Climatización

Es un proceso de tratamiento del aire que se efectúa a lo largo de todo el año, controlando en los espacios interiores la temperatura, la humedad, la pureza y velocidad del aire, para crear condiciones adecuadas para la comodidad del usuario y lograr el intercambio de aire a los espacios que no pueden ser ventilados de manera natural o que requieran condiciones especiales de temperatura controlada.

Aire

El aire es un gas incoloro, insípido e inodoro, mezcla de diversos gases. Se divide en dos grupos: el aire seco y el aire húmedo.

El seco es, naturalmente, el que carece de humedad; el húmedo, el que la tiene.

El aire posee la propiedad de ser un transportador que puede llevar frío, calor, humo, vapor, suciedad, polvo, olores y también sonido.

Humedad del aire

La humedad es la condición del aire que indica la cantidad de vapor de agua que contiene. Esta es otra variable de gran importancia a la hora de definir condiciones de confort.

El cuerpo humano disipa parte de su calor interno mediante evaporación a través de la piel, y esta evaporación se facilita si el ambiente es seco (humedad baja) y, por el contrario, se dificulta si es húmedo (humedad alta), por lo que se deduce la clara influencia que en el confort tiene el hecho de que la humedad del aire se encuentre dentro de ciertos límites.

Humedad absoluta

Se llama humedad absoluta a la cantidad de vapor de agua (generalmente medida en gramos) por unidad de volumen de aire ambiente (medido en metros cúbicos).

Humedad relativa

Es la relación, expresada en porcentaje, de la masa de vapor de agua real que contiene el aire y la masa de vapor de agua en condiciones de saturación y a la misma temperatura.

Si se habla de que hay un 65% de humedad relativa, lo que se indica es que se está a un 35% para llegar al nivel de saturación de humedad en el aire, lo que sería el 100%. El instrumento para medir la humedad relativa es el higrómetro.

Frío

Habitualmente se utiliza este término en aire acondicionado refiriéndose, por ejemplo, a equipos que producen frío o a situaciones en las que, como en verano, se hace necesario enfriar para conseguir confort en una estancia.

Es conveniente tener claro que el frío no existe, se trata de la ausencia de calor, ausencia de calor que se manifiesta en el ser humano mediante la sensación de frío.

En consecuencia, cuando se dice que un aparato de aire acondicionado enfría o que tiene una determinada potencia frigorífica, lo que se está dando a entender es que ese equipo es capaz de retirar del local al que esté dando servicio una determinada cantidad de calor, retirada de calor que va a permitir que las personas que hagan uso de ese local se encuentren en condiciones confortables.

Calor

Es una forma de energía relacionada con la temperatura de los cuerpos, la cual se transfiere de un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor. La refrigeración es un uso práctico del calor, al reducir la temperatura de los cuerpos y extraer su calor utilizando sustancias o cuerpos de menor temperatura.

El calor nunca se desplaza de un cuerpo frío a otro caliente.

Calor sensible

Se llama calor sensible lo que puede ser apreciado por nuestro sentido, por ejemplo con las manos y que se puede medir con el termómetro. El calor sensible del aire es 0,24 Kcal./kg.

Refrigeración

Refrigeración es el proceso por el que se reduce la temperatura de un espacio determinado y se mantiene esta temperatura baja con el fin, por ejemplo, de enfriar alimentos, conservar determinadas sustancias o conseguir un ambiente agradable y confortable.

Para entender un sistema de refrigeración o de producción de frío, debemos fijarnos en el comportamiento del fluido refrigerante, y mediante qué elementos se produce la variación de las características físicas para llevar a cabo el proceso.

Componentes de un sistema de refrigeración

Son 4 los elementos básicos de una instalación frigorífica y del acondicionador de aire. Estos elementos van unidos entre sí a través de tuberías, llamadas líneas del circuito.

1. Compresor
2. Condensador
3. Válvula de expansión o reductora de presión
4. Evaporador

En este proceso tiene lugar 2 fenómenos con balance de calor, a saber:

• La evaporación de un refrigerante en estado líquido que produce la absorción de calor, o lo que es lo mismo; baja la temperatura en el recinto o ambiente donde se encuentra, produciendo la sensación de frio.
• La condensación del vapor de un refrigerante se produce mediante una cesión de calor al ambiente exterior del recinto o ambiente a enfriar, lo cual se traduce en una elevación de la temperatura del mismo.

Pasar de líquido a vapor o gas = Evaporación

Pasar de vapor o gas a líquido = Condensación

Análisis del estado del gas dentro de la tubería

Para conocer el estado del gas dentro de la tubería, se realiza el siguiente análisis:

a. Línea de alta presión: comprende desde la salida del compresor hasta la entrada de la válvula de expansión o reductora de presión

b. Línea de líquido: desde la salida del condensador hasta la entrada al evaporador.

c. Línea de gas en estado de vapor o gaseoso: desde la salida del evaporador hasta aproximadamente ¼ de la parte interna del condensador.

d. Línea de baja presión, tubería de aspiración, succión o retorno: es la línea por donde aspira el compresor, tramo que va entre la salida del evaporador y la entrada al compresor.

e. Línea de descarga o impulsión: es la que corresponde a la salida del compresor, y la entrada al condensador.

Compresor

Definición

Los compresores son el corazón de los equipos de refrigeración. La misión del compresor es hacer circular el fluido refrigerante a través de todo el circuito de refrigeración aspirando el gas proveniente del evaporador y transportándolo al condensador aumentando su temperatura y presión.

Tipos de compresores

En Refrigeración tenemos distintos tipos de compresores que se clasifican de dos maneras:

• Por su funcionamiento eléctrico, puede ser monofásico y trifásico.
• Por su funcionamiento mecánico.

Clasificación de Compresores por su funcionamiento mecánico

Por su funcionamiento mecánico los compresores se clasifican en:

• Alternativo
• Rotativo
• Scroll
• Tornillo
• Centrífugos

En refrigeración domiciliaria los más comunes son los compresores alternativos, rotativos y tipo scroll.

Condensadores

Definición

Este componente consiste en un serpentín con aletas metálicas y uno o más ventiladores que impulsan aire ambiente para enfriar el vapor refrigerante caliente y condensarlo a su estado líquido a una temperatura igual o ligeramente mayor que la temperatura ambiente.

Tipos de condensadores

Condensadores de aire

Los condensadores que tienen como medio enfriador el aire ambiente pueden ser estáticos o de tiro forzado;

• Condensadores por aire en convección natural o estático: suelen ser de tubo liso, como la velocidad del aire es lenta se acumula mucha suciedad. Suelen ser bastante largos y se usa en el entorno doméstico.
• Condensadores por aire en convección forzada (con ventilador): utilizan ventiladores para aumentar la velocidad del aire, por lo tanto reducimos superficie de tubo. Exteriormente es bastante parecido a un evaporador. Son los más utilizados en acondicionadores de aire.

Filtro

Definición

Los filtros tienen doble función: limpiar el refrigerante de impurezas y absorber residuos de humedad dentro de las tuberías con un material desecante.

La humedad puede congelarse en las válvulas y obstruirlas seriamente.

Válvula reductora de presión

Tubo capilar

Es el dispositivo de expansión más sencillo que existe, ya que se trata de un tubo de cobre fino, con diámetro interior variable, entre 0,7 y 3 mm, y longitud también variable. La longitud y el diámetro van en función de relación de presión que se quiere obtener entre el alta y la baja del sistema.

Evaporadores

Definición

El evaporador es el lugar de la instalación donde se produce el intercambio térmico entre el refrigerante y el medio a enfriar.

Propiedades de los refrigerantes

• No deben ser inflamable, ni tóxico, ni explosivo; tanto en estado puro como cuando esté mezclado con el aire en determinada proporción.
• No reaccionar desfavorablemente con los aceites o materiales empleados en la construcción de los equipos frigoríficos.
• No reaccionar desfavorablemente con la humedad, que a pesar de las precauciones que se toman, aparece en toda instalación.
• Su naturaleza será tal que no contamine los productos almacenados en caso de fuga.

Aceite lubricante para compresores

Los aceites para refrigeración deben de estar deshidratados, soportar temperaturas frías y no debe descomponerse.

Características fundamentales de los aceites lubricantes

• Viscosidad: Es la resistencia a fluir por un sitio, si es viscoso es que es muy denso, y si tiene poca viscosidad es muy fluido. Para refrigeración se emplean aceites con poca viscosidad.
• Punto de congelación: Es la temperatura a la cual el aceite deja de fluir, se solidifica.
• Carbonización: Es el punto de inflamación y combustión del aceite. Al soportar temperaturas elevadas el aceite se ennegrece y se carboniza, la temperatura de carbonización es entre 120 – 130°C.
• Punto de floculación: Es la temperatura a la cual, en el aceite, mezclado con refrigerante, aparecen granos de cera, esta temperatura es más baja que la de congelación.
• Rigidez dieléctrica: Cuando los aceites se mezclan con agua u oxígeno suelen crear ácidos, este índice nos indica la cantidad de ácido que es capaz de crear, es mejor cuando menor es este índice.
• Índice de neutralización: Es la resistencia eléctrica del aceite, suele ser de 25Kv.