Componentes básicos del circuito de aire acondicionado

Objetivos: Que los alumnos/as, listen los componentes del circuito da aire acondicionado, junto con su función, funcionamiento, componentes, el mantenimiento que estos tienen y las principales fallas que presenta.

Compresor

Los compresores son versiones de desplazamiento, lubricadas por aceite. Esta activado con ayuda de un acoplamiento electromagnético.

 El compresor aumenta la presión del agente frigorífico, con lo cual aumenta a su vez la temperatura del agente. Sin este aumento no sería posible la expansión y el enfriamiento correspondiente.

La lubricación se emplea un aceite especial, del cual  aproximadamente un 50 % permanece en el compresor, mientras que la parte restante circula solidariamente con el agente frigorífico en el circuito. Una válvula de desactivación por sobrepresión, que suele estar instalada en el compresor, protege el sistema contra una presión excesiva.

    Proceso de compresión

Aspira agente frigorífico gaseoso frío a baja presión, procedente del evaporador. Para el compresor es de “importancia vital” que se encuentre en estado gaseoso, por no ser compresible en estado líquido, lo cual destruiría el compresor.

Se encarga de comprimir y lo expulsa como gas caliente hacia el condensador. El compresor representa un punto de separación entre los lados de alta y baja presión.

Funcionamiento del compresor

            – Compresor de émbolo

            – Compresor de espiral

            – Compresor de aletas celulares

            – Compresor de disco oscilante

Se tratará con más detalle el compresor de disco oscilante. El movimiento rotativo del eje se transforma con el disco oscilante en un movimiento axial. Según su arquitectura, pueden ser de 3 a 10 émbolos. Cada émbolo tiene asignada una válvula aspirante/impelente.

 Estas válvulas abren/cierran automáticamente a ritmo de trabajo. El rendimiento de los compresores depende del régimen del motor. Para la adaptación a las necesidades de rendimiento se han desarrollado compresores de rendimiento regulado, con una cilindrada variable. Se realiza modificando el ángulo de inclinación del disco oscilante.

En un compresor de cilindrada constante, las necesidades de rendimiento se adaptan a base de activar y desactivar el compresor.

El disco oscilante está guiado en dirección  longitudinal por medio de un carril de deslizamiento.   Variando la inclinación del disco se define la carrera de los émbolos y el caudal. La inclinación depende de la presión en la cámara. La presión en la cámara se determina por medio de las presiones aplicadas a la válvula. Estando desactivado existe igualdad de las presiones alta, baja y de la cámara. Los muelles delante y detrás del disco oscilante ajustan éste para un caudal de aprox. 40 %. No ocurre el golpe de activación del compresor, que se suele percibir como un tirón al conducir.

                                                                      

Acoplamiento electromagnético

Se establece la transmisión de la fuerza entre el compresor y el motor del vehículo, estando éste en funcionamiento.                                          

La Configuración consta de:

– polea con cojinete

– placa elástica con cubo

– bobina electromagnética

La placa elástica está fija al eje de impulsión del compresor. La polea va alojada en disposición giratoria en la carcasa del compresor.  La bobina va fijada a la carcasa del compresor. Entre la placa elástica y la polea existe un espacio libre “A“.

       

Funcionamiento

 El motor del vehículo impulsa la polea por medio de la correa Poly-V (faja). La polea gira solidaria y libremente al estar desactivado el compresor. Al ser activado se aplica una tensión eléctrica a la bobina, generándose un campo electromagnético. Este atrae a la placa elástica contra la polea en rotación, con lo cual se establece una transmisión de fuerza entre la polea y el eje de impulsión del compresor. El compresor gira solidariamente

 

Condensador

  El condensador es el “radiador“.

Arquitectura del condensador

  Consta de un serpentín tubular unido por medio de aletas. Se consigue una gran superficie de refrigeración y paso del calor. El ventilador se encarga de refrigerar el condensador. El intercambio de calor se realiza a base de refrigerar el aire. El enfriamiento se establece con ayuda del viento de la marcha y la intervención del ventilador

Según la versión también puede tener un ventilador adicional. El ventilador se pone en funcionamiento al activar el clima (A/C). Otra versión la activación se produce de forma retardada, al existir una presión específica. Las impurezas reducen el paso del aire, puede afectar el rendimiento.

Funcionamiento

Procede del compresor en estado gaseoso, caliente. En el condensador, tiene una temperatura aproximadamente de 50° a 70ºC. Los tubos y las aletas del condensador absorben calor.  A través del condensador se hace pasar aire fresco, que absorbe el calor y hace que se enfríe. Al enfriar se condensa a una temperatura y una presión específicas, adoptando el estado líquido.  Abandona el condensador en estado líquido.

Depósito de líquido y deshidratador

 El depósito de líquido con válvula de expansión se utiliza para la expansión y para guardar las reservas del agente frigorífico. Para compensar estas fluctuaciones se integra en el circuito este depósito de líquido. En el deshidratador se liga químicamente la humedad que penetra en el circuito. Según la versión puede absorber entre 6 y 12 g de agua. La cantidad absorbida está supeditada a la temperatura y aumenta a medida que bajan las temperaturas. También se asientan las partículas de desgaste del compresor.

Funcionamiento

Procedente del condensador, el líquido pasa hacia el depósito. Recorre el deshidratador, pasa en un flujo  ininterrumpidamente continuo y exento de burbujas hacia la válvula de expansión.

El depósito de líquido se tiene que sustituir  cada vez que se abra el circuito frigorífico.

Antes de su montaje hay que mantenerlo cerrado el mayor tiempo posible, para que la absorción de humedad del aire ambiental se mantenga reducida en el deshidratador

Válvula de expansión

Es el sitio en el que el agente frigorífico se distensa en el evaporador, haciéndolo enfriar. Constituye el sitio de la división entre los lados de alta y baja presión. Con la válvula de expansión se regula el flujo del agente frigorífico hacia el evaporador en función de la temperatura el vapor. En el evaporador sólo se distensa la cantidad que resulta necesaria.

Regulación

El flujo se gestiona por medio de la válvula de expansión, en función de la temperatura.

– Si aumenta la temperatura  que sale del evaporador, el agente frigorífico en el termostato se expande. El flujo a través de la válvula de bola aumenta hacia el evaporador.

– Si baja la temperatura que sale del evaporador, el volumen del agente frigorífico se reduce en el termostato. Se reduce a su vez el flujo hacia el evaporador.

  Trabaja en acción conjunta de 3 diferentes fuerzas:

1.   La presión en el tubo del sensor depende de la temperatura. Actúa como fuerza de apertura (PFü) sobre el diafragma.

2.   La presión del evaporador (PSa) actúa en dirección opuesta al diafragma.

3.   La presión del muelle regulador (PFe) actúa en la misma dirección que la presión del evaporador.

Evaporador

  Trabaja según el principio de un intercambiador de calor. Es parte integrante del climatizador y va integrado en la caja de la calefacción. Estando activado  se extrae calor al aire que pasa entre las aletas del evaporador frío.

Este aire se enfría, deshidrata y depura.

Funcionamiento

Pasa la válvula de expansión se distensa en el evaporador, enfriándose intensamente durante esa operación. Pasa al estado gaseoso, poniéndose en ebullición. Al ebullir en el evaporador, las temperaturas son bastante inferiores a las de congelación del agua.

El calor para la evaporación lo extrae de su entorno, lo extrae del aire que pasa por el evaporador. Este aire se conduce hacia el habitáculo. La humedad se condensa en los sitios del evaporador, que las temperaturas resultan inferiores a las del punto de rocío. Se produce agua condensada. El aire se “deshidrata“.

Circuito frigorífico con estrangulador

El rociado líquido en el evaporador se lleva a cabo por medio de un estrangulador. En lugar del depósito de líquido en el lado de alta presión se instala un depósito colector por el lado de baja presión.  Se utiliza como depósito y como protección para el compresor. Los demás componentes son idénticos a los del circuito con válvula de expansión.

 Estrangulador

Es un sitio estrecho, directamente ante el evaporador.  “Estrangula” el paso del agente frigorífico. Antes del estrangulador, está sometido a alta presión y es caliente.

Al pasar por el estrangulador se produce una rápida caída de la presión. El se enfría a baja presión. El estrangulador constituye así el “sitio de división”  entre de alta y baja presión. Un elemento de estanqueidad garantiza que el agente frigorífico sólo pase por el estrangulador en el sitio estrecho.

Funciones

– Determinación del caudal de agente frigorífico. Esto se realiza con ayuda del taladro calibrado.

Únicamente pasar una cantidad de equivalente a la presión momentánea.

– Mantener la presión por el lado de alta presión, manteniendo el agente frigorífico en estado líquido.

– En el estrangulador se produce una caída de la presión. Debido a una evaporación parcial tiene lugar un enfriamiento ante la entrada al evaporador.

– Pulverización del agente frigorífico.

 El estrangulador lleva un tamiz para captar impurezas antes de llegar al sitio estrecho. Detrás el sitio estrecho se encuentra un tamiz para la pulverización antes de su llegada al evaporador.

Depósito colector

 En la parte de baja presión con estrangulador se encuentra el depósito colector. Se instala en un sitio caliente del vano motor (re evaporación). Se utiliza como depósito de expansión y depósito para el agente frigorífico y el aceite para, sirviendo a su vez de protección para el compresor.

El agente frigorífico gaseoso procedente del evaporador ingresa en el depósito. Si   existe humedad, éstas se captan en el deshidratador integrado. El agente gaseoso se colecta arriba, y es aspirado por el compresor a través del tubo en U, encontrándose en estado gaseoso.

De esa forma tiene asegurado, que el compresor aspire únicamente agente gaseoso. El aceite se colecta en el fondo del depósito. El agente gaseoso aspirado por el compresor absorbe aceite a través de un taladro que tiene el tubo en U. Un tamiz filtrante impide que pueda pasar aceite sucio a través del taladro.