Aire acondicionado
La función de
refrigeración del aire que penetra en el habitáculo no es tan sencilla como la calefacción,
y por ello ha tardado más en aparecer en los vehículos de serie. El sistema de
aire acondicionado requiere unos componentes específicos más complejos, así
como un fluido adecuado para el intercambio de calor. A diferencia del
sistema de calefacción, en el que el líquido refrigerante absorbe calor del
motor y se lo cede a dos radiadores (refrigeración y calefacción), en el caso
del aire acondicionado, el objetivo consiste en que el fluido frigorífico
absorba el calor del aire que entra al habitáculo mediante el evaporador. Por
lo tanto, deberá cederlo al ambiente mediante otro intercambiador, el condensador.
El principio de funcionamiento del circuito de aire acondicionado se puede
explicar siguiendo las siguientes etapas:
Etapa 1: Compresión
El fluido en estado gaseoso es aspirado por el compresor a baja presión y baja
temperatura (3 bar, 5ºC) y sale comprimido a alta presión y alta temperatura
(20 bar, 110ºC). La energía necesaria para llevar a cabo este trabajo de
compresión se la aporta la correa del alternador, que también suele mover la
bomba de líquido refrigerante.
Etapa 2: Condensación
El fluido en estado gaseoso entra en el condensador a alta presión y
temperatura. Empieza la cesión de calor del fluido al aire que atraviesa el
intercambiador, produciéndose la condensación del fluido frigorífico, saliendo
del condensador en estado líquido a alta presión y temperatura media (19 bar,60ºC)
Etapa 3: Filtrado y
desecado El fluido en estado líquido pasa por el filtro deshidratante, que
absorbe la humedad que pueda contener el fluido. Además, pasa a través de un
elemento filtrante que retiene las impurezas presentes en el líquido. No
debe producirse ningún cambio en el estado termodinámico del fluido.
Etapa 4: Expansión El
fluido en estado líquido a 19 bares y 60ºC penetra en la válvula de expansión
termostática, produciéndose una caída brusca de presión y temperatura. El
fluido sale de la válvula en estado difásico, a una presión de 3 bares y
una temperatura de 0ºC.
Etapa 5: Evaporación El
fluido en estado difásico penetra en el evaporador, donde comienza el
intercambio de calor con el aire exterior que penetra al habitáculo. El fluido
necesita absorber calor para poder evaporarse, y lo toma del aire que atraviesa
el evaporador. A su vez, la humedad presente en este aire se condensa sobre las
aletas (superficie fría) y se acumula en una bandeja bajo el intercambiador,
para después ser evacuada al exterior mediante un conducto de desagüe.
Etapa 6: Control El fluido a la salida
del evaporador y por lo tanto a la entrada del compresor debe estar en estado gaseoso,
para evitar posibles deterioros en el compresor. En los circuitos equipados con
una válvula de expansión termostática, el control se realiza a la salida del
evaporador, mediante el recalentamiento, o diferencia entre la temperatura a la
salida del evaporador y la temperatura de evaporación. Dicho valor debe estar
comprendido entre 2 y 10ºC, y en caso de encontrarse fuera de estos márgenes,
la válvula se abre más o menos para permitir la entrada de una caudal mayor o
menor al evaporador. Es por lo tanto imprescindible no variar el tarado de
dicha válvula. Una vez garantizada la evaporación de la totalidad del fluido,
éste pasa de nuevo por el compresor, y el ciclo comienza de nuevo.
Video del funcionamiento del aire acondicionado
