1. Técnicas de refrigeración

Los sistemas de acondicionamiento de aire están basados en principios termodinámicos que hacen referencia a intercambios del calor. Las transformaciones termodinámicas tienen una relación entre la presión, temperatura y cambios de estado.

En física no existe la definición de simplemente hay más o menos calor. El punto cero de calor cuando no existe calor es el denominado cero absoluto y corresponde a -276°C punto en el que se solidifica el helio.

2. Circuito de aire acondicionado

Está compuesto por una serie de elementos por el interior de los cuales circula un fluido frigorígeno. El funcionamiento esta basado por dos niveles de presión. Estos dos niveles se obtienen a partir de un compresor y un expansor. Un condensador evacua el calor del fluido frigorígeno hacia el exterior mientras que un evaporador absorbe o roba calor del aire que entra en el habitáculo. Este proceso nos asegura la disminución de temperatura en él interior del habitáculo.

El compresor absorbe vapores procedentes del evaporador y los envía al condensador. En este trabajo de compresión la presión del gas alcanza valores de 80°C y 12 bares de presión.  En la salida del compresor y la entrada del condensador, el gas se enfría un poco, bajando la temperatura hasta unos 50°C.

En el reductor de presión de provoca una expansión del líquido y en consecuencia disminuye bruscamente la presión y la temperatura provocando la evaporación. La presión desciende desde 12 kilos a 3,5 kilos y la temperatura de 45° a 5°C.

3. Componentes del sistema del aire acondicionado:

• Fluido refrigerante:

  
  Para producir frío de una manera rápida se necesita un elemento que se evapore a bajas temperaturas y que tenga las siguientes características: calor de vaporización muy alto, composición química estable dentro del circuito, volumen del vapor saturado pequeño, que no tenga acción corrosiva en metales y gomas, que sea fácilmente detectable en caso de fuga. El gas usado en automoción es el r134-a denominado tetrafluoroetano.

• 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 baja temperatura, comprimiendo e impulsando al sistema alta presión y alta temperatura. Los compresores de aire acondicionado son del tipo de pistones alternativos movidos por una excéntrica. El corte o puesta en funcionamiento del compresor se realiza por medio de un embrague electromagnético. El compresor contiene una cierta cantidad de aceite especial para lubricar los elementos. Una parte de este aceite, sobre el 40%, se mezcla con el refrigerante y circula con él por toda la instalación.

• Condensador:

  
  Es un intercambiador de calor formado por un serpentín tubular con aletas para conseguir una amplia 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. A medida que el gas enviado a presión desde el compresor circula por condensador, va cediendo calor y condensándose de manera que a la salida de este es sólo líquido. En condiciones normales para el funcionamiento a temperatura ambiente de 40°C llegamos a obtener un descenso de temperatura aproximadamente 30°C en el paso por el condensador y a una presión de 16 kilos. Por el contrario el aire que pasa a través del condensador experimenta un aumento de temperatura de aproximadamente 20°C. 

• Evaporador:

  
  La constitución es muy similar a la de un condensador (serpentín tubular con aletas para aumentar superficie de contacto con el aire). En el evaporador es donde se provoca la evaporación del líquido y en consecuencia disminuye el calor del aire que pasa través de él. Está evaporación es provocada también a través de la válvula de expansión. En condiciones normales de funcionamiento el fluido frigorígeno llega al evaporador a 0°C y sale de él en estado gaseoso a 10°C a una presión aproximada de 3 bares. 

• En los sistemas en los que se emplea el fluido r134-a se utiliza el cobre cómo material de construcción ya que esté fluido ataca al aluminio.

• Filtro deshidratador:

  
  Tiene la misión de absorber la humedad que contiene la instalación, la cual puede producir hielo pudiendo provocar el bloqueo de la válvula de expansión y el compresor, además puede dar lugar a un fenómeno corrosivo, y puede actuar como depósito de reserva de refrigerante.

• Válvula expansión:

  
  Se sitúa en la entrada del evaporador. Su misión u objetivo es vaporizar el fluido refrigerante y dosificar la carga necesaria para un buen funcionamiento del sistema. La regulación se realiza por medio de una válvula que controla el caudal del fluido en función de la temperatura de salida del evaporador.

• Termostato y presostato:

  
  Los equipos de aire acondicionado usado en vehículos están provistos de un termostato para la regulación de la temperatura en él interior del habitáculo. Este dispositivo consiste en un interruptor conectado al circuito del embrague electromagnético del compresor.

Los presostatos están constituidos por una membrana que se acopla mediante un racor a un punto determinado de la instalación. Cuando la presión del fluido del circuito refrigerante sube por encima de los valores permitidos el presostato abre el circuito eléctrico cortando la alimentación del embrague electromagnético del compresor. Este caso se utiliza para presiones máximas, pero el Presostato puede ser usado también para presiones mínimas llegando a hacer cortes de alimentación al embrague del compresor con presiones por debajo de 2.5 bares.

4. Mantenimiento y verificaciones sistemas aire acondicionado

Un sistema de aire acondicionado no requiere grandes atenciones. Las operaciones de mantenimiento se reducen a un control periódico de funcionamiento y una correcta utilización. En invierno cuando la instalación se mantiene sin funcionar largos períodos de tiempo es preciso conectar el compresor de vez en cuando con el fin de haber circular el fluido refrigerante y con esto evitando que las juntas de unión y componentes se resequen, evitando así posibles fugas de gas.

La principal función del sistema de climatización es bajar la temperatura. Resulta muy útil también en invierno para el sistema de desempañado del parabrisas. En estas condiciones el aire acondicionado elimina la humedad aumentando la eficacia del desempañado; al mismo tiempo el sistema de calefacción puede lograr una temperatura adecuada del aire de ventilación.

En las intervenciones que se realizan en el sistema de aire acondicionado debe de llevarse siempre gafas de protección dado que el freón puede dañar los ojos de forma permanente. No debe nunca calentarse con llana los componentes de un sistema de climatización ya que se produce fosfógeno y este gas es altamente tóxico. Las operaciones sobre el aire acondicionado deben hacerse siempre en locales ventilados.

Muchas veces las deficiencias del aire acondicionado son culpa del filtro del habitáculo.

5. Carga y descarga del circuito

Las operaciones de carga o vaciado del aire acondicionado se realiza con una máquina especial provista de un conjunto de manómetros los cuales nos ayudan a diagnosticar y comprobar la estanqueidad y funcionamiento del circuito. Las estaciones de carga de aire acondicionado constan de un cilindro de carga con un manómetro incorporado. También dispone de una resistencia de caldero para que en caso necesario aumentar la presión en el cilindro de carga. La estación también consta de una bomba de vacío conectada a través de cuatro válvulas canalizadas a los circuitos de alta, de baja presión, al vacuómetro y al cilindro de carga

6. PROCESO DE CARGA Y DESCARGA AIRE ACONDICIONADO

1. Vaciado del fluido refrigerante del sistema 2. Llenado del cilindro de carga 3. Hacer el vacío del circuito de climatización 4. Carga del fluido refrigerante en el circuito del vehículo