Operación de un aire acondicionado

Por ing. Hernán Hernández

Controlar las condiciones térmicas que vienen determinadas por variables ambientales y variables individuales se hace cada vez más necesario para mejorar la calidad de vida. El equilibrio entre ellas determina la sensación térmica de nuestro cuerpo y el nivel de confort.

Actualmente, el sistema más utilizado para controlar las variables ambientales son los sistemas de aire acondicionado. Controlar por completo la temperatura, la humedad y la ventilación y, además, cuidar el medio ambiente, se ha convertido en el mayor reto de las empresas de climatización.

En el ciclo de refrigeración circula un refrigerante cuya función es la de reducir o mantener la temperatura de un determinado ambiente. Para ello, se debe extraer calor del espacio que deseamos refrigerar y transferirlo a otro cuerpo cuya temperatura sea inferior, pasando por diversos estados o condiciones. Cada uno de estos cambios se denomina “procesos”. Por lo tanto el funcionamiento de estos es diferente a como funciona un sistema de calefacción que calienta el aire y lo inyecta por todo el inmueble a través de sistemas de conductos, o bien los calentadores que producen agua caliente o vapor y la desplazan por la casa mediante tuberías.

El aire acondicionado es un dispositivo que extrae el calor del inmueble y lo dirige hacia fuera; para realizar lo anterior se requiere la operación e interrelación de sus cinco partes: refrigerante, compresor, condensador, válvula de expansión y bobina del evaporador.

Hablando de aplicaciones para el hogar, hay varios tipos de sistemas de aire acondicionado, por ejemplo los de ventana, portátil, sin ductos y aire acondicionado central. Sin embargo, todos ellos utilizan los siguientes componentes mencionados anteriormente y refrigeración de expansión directa. A continuación describiremos las partes que lo conforman y su operación.

Refrigerante

Es el líquido circulante que se bombea a través del sistema de aire acondicionado. Cambia de estado de vapor de gas a líquido a medida que recoge el calor de la casa y lo manda al exterior. El refrigerante es especial, ya que tiene un punto de ebullición muy bajo, lo que quiere decir que cambia de líquido a vapor a bajas temperaturas.

Compresor

Es el encargado de hacer circular el refrigerante por todo el sistema, este es una bomba para una ruta cerrada lo cual es muy diferente al trabajo que realizan las bombas de agua que conocemos para llenar depósitos elevados. El refrigerante entra al compresor como un vapor caliente de baja presión y sale de allí como un vapor caliente de alta presión al condensador.

Si has instalado sistemas de aire acondicionado seguramente has escuchado

el término HVAC; este viene del ASHRAE Handbook- HVAC Systems and

Equipment y que significa Heating, Ventilating and Air Conditioning o

ventilación, calefacción y aire acondicionado en español.

Condensador

Aquí el vapor del refrigerante caliente a alta presión es enfriado por el aire que es soplado sobre las bobinas de condensación con aletas por el ventilador del condensador. A medida que el refrigerante baja su temperatura, cambia de estado: de vapor caliente a líquido caliente a alta presión y pasa a la válvula de expansión. El compresor, la bobina del condensador y el ventilador del condensador, están situados en esa gran caja ruidosa que se instala en azoteas o en alguna parte al exterior del inmueble, es muy conocida como unidad de condensación.

Válvula de expansión

Su función es peculiarmente importante, ya que, a medida que el líquido refrigerante caliente pasa a través de una pequeña abertura a alta presión en la válvula por un lado, sale como un líquido frío a baja presión por el otro lado. Así que ahora tenemos un líquido frío líquido a baja presión que pasa a la bobina del evaporador.

Bobina del evaporador

Finalmente el líquido frío a baja presión que sale de la válvula de expansión ahora pasa por la bobina del evaporador situada en lo que se conoce como cámara de mezcla del horno. Aquí el aire caliente del inmueble sale a través de la bobina del evaporador y lo calienta, mientras que la bobina fría enfría el aire que sopla a través de ella y lo devuelve al inmueble. A medida que el refrigerante se calienta, hierve y cambia de líquido frío y se evapora en un vapor caliente. A partir de ahí pasa nuevamente al compresor y la unidad de condensación exterior y el ciclo de enfriamiento continua hasta alcanzar la temperatura deseada en el interior.

Para finalizar, recuerda que en números anteriores hablamos sobre los diferentes sistemas de climatización para casa y los puntos que debes tomar en cuenta para seleccionar el más adecuado.

Cabe mencionar que el consumo de energía dependerá del uso y de la eficiencia energética de los equipos, existiendo normas que nos ayudarán a realizar una adecuada compra:

NOM-011-ENER-2006 Equipo tipo Central

NOM-021-ENER-2008 Equipos tipo Cuarto

NOM-023-ENER-2010 Equipos tipo dividido de descarga libre sin ductos

NOM-026-ENER-2015 Equipos tipo dividido con flujo de refrigerante variable de descarga libre sin ductos.