El funcionamiento de un aire acondicionado es una especie de misterio para muchos de nosotros. Los hornos son fáciles de entender: calientan el aire y lo inyectan por toda la casa a través de los conductos. Las calderas producen agua caliente o vapor y la desplazan por la casa mediante tuberías. Pero, ¿cómo producen los sistemas de aire acondicionado un agradable aire frío y deshumidificado?
Cómo Funciona un Aire Acondicionado
Piense en un aparato de aire acondicionado como una máquina que extrae el calor de su casa y lo bota fuera de ella mediante el uso de cinco partes interrelacionadas:
Estos son los cuatro elementos principales que componen el ciclo de refrigeración, sin alguno de ellos el ciclo es imposible que se lleve a cabo. A continuación veremos cuál es la misión de cada uno de ellos dentro del circuito frigorífico y su principio de funcionamiento.
El compresor
La función del compresor en el ciclo de refrigeración es aspirar el vapor del evaporador y ayudarlo a entrar en el condensador. Este trabajo lo consigue mediante la aportación de una energía exterior, como es la electricidad.
El condensador
La misión del condensador es extraerle el calor al refrigerante. Este calor, en principio, es la suma del calor absorbido por el evaporador y el producido por el trabajo de compresión.
La válvula de expansión
La misión fundamental de la válvula de expansión en el ciclo de refrigeración es la de proporcionar la diferencia de presión establecida entre los lados de alta y de baja presión del circuito de refrigeración.
La forma más simple para lograrlo es mediante un tubo capilar entre el condensador y el evaporador, de manera que este le produzca una pérdida de carga al refrigerante. Esta solución, del tubo capilar, es válida para pequeñas instalaciones, pero cuando se trata de regular grandes cantidades de refrigerante es conveniente el uso de la válvula de expansión.
En tal caso se utilizan válvulas de expansión termostáticas que utilizan un bulbo que se coloca a la salida del evaporador, en contacto con la tubería, y que tiene en su interior una cantidad del mismo refrigerante que utiliza el circuito. Si se produce un enfriamiento del vapor que sale del evaporador, se enfría el bulbo y disminuye la presión que se transmite a la válvula, y ésta se cierra, por lo que llegará menos refrigerante al evaporador. Si llega menos refrigerante habrá más superficie de recalentamiento y aumentara la temperatura de recalentamiento.
El evaporador
Este elemento es un intercambiador de calor que, por sus necesidades caloríficas, absorbe calor del medio en el que se encuentra, con lo cual lo enfría.
Normalmente es de circulación forzada de aire mediante ventilador, y se utilizan tubos de aletas para aumentar la superficie de intercambio.
Llegados a este punto y sabiendo cuales son los principales elementos que forman el ciclo de refrigeración, ahora solo nos queda saber cuál es el comportamiento del refrigerante en dichos elementos.
Comportamiento del refrigerante en el Ciclo de Refrigeración
Situémonos en el punto 1 antes de la válvula de expansión en el que el refrigerante se encuentra en estado líquido a una cierta presión; su paso al evaporador lo controla la válvula de expansión termostática, cuyo funcionamiento está regulado por la temperatura y por la presión.
Esta válvula le produce unapérdida de carga al refrigerante mediante una estrangulación brusca que hace que la presión descienda desde la que tenía en el punto 1 (salida del condensador), hasta la existente a la entrada del evaporador, entre el punto 2 y 3.
La válvula es la que regula las dos partes del ciclo frigorífico, la zona de alta presión y la zona de baja presión.
Esta bajada de presión en el evaporadorhace que el refrigerante hierva y se produzca su evaporación, absorbiendo calor del recinto en que se encuentra a través del aire del mismo, y transfiriéndolo al líquido, que se va transformando en vapor en el interior de los tubos del evaporador, hasta que se evapora totalmente (final del punto 3)
El refrigerante entra en el compresor a baja presión y temperatura, en forma de gas, es comprimido, aumentando su presión y su temperatura, donde comienza el punto 4. Ahora entra en el condensador y mediante la acción de un fluido exterior (agua o aire), se le extrae calor al refrigerante, lo cual produce un enfriamiento del mismo favoreciendo su condensación hasta alcanzar el estado líquido; a partir de aquí es impulsado de nuevo hacia la válvula de expansión donde se repite el ciclo frigorífico.
