado en el consumo de combustible es insignificante.
2. Un Mercedes CLS 2.2 litros doble turbo diesel coupé tiene un motor económico y una forma aerodinámica resbaladiza, pero también un parabrisas inclinado plano y una luneta trasera inclinada plana. Sin aire acondicionado 4.7 l / 100 km (60 impmpg, 50 USmpg) a 100 kph (62 mph). Es probable que el efecto del aire acondicionado mientras se conduce en la autopista Stuart Highway cerca de Darwin, NT Australia, a fines de enero (33 grados, 99% de humedad relativa) sea muy significativo.
3. Un Vauxhall Astra 1.4 conduciendo el M6 en el norte de Inglaterra en un día de primavera (18 grados, baja humedad) a 70 mph. Incluso con el aire acondicionado “Encendido” habrá una demanda insignificante y el compresor puede que nunca arranque. Por lo tanto, no habrá un efecto significativo de encender el aire acondicionado.
4. Un vehículo de pasajeros Toyota Previa, con siete personas sentadas adentro, conduciendo a 40 mph en caminos rurales a través de fuertes lluvias en el norte de Francia, donde la temperatura exterior es de 23 grados y la temperatura interior es de 23 grados, probablemente generará una gran demanda de aire acondicionado. sistema que resulta en un aumento significativo en el consumo de combustible.
¡Bien hecho si lees todo esto! Espero que entiendas y puedas aplicar a tu propia situación particular.