Sistemas de Climatización Vehicular: Componentes, Funcionamiento y Diagnóstico de Averías

Sistemas de Climatización Vehicular: Fundamentos de Confort

Condiciones de Confortabilidad

Las magnitudes clave para el confort son: temperatura, ventilación y humedad relativa del aire.

Circulación y Distribución del Aire

• Circulación: Forzada por la velocidad, electroventiladores o una combinación de ambos.
• Distribución del aire: Incluye el desempañado del parabrisas delantero, la distribución por zonas y la recirculación.

Componentes Principales del Sistema HVAC

• Ventilador: Puede ser de flujo transversal o de turbina.
• Caja Climática: Se encarga de la distribución del aire en el habitáculo. Contiene trampillas y conductos que canalizan el aire. A menudo conectada mediante cables Bowden.
• Otros componentes clave: Electroventilador, aerotermo de calefacción, evaporador y filtro.

Refrigerante y Lubricación

• Refrigerante R-134a: Sustituye al R-12 debido a la legislación ambiental, aunque el R-12 ofrecía un mejor rendimiento.
• Aceite: Se utiliza aceite sintético específico para el compresor.

El Compresor

Tipos de Compresores

• De émbolos axiales y cilindrada fija.
• De cilindrada variable.
• Rotativos con paletas.
• Rotativos tipo espiral (Scroll).

Accionamiento del Compresor

• Mediante embrague electromagnético (conectado a la correa auxiliar).
• Pilotado electromagnéticamente.

Regulación del Compresor

• Autorregulación interna.
• Regulación electrónica.

Regulación y Control

Regulación de la Ventilación del Ventilador

La velocidad del ventilador se regula mediante:

• Resistencias.
• Ayuda electrónica.
• Transistor y caja de resistencias.
• Electrónica mediante corriente modulada (PWM).

Dispositivos de Protección y Expansión

• Presostatos: Se utilizan para proteger el sistema y controlar el electroventilador:
  • Binary: Desconecta el compresor a +28 bar o -2.5 bar.
  • Trinary: Activa el electroventilador a +25 bar.
  • Cuatrinary: Activa la velocidad 1 a +15 bar y la velocidad 2 a +25 bar.
• Electroventilador: Regula su velocidad con una centralita especial.
• Dispositivo Expansor: Válvula de expansión o de orificio (espiga).
• Termostatos: De habitáculo y de protección.

Sensores del Sistema de Climatización

El sistema utiliza diversos sensores para optimizar el confort y la eficiencia:

• Temperatura del fluido refrigerante.
• Temperatura ambiente.
• Temperatura a la entrada de la caja climática.
• Temperatura a la salida del evaporador.
• Temperatura del habitáculo.
• Temperatura a la salida del aerotermo.
• Sensores de presión del fluido refrigerante.
• Sensor de incidencia solar.
• Sensor de calidad de aire.
• Sensor antivaho.

Servomotores y Calefacción

Servomotores

Se utilizan para el accionamiento de las trampillas de control. Controlan:

• Recirculación.
• Caudal.
• Mezcla de aire.
• Zona.
• Desempañado.

Calefacción

La regulación de la calefacción se realiza mediante el control del caudal del refrigerante del motor y/o el control de la corriente de aire.

Funcionamiento del Aire Acondicionado Automotriz

Conceptos Termodinámicos

• Factores que aumentan la temperatura en el habitáculo: Efecto invernadero, calor generado por el motor, pavimento caliente y ocupantes.
• Calor: Energía que se intercambia debido al estado de agitación de las moléculas. Se propaga hacia elementos con menor temperatura.
• Evaporación: Proceso que requiere la aportación de calor (enfriamiento).
• Condensación: Proceso que implica la cesión de calor (calentamiento).

Ciclo de Refrigeración (Fases)

El ciclo tiene diferentes fases con incrementos y disminuciones de presión y temperatura:

1. Compresión: El compresor aspira y comprime el fluido refrigerante en estado gaseoso. La presión aumenta desde 1.2–2.5 bares hasta 14–25 bares, y la temperatura sube de 0 °C a 85 °C.
2. Condensación: El refrigerante pasa al condensador, donde cede calor al exterior. La temperatura baja de 80 °C a 50 °C, cambiando de estado gaseoso a líquido. La presión no varía significativamente.
3. Filtrado y Deshidratación: El fluido pasa por el filtro deshidratador, que filtra, deshidrata y almacena posibles partículas de agua, evitando la formación de burbujas.
4. Expansión: El refrigerante llega al dispositivo expansor. A su salida, se produce un incremento de volumen y, por ello, una caída drástica de presión (de 14 bares a 2.5 bares) y temperatura (de 45 °C a -10 °C).
5. Evaporación: El fluido pasa al evaporador, enfriando el habitáculo a medida que el aire lo atraviesa. El refrigerante sale del evaporador en estado difásico (líquido y gas) a 1.2–2.5 bares y aproximadamente 2 °C.

El refrigerante vuelve al compresor y el ciclo se repite.

Mantenimiento y Diagnóstico de Averías

Mantenimiento Preventivo

• Control periódico del correcto funcionamiento.
• Evitar largos periodos sin encender el sistema.
• Verificar el nivel de carga del fluido refrigerante.

Diagnosis del Sistema

La diagnosis se realiza principalmente mediante manómetros (presión) y termómetros (temperatura).

Presiones de Funcionamiento (Bares) y Anomalias

Detección de Fugas

• Detector electrónico.
• Mediante colorante y luz ultravioleta.

Interpretación de la Mirilla

• Burbujas o espuma: Carga insuficiente.
• Trazas de aceite: Avería en el compresor.
• Opaca o sucia: Posible rotura del filtro o excesivo desgaste del compresor.

Mediciones de Temperatura (EOBD / Termómetros)

Temperaturas de referencia en grados Celsius (°C):

• Entrada del condensador: 80–100
• Salida del condensador: 40–70
• Entrada del evaporador: -10
• Salida del evaporador: 0