Sistema de Climatización en Vehículos: Componentes y Funcionamiento

Sistema de Climatización en Vehículos

Introducción

El sistema de climatización en vehículos es esencial para el confort de los pasajeros, especialmente en condiciones climáticas extremas. Este documento describe los principios termodinámicos, los componentes principales y el funcionamiento del sistema de climatización, utilizando el refrigerante R134a como ejemplo.

Principios Termodinámicos

Zona de Confortabilidad

La zona de confortabilidad se define por la temperatura y humedad ideales para el cuerpo humano. El punto central se sitúa en 22ºC y 50% de humedad relativa. Otros factores que influyen son la velocidad del aire, el metabolismo y los antecedentes personales.

Magnitudes

• Temperatura (Tª): Determina el equilibrio térmico entre sistemas. Se mide en Celsius, Kelvin (escala absoluta) y Fahrenheit.
• Entropía: Energía aportada por kg y por cada ºK que varía la temperatura (j/kg.k).
• Calor: Tipo de energía, se mide en julios.
• Presión (P): Fuerza por unidad de superficie (N/m²). Se mide en pascales o bares.
• Volumen (V): Espacio ocupado por un fluido.
• Trabajo (W): Manifestación mecánica de la energía, se mide en julios (W=f^.d o P x variación de V).

Transformaciones Termodinámicas

• Isobárica: Presión constante.
• Isocórica: Volumen constante.
• Isotérmica: Temperatura constante.
• Adiabática: Sin intercambio de energía.

Cambios de Estado

• Vaporización, Fusión, Sublimación: Absorben energía del entorno.
• Condensación, Solidificación, Cristalización: Liberan energía al entorno.

Componentes del Circuito Refrigerante

El circuito refrigerante es un sistema cerrado que utiliza el refrigerante R134a. Los componentes principales son:

Compresor

Realiza la compresión adiabática del refrigerante, aumentando su presión y temperatura. Se utilizan compresores de plato oscilante o de carga variable con regulación electrónica.

Condensador

Intercambiador de calor donde el refrigerante se condensa, pasando de estado gaseoso a líquido. El calor se disipa al ambiente.

Filtro Deshidratante

Elimina la humedad del refrigerante, generalmente utilizando gel de sílice.

Válvula de Expansión

Reduce la presión y temperatura del refrigerante mediante una expansión adiabática. Existen válvulas reguladas por temperatura o por presión.

Evaporador

Intercambiador de calor donde el refrigerante se evapora, absorbiendo calor del aire del habitáculo. Enfría y deshumidifica el aire.

Fluido Refrigerante (R134a)

El R134a es un refrigerante con bajo punto de ebullición, no inflamable ni explosivo, y compatible con aceites sintéticos. Sin embargo, se descompone a altas temperaturas y puede ser tóxico.

Mantenimiento

El mantenimiento del sistema de climatización se realiza con equipos de carga que permiten verificar presiones, recuperar, reciclar y cargar el refrigerante.

Circuito de Aire

El circuito de aire incluye componentes como el filtro de polen, la chapaleta de velocidad, la chapaleta de aire fresco/recirculación, la turbina, el evaporador, la trampilla de mezcla de aire, el intercambiador de calor de calefacción y las compuertas de salida.