Mecanismos y Componentes Clave del Ciclo de Refrigeración del Aire Acondicionado

Funcionamiento del Ciclo de Refrigeración

El ciclo de refrigeración se divide en dos zonas principales: la zona de alta presión y la zona de baja presión.

Zona de Alta Presión

1. Compresor: Aspira y comprime el fluido en estado gaseoso (vapor), aumentando su presión desde 1.2-2.5 bares hasta 14-25 bares. El compresor inicia la zona de alta presión.
2. Condensador: El fluido, ahora a alta presión y elevada temperatura, pasa al condensador, donde cede calor al exterior y cambia a estado líquido.
3. Filtro Deshidratador: El fluido líquido pasa por el filtro deshidratador para eliminar partículas de agua y absorber humedad. (Nota: En sistemas con válvula de espiga, este elemento se ubica en la zona de baja presión y se denomina depósito colector).

Zona de Baja Presión

4. Expansor (Válvula de Expansión o de Espiga): Produce un incremento del volumen y una caída de presión drástica (de 14 a 2.5 bares). Esta disminución de presión reduce el punto de ebullición del fluido, bajando la temperatura desde 45 °C hasta -10 °C. El fluido se encuentra parcialmente líquido y parcialmente sólido.
5. Evaporador: El fluido pasa al evaporador, donde se produce la total vaporización del fluido. Al vaporizarse, absorbe el calor del aire exterior, enfriando el aire que lo atraviesa (temperatura de 5 °C a 15 °C).

El ciclo se repite cuando el fluido vaporizado regresa al compresor, y de ahí al condensador, que expulsa el calor fuera.

Componentes Esenciales del Sistema de Aire Acondicionado

H4. Fluidos y Lubricantes

• Fluido Refrigerante (R-12, R-134A): Debe tener un bajo punto de ebullición, baja temperatura de congelación, ser no corrosivo y detectable en caso de fugas.
• Aceites Frigoríficos: Lubrican el compresor, mejoran la estanqueidad y optimizan su refrigeración. Además, arrastran posibles impurezas hacia el filtro.

H4. Elementos de Intercambio y Movimiento

• Compresor: Único elemento dinámico. Aspira el fluido en forma de vapor a baja presión y temperatura, comprimiéndolo a alta presión y temperatura. Su accionamiento es por correa mediante un embrague electromagnético.
• Condensador: Es un intercambiador de calor formado por un serpentín tubular rodeado de aletas disipadoras. Su función es evacuar el calor del fluido (gas a alta presión) para que se convierta en líquido.
• Electroventilador: Encargado de crear la corriente de aire necesaria para extraer el calor del condensador.
• Evaporador: Es un intercambiador de calor instalado en el lado de baja presión. Enfría el aire que se dirige al interior del vehículo/espacio.
• Expansor: Provoca un aumento de volumen en la zona de alta presión (hasta 1.2 bares). Contiene una válvula de expansión que regula el caudal y la presión del fluido que pasa hacia el evaporador.
• Filtro Deshidratador: Se encuentra a la salida del condensador (circula fluido líquido). Es un depósito de reserva que absorbe humedad y filtra el líquido. En equipos con válvula de espiga, se instala en la zona de baja presión (entre evaporador y compresor) y se denomina depósito colector.
• Conducciones Externas: Utilizadas para la unión de los componentes del circuito. Son de aluminio y caucho, y se aseguran mediante racores estancos.

H4. Tipos de Compresores

Existen diversos diseños de compresores:

• De émbolos accionados por mecanismo biela-manivela.
• De émbolos axiales y cilindrada baja.
• De cilindrada fija con émbolos de doble efecto.
• De cilindrada variable.
• Rotativos de paletas.
• Rotativos tipo espiral (scroll).

H4. Elementos de Control y Seguridad

• Presostato: Controla la presión en el circuito. Desconecta el compresor cuando la presión es excesivamente alta.
• Termostato: Regula la temperatura interior y protege la instalación contra la formación de escarcha.