¿Le gustaría saber cómo funciona el acondicionador de aire de su vehículo? El sistema parece complicado, pero en realidad es bastante simple. Una vez que sepa cómo suministra aire frío, estará mejor informado cuando se produzcan problemas y cómo solucionarlos, o comprenderá más sobre lo que le dice un garaje cuando lo repara.
El calefactor y el aire acondicionado (HVAC) tienen tres funciones: enfriar el interior del automóvil, calentar el interior y descongelar el parabrisas. Los tres modos funcionan juntos como un sistema de control de clima. Este sistema está controlado por una computadora principal que se encuentra en el tablero y también alberga los controles para los ajustes de modo y temperatura.
La computadora da órdenes al compresor para que comience a presurizar el refrigerante junto con los actuadores de puerta de mezcla para dirigir el flujo de aire desde el piso, la mitad y las ventilaciones de descongelación. También controla la velocidad del ventilador del ventilador. Los actuadores también controlan la temperatura del aire mezclando el aire caliente del calentador y el aire frío del aire acondicionado.
Cuando enciende el sistema, se proporciona una fuente de tensión al controlador de clima, al ventilador del motor del soplador y al embrague del compresor o a la válvula interna. Estos componentes comienzan a funcionar conectados a través de un fusible de cableado de control de clima y un relé.
¿Cómo funciona?
Comencemos con el refrigerante (r134a) dentro del sistema. Este refrigerante en particular fue creado específicamente para la industria automotriz en algún momento a finales de la década de 1980, que es ligeramente diferente de las aplicaciones de refrigerantes domésticos o industriales. Algunos se refieren a este refrigerante como «Freón», que es un nombre de marca como Kleenex.
Esta parte de fluido, parte de gas, se mantiene bajo presión dentro del sistema. Cuando el sistema no está funcionando, el refrigerante sigue siendo un gas a baja presión, aproximadamente 70 psi. La propiedad óptima de este gas es su capacidad de pasar de un gas caliente cuando se comprime (250 psi a aproximadamente 180° F u 82° C), y cuando se enfría en el condensador ubicado frente al radiador, se transforma en un líquido cálido de alta presión que luego se libera a través de una válvula de expansión o un tubo de orificio (orificio pequeño). El líquido de alta presión se transforma instantáneamente en un vapor de gas de baja presión (35 psi a 32° F o 0° C) que crea la frialdad dentro del evaporador, en cuyo caso el motor soplador pasa aire a través de él y al sistema de ventilación y al interior del automóvil.
Toda esta acción es básicamente un líquido de alta presión, luego se libera en un gas de baja presión. Si tomas una lata de laca para el cabello y luego sueltas el producto junto con el propulsor, la lata se enfriará. Esta es exactamente la misma reacción química utilizada por el aire acondicionado. La única excepción es que el gas se recupera dentro del evaporador y luego se recicla en el sistema.
El núcleo del evaporador parece un pequeño radiador en cuclillas que se encuentra dentro del vehículo. Una vez que el refrigerante ha gastado su carga en frío, se recoge en la manguera lateral baja y en el compresor, donde se procesa de nuevo.
El siguiente diagrama muestra todo el sistema y el flujo de refrigerante (alta presión en rojo y baja presión en azul). Estos sistemas están cerrados (sellados) que re-circulan continuamente el refrigerante. Se utiliza un secador receptor o un acumulador para filtrar y eliminar el humidor del refrigerante para ayudar a evitar que el sistema se dañe por óxido o corrosión.
El refrigerante se transfiere de un componente a otro mediante mangueras o tubos. Estas serían las mangueras de presión de lado alto y de lado bajo. La manguera de lado alto conecta el compresor con el condensador, desde el condensador hasta la válvula de expansión o el tubo de orificio, ambos ubicados frente al evaporador. El lado bajo conecta el evaporador de nuevo al compresor. La válvula de expansión o el tubo de orificio hacen básicamente el mismo trabajo, el sistema tendrá uno u otro. Una válvula de expansión puede variar su tamaño debido a la temperatura, mientras que un tubo de orificio es de tamaño fijo.
Componentes de aire acondicionado
El sistema de CA tiene cuatro partes básicas: Un compresor, que es alimentado por el motor utilizando la correa serpentina y tiene un puerto lateral bajo que está conectado al evaporador junto con un puerto lateral de alta presión que está conectado al condensador utilizando mangueras de goma. El compresor es la parte mecánica principal del sistema con funcionamiento interno que debe ser lubricado con aceite de clavija (sintético).
El compresor está equipado con un embrague que se activa cuando el sistema está encendido. Las partes internas del compresor comienzan a girar a través de la potencia del motor y la presurización del refrigerante.
En los motores híbridos que el compresor es accionado eléctricamente. El compresor de un vehículo híbrido y eléctrico funciona con la batería del vehículo, no con el motor de gasolina. Un pequeño motor eléctrico está instalado dentro del compresor que presuriza el refrigerante. Estos compresores tienen un par de cables de gran calibre que forman el controlador del compresor. Vea la imagen de abajo:
Un condensador se encuentra frente al radiador del motor y enfría el refrigerante del compresor antes de que se dirija al evaporador ubicado dentro del vehículo. Algunos condensadores están diseñados con un secador receptor conectado que actúa como limpiador de refrigerante y eliminador de humedad, lo que ayuda a que el sistema dure más tiempo. Algunos sistemas tendrán un acumulador que hace el mismo trabajo, cada fabricante de automóviles es un poco diferente, pero hace la misma operación.
Algunos sistemas de aire acondicionado tienen un ventilador separado para el condensador en lugar del ventilador de refrigeración del radiador, o tendrán un ventilador adicional para ayudar al ventilador del radiador a enfriar el refrigerante. Estos ventiladores son controlados por la computadora de control de clima que da un comando al relé de control para encender el ventilador. Cuando estos ventiladores fallan, el sistema no se enfriará también.
El condensador de abajo se coloca justo en frente del radiador del motor para que el ventilador de refrigeración del motor pueda extraer aire a través de él de manera similar al radiador.
El evaporador es donde se crea la frialdad utilizando una válvula de expansión o un tubo de orificio que es como un pequeño orificio y es donde se libera el líquido de alta presión en el evaporador.
Las mangueras de aire acondicionado se utilizan para transferir refrigerante desde varios componentes y es un lugar popular para encontrar fugas.
Los puertos de servicio laterales altos y bajos se utilizan para agregar Freón y vacío y recargar y el sistema. Estos puertos generalmente se encuentran en cada manguera, pero también pueden estar en el compresor o el acumulador.
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