Come funzionano i condizionatori d’aria e qual è l’effetto sull’ambiente?

Le onde di calore di tutto il mondo stanno diventando più lunghe e intense e la necessità di raffreddamento sta aumentando rapidamente, mettendo a dura prova le bollette di potenza ma sulle reti elettriche e sul pianeta. Con il 2024 l’anno più caldo registrato e il 2025 non molto indietro, l’aria condizionata non è più un lusso per molti: è un’ancora di salvezza.

Al Jazeera rompe come funzionano i condizionatori d’aria, traccia la storia del raffreddamento e offre consigli pratici sulla protezione dell’AC e sulla riduzione dei costi energetici.

Come funziona l’aria condizionata?

I condizionatori d’aria raffredda gli spazi interni spostando il calore dall’interno della casa all’esterno usando un fluido chimico chiamato refrigerante. Il processo inizia quando l’unità interna si disegna in aria calda dalla stanza e la passa sopra le bobine di evaporatore piene di refrigerante liquido a bassa pressione fredda. Mentre l’aria si muove attraverso le bobine, il refrigerante assorbe il calore ed evapora in un gas, raffreddando l’aria nel processo. Una ventola quindi fa soffiare l’aria raffreddata nella stanza.

Il refrigerante ormai scosso viaggia verso l’unità esterna, dove un compressore aumenta la sua pressione e temperatura. Nelle bobine del condensatore, il refrigerante rilascia calore all’aria esterna, tornando in un liquido. Il ciclo si ripete quindi.

Da quanto tempo sono stati i condizionatori d’aria?

Nel 1820, lo scienziato britannico Michael Faraday scoprì che la compressione e l’evaporazione dell’ammoniaca potevano raffreddare l’aria. È stata una prima svolta che ha gettato le basi per i moderni sistemi di refrigerazione e raffreddamento.

Nel 1830, il medico americano John Gorrie adottò un approccio pratico all’idea. Ha costruito una macchina in Florida che ha creato il ghiaccio e lo ha usato per raffreddare le stanze dell’ospedale, con l’obiettivo di curare i pazienti che soffrono di malattie tropicali.

L’era moderna dell’aria condizionata iniziò nel 1902, quando Willis Carrier, un ingegnere americano, progettò un sistema per controllare l’umidità e la temperatura su una stampa di stampa di New York. Sebbene destinato a rimuovere l’umidità, che provoca l’espansione e il contratto di carta e può cambiare i colori dell’inchiostro, l’invenzione del vettore è considerata il primo vero condizionatore d’aria.

Nel 1914, il primo condizionatore d’aria residenziale fu installato in una dimora di Minneapolis. Era enorme – all’incirca le dimensioni di un’intera stanza – e tutt’altro che conveniente per la famiglia media.

Nel 1931, gli ingegneri HH Schultz e JQ Sherman svilupparono la prima unità montata sulla finestra, rendendo il raffreddamento più accessibile per le singole stanze. Questa innovazione ha aperto la strada all’adozione delle famiglie nelle aree urbane.

Gli anni ’40 e ’50 hanno visto una rapida espansione nell’uso del condizionamento dell’aria. Dopo la seconda guerra mondiale, la crescita economica, la produzione di massa e i boom abitative suburbani hanno portato AC in case e uffici. Durante questo periodo, Freon (un clorofluorocarburo o CFC) ha sostituito i refrigeranti tossici come l’ammoniaca e il propano, rendendo i sistemi più sicuri, più compatti e più facili da installare.

Il sistema di mini-split fu sviluppato per la prima volta in Giappone alla fine degli anni ’50 come alternativa più efficiente alle unità di finestre voluminose e ai sistemi HVAC centralizzati. La sua innovazione chiave era un design senza condotto, che fornisce aria direttamente da un compressore esterno a un gestore d’aria interno, minimizzando la perdita di energia in genere causata da condotte.

Negli anni ’70 e ’80, mini-splits venivano utilizzati in tutta l’Asia e parti d’Europa e successivamente si espandevano in Nord America. La loro installazione flessibile ed efficienza energetica li rendevano ideali per edifici più vecchi in cui i condotti di retrofit erano costosi o poco pratici, nonché per i proprietari di case che cercano climatizzazione precisa, stanza per stanza. Questo è anche quando la tecnologia Inverter, che regola la velocità del compressore per aiutare a risparmiare energia, è stata sviluppata.

Negli anni ’90, l’aumento dei costi energetici e le crescenti preoccupazioni ambientali hanno portato i governi ad adottare standard di efficienza energetica per i sistemi di raffreddamento. In risposta, i produttori hanno introdotto compressori, termostati e progetti di sistema più efficienti per ridurre il consumo di elettricità. Durante questo periodo, la legge sull’aria pulita degli Stati Uniti è stata modificata per eliminare gradualmente il clorofluorocarburi (CFC). La loro sostituzione, idrofluorocarburi (HFC), come R-134A, ha guadagnato popolarità. Ma mentre gli HFC non danneggiano lo strato di ozono, sono potenti gas serra che contribuiscono in modo significativo al riscaldamento globale.

Gli anni 2000 hanno portato una nuova ondata di innovazione, con condizionatori d’aria che iniziano a integrare controlli digitali, sensori di movimento e termostati intelligenti. La connettività Wi-Fi ha permesso agli utenti di regolare le impostazioni della temperatura in remoto, mentre l’automazione ha reso i sistemi più adattivi ed efficienti.

Nel 2010, le preoccupazioni per il riscaldamento globale e gli effetti ambientali dei refrigeranti hanno scatenato una transizione da idrofluorocarburi (HFC). I refrigeranti più recenti come R-32 e R-290 (propano), già utilizzati in alcune parti dell’Asia e dell’Europa, hanno segnato uno spostamento verso un raffreddamento a basso emissioni e climatici.

Come scegliere il giusto condizionatore d’aria

Scegliere il condizionatore d’aria di dimensioni migliori è essenziale per mantenere la tua casa confortevole e le bollette energetiche sotto controllo. Poiché un AC è un investimento a lungo termine, avere la dimensione corretta può farti risparmiare sia denaro che seccatura.

Un’unità troppo piccola farà fatica per raffreddare efficacemente una grande stanza – o potrebbe non raffredderla affatto. D’altra parte, un CA oversize può raffreddare lo spazio troppo rapidamente senza rimuovere abbastanza umidità, lasciando la stanza a disagio a freddo e umido.

Altri fattori da considerare:

• Luce solare: le stanze esposte al sole potrebbero aver bisogno di una tonnellata più alta.
• Altezza del soffitto: i soffitti più alti significano più aria da raffreddare.
• Numero di occupanti: più persone generano più calore.
• Elettrodomestici: le camere con computer, forni o TV possono richiedere un raffreddamento extra.

Come proteggere il tuo condizionatore d’aria

I condizionatori d’aria lavorano duramente durante i mesi più caldi e un’assistenza adeguata può prevenire guasti, un uso più basso di energia ed estendere la vita del sistema.

Ecco come far funzionare il tuo senza intoppi:

• Non impostare il termostato troppo basso
• Mantieni puliti i filtri dell’aria
• Dagli una pausa
• Non continuare a accenderlo e spegnere
• Mantieni l’unità esterna all’ombra

Come ridurre il consumo di energia del condizionatore d’aria

• Installare e impostare un termostato programmabile
• L’uso di un ventilatore a soffitto può consentire di aumentare la temperatura del termostato di circa 4 gradi
• Sigillare le crepe e le aperture per evitare che perdivano l’aria calda nella stanza
• Evita di usare gli elettrodomestici
• Disegna le tende per ridurre il calore del sole
• Usa i ventilatori di scarico per espellere il calore quando si usano i pentole da cucina o fai bagni caldi.

Quanto contribuiscono ai condizionatori d’aria al riscaldamento globale?

Mentre i condizionatori d’aria forniscono un sollievo tanto necessario dal calore estremo, contribuiscono anche in modo significativo al problema che stanno cercando di risolvere: il riscaldamento globale.

Secondo la International Energy Agency (IEA), la tecnologia di raffreddamento spaziale-che comprende condizionatori d’aria e ventilatori elettrici-ha consumato circa 2.100 ore di terawatt (TWH) a livello globale nel 2022. Questo è circa il 7 % del consumo totale di elettricità globale, che era circa 29.000 TWH. Quando si guarda specificamente agli edifici, il raffreddamento rappresenta quasi il 20 percento del consumo di elettricità.

Questa enorme domanda di energia ha un costo climatico. L’IEA stima che il raffreddamento dello spazio fosse responsabile di circa 1 miliardo di tonnellate di emissioni di CO₂ nel 2022 solo per uso dell’elettricità – circa il 2,7 per cento delle emissioni di co₂ globali da combustibili fossili e industria.

E questa è solo una parte dell’immagine. Questi numeri non includono l’effetto dei refrigeranti – potenti gas serra utilizzati in molte unità CA – che amplificano ulteriormente l’impronta climatica del raffreddamento.

Mentre l’aria condizionata ci aiuta a sentirci a nostro agio in un mondo di calore in aumento ogni anno, rischia anche di approfondire la crisi climatica a meno che non vengano adottate l’energia più pulita e le tecnologie climatiche.

Un aumento globale dell’aria condizionata

Il riscaldamento globale e la rapida urbanizzazione stanno spingendo un aumento globale dell’uso del condizionatore d’aria.

La domanda di raffreddamento è più veloce nelle regioni tropicali e subtropicali, in particolare nelle aree urbane.

Le città si riscaldano più velocemente delle aree di campagna circostante a causa dell ‘”effetto di isola di calore urbana” causato dal calore intrappolato da asfalto e cemento.

Secondo l’IEA, entro il 2018, l’aria condizionata era quasi universale in paesi come il Giappone, gli Stati Uniti e la Corea del Sud. Al contrario, la proprietà è rimasta bassa nelle nazioni esposte al calore ma a basso reddito come l’India e il Sudafrica, dove l’accesso è limitato nonostante l’intensifichi delle onde di calore.

I paesi con climi caldi e redditi più alti – come l’Arabia Saudita, dove il 63 percento delle famiglie ha un’unità CA e la Corea del Sud (86 percento) – hanno un’adozione diffusa. Nel frattempo, la proprietà AC in economie emergenti come l’Indonesia (20 percento) e l’India (13 percento) si sta espandendo rapidamente come spostamenti di raffreddamento da un lusso a un bisogno di base.

Come costruire un dispositivo di raffreddamento dell’aria fatta in casa

Se non possiedi un condizionatore d’aria o stai cercando di risparmiare sui costi energetici, ecco alcuni passaggi che puoi seguire per costruire il tuo dispositivo di raffreddamento fai -da -te da un dispositivo di raffreddamento di polistirolo, ghiaccio e un ventilatore.

Anche se questo non aiuterà con l’umidità, può fornire un sollievo temporaneo durante il tempo più caldo della giornata.