Sistemas de Aire Acondicionado: Funcionamiento y Componentes

Resumen: Sistema de Aire Acondicionado

La finalidad del sistema de aire acondicionado es disminuir y controlar la temperatura, la humedad y la pureza del aire dentro de un habitáculo.

La temperatura idónea en el habitáculo se encuentra entre los 21° y 24° C, con una humedad relativa entre el 40% y el 70%. Los sistemas utilizados son del tipo ciclo continuo.

• Conseguir, en el menor tiempo posible, una temperatura constante y confortable, manteniéndola en el interior del vehículo.
• Ofrecer un margen de selección de temperaturas para garantizar el confort, dependiendo de las condiciones atmosféricas externas y la fisiología del conductor.
• Mantener el grado de humedad adecuado en el habitáculo y evitar la formación de condensación en el parabrisas.

Cambios de Estado

Se refiere al paso de un elemento de un estado físico a otro (sólido, líquido y gaseoso).

Transformaciones

• Fusión: Paso de estado sólido a líquido.
• Solidificación: Paso de estado líquido a sólido.
• Evaporación: Paso de un fluido de estado líquido a gaseoso.
• Condensación: Paso de un fluido de estado gaseoso a líquido.
• Sublimación: Transformación de un elemento sólido en gaseoso.

Los sistemas de aire acondicionado basan su funcionamiento en los intercambios de calor. La refrigeración se consigue a partir de los cambios de estado producidos en la evaporación y la condensación. La evaporación se realiza mediante la absorción de calor, mientras que la condensación mediante la cesión de calor.

Magnitudes que Determinan las Condiciones de un Gas Ideal

Presión, volumen y temperatura. Si varían estas magnitudes, decimos que el gas sufre una transformación.

Fases de Producción de Frío

Compresor

Salida a 12 bares en estado gaseoso (vapor). La presión varía de baja a alta, y la temperatura pasa de baja a alta (vapor a alta presión y alta temperatura) ±80°.

Condensador

El fluido entra a una temperatura de ±50° en estado gaseoso (vapor), con alta presión y alta temperatura. En el condensador se produce cesión de calor al exterior, donde el estado pasa de gaseoso (vapor) a líquido, a alta presión y de alta a media temperatura. Esto se debe a la acción del aire exterior (licuefacción) del vapor y al rechazo del calor hacia el exterior por la acción de los motoventiladores.

Filtro Deshidratador y Válvula Expansiva

Del condensador, pasa por el filtro deshidratador y la válvula expansora a una temperatura de ±45° en estado líquido, a alta presión y temperatura media. Por la válvula expansora, pasamos de ±12 bares a ±3,5 bares y a una temperatura de ±5°, donde el fluido pasa de líquido a vapor (aproximadamente un 20%), de alta a baja presión y de media a baja temperatura. La distancia del fluido provoca una caída de presión y temperatura, lo que se traduce en la vaporización de una parte del líquido (aproximadamente un 20%).

Evaporador

De la salida de la válvula expansora, pasamos a la entrada del evaporador a una temperatura de ±5°, donde el fluido es líquido+vapor a baja temperatura y baja presión. El líquido pasa al estado de vapor por absorción de calor. A través del evaporador y por medio del aire ambiente que pasa por el radiador del habitáculo, la temperatura pasa de ±5° a ±10°, donde el fluido sigue siendo líquido+vapor (gaseoso), a baja presión y baja temperatura.

Resumen del proceso:

Compresor (80°) → Condensador (50°) → Filtro Deshidratador → Válvula Expansiva → Evaporador (±5° → ±10°) → Compresor.

• Compresor: Aumenta la presión del líquido y provoca su movimiento.
• Condensador: Transforma el fluido.
• Filtro Deshidratador: Elimina impurezas y humedad.
• Válvula Expansiva: Disminuye la presión del refrigerante y el punto de ebullición para una buena evaporación.
• Evaporador: Absorbe el calor generado en el circuito y refrigera el aire de entrada al habitáculo.

Fluido Refrigerante

Características:

• Bajo punto de congelación.
• Bajo punto de ebullición.
• Baja inflamabilidad.
• No corrosivo ni oxidante.
• Fácil de mezclar con lubricantes especiales.
• Adaptable a las normas medioambientales.

El más usado actualmente es el R134a. Su punto de ebullición es de -26,5° a presión atmosférica y un punto de congelación de -101°C.

Aceite Lubricante

Características:

• No forma espuma.
• No se congela.
• Capacidad de mezcla con el fluido frigorífico.
• Depurados y deshidratados para evitar la formación de hielo en el circuito.

Tipo sintético PAG (Poli-Alquilen-Glicol).

Normas

• Envase siempre cerrado.
• Desechar como residuo especial.
• No utilizar aceite usado.
• Respetar la fecha de caducidad.
• No mezclar aceites minerales con aceites sintéticos.