Cómo funciona un diagrama de aire acondicionado
En los años 60, el aire acondicionado del coche se consideraba un lujo. Por eso, en aquella época, sólo un 20% de los coches de EE.UU. solían tenerlo. Sin embargo, a finales del siglo XX, los fabricantes empezaron a ofrecer ampliamente el aire acondicionado para coches. Hoy en día, casi todos los coches lo tienen. El aire acondicionado del coche funciona en dos ciclos: Refrigeración y Enfriamiento Evaporativo (evaporación y condensación). El objetivo principal del aire acondicionado del coche es hacer que el ambiente de la cabina sea confortable para los ocupantes.
En primer lugar, el aire acondicionado es el proceso de hacer que el aire sea confortable para los ocupantes del coche. Los ingenieros lo consiguen modificando las propiedades del aire. Esto incluye principalmente su temperatura y humedad. Un acondicionador de aire es un dispositivo que cambia y controla las propiedades del aire. Básicamente, mejora la calidad del aire y su condición térmica. El aire acondicionado de un coche también hace lo mismo. Ahora, entendamos el funcionamiento del Ciclo de Refrigeración empleado en los A/C de los coches de hoy en día.
El sistema de aire acondicionado del coche hace circular el refrigerante a presión a través de estos cinco componentes principales en un circuito cerrado. En estos puntos del sistema, el refrigerante sufre cambios de presión y temperatura preestablecidos. Básicamente, el Aire Acondicionado para Coches tiene dos circuitos diferentes. Uno hace circular el refrigerante (gas refrigerante), mientras que el otro hace circular el aire de la cabina.
Válvula de expansión térmica
El mejor acondicionador de aire es el que no tiene que pensar. Se pone en marcha en el momento en que la temperatura interior fijada en el termostato requiere un rendimiento de refrigeración, y luego funciona de forma silenciosa y eficiente cuando es necesario. Pero cuando llega el momento de realizar el mantenimiento de rutina, hacer reparaciones o sustituir su sistema, es útil entender cómo funciona un sistema de aire acondicionado.
Para tener una mejor idea de cómo se enfría el aire, ayuda saber un poco sobre las partes que componen el sistema de aire acondicionado. Un sistema de aire acondicionado central típico es un sistema de dos partes o dividido que incluye:
Enfriador evaporativo
En el diagrama anterior, el compresor (1) comprime el vapor de refrigerante y lo mueve hacia el condensador. El calor de la compresión aumenta la temperatura del vapor de refrigerante haciendo que se convierta en un vapor sobrecalentado a alta presión. A medida que este refrigerante se mueve hacia el condensador (2), el condensador rechaza el calor del refrigerante, haciendo que cambie de estado y se condense en un líquido de alta presión y alta temperatura.
Cuando el refrigerante pasa por el dispositivo de medición (3), su temperatura, presión y estado cambian de nuevo. Una parte del refrigerante líquido de baja presión hierve instantáneamente formando «gas flash». Al pasar esta mezcla de líquido y gas por el evaporador (4), se absorbe calor y el refrigerante líquido restante vuelve a cambiar su estado a vapor. A la salida del evaporador, el 100% del vapor de baja presión vuelve a fluir a través de la línea de aspiración hacia el compresor.
Los serpentines especialmente coloreados en el acondicionador de aire de ventana que se muestra a continuación ayudan al estudiante a visualizar y comprender el flujo del refrigerante y los diferentes cambios de estado del refrigerante a medida que atraviesa el sistema.
Deshumidificación
El aire acondicionado funciona basándose en los principios de la conversión de fase, que es la transformación de un material de un estado (o fase) de la materia a otro, como cuando un material cambia de líquido a gas. Cuando se produce un cambio de líquido a gas, el material absorbe calor. A la inversa, cuando el material cambia de gas a líquido, libera calor. Un acondicionador de aire es básicamente una máquina que fuerza la conversión de fase y utiliza los principios de transferencia de calor resultantes para enfriar los edificios.
Los acondicionadores de aire están formados por muchos componentes, siendo los principales un compresor de fluido, un condensador y un serpentín evaporador. Escogeremos un punto del ciclo del aire acondicionado y describiremos cómo funciona el movimiento del refrigerante a través del sistema para enfriar un edificio. Dado que el compresor es uno de los equipos más importantes de un sistema de aire acondicionado, vamos a empezar por él.
Todos los sistemas de aire acondicionado utilizan un material específico para someterse al proceso de conversión de fase. Este material se llama refrigerante y está contenido en una tubería que recorre todo el sistema de aire acondicionado. El refrigerante se introduce en el compresor del sistema (elemento 1 del diagrama siguiente) en forma de vapor caliente después de salir de la bobina del evaporador (que se explicará más adelante).