resumen de aire acondicionado taco

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADASESPE EXTENSIÓN LATACUNGA DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y MECÁNICA

CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ

TEMA: NECESIDAD Y FUNDAMENTOS TÉCNICOS DE LA CLIMATIZACIÓN

Nombre: Taco Cristian

Fecha: 199/11/2015 nivel: 8

1.1 Función y necesidades del aire acondicionado.

El bienestar del conductor es una parte importante de la seguridad activa, puesto que

ejerce una gran influencia sobre la capacidad de concentración del individuo, reduciendo

de este modo muy significativamente la fatiga la somnolencia propia del pilotaje del

vehículo.

Para lograr cierto grado de confort debe actuarse sobre diversos factores tales como la

temperatura, la humedad, la calidad de aire. Función que desempeña la climatización.

La humedad influye de modo determínate en la consecución de esas sensaciones de

bienestar, de tal modo que, al aumentar la humedad del ambiente, lo hacen también la

sensación de calor con las temperatura altas y de frio con las bajas, por lo que este valor

debe situarse entre 20 y 50%en verano, con una temperatura en torno a los 20oc y

alrededor de 45% con la misma temperatura en invierno.

1.2 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA CONFORTABILIDAD.

La humedad del ambiente en función del cual, como sabemos se modifica la sensación

térmica de los ocupantes, al variar sustancialmente la capacidad de traspiración del

cuerpo.

El acondicionador del aire debe ser capas pues, de modificar los valores de

temperatura, humedad pureza y caudal del aire en el interior del vehículo, adecuando a

las curvas de flotabilidad reflejada en las figuras 1.1 en las que se observan en las zonas

de confort, respectivamente, en función de la temperatura ambiental y caudal del aire y

cómo influyen (humedad, temperatura, calor, etc.) en la capacidad de transpiración,

frecuencia cardiaca y temperatura corporal.



Figura 1.1 Curvas de agrado y Grados de confortabilidad

Fuente: Peláez D.

En ocasiones es uno de estos factores el que modifica las sensaciones que los

ocupantes tienen de otro. La tabla 1.1 muestra esta interacción entre los factores, en este

caso la sensación térmica y la humedad relativa del ambiente, demostrando en función de

la misma se puede disponer de una sensación de mayor frio o calor para una misma

temperatura real.

Tabla 1.1 Tabla de modificación de temperatura por humedad

Fuente: Peláez D.



1.3 LOS CUERPOS Y LA ENERGÍA

La materia de la naturaleza se forma de millones de átomos que forman moléculas y

estas a su vez forman cuerpos o sustancias, de esta misma forma en función de la

cantidad de energía son sólidos, líquidos o gaseosos.

La cantidad de calor está ligada a la cantidad de materia; energía es otro factor

importante y esta es la capacidad para producir un determinado efecto, entonces el calor

es una forma de transmisión de energía, las unidades de energía son (Cal) y la británica

(Btu).

Se posee una temperatura mínima de un cuerpo 0˚K, donde no existe agitación de las

partículas y un nivel energético nulo.

1.4 LOS ESTADOS DE LA MATERIA

Los estados de la materia que se encuentran en la naturaleza son sólido, líquido y

gaseoso, los líquidos y gaseosos toman el nombre de fluido.

Existe una relación directa y proporcionada entre la masa de un cuerpo, su volumen, su

densidad y su estado de agregación; el primer principio de la termodinámica establece la

base científica de este tipo de experiencias determinando que la energía ni se crea ni se

destruye, solo se transforma, de lo que se deduce que el balance energético de cualquier

transformación debe ser nulo.



Figura 1.2 Fases del líquido

Fuente: Peláez D.

1.5 FORMAS DE TRANSMISIÓN DE CALOR

La conducción realiza su transferencia de calor por contacto de dos cuerpos del más

caliente al más frio

La convección basa su funcionamiento en la transferencia de calor por medio de un

fluido, y por último la radiación utiliza ondas electromagnéticas para transferir el calor.

Figura 1.3. Transferencia de calor

Fuente: Peláez D.



1.6 CALOR Y TEMPERATURA

Calor es una forma de energía utilizado para provocar los estados de la transformación

de la materia, se produce por un valor constante de temperatura y aportación de energía

calorífica al sistema, siempre que un cuerpo cambie de temperatura se modificara la

cantidad de energía almacenada en el mismo.

Existe el calor latente de fusión de C1 a C2 que va a ser el calor necesario para la

transformación de todo el sistema de solido a líquido, la cantidad de calorías necesarias

para realizar esto es proporcional a la masa utilizada en el sistema

Figura 1.4. Niveles de estado de una sustancia

Fuente: Peláez D.

De igual forma tenemos el calor latente de vaporización que es la variación de energía

entre C4 y C3 a una temperatura constate para que el líquido se convierta totalmente en

vapor, otro punto importante es la temperatura critica T3 es la temperatura máxima a la

que llegara la sustancia.

1.7 ENTALPIA Y ENTROPIA



Entalpia puede definirse como la cantidad de energía que es necesario aportar a un

cuerpo para llevarlo a una condición específica, está relacionada directamente con el nivel

energético de los cuerpos y con el estado de los mismos.

La entropía mide el grado de desorden existente en un sistema. El aumento de la

entropía implica un incremento del desorden interno del mismo, es decir el

desprendimiento de energía del cuerpo para igualar la temperatura de todos sus cuerpos

o del ambiente.

1.8 PRESIÓN Y TEMPERATURA

Los cambios de estado de cuerpo también pueden lograrse provocando cambios en los

valores de presión provocando la modificación de las temperaturas de fusión y

evaporación aumentando o disminuyendo, controlando la presión puede variarse el

comportamiento de un elemento en función de la temperatura.

Figura 1.5. Comportamiento del líquido a presión y temperatura

Fuente: Peláez D.

En la figura1.6 vamos a observar una curva de presión y temperatura de agua, donde

vamos a observar la variación de temperatura y presión para determinar el cambio de

estado de esta sustancia



Figura 1.6. Diagrama temperatura-presión

Fuente: Peláez D.

1.9 PRESION TEMPERATURA Y ENERGIA

En la figura 1.7 nos muestra la entalpia cumple un factor importante para el cambio de

estado de la sustancia en función de una presión.



Figura 1.7. Diagrama contenido energético- presión

Fuente: Peláez D.

Cuando el fluido se encuentra líquido, para determinar su temperatura debemos

seguir las líneas de temperatura de líquido saturado, que confluyen con la de vapor

saturado en la zona de presión y temperatura crítica propias del fluido.

1.10 LA REFRIGERACION

Se necesita provocar una serie de variaciones de presión y temperatura para

acondicionar el aire que penetrara al interior del habitáculo, por tal motivo el vehículo

incorpora un circuito frigorífico que consta de cuatro elementos básicos un compresor,

que lleva el vapor a un serpentín que condensara el fluido, y es llevado a un espesor

donde se produce una variación de presión y de temperatura y llevado a otro serpentín

que va a ser el encargado de enviar el aire frio al habitáculo, y posteriormente al

compresor para repetir el ciclo.



Figura 1.8 Circuito básico de refrigeración

Fuente: Peláez D.

1.11 CIRCUITO DE AIRE ACONDICIONADO

En el vehículo el frigorífico basa su funcionamiento en dos niveles de presión para la

transformación de estado de líquido a gaseoso y viceversa, vale recalcar que posee dos

serpentines el uno evacua el calor del fluido al ambiente y el otro absorbe el calor del

habitáculo.

Las características de los componentes se establecen en función de la potencia

frigorífica del mismo, es decir el tamaño y capacidad de cada elemento será diseñado para

cumplir con las necesidades que la persona necesite, tenemos por ejemplo el tipo de

compresor, caudal máximo y mínimo del condensador y del evaporador etc.



1.12 CIRCUITOS CON VALVULA DE EXPANSION

Figura 1.9 Circuito con válvula de expansión

Fuente: Peláez D.

Tenemos dos estados del líquido como lo mencionamos anteriormente en la figura

anterior podemos observar el líquido contenida entre la salida del condensador y el

expensar, y la línea de gas entre la válvula de expansión y el licue factor.

El compresor aspira fluidos procedentes del evaporador y los envía al condensador aquí

los fluidos alcanzan (70˚C y 12 bar), posteriormente el condensador disminuye la

temperatura de 70 a 45˚C produciendo condensación, de ahí pasa por una botella

deshidratadora donde se filtra, para salir al reductor de presión o expansor.



Figura 1.10 Circuito con valores de temperatura y presión

Fuente: Peláez D.

El reductor de presión está constituido por una válvula de expansión, que provoca una

dilatación del fluido como consecuencia la variación bruscamente de temperatura y

presión (45-5˚C y 1,5bar).

Posteriormente la corriente la corriente del aire exterior roza con el serpentín del

evaporador produciendo un nuevo intercambio de calor, en este caso el aire es enfriado y

enviado al interior del habitáculo realizando así la vaporización de la sustancia. A la salida

del evaporador se produce un ligero calentamiento con lo que se asegura la total

transformación de vapor que es aspirado nuevamente por el compresor.

En la figura 1.11 muestra un circuito de aire acondicionado donde tenemos:

1. Compresor

2. Condensador

3. Botella deshidratadora

4. Válvula de expansión

5. Evaporador

6. Tuberías



Figura 1.11 Partes de un circuito con válvula reguladora

Fuente: Peláez D.

1.13 CIRCUITO CON TUBO CALIBRADO

Los elementos que conforman este circuito son los mismos del anterior exceptuando la

botella deshidratadora, que va sustituido por un bote acumulador que se sitúa entre el

evaporador y el compresor.

El funcionamiento no se ve alterado produciendo los mismos intercambios de

temperatura, a la salida del compresor el fluido se encuentra en estado gaseoso hasta la

entrada en el condensador donde este va condensándose, para salir en estado líquido.



Figura 1.12 Circuito con tubo calibrado

Fuente: Peláez D.

La diferencia entre los dos circuitos citados radica en las presiones y temperaturas de

funcionamiento, que son para el sistema de orificio calibrado menores en la zona de alta

presión y superiores en la zona de baja presión.

Figura 1.13 Circuito con válvula de expansión valores de temperatura y presión

Fuente: Peláez D.

En la figura 1.14 también podemos apreciar la instalación de un circuito de aire

acondicionado con sus diferentes partes:



1. Compresor

2. Tuberías

3. Condensador

4. Orificio fijo

5. Evaporador

6. Acumulador

Figura 1.14 Circuito con válvula de expansión, partes

Fuente: Peláez D.

De los componentes que configuran el sistema algunos elementos se ubican en el cofre

del motor, como el compresor, el condensador y el bote acumulador, mientras que otros

como el evaporador, se emplazan en el interior de habitáculo del vehículo en un conjunto

llamado bloque climatizador

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