2.1 PRINCIPIOS FÍSICOS CALOR Y FRÍO La definición correcta de

2.1 PRINCIPIOS FÍSICOS
CALOR Y FRÍO
La definición correcta de frío, según el diccionario, es la
falta de calor. Siendo así, el término frío no tiene un contenido
positivo, sino que sólo expresa la falta de calor. La falta
absoluta de calor viene expresada en el termómetro con –
273ºC.
TRANSFERENCIA DE CALOR
Si se ponen en contacto dos sustancias que contienen
diferentes valores de calor, la sustancia más caliente transfiere
calor a la otra hasta que las dos sustancias llegan al mismo
nivel de temperatura.
TEMPERATURA Y CANTIDAD DE CALOR
Calor es una manifestación de la energía.
un cuerpo.
Temperatura es una forma de medir el nivel térmico de
Como ejemplo, un objeto grande puede contener dos ves
más calor que uno pequeño y, a pesar de esto, los dos
pueden tener la misma temperatura.
CALOR SENSIBLE Y CALOR LATENTE
Es sabido que cualquier sustancia se puede presentar en
estado sólido, líquido y gaseoso, dependiendo de la cantidad de
calor o energía interna que posea.
Se llama calor sensible al calor necesario para cambiar la
temperatura de una sustancia. Pudiendo ser detectado por
medio del termómetro.
Calor latente es el calor que se extrae o se aporta a la
materia para producir un cambio de estado, permaneciendo
constante la temperatura.
EVAPORACIÓN Y PRESIÓN
El agua hierve a 100ºC,
pero solamente a presión
atmosférica y a nivel del mar. Si aumenta la presión aplicada
sobre el agua, el punto de ebullición será superior a los 100ºC,
e inversamente si la presión ejercida sobre el agua disminuye,
el punto de ebullición desciende.
Se puede comprender fácilmente que, dependiendo de la
presión ejercida, se puede obtener agua en estado líquido que
pueda estar más caliente que el vapor, siempre que la presión
sobre el agua sea alta, y baja sobre el vapor.
El mismo principio es aplicable a los refrigerantes
empleados en los sistemas de aire acondicionado R-12 o R-134.
Consecuentemente, se deduce que controlando las
presiones se controlan las temperaturas. Esta es la manera en
que operan los sistemas de refrigeración.
2.1APLICACIÓN DE ESTOS PRINCIPIOS AL SISTEMA DE AIRE
ACONDICIONADO.
El acondicionador de aire consiste en cuatro componentes
principales, con sus funciones propias: el compresor, el
condensador, la válvula de expansión y el evaporador. Estos
componentes están unidos entre si por tubos o mangueras
flexibles, absolutamente libres de fugas.
COMPRESOR:
Debe cumplir dos misiones:
1ª)
Hacer circular el refrigerante por el sistema.
2ª) Elevar la presión aplicada al gas refrigerante, con el
fin de elevar la temperatura de su punto de condensación con lo
que se consigue una elevación de la temperatura a la cual el
refrigerante cederá su calor latente. Parte de la energía
necesaria para hacer funcionar el compresor se transforma en
calor, el cual es absorbido por el refrigerante. Visto que el
refrigerante en este momento se encuentra en estado de gas y
ha llegado al máximo de su capacidad de absorción de calor
latente, este calor de compresión es absorbido como calor
sensible, lo que a su vez incrementa la temperatura del
refrigerante comprimido.
CONDENSADOR:
Este es un intercambiador térmico que transfiere el calor
del refrigerante que se encuentra bajo alta presión y elevada
temperatura, al aire ambiente que circula por sus aletas. A
medida que el refrigerante emite calor, desciende su
temperatura hasta que, manteniendo esta alta presión, llega a
un punto en el cual el gas se condensará para adoptar el estado
líquido. Por este proceso el refrigerante en el condensador
emitirá todo su contenido de calor latente. Además, el
condensador dispone de la superficie suficiente para emitir aún
más calor; el calor sensible absorbido durante la compresión.
Por consiguiente, el refrigerante abandona el condensador en
estado líquido después de haber transferido la mayor parte del
calor anteriormente absorbido al aire ambiente. A continuación
se obliga a este líquido a pasar por el depósito receptor de
líquido y por un elemento secador, el cual elimina pequeños
restos de humedad nociva (véase Sección 1.5 sobre el secador
y las consecuencias de la humedad en el sistema).
VÁLVULA DE EXPANSIÓN Y EVAPORADOR:
Por medio de la válvula de expansión se convierte el
refrigerante líquido a alta presión en un refrigerante líquido a
baja presión. Esto se logra dosificando el paso del líquido por el
orificio de la válvula. Como se explicó anteriormente, el
refrigerante R.12 y R134 hierven a bajas temperaturas cuando
se le aplican presiones bajas. Estando en el evaporador, a una
presión manométrica de 2,2 Kgr/cm² (32 libras por pulgada
cuadrada), hervirá o se evaporará a 1,6ºC (35ºF).
El aire en el interior del coche soplado por un ventilador o
rotor a través de las aletas tiene una temperatura bastante más
alta que 1,6ºC (35ºF) y por consiguiente tendrá lugar una
transferencia de calor del aire ambiente al refrigerante líquido al
tiempo que éste se convierte rápidamente en gas.
A la salida del serpentín del evaporador, se encuentra el bulbo de
control de la válvula de expansión; éste es sensitivo a la
temperatura, y controla la cantidad de líquido que se introduce en el
serpentín, con el fin de suministrar la cantidad exacta que puede ser
evaporada en el interior del serpentín en función del calor ambiente.
Conclusión: Durante el cambio de estado de una sustancia
puede ser emitida o absorbida una cantidad considerable de
calor. En el aire acondicionado el refrigerante está sometido
continuamente a un ciclo de cambio de estado de gas a líquido
y de líquido a gas. En el sector de baja presión del sistema el
cambio de estado (evaporación) tiene lugar a bajas
temperaturas y el calor existente en el aire del interior del
coche es absorbido por el refrigerante.
REFRIGERANTE
Los refrigerantes usados en los sistemas de aire
acondicionado son el freón 12, y freón 134 que no son tóxicos ni
corrosivos, inflamables, antiexplosivos e inodoros en condiciones
normales; si bien, en presencia de llama produce gas fosfórico que
irrita los pulmones.
2.3 COMPONENTES DEL SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO
En general los componentes esenciales de un sistema de aire
acondicionado para aplicaciones automovilísticas son los que hemos
reseñado, cada uno con unas características especiales, que pasamos
a describir a continuación.
FLUIDO REFRIGERANTE
Para producir frío de una manera rápida, se necesita un
elemento que se evapore a bajas temperaturas (muy volátil). De esta
manera, en condiciones normales, la evaporación se producirá a gran
velocidad y la absorción de calor será muy rápida.
Los intercambios de calor en el sistema se realizan por medio
de un fluido especial, que presenta las características siguientes:
·
·
Calor de vaporización muy alto.
Relación de compresión baja, es decir, relación
entre aspiración y descarga pequeña.
·
Composición química estable dentro del circuito.
·
Volumen de vapor saturado pequeño.
·
Es inodoro e insípido.
·
No tiene acción corrosiva sobre los metales y las
gomas .
·
·
Es fácilmente detectable en caso de fuga.
No
atmosféricos.
tiene
afinidad
con
los
componentes
En la naturaleza no existe ningún fluido que posea todas estas
cualidades, por lo que se utiliza un preparado denominado Freón 12,
cuyo nombre químico es dicloro-difluor-metano. Este es el tipo de
refrigerante más usado y se caracteriza por se incoloro, con un ligero
olor no desagradable, que no ataca ni a lubricantes ni a materiales
plásticos que se utilizan como juntas en el circuito. Asimismo, no
reacciona con la mayor parte de los metales, como hierro, aluminio,
cobre y acero.
El refrigerante R12 es más pesado que el aire y pasa del estado
líquido al gaseoso a una temperatura de -29,8ºC estando a la
presión atmosférica. Es miscible con los aceites lubricantes.
.
En la actualidad se ha comprobado que el freón 12 destruye la
capa de ozono, por cuya causa es necesario reciclarlo cuando se
intervenga en los sistemas de aire acondicionado, evitando el vertido
a la atmósfera. Por esta causa han comenzado a utilizarse otros
refrigerantes, que tienen propiedades similares al R12 y no destruyen
la capa de ozono, como es el R-13ª (tetrafluoroetano) que no
contiene CFC (cloro-fluor-carbono).
El gas R-13ª no puede utilizarse en las instalaciones para las
cuales está previsto el R-12 porque su composición molecular es
distinta y, utilizándole, algunos componentes (juntas, tubos, etc.) se
volverían permeables. Por este motivo, las piezas de las instalaciones
que utilizan el R-13ª no son intercambiables con las del R-12. Por
este mismo motivo, la carga y descarga de la instalación debe
realizarse con el equipo apropiado en cada caso.
2:4COMPRESOR
El compresor tiene la misión de hacer circular el fluido
refrigerante en el interior del sistema: el fluido es aspirado en forma
de vapor, a baja presión y temperatura, comprimido y,
posteriormente, impulsado al sistema a alta presión y temperatura.
Su accionamiento se realiza directamente desde el motor de
combustión, por medio de una correa trapezoidal, como es conocido,
con interposición de un embrague electromagnético, que es activado
en determinadas condiciones de funcionamiento, permitiendo, en
otras, el giro en vacío de la polea de arrastre.
Los
compresores
utilizados
en
los
sistemas
de
acondicionamiento de aire son del tipo de pistones alternativos
movidos por una excéntrica, o bien de paletas muestra en esquema
la disposición de un compresor de pistones, donde el giro de un disco
oscilante provoca un movimiento alternativo de unos pistones
(generalmente 5 ó 7), que en su recorrido descendente producen la
aspiración del fluido, que es impulsado a la instalación en el recorrido
ascendente. La entrada y salida del fluido está regulada por sendas
válvulas de aspiración e impulsión.
El compresor contiene una cierta cantidad de aceite especial
que lubrica sus componentes internos. Una parte de este aceite
(aproximadamente el 40%) se mezcla con el fluido refrigerante y
circula con él por la instalación, lubricando las zonas necesarias del
circuito, como es la válvula de expansión.
En su funcionamiento, es necesario que el compresor aspire
solamente fluido en forma de gas, pues si penetrase en su interior
líquido, destruiría sus componentes
El compresor del tipo citado, que recibe movimiento del motor
por medio de una correa trapezoidal que acopla en la polea de
arrastre , para dar movimiento al plato de mando a través del rotor
de levas , montado sobre dos cojinetes axiales . Durante esta
rotación, las bielas fijadas al plato de mando por medio de rótulas
transmiten a los pistones la traslación causada por la inclinación del
rotor de levas, obteniéndose un movimiento alternativo de los
pistones, que se desplazan en el interior de los cilindros labrados en
el cuerpo del compresor. En el engranaje asegura el mantenimiento
en rotación del plato de mando, de manera que éste resulte
perfectamente guiado.
El conjunto de componentes del dispositivo de arrastre se cierra
en la carcasa del compresor por medio de la tapa trasera , provista
de juntas de estanqueidad y . Por detrás de esta tapa, y en el
exterior, está colocada la polea de arrastre , montada sobre el plato
que, a su vez, se fija por chivetero al eje de mando. La bobina del
embrague electromagnético queda colocada en el interior del cuerpo
hueco de la polea de arrastre.
En la cara posterior de la carcasa del compresor se acopla la
culata , en la que se dispone un conjunto de válvulas de láminas ,
que regulan la entrada y salida del fluido en los cilindros, que se
realiza desde la culata, a través de los conductos , de los cuales, uno
es de aspiración (marcado SUC) y otro de impulsión (marcado DISC).
La culata se fija al cuerpo del compresor por medio de tornillas, con
interposición de las juntas 9.
La estructura y esquema de este tipo de válvulas, que se
montan sobre un disco de acero D, sobre el que hacen asiento las
láminas elásticas C que constituyen las válvulas (dos por cilindro),
detrás de las cuales se sitúa el limitador de carrera E. En el esquema
de esta misma figura pude verse el funcionamiento de estas válvulas,
en las fases de aspiración e impulsión, respectivamente. En la fase de
aspiración, el descenso del pistón provoca la abertura de la válvula
de aspiración , que permite la entrada de fluido . En la fase de
compresión, la subida del pistón, fuerza la abertura de la válvula de
impulsión , permitiendo la salida del fluido a presión.
El arrastre del compresor está asegurado por medio de un
embrague electromagnético, como se ha dicho, montado sobre el
árbol de mando. Está compuesto por una bobina magnética arrollada
en el interior de una carcasa de chapa embutida, que se aloja en el
interior de la polea de hierro de alta permeabilidad magnética. Esta
polea se apoya en los rodamientos , que a su vez se montan sobre el
plato , al que se une por chivetero al eje de mando del compresor.
Dispuesto el sistema de esta forma, cuando se hace llegar
corriente eléctrica a la bobina, el campo magnético creado por ella
produce la atracción del plato, que se hace solidario en giro con la
polea de arrastre. Si no pasa corriente por la bobina, el campo
magnético se desactiva y permite que la polea de arrastre pueda
girar libremente, sin arrastrar al plato , con lo cual, no se transmite
su giro al eje de mando del compresor.
En este tipo de compresores, la carrera de los pistones
depende del ángulo que forma la placa de arrastre con respecto al eje
y en algunas aplicaciones puede ser variado, consiguiéndose con ello
variar el caudal.
En la actualidad están siendo muy utilizados los compresores
del tipo de paletas dotados de un sistema capaz de variar el caudal
cuando la temperatura del evaporador alcanza valores que harían
posible la formación de hielo (en condiciones éstas que se describirán
posteriormente).
2.5CONDENSADOR
El condensador es un intercambiador de calor formado por un
serpentín tubular con aletas para conseguir una gran superficie de
refrigeración. La función del condensador es evacuar el calor del
agente frigorífico que se encuentra en estado gaseoso y a alta
presión, para pasarlo a estado líquido.
Su construcción recuerda la de un radiador y se emplaza
delante del radiador de refrigeración de motor y fijado a él, para
recibir directamente la corriente de aire provocada por la marcha del
vehículo o por medio del mismo ventilador. En el condensador se
produce el cambio de estado del fluido, de gas a líquido, con la
consecuente liberación de calor.
El proceso de cambio de estado de fluido en el condensador. A
medida que el gas enviado a presión desde el compresor circula por
el condensador, va cediendo calor y condensándose, de manera que
a la salida del mismo ya es sólo líquido.
El rendimiento del condensador depende fundamentalmente de
la construcción del mismo (forma, dimensión, número de tubos,
diámetro y forma de los mismos, separación de las aletas y
materiales empleados), así como de la temperatura ambiente y el
caudal de aire que pasa a través de las aletas. La superficie del
condensador se calcula no sólo teniendo en cuenta la potencia
frigorífica del equipo, sino también las condiciones de utilización. En
condiciones normales de funcionamiento, para una temperatura
ambiente de 40ºC se obtiene un descenso de la temperatura del
fluido refrigerante de aproximadamente 30ºC en su paso por el
condensador a una presión de 16 bar. Por el contrario, el aire que
pasa a través del condensador experimenta un aumento de
temperatura de aproximadamente 20ºC.
6 EVAPORADOR
Es el componente del circuito, instalado en el lado de baja
presión, a través del cual, el aire impulsado cede calor al fluido
refrigerante antes de pasar, ya frío y deshumidificado, al habitáculo.
Su tecnología es similar a la del condensador. Está formado por
uno o varios tubos en circuitos paralelos, por los cuales circula el
fluido refrigerante en estado gaseoso a baja presión. El paso del aire
exterior a través de las aletas que rodean los tubos transfiere al
fluido refrigerante sus calorías, con lo que éste eleva su temperatura
y termina su vaporización, siendo aspirado posteriormente por el
compresor. El aire ya frío es debidamente canalizado en el
climatizador y vertido al interior del habitáculo.
En condiciones normales de funcionamiento, el fluido
frigorígeno llega al evaporador a una temperatura de 0ºC y salde de
él en estado gaseoso a 10ºC, a una presión aproximada de 3 bar. El
aire impulsado a través de las aletas del evaporador es tomado a la
temperatura ambiente, por ejemplo, 45ºC, e impulsado al interior
del habitáculo a una temperatura de 20ºC.
.
Como el aire es atmosférico es una mezcla de gases que
contiene vapores de agua en suspensión, en su circulación a través
del evaporador, en sus aletas, queda retenido este vapor de agua,
junto con las impurezas que pueda arrastrar el aire. El vapor de
agua depositado en las aletas del evaporador forma una capa de
hielo que produce un efecto aislante que hace bajar la temperatura
de vaporización del fluido refrigerante, disminuyendo la capacidad
frigorífica que, entre otros inconvenientes, provoca un mayor tiempo
de funcionamiento del compresor, por lo que debe ser evitado este
incidente, como más adelante se verá. En condiciones normales de
funcionamiento, la humedad del aire se precipita en el evaporador
provocando una condensación del agua que es recogida en una
bandeja y canalizada hacia el exterior del vehículo, por lo cual es
normal encontrar agua bajo un vehículo que dispone de
acondicionador de aire.
Una sonda termostática 3 alojada entre las aletas del
evaporador recibe la información de la temperatura del aire que pasa
a su través, conectando y desconectando el circuito eléctrico de
mando del embrague electromagnético del compresor, de manera
que se evite la formación de escarcha en el evaporador.
.7 FILTRO DESHIDRATADOR
Este componente se instala a la salida del condensador y por él
circula el fluido refrigerante en estado líquido. Realiza las funciones
siguientes:
·
Actúa como depósito de reserva de refrigerante,
de manera que cuando se produzca una repentina
demanda del mismo se disponga del suficiente-
·
Filtra el líquido en circulación en la instalación,
reteniendo las impurezas que pueda contener para que el
sistema no sufra perturbaciones.
·
Absorbe la humedad contenida en la instalación,
la cual puede producir hielo en cantidad tal que bloquea la
válvula de expansión y además puede dar lugar a
fenómenos corrosivos.
La constitución interna del filtro o botella deshidratadora, en la
que el fluido refrigerante circula desde el conducto de entrada 1 al de
salida 8 a través de las materias filtrantes 3 y deshidratantes 4,
instaladas e n el fundo de la botella, por debajo de las cuales
desemboca el conducto de salida 6. En la parte superior de la botella
se dispone una mirilla 7, a través de la cual puede ser observado el
paso del fluido del circuito.
Los filtros retienen en su tamiz las impurezas que, mezcladas
con el fluido, circulan por el circuito. La función del deshidratante es
mantener la cantidad de agua contenida en el fluido por debajo del
valor máximo que admite dicho fluido que, en el caso del Freón 12,
es de 14 partes por millón. El elemento deshidratador está formado
por alúmina o cristales de silicio, material éste que tiene la propiedad
de absorber un diez por ciento de su propio peso en humedad, lo que
supone en los tamaños utilizados en automoción, un absorción
máxima de humedad de aproximadamente 60 gotas de agua.
En algunos sistemas de climatización se sustituye la típica
botella deshidratadora por un acumulador, el cual está situado en la
salida del evaporador y antes de la entrada del compresor. La
presencia de refrigerante líquido en el compresor podrá provocar
averías graves.
El refrigerante que sale del evaporador entra en el acumulador
y, si arrastra cualquier partícula de líquido (más pesado que el
vapor), cae al fondo del depósito. Un tubo de captura en forma de U
garantiza que desde el acumulador sólo salga vapor de refrigerante
en dirección a la entrada del compresor. Un orificio calibrado de la
parte inferior del tubo curvado dosifica una pequeña cantidad de
líquido (cuando está presente) en el conducto de aspiración. Este
orificio se dimensiona de forma que garantice que el líquido
suministrado se vaporizará antes de que llegue al compresor.
También permite que vuelvan al compresor pequeñas cantidades del
aceite refrigerante.
El acumulador se utiliza en sistemas que poseen un tubo de
expansión como dispositivo de dosificación. Los sistemas que poseen
una válvula de expansión termostática cuentan con botellas
deshidratadoras y no con acumuladores.
2.8 VÁLVULA DE EXPANSIÓN
La válvula de expansión se encuentra emplazada en el circuito a
la entrada del evaporador, como es sabido. Su función es la de
vaporizar el fluido, dosificando la llegada del mismo al evaporador,
para que éste se alimente justo con la carga necesaria en cada una
de las diferentes condiciones que se pueden presentar en el
funcionamiento del sistema. El refrigerante debe evaporarse
completamente en el evaporador y salir de él en estado gaseoso
ligeramente recalentado. Esta regulación de caudal es necesaria,
porque un exceso recluido provocaría la introducción en el compresor
de líquido no vaporizado y una falta del mismo causaría una elevación
excesiva de la temperatura del vapor a la salida del evaporador.
.
La regulación se realiza por medio de una válvula que controla
del caudal del fluido, en función de la temperatura a la salida del
evaporador.
La figura muestra en esquema la constitución y el conexionado
de una válvula de expansión, a la cual llega el fluido a alta presión
(procedente del condensador y filtro deshidratador), hasta la válvula
de bola , realizándose la vaporización en la cámara por expansión del
fluido que, ahora, ya vaporizado, circula por el evaporador hacia la
salida para el circuito. La posición de la válvula de bola es mantenida
por la acción del diafragma , que es gobernado por el bulbo sensor ,
conectado a través del capilar con la cápsula del diafragma. El bulbo,
el capilar y la cápsula del diafragma están rellenos de gas freón, de
manera que cuando la temperatura aumenta a la salida del
evaporador (falta de fluido), también lo hacia la del bulbo y el capilar,
con lo cual sube la presión del freón encerrado allí, con lo que el
diafragma de la cápsula es empujado hacia la válvula de bola
abriéndola un poco más, aumentando el caudal de fluido con el
consiguiente descenso de la temperatura a la salida del evaporador.
En la actualidad se utiliza un tipo de válvula expansora llamada
monobloque, como la representada en la figura, a través de la cual se
canalizan los conductos de entrada y salida del evaporador. El fluido a
alta presión procedente del condensador llega hasta la válvula
expansora por el conducto , pasando a través de la válvula al
conducto y hacia el evaporador. Por otra parte, desde la salida del
evaporador se canalizan nuevamente los vapores a través de los
conductos de la válvula monobloque, estando esta canalización
comunicada con la cámara inferior de la membrana termostática,
cuya cámara superior está conectada por el correspondiente tubo
sonda al bulbo capilar (similar al de la disposición descrita
anteriormente).
La abertura y el cierre de la válvula de expansión dependen de
tres factores: el primero, es el del muelle de regulación de la válvula
expansora , cuyo valor es fijo; el segundo es el valor de la presión
con que circula el fluido refrigerante a la salida del evaporador
(presión de aspiración), que se manifiesta en la cámara inferior de la
membrana; y el tercero es la presión existente en el sensor de
temperatura , que actúa en la cámara superior de la membrana.
Con esta disposición, el funcionamiento de la válvula expansora
es similar al descrito anteriormente, provocándose la abertura o el
cierra de la misma fundamentalmente de acuerdo con la temperatura
del fluido refrigerante a la salida del evaporador, en función de la
cual, la presión actuante sobre la cámara superior de la membrana es
mayor o menor. Ello es complementado con la corrección que
establece la cámara inferior de la membrana en función de la presión
con que circula el fluido refrigerante a la salida del evaporador que,
en este caso, se suma a la fuerza ejercida por el muelle antagonista
de la válvula expansora.
En muchos vehículos actuales se ha sustituido la válvula de
expansión por un dispositivo no ajustable de longitud fija, llamado
tubo de expansión que posee un elemento de dosificación de orificio
fijo y un colador de malla fina. A diferencia de la válvula de
expansión, carece de sensor de bulbo y piezas móviles y no modifica
de igual forma la cantidad de refrigerante que entra al evaporador. El
tubo de expansión regula la cantidad adecuada de refrigerante que
debe acceder al evaporador a partir de un diferencial de presión (del
lado alto al bajo).
Los sistemas provistos de tubo de expansión disponen de un
acumulador en el conducto de aspiración después del dispositivo de
dosificación.
El tubo de expansión de orificio se utiliza como medio para
dosificar el refrigerante y está situado en la línea de líquido. La
cantidad de refrigerante que entra en el evaporador con un sistema
de tubo de orificio depende del tamaño del orificio, el subenfriamiento
del refrigerante y la diferencia de presión entre la entrada y la salida
del orificio. Los tamaños de este tubo oscilan entre 1,2 y 1,8 mm,
según su aplicación.
La entrada y salida del tubo de orificio están protegidas por una
pantalla filtrante de malla fina. Si la presencia de materia extraña
bloquea total o parcialmente el orificio, el sistema de aire
acondicionado dejará de funcionar a pleno rendimiento. En caso de
obstrucción grave, el sistema no funcionará en absoluto.
En los sistemas de tubo de expansión de orificio calibrado se
utilizan dos métodos de control de temperatura. Uno de ellos utiliza
un compresor de capacidad fija, cuyo embrague electromagnético se
activa y desactiva por la acción de un interruptor cíclico accionado por
presión o temperatura, que activa o detiene el funcionamiento del
compresor, con lo que se preserva la temperatura interior del
vehículo deseada. El otro sistema posee un compresor de capacidad
variable que regula la cantidad de refrigerante que fluye a través del
sistema para mantener la temperatura interior seleccionada. Este
sistema elimina la necesidad del ciclo de activación y desactivación
del embrague para el control de la temperatura.
2.9 TUBOS Y RACORES
En automoción se utilizan básicamente las tuberías de caucho
con trenzados de algodón. Como el freón tiene la propiedad de
atravesar el caucho, son necesarias dos envolturas, de las cuales la
exterior es más porosa para evitar todo riesgo de acumulación de
freón entre las dos envolturas, donde se encuentra el trenzado de
algodón.
.
Es también normal la utilización de tuberías de acero o aluminio
en recorridos donde las vibraciones generadas por el motor son
diferentes a las producidas por el chasis del vehículo.
En cuanto a los racores se refiere, existen diferentes tipos pero,
en cualquier caso, su cometido es el de realizar la unión de los
elementos del circuito de una manera estanca, sin permitir fugas al
exterior, lo cual puede lograrse por medio de asientos cónicos o con
interposición de juntas tóricas de estanqueidad.
2.10 TERMOSTATOS Y PRESOSTATOS
Los equipos de aire acondicionado utilizados en los vehículos
actuales están provistos de un termostato para la regulación de la
temperatura en el interior del habitáculo. Dicho termostato es
gobernado por un botón de mando que maneja el conductor,
mediante el cual puede seleccionar el nivel de frío requerido en el
interior, de manera que la temperatura lograda sea la más adecuada
para conseguir el mayor confort de los pasajeros.
La disposición consiste en un interruptor dispuesto en el circuito
de alimentación eléctrica del embrague del compresor, que establece
o corta la corriente en función de la temperatura del aire que
atraviesa el evaporador.
La figura muestra en esquema este circuito, donde puede verse que
el termostato lo constituye un bulbo con serpentín fijado al
evaporador y conectado a una unidad termostática de fuelle A, que
presiona el contacto móvil B. El conjunto está relleno con gas freón,
cuya presión es función de la temperatura. La posición de reposo del
interruptor B queda fijada por el mando de regulación C que,
actuando sobre el extremo D de la palanca móvil del interruptor,
modifica la posición de reposo. Para una determinada posición, si la
temperatura del aire que pasa a través del evaporador es alta, el
fuelle A se dilata y cierra el contacto eléctrico., enviándose corriente
al embrague del compresor haciendo funcionar a este último, con lo
que se consigue el reciclado del freón a través del circuito,
comenzando el enfriamiento del habitáculo. Cuando la temperatura
desciende sobrepasando un determinado nivel, el fuelle se contrae
debido al descenso de presión del freón encerrado en él y en el bulbo,
abriéndose el interruptor, con lo cual se corta la corriente de mando
del embrague electromagnético del compresor, cesando la circulación
de fluido por el circuito refrigerante.
Actuando este dispositivo de forma cíclica, se consigue que la
temperatura del interior del habitáculo sea la más adecuada y pueda
ser regulada por el conductor, actuando sobre el mando de
regulación. Cabe destacar que en posición máxima del mando
regulador, la temperatura de las aletas del evaporador no debe ser
inferior a cero grados; si ello fuera sí, se produciría hielo en las
mismas por la humedad del aire depositado en ellas. Este hielo
restringe el paso de aire, aumentando la temperatura del habitáculo,
es decir, disminuyendo la eficacia del sistema.
La mayor parte de los vehículos actuales utiliza un termostato
electrónico para la regulación de la temperatura del interior del
habitáculo. Consiste este dispositivo en una sonda termostática que
se aloja en el evaporador, cuyas señales eléctricas son enviadas a
una caja electrónica, que comanda a su vez el embrague del
compresor. Este tipo de sonda, que es en esencia una teristancia,
cuya resistencia eléctrica varía en función de la temperatura a la que
está sometida, que es la correspondiente al aire que atraviesa el
evaporador.
Por efecto de las variaciones de temperatura el aire impulsado,
la resistencia de la sonda evoluciona haciendo variar la señal emitida
que, debidamente controlada por la caja electrónica a la que se
envía, produce el corte de corriente para el embrague del compresor
cuando la temperatura del aire impulsado a través del evaporador se
acerca a los 0ºC y lo restablece a partir de los 4ºC.
Independientemente del termostato regulador, en el circuito
refrigerador se disponen también algunos presostatos de seguridad,
cuya misión es la de detener el funcionamiento del compresor en
caso de que la presión del freón en el circuito sea inadecuada.
Generalmente se disponen dos presostatos: uno para baja presión y
otro para alta presión, que se implantan en el circuito a la entrada y
salida del compresor respectivamente, en la mayor parte de los
casos.
También son utilizados los presostatos llamados tres funciones,
de las cuales , las dos primeras son similares a las descritas, mientras
que la tercer función consiste en que alcanzando un determinado
nivel de presión en el circuito (generalmente 19 bares), se cierra un
interruptor que pone en funcionamiento el
motoventilador del
radiador de refrigeración, en posición de velocidad rápida, forzando
aún más el paso de aire a través del condensador, para aumentar la
eficacia de éste y, en consecuencia, la condensación del freón.
2.11 BLOQUE CLIMATIZADOR
Los vehículos dotados con sistema de aire acondicionado
disponen de un bloque climatizador, en el que se instalan el
evaporador y el radiador de la calefacción, así como una serie de
trampillas que modifican la circulación del aire exterior impulsado por
el ventilador de soplado, para hacerlo pasar a través del evaporador
(enfriado) o del radiador de la calefacción (calentado), o bien a través
de los dos, con el fin de lograr una temperatura adecuada en el
interior del vehículo, por mezcla de aire frío y caliente.