Índice de Aire Acondicionado: Componentes, Ciclo y Diagnóstico

ÍNDICE
1. OBJETIVO
2. HISTORIA
3. COMPONENTES DEL CICLO DEL REFRIGERANTE
4. UBICACIÓN DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO
5. MODO CALEFACCIÓN
6. HVAC - MODO AIRE ACONDICIONADO
7. CICLO DE AIRE ACONDICIONADO
8. COMPRESOR DE AIRE
8.1.
PISTONES
8.2.
SCROLL – ESPIRAL
8.3.
8.3. ROTARY VANE – ROTATIVO
8.4.
DESPLAZAMIENTO FIJO
8.5.
DESPLAZAMIENTO VARIABLE
8.6.
FUNCIONAMIENTO DEL EMBRAGUE ELECTROMAGNÉTICO
8.7.
MONTAJE DEL COMPRESOR
8.8.
LUBRICACION DEL COMPRESOR
9. CONDENSADOR
9.1.
DE FLUJO PARALELO (O MULTIFLUJO)
9.2.
SERPENTÍN
9.3.
TUBOS O ALETAS
10.
VENTILADOR DE REFRIGERACIÓN
11.
FILTRO SECADOR
12.
VÁLVULA DE EXPANSIÓN
13.
TUBO DE ORIFICIO
14.
EVAPORADOR
14.1. TUBOS O ALETAS
14.2. SERPENTIN
15.
ACUMULADOR
16.
CALEFACTOR
17.
ELECTROVENTILADOR DE LA CAJA DE AIRE
18.
MANGUERAS
19.
MUFLAS
20.
COMPONENTES PARA EVITAR FUGAS DE FLUIDOS
20.1. O’RINGS
20.2. SEALING WASHER
21.
TERMOSTATO
22.
TERMISTOR
23.
PRESOSTATO DE BAJA
24.
PRESOSTATO DE ALTA
25.
SENSOR DE PRESIÓN
26.
AGENTE FRIGORÍFICO
27.
ACEITE PARA EL AGENTE FRIGORÍFICO
28.
COMANDOS DE CONTROL DE TEMPERATURA
29.
CONTROL ELECTRÓNICO DE TEMPERATURA
30.
ESTACIÓN DE SERVICIO PARA AIRE ACONDICIONADO
31.
DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN
31.1. ANÁLISIS DE LA EFICACIA DEL SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO
31.2. INEFICIENCIA DEL SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO
31.3. CONTROL DE LAS PRESIONES DEL SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO
32.
PRECAUCIONES PARA ALMACENAR E INSTALAR PIEZAS DEL ACONDICIONADOR DE AIRE
33.
CONTROL DE LA HERMETICIDAD DEL CIRCUITO DEL AGENTE FRIGORÍFICO
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1.
OBJETIVO
Conocer el principio de funcionamiento del A/C así como todas las fases del ciclo de refrigeración para poder realizar
los procesos de mantenimiento y diagnóstico de manera adecuada.
2.
HISTORIA
Los primeros autos no eran precisamente cómodos; sus neumáticos delgados e interiores alfombrados
proporcionaban un paseo muy incómodo. En el invierno los pasajeros se abrigaban, y en verano el aire acondicionado
era el resultado de la brisa que soplaba al viajar a 15 mph. Nada es más caliente que el interior de un auto, por lo que
cuando los fabricantes de autos comenzaron a cerrar las cabinas, era obvio que se debía hacer algo con dicho calor;
al principio se colocaron aberturas en el piso, pero esto trajo más polvo y sucio que aire acondicionado.
En 1884 William Whiteley tuvo la gran idea de colocar cubos de hielo en un contenedor debajo de la cabina de los
carruajes y soplar aire adentro por medio de un ventilador conectado al eje. Una cubeta cerca de las aberturas del
piso fue el equivalente en el automóvil; luego vino un sistema de enfriamiento por evaporación llamado Wheater Eye
(Ojo climático), en el que se producía un efecto de disminución de la temperatura en el aire haciéndolo pasar sobre
agua. Dicho sistema todavía se encuentra disponible en las VAN y los RV. Este sistema fue inventado por una
compañía llamada Nash.
El primer auto con un sistema de refrigeración como los actuales fue el Packard 1939, en el que una espiral
enfriadora, que no era más que un evaporador muy largo que envolvía toda la cabina, y cuyo sistema de control era el
interruptor de un ventilador.
Luego vino Cadillac, que produjo 300 autos con aire acondicionado en 1941. Estos primeros sistemas de aire
acondicionado tenían una gran desventaja, no existía un embrague en el compresor, por lo que éste siempre estaba
encendido mientras en auto estaba en funcionamiento, y para apagar el sistema, se tenía que parar el auto, salir de
éste, abrir el capó y quitar la correa del compresor. No fue sino hasta después de la Segunda Guerra Mundial que
Cadillac promocionó una nueva característica: controles para el aire acondicionado. Estos controles estaban
localizados en el asiento trasero, por lo que el conductor debía estirarse hacia el asiento trasero para apagar el
sistema, pero aún así era mejor que apagar el carro y desconectar la correa del compresor.
Los sistemas de aire acondicionado fueron por muchos años una opción no muy común. No fue sino hasta 1966 que
el Motor Seviche Manual publicó que se habían vendido 3 560 000 unidades de aire acondicionado para automóviles
que las ventas de autos con la opción de aire acondicionado se dispararon. Para 1987 el número de unidades de aire
acondicionado vendidas fue de 19 571 000. En la actualidad se estima que el 80% de los carros y camiones pequeños
en uso poseen unidades de aire acondicionado.
El aumento de unidades de aire acondicionado instaladas el los autos en los 70s y los 80s se debió a que a finales de
los 70s, en los Estados Unidos las personas comenzaron a mudarse hacía estados más calurosos. Luego las
personas que compraban autos deseaban que éstos estuviesen equipados con todas las opciones disponibles. Los
vendedores hacían más dinero con estas opciones extras, por lo que comenzaron a incluir equipos de aire
acondicionado como una característica básica y no como una opción, a pesar de ser una de las características más
caras. Con el tiempo las unidades de aire acondicionado fueron mejorando, por lo que los conductores no tuvieron que
preocuparse por el calor que pasaban debido a que sus unidades de aire acondicionado no funcionaban bien.
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Hoy día, las unidades de aire acondicionado son muy eficientes, con sistemas modernos como el ATC (Control
automático de temperatura, por sus siglas en inglés), que es más confiable que los viejos termostatos. Las
computadoras a bordo también se aseguran que tanto el conductor como los pasajeros se sientan cómodos.
Las unidades de aire acondicionado automotoras están evolucionando continuamente, ahora hay más diseños de
compresores y nuevos componentes electrónicos que mejoran la eficiencias de estos equipos; y no solo los
componentes están evolucionando, por parte de los refrigerantes, los CFC (clorofluorocarbonos, también conocidos
como R–12 o freón) están siendo reemplazados por otros gases refrigerantes como el R–134, que no contiene cloro,
debido a que son contaminantes, especialmente dañinos para la capa de ozono.
3.
COMPONENTES DEL CICLO DEL REFRIGERANTE
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4.
UBICACIÓN DE LOS
ACONDICIONADO
5.
MODO CALEFACCIÓN
COMPONENTES
DEL
SISTEMA
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AIRE
6.
HVAC - MODO AIRE ACONDICIONADO
7.
CICLO DE AIRE ACONDICIONADO
8.
COMPRESOR DE AIRE
El compresor puede ser llamado de “corazón” del sistema.
El compresor es una máquina que transforma la energía mecánica suministrada por el motor del vehículo, de forma
que aspira el fluido refrigerante, procedente del evaporador y bajo la forma de vapor a baja presión y temperatura,
para después impulsarlo hacia el condensador, en forma de vapor a alta presión y temperatura. El fluido sufre pues un
incremento de presión y temperatura en el compresor.
La elevación de la presión es fundamental para el proceso de expansión y refrigeración y también para que pueda
ocurrir el cambio de calor en el condensador.
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8.1.
PISTONES
El compresor de pistón es uno de los más antiguos diseños de compresor, pero sigue siendo el más versátil y muy
eficaz. Este tipo de compresor mueve un pistón hacia delante en un cilindro mediante una varilla de conexión y un
cigüeñal. Si sólo se usa un lado del pistón para la compresión, se describe como una acción única. Si se utilizan
ambos lados del pistón, las partes superior e inferior, es de doble acción.
El principio de funcionamiento de estos compresores consiste en la transformación del movimiento rotativo del eje en
un movimiento alternativo de los pistones por medio de un plato oscilante inclinado. La unión entre la varilla del pistón
y el plato se efectúa mediante rótulas
Placa oscilante (Swash Plate) o articulada (Wobble Plate).
8.2.
SCROLL – ESPIRAL
Empleados fundamentalmente en vehículos de propulsión eléctrica y en instalaciones industriales. Su funcionamiento
se basa fundamentalmente en la rotación de una espiral móvil respecto de otra espiral fija.
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8.3.
8.3. ROTARY VANE – ROTATIVO
El principio de funcionamiento de un compresor de paletas se basa en la rotación de un rotor y la disminución
progresiva del espacio ocupado por el fluido atrapado entre las paletas. La estanqueidad se asegura por el contacto
entre las paletas y el estator, producida por la fuerza centrífuga aplicada a las paletas al girar el rotor a gran velocidad
8.4.
DESPLAZAMIENTO FIJO
Estos compresores comprimen la misma cantidad de fluido en cada rotación, ya que disponen de un cigüeñal en
forma de plato que no puede modificar su ángulo en relación con el árbol del compresor.
Los sistemas de climatización que emplean estos compresores conectan y desconectan la bobina del embrague,
dependiendo de la temperatura del aire a la salida del evaporador, de manera que el compresor comprime o no según
las necesidades del momento.
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La decisión de conectar o desconectar el compresor es tomada por un sensor de temperatura que se encuentra, como
se ha mencionado, en la salida del aire del evaporador. La desconexión se realiza cuando la temperatura del aire a la
salida es tan baja que podría producir hielo en el evaporador.
Estos sistemas tienen el problema de la pérdida de potencia del motor que provoca la conexión brusca del compresor,
con las consecuencias que ello conlleva en cuanto al confort de marcha. Además, en ocasiones la potencia
consumida es mayor que la que se necesita realmente.
8.5.
DESPLAZAMIENTO VARIABLE
Tienen en su interior un cigüeñal en forma de plato pero que puede variar el ángulo que forma respecto al árbol del
compresor, girando alrededor de un punto. Cuanto mayor sea el ángulo, mayor será el desplazamiento de los pistones
y por lo tanto mayor será la cilindrada del compresor.
Estos compresores, que aparecieron en el año 1987 no necesitan el empleo de un sensor de temperatura a la salida
del aire del evaporador, ya que se regulan por sí mismos.
Así pues el ángulo de inclinación depende de la presión en el cárter. Por medio de un orificio calibrado existe
constantemente una inyección de parte del gas comprimido hacia el cárter. Además, una válvula de control pone en
equilibrio las presiones de aspiración, de salida y del cárter, permitiendo la reinyección hacia la aspiración de la
cantidad sobrante de fluido refrigerante en el cárter, de manera que el caudal coincida con las necesidades de
refrigeración.
La variación de la cilindrada se lleva a cabo mediante la válvula de control. Al aumentar la carga térmica en el
evaporador (aumenta la temperatura del habitáculo), la presión de evaporación aumenta ya que aumenta la
temperatura. Esta presión aumenta por encima del punto de regulación de la válvula (2 bar efectivos). En esta
situación se produce un paso de gas entre la cámara de aspiración y el cuerpo del compresor, no hay presión
diferencial entre estas cámaras y los pistones tienen una carrera máxima.
Al aumentar la cilindrada, el flujo de refrigerante en circulación aumenta, con lo que el frío generado es mayor, la
temperatura en el evaporador bajará junto con la del habitáculo y la presión de succión disminuye hasta estar por
debajo del valor de regulación de la válvula. Esta válvula abre un paso entre la cámara de descarga y el cuerpo del
compresor, por lo que se eleva la presión en el cuerpo. Simultáneamente, la válvula de control reduce el paso entre la
cámara de aspiración y el cuerpo del compresor. La regulación del diferencial de presión produce una fuerza que
actúa sobre cada una de las bases de los pistones. Como resultado se obtiene un par de giro que por medio del plato
oscilante hace variar el ángulo de la leva giratoria. El plato del cigüeñal por lo tanto se desplazará hacia el otro lado,
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disminuyendo la cilindrada. En la práctica, el plato se sitúa en una posición intermedia que varía muy despacio,
permitiendo cumplir en todo momento las necesidades térmicas del sistema.
Las ventajas de los compresores de cilindrada variable son:
Reducción del consumo de combustible del vehículo, ya que el compresor solo consume la potencia
estrictamente necesaria
Evolución lineal de la temperatura del habitáculo
Eliminación de los golpes bruscos de puesta en marcha del compresor
Mejor deshumidificación del aire
Temperatura del aire de los difusores constante
Mayor confort de marcha
Compresor con una duración de vida superior
Supresión de la sonda de temperatura del evaporador
Mayor duración del resto de los accesorios del compresor, como embrague electromagnético, de la correa y
de los rodamientos
8.6.
FUNCIONAMIENTO DEL EMBRAGUE ELECTROMAGNÉTICO
En los compresores que se emplean en los equipos de climatización se utiliza un dispositivo especial, llamado
embrague electromagnético, que permite mantener solidario el compresor con el motor.
Es el elemento que posibilita la interrupción de la conexión entre el motor del vehículo y el compresor. Esta
interrupción puede realizarse a voluntad del conductor o bien de forma automática cuando se ha alcanzado la
temperatura adecuada.
De este modo, el embrague transmite el movimiento, generalmente mediante una correa, desde la polea motriz del
motor del vehículo al compresor.
Como se puede ver en la siguiente figura, el embrague electromagnético se compone de los elementos siguientes:
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8.7.
MONTAJE DEL COMPRESOR
Consiste en un soporte para montar el compresor del motor, una polea loca y una correa del compresor.
Hay dos posibles arreglos correa de transmisión:
CORREAS MULTIPLES: Correas individuales para cada uno de los accesorios del motor
CORREA INDIVIDUAL: Todos los accesorios del motor son accionados por una sola correa
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8.8.
LUBRICACION DEL COMPRESOR
El sistema de aire acondicionado contiene una determinada cantidad de aceite para lubricar las partes móviles de los
compresores, las juntas, las piezas intermedias de las juntas
El aceite para se introduce directamente en el agente frigorífico por el lado de aspiración del compresor El aceite se
mezcla con el refrigerante, que lo arrastra a lo largo del sistema a través de los componentes y de las mangueras.
El aceite para el agente frigorífico empleado en los acondicionadores de aire está altamente refinado y deshidratado
Cada modelo de compresor exige que se retenga en su interior una cantidad mínima de aceite para su perfecta
lubricación.
9.
CONDENSADOR
El condensador es responsable por enfriar el gas refrigerante que viene del compresor en estado gaseoso, a alta
presión y alta temperatura.
Este enfriamiento del gas ocurre por medio de la liberación del calor contenido en el gas para el aire externo (este
calor es la suma del calor absorbido por el evaporador y el calor generado en la compresión). Estos calores (energías)
son transferidos para el aire (más frío que el gas) que pasa por las aletas, calentando el aire y enfriando y
condensando el gas.
Hay opciones de condensadores con filtro secador integrado.
9.1.
DE FLUJO PARALELO (O MULTIFLUJO)
Están constituidos de tubos planos extruidos, de la misma sección que la del tubo serpentín, y que desembocan en
sus dos extremidades en unos tubos colectores. Estos últimos se subdividen en varios tramos, por medio de
separadores, de forma que se producen varias pasadas del fluido por el intercambiador. Los tubos, mas finos y
numerosos que en el caso del serpentín, están separados por unas aletas en acordeón. El conjunto se galvaniza en
un horno.
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9.2.
SERPENTÍN
Están compuestos de un tubo plano extruido cuya sección ovoide esta dividida en 3 o 4 partes, con el fin de crear el
mismo número de canales paralelos. Este tubo forma un serpentín, entre cuyos meandros se intercalan las aletas en
acordeón.
9.3.
TUBOS O ALETAS
Están constituidos de tubos cilíndricos en forma de horquilla, insertados paralelamente en un conjunto de aletas, que
son expandidos mecánicamente para asegurar un buen contacto térmico con éstas. Se unen los tubos entre ellos en
cada extremidad mediante codos.
El conjunto forma uno o varios tubos serpentín por donde circula el fluido frigorífico.
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10. VENTILADOR DE REFRIGERACIÓN
Normalmente, el ventilador de refrigeración es montado en el conjunto radiador/condensador.
El ventilador es el responsable por ayudar en el cambio de calor en los cambiadores por medio de la ventilación
forzada. Los mayores impactos de los ventiladores ocurren en las bajas velocidades, donde la contribución del viento
frontal es muy pequeña.
Generalmente, poseen más de una velocidad, que pueden ser reguladas por medio de resistores o por PWM’s.
Hay distintos tipos de aplicaciones: “dual puller”, “single puller”, “pusher-puller” y también diferentes tipos de montajes:
Frontal (pusher)
Trasera (puller)
Central - entre radiador y condensador (CMF - center mounted fan)
Hay también los denominados “visco fan”. Se trata de un ventilador acoplado directamente al eje motor. Este tipo de
ventilador posee un embrague que puede acoplar aumentando la velocidad de la hélice o solamente mantenerla
deslizando a una velocidad mínima.
El embrague es accionado mecánicamente por medio del termostato mecánico bimetálico espiral. El termostato es
accionado mediante la temperatura del aire que sale del radiador.
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11. FILTRO SECADOR
El filtro secador desempeña las siguientes funciones en sistema de aire acondicionado:
Filtra impurezas
Absorbe la humedad remaneciente en el sistema
Reserva refrigerante líquido
El filtro secador garantiza que la válvula TXV sea siempre alimentada con refrigerante en la forma líquida. También
almacena el exceso de refrigerante, cuando la TXV reduce el flujo de gas al evaporador debido a la reducción de
carga térmica, sin que esta carga se acumule en el condensador, elevando la presión del sistema.
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De manera inversa, cuando la TXV aumenta el flujo de gas en el evaporador, debido al aumento de la carga térmica,
el filtro secador reduce su volumen de líquido almacenado, supliendo el evaporador con ese aumento de demanda de
gas y aun garantizando líquido en la entrada de la TXV.
El filtro secador es proyectado para que tenga un volumen mínimo que, aun en las condiciones de alta carga térmica
(alto flujo de gas en el evaporador), garantice que la TXV sea alimentada solamente con refrigerante líquido. De esa
manera, equilibra la demanda de refrigerante en función de la variación de carga térmica del sistema.
La humedad, la temperatura y refrigerante provocan la formación de ácido fluorhídrico y ácido clorhídrico. Las perlas
de gel de sílice (desecante) localizado en el filtro secador absorben las pequeñas pequeñas cantidades de humedad
evitando la formación de ácido.
12. VÁLVULA DE EXPANSIÓN
La expansión del refrigerante ocurre en este dispositivo.
Al expandirse, el refrigerante líquido a alta presión se transforma en mezcla de líquido + vapor a baja presión. Para
que el líquido restante se evapore, el refrigerante absorbe energía del aire que pasa por el evaporador, enfriando el
mismo y consecuentemente reduciendo la temperatura del compartimiento de pasajeros.
La válvula es también responsable por garantizar el sobrecalentamiento del gas y modular la cantidad de refrigerante
en el evaporador
Válvula de expansión cerrada
Válvula de expansión abierta
Además de la expansión del gas, la otra función importante es garantizar el sobrecalentamiento del fluido de gas,
protegiendo el compresor contra posibles “golpes de líquido” y aun regular el flujo de refrigerante al evaporador
conforme la demanda requerida.
La válvula TXV siente la temperatura del gas que viene del evaporador y al mismo tiempo la presión con que el mismo
está pasando por la válvula.
De esa forma, el eje de actuación del diafragma es levantado o bajado contra el resorte de regulación, cerrando o
abriendo respectivamente el pasaje del líquido al evaporador.
De manera inversa ocurre el cierre de la válvula TXV, reduciendo el flujo de gas en el evaporado
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Bloque de válvulas de expansión cerrada
Bloque de válvulas de expansión abierta
13. TUBO DE ORIFICIO
Así como en la válvula TXV, la expansión del refrigerante ocurre en ese dispositivo.
Al expandirse, el refrigerante líquido a alta presión se transforma en mezcla de líquido + vapor a baja presión. Para
que ocurra la evaporación del líquido restante, el refrigerante absorbe energía del aire que pasa por el evaporador,
enfriando el mismo y consecuentemente reduciendo la temperatura del compartimiento de pasajeros. Diferentemente
de la válvula TXV, este dispositivo no garantiza el sobrecalentamiento del gas que retorna al compresor. Se necesita,
en ese caso, utilizar un acumulador de succión como protección del compresor contra posibles “golpes de líquido”.
Hay un limitado control de flujo de refrigerante, pues posee orificio fijo. Su control de flujo de refrigerante se hace a
través de la pérdida de carga a lo largo de su longitud. Por eso existe la necesidad de ser un tubo y no solamente un
orificio. Cuando aumenta la demanda de carga, el volumen de refrigerante reservado en el acumulador se desplaza
hacia el compresor, que lo desplaza hacia el condensador aumentando la presión y el subrefrigeración. De esa
manera, el refrigerante que entra en el tubo orificio sólo empieza a entrar en ebullición en el final del mismo,
provocando menor pérdida de carga en el tubo y permitiendo mayor flujo de refrigerante al evaporador. De forma
contraria, cuando la carga térmica disminuye, aumenta nuevamente la reserva de refrigerante en el acumulador, con
la consecuente reducción el subrefrigeración en la entrada del tubo, haciendo con que el refrigerante empiece a entrar
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en ebullición en el inicio del tubo orificio (aumentando el volumen específico) y así continuando a lo largo del mismo,
aumentando la pérdida de presión en el tubo y reduciendo el flujo de refrigerante al evaporador.
Un filtro se encuentra a los lados de entrada y salida del tubo de orificio para filtrar cualquier tipo de contaminante de
la transmisión a la evaporación.
14. EVAPORADOR
El evaporador es el componente responsable por el enfriamiento del aire, a través del flujo que pasa por su colmena,
enfriando el compartimiento de pasajeros. Cuando el aire disminuye su temperatura, pierde calor (energía) para el gas
refrigerante (más frío que el aire) que pasa por dentro del evaporador, evaporando el mismo.
14.1.
TUBOS O ALETAS
El funcionamiento es similar al condensador de Flujo Paralelo
14.2.
SERPENTIN
El funcionamiento es similar al condensador de serpentin
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15. ACUMULADOR
El acumulador desempeña las funciones en el sistema de aire acondicionado:
Desecante - absorbe la humedad del sistema
Acumula refrigerante líquido en las condiciones de baja carga térmica, cuando el evaporador reduce su
capacidad de evaporación del gas
Protege el compresor contra “golpes de líquido”
Cuando la temperatura del aire que pasa por el evaporador disminuye con la reducción de la carga térmica, la
capacidad de evaporación del gas también se reduce. De esa manera, la cantidad de refrigerante en forma líquida que
sale del evaporador sufre un aumento. En esas condiciones de baja carga, el refrigerante líquido se acumula en el
acumulador.
Cuando el refrigerante encuentra la carcasa del acumulador, pierde velocidad debido a las diferencias de
áreas, haciendo decantar el refrigerante líquido y parte del aceite, yendo solamente refrigerante en forma gaseosa
hacia el compresor.
El pequeño agujero en la parte inferior del acumulador dosifica el retorno de aceite y refrigerante hacia el compresor,
evitando fallas de lubricación en el mismo.
De forma contraria, cuando la carga térmica está alta, el acumulador acumula la mínima cantidad de líquido posible,
equilibrando la demanda de refrigerante en las variaciones de carga térmica.
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16. CALEFACTOR
El calefactor es el elemento responsable por el calentamiento del compartimiento. Está posicionado después del
evaporador, lo que ayuda a reducir la humedad relativa, dejando el aire con mayor potencial de absorción de humedad
del compartimiento.
Utilizándose ese aire caliente, a través de válvulas (flaps) comandadas por el panel de control, se hace la mezcla con
el aire que viene del evaporador, permitiendo la regulación de temperatura del aire en la salida de los difusores.
Su calefacción es provista por el sistema de refrigeración del motor, por medio de una derivación de las mangueras de
agua del sistema de refrigeración.
En algunos modelos, hay una válvula de cierre del agua que pasa por el calefactor, para garantizar el máximo
rendimiento del aire acondicionado en las condiciones de verano.
17. ELECTROVENTILADOR DE LA CAJA DE AIRE
Responsable por el movimiento del aire a través del filtro, evaporador y calefactor y, con la ayuda de los conductos de
en las salidas de la caja, distribuye el aire hasta los difusores (salidas para los pies, salida para el parabrisas, etc.).
Tienen diversas velocidades, que son moduladas por medio de resistores (mandos mecánicos/ manuales) o PWM
(controles electrónicos ECC).
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18. MANGUERAS
Normalmente, los componentes son interconectados con los tubos de aluminio y mangueras de caucho. Las partes
que no requieren libertad de movimiento son, de manera general, totalmente de aluminio.
Sin embargo, cuando necesitan de un grado de libertad, debido a los movimientos, como block de motor (suspensos
por cojinetes), “front end” con los cambiadores fijados por cojinetes, etc., hay necesidad de mangueras.
Además de los requisitos de vibración y ruido, las mangueras deben proveer velocidades mínimas suficientes de
conducción del gas, para que el aceite sea arrastrado y vuelva al compresor, pero no pueden proporcionar
velocidades muy altas al gas, para que no haya pérdida de presión muy alta en las líneas, llevando a la reducción de
desempeño y aumento de consumo.
Otros criterios son considerados para el dimensionamiento estructural, como presión, etc.
Manguera Antiguas
Mangueras Modernas
Las mangueras modernas de refrigerante incorporan un revestimiento interior de nylon para ayudar a reducir las fugas
de refrigerante normales que naturalmente se producen a través de la porosidad de las mangueras de goma.
19. MUFLAS
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Muflas son componentes atenuadores de ruidos, normalmente utilizados en compresores tipo alternativos (pistón), con
el objetivo de reducir ruidos provenientes de pulsos de presión.
Son dimensionadas en función de la frecuencia y amplitud del ruido. A través de cambio brusco de geometría
(aumento de la sección transversal), atenúa las pulsaciones provenientes del compresor.
Sus aplicaciones deben ser las más cercanas posibles al compresor, que es la fuente generadora del ruido.
20. COMPONENTES PARA EVITAR FUGAS DE FLUIDOS
Actualmente se utilizan, en las conexiones a lo largo del sistema de aire acondicionado, dostipos básicos de
componentes para evitar fugas.
20.1.
O’RINGS
Son anillos de caucho de diferentes secciones y diámetros. Para aplicaciones con R134a son encontrados
generalmente en materiales tipo HNBR, EDM y EPDM. Se recomienda lubricar los o’rings antes de montarlos,
evitando daños y facilitando el montaje.
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20.2.
SEALING WASHER
Son arandelas metálicas con insertos de caucho vulcanizado. El ajuste del bloc de conexiones es sencillo. No exige
colocación de aceite en la aplicación.
21. TERMOSTATO
El termostato es un interruptor acoplado a un sensor térmico. Con el aumento o la disminución de la temperatura en el
bulbo sensor, por donde pasa el aire de salida del evaporador, ocurre una dilatación o una contracción,
respectivamente, del gas en el interior del bulbo sensor, presionando un diafragma y consecuentemente la llave
electromecánica que puede conectar o desconectar los contactos. Cuando la temperatura disminuye
(aproximadamente 1,5 °C, depende del fabricante), los contactos se abren y desconectan el embrague del compresor,
protegiendo el evaporador contra congelamiento.
22. TERMISTOR
El termistor tiene la misma función que el termostato, pero su elemento sensor es la variación de la resistencia
eléctrica del sensor. Con esta variación de resistencia, el sinal es amplificado, conectando o desconectando los
contactos del termistor.
23. PRESOSTATO DE BAJA
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De la misma manera que el termostato, también tiene la función de proteger el evaporador contra congelamiento. Sin
embargo, la medición se hace de manera indirecta, o sea, en vez de medir directamente la temperatura, mide la
presión referente a la temperatura de evaporación.
Cuando la presión disminuye (temperatura disminuye), el presostato desconecta el embrague del compresor. Son
calibrados aproximadamente para desconectar el compresor cuando la presión caer cerca de los 1,4 bar y reconectar
cerca de los 2,8 bar (depende del fabricante). En sistema con acumulador, es común verlos instalados en el cuerpo
del acumulador.
24. PRESOSTATO DE ALTA
Presostato es un dispositivo electromecánico accionado a través e un diafragma que siente la presión y actúa en
microllaves, abriendo y cerrando contactos. Normalmente tiene varias funciones:
Desconecta cuando la presión de alta alcanza niveles altos (28 bar – depende del fabricante).
Conecta la segunda velocidad del ventilador de refrigeración (15 bar – depende del fabricante).
Desconecta cuando presenta baja carga de refrigerante (fuga) (2,5 bar – depende del fabricante).
25. SENSOR DE PRESIÓN
Actúa como presostato. Sin embargo, en vez de es abrir y cerrar contactos, el transductor envía señales eléctricas
lineares a la ECM, y esta por su vez se hace cargo de los cierres y aperturas de las llaves, proporcionando la misma
lógica de funcionamiento del presostato.
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26. AGENTE FRIGORÍFICO
El agente frigorífico está altamente refinado al objeto de que carezca de todo tipo de impurezas.
Toda clase de agente frigorífico requiere una cuidadosa manipulación. En todos los trabajos con el agente frigorífico
tienen que tenerse en cuenta y cumplirse determinadas reglas para evitar graves lesiones personales.
Todos los agentes frigoríficos de seguridad con la denominación Frigen no son inflamables y no forman ninguna
mezcla explosiva en unión con el aire sea cual fuere la proporción.
El Frigen no es venenoso, no irrita las mucosas y es inodoro en concentraciones de hasta aprox. 20 Vol. % en el aire.
Dado que una de las premisas indispensables para un funcionamiento perfecto y sin averías de un acondicionador de
aire es un contenido suficientemente bajo de humedad en el circuito de agente frigorífico, se vigila y controla
permanentemente el contenido de humedad del Frigen (Freon) durante el proceso de fabricación y de envasado para
su envío. Todos los envases para su envío son inspeccionados con regularidad, limpiados cuidadosamente, secados y
evacuados, al objeto de garantizar su alto grado de pureza.
Bajo las condiciones normales de trabajo de los acondicionadores de aire, los metales y las aleaciones que se utilizan
normalmente no son atacados por el Frigen (Freon) ni en estado líquido ni en estado gaseoso.
El R-134ª es un HFC q sustituye al R-12 en instalaciones nuevas. Como todos los refrigerantes HFC no daña la capa
de ozono tiene una gran estabilidad térmica y química, una baja toxicidad y no es inflamable.
No es miscible con los aceites tradicionales del R-12 (mineral), en cambio su miscibilidad con los aceites poliesters
(POE) o los de tipo polialquilenglicol (PAG) es completa, por lo que deben de utilizarse este tipo de aceites.
Hoy en día este agente frigorífico no se utiliza debido a su efecto negativo (provoca en la atmósfera lo que se
denomina "efecto invernadero") ha sido sustituido por el R-134a.
El R-134a es adecuado tanto para equipos nuevos como para reconvertir sistemas de refrigeración comercial de R-12
existentes. Generalmente, serán necesarios pocos cambios de diseño de los equipos para sacar el máximo provecho
de las prestaciones del R-134a en esas aplicaciones. Para llevar a cabo la reconversión de sistemas de refrigeración
comerciales, consulte las directrices de reconversión al refrigerante 134a.
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¡¡Bajo ningún concepto se intercambiaran o mezclaran entre si los agentes refrigerantes R12 y R - 134a!!
27. ACEITE PARA EL AGENTE FRIGORÍFICO
El compresor en un sistema de refrigeración mecánico, debe ser lubricado para reducir la fricción y evitar el desgaste.
El tipo especial de lubricante utilizado en los sistemas de refrigeración, se llama aceite para refrigeración.
Este aceite debe cumplir ciertos requerimientos especiales, que le permiten realizar su función lubricante, sin importar
los efectos del refrigerante y las amplias variaciones de temperatura y presión.
El R-134a se está utilizando con lubricantes de polialquilenglicol (PAG) y con lubricantes de poliolester. La mayoría de
fabricantes de equipos originales de automoción han optado por lubricantes PAG, específicos para sus sistemas.
28. COMANDOS DE CONTROL DE TEMPERATURA
Control Manual
Control Automatico
Son responsables por comandar las funciones de aire acondicionado del vehículo.
Enciende/apaga el aire acondicionado
Aire recirculado/externo
Velocidades del ventilador
Nodo de distribución del aire (vidrios, pies, rostro, etc.)
Temperatura
Pueden ser mecánicos o eléctricos, a través de actuadores motorizados.
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29. CONTROL ELECTRÓNICO DE TEMPERATURA
Los sistemas de CET operar con los mismos componentes básicos como en los sistemas de control manual, como
condensador, compresor, evaporador y calefacción.
La principal diferencia es que el sistema CET puede mantener un nivel predeterminado de refrigeración o calefacción
seleccionado por el operador de los vehículos una vez que el modo automático se selecciona.
Los dispositivos electrónicos permiten al módulo responder a los varios cambios en la carga solar, la temperatura
interior de la cabina y la temperatura ambiente. El sistema se ajustará automáticamente a los cambios de temperatura
y el clima, para mantener el interior de la cabina del vehículo dentro del rango de temperatura preseleccionada.
Esto se logra mediante el ajuste de:
Soplador de velocidad de los ventiladores
Activación del compresor
Activación de la compuerta de la calefacción
Movimiento de la compuerta de mezcla de aire
Posición de la compuerta de recirculación de aire
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30. ESTACIÓN DE SERVICIO PARA AIRE ACONDICIONADO
Es imprescindiblemente necesaria una Estación de Servicio para los trabajos de mantenimiento de los
acondicionadores de aire, así como un detector de fugas para poder constatar la existencia de eventuales fugas.
La Estación de Servicio debe estar equipada con una bomba de vacío, un juego de instrumentos de medición para
presión de aspiración y alta presión, diversas válvulas y un cilindro (probeta) de relleno calibrado para el agente
frigorífico.
Toda Estación de Servicio está provista de un Manual de Instrucciones detallado y de un esquema de trabajo, en base
a los cuales puede emplearse la Estación para la reparación de un acondicionador de aire.
Con este puesto móvil de servicio pueden llevarse a cabo los siguientes trabajos:
Vaciar acondicionador aire
Preparar agente refrigerante
Evacuar acondicionador aire
Rellenar acondicionador aire
Medir presiones en circuito agente refrigerante
31. DIAGNÓSTICO DEL SISTEMA DE CLIMATIZACIÓN
Estas instrucciones establecen el correcto procedimiento para análisis, con foco en la causa “raíz” del problema,
minimizando, de esa manera, las sustituciones indebidas de piezas consideradas sin problema.
31.1.
ANÁLISIS DE LA EFICACIA DEL SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO
Tiene como objetivo diagnosticar, en el vehículo, posibles reclamaciones referentes al funcionamiento, por lo tanto,
para la diagnosis, se debe seguir las siguientes etapas:
Utilizar el aparato de carga y recarga de gas refrigerante para verificación del sistema de aire acondicionado,
eliminando todas las hipótesis relativas a fugas, exceso o falta de gas
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Evaluarse el filtro de carbón activado (o antipolen) se encuentra obstruido o con presencia de hojas, impidiendo el flujo
de aire hacia el interior del vehículo
Posicionar los botones de control del aire de acuerdo con la siguiente indicación:
Mando de velocidad del ventilador en la posición 4 (máxima velocidad)
Mando de distribución del aire en la posición aire frontal
Mando de recirculación totalmente a la izquierda (admisión de aire externo)
Mando D de temperatura en la posición frío (sector azul)
Aire acondicionado desconectado
Poner en funcionamiento el motor del vehículo y abrir los vidrios de las puertas delanteras y traseras, hasta que
disminuya la temperatura del habitáculo. A continuación, cierre los vidrios y deje el vehículo funcionando
Es importante que el test sea efectuado en ambiente cubierto, sin la exposición directa del sol sobre el vehículo, y la
temperatura externa esté variando entre 18 °C y 30 °C.
Instalar un termómetro de bulbo seco en el difusor central de salida del aire.
Con la ayuda de un cronómetro, observar que, después de 1 minuto, la temperatura T0 indicada en el termómetro
(salida de los difusores centrales) no podrá ser superior a 5 °C de la temperatura externa.
Posicionar el mando de recirculación en la posición de recirculación y accionar el aire acondicionado
Verificar si:
Después de 30 segundos del accionamiento del compresor, el valor indicado en el manómetro de baja presión
Alcance valores menores que 3 bar (43 psi)
Después de 2 minutos del accionamiento del compresor, la temperatura indicada en el termómetro sea
reducida como mínimo 8 °C de la temperatura T0
Después de 5 minutos del accionamiento del compresor, la temperatura indicada en el termómetro sea
reducida como mínimo 12 °C de la temperatura T0
El electroventilador del radiador va a entrar en funcionamiento cuando el valor indicado en el manómetro de
alta presión esté entre 15 y 16 bar (215 a 228 psi)
En el instante de desactivación del electroventilador del radiador, el valor indicado en el manómetrode alta
presión esté entre 11 y 12 bar (156 a 170 psi)
Si el funcionamiento del sistema no está comprendido conforme las indicaciones anteriores, consultar la siguiente
tabla de las principales desperfectos y sus probables causas:
31.2.
INEFICIENCIA DEL SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO
Verificar si la carga de gas del sistema está dentro de lo especificado.
Conectar la máquina de carga de gas en el enganche de la tubería de los sistemas de aire acondicionado del
vehículo, ubicado en el cofre del motor.
Comprobar en los manómetros si los parámetros de baja (azul) y alta presión (rojo) están conforme especificaciones
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Si los valores encontrados están fuera de lo especificado se debe colocar nueva carga de gas conforme
especificaciones y comprobar si el desempeño de refrigeración está atendiendo a la exigencia del cliente.
31.3.
CONTROL DE LAS
ACONDICIONADO
PRESIONES
DEL
SISTEMA
DE
AIRE
Monitorear el funcionamiento del sistema de la siguiente manera:
1 - Con el aire acondicionado apagado durante aproximadamente 10 minutos, ambos los manómetros deberán indicar
entre 5 y 6 bar (71 a 85 psi), y la temperatura cerca del difusor deberá mantenerse entre 30 °C y 35 °C
Con el aire acondicionado encendido, las indicaciones de los manómetros deberá indicar respectivamente:
Circuito de baja presión (succión): 1,5 a 3,0 bar (21 a 43 psi)
Circuito de alta presión (descarga): 11 a 16 bar (156 a 228 psi)
La activación del electroventilador del radiador deberá ocurrir cuando la presión del circuito de alta presión esté entere
15 y 16 bar (213 a 228 psi).
32. PRECAUCIONES PARA ALMACENAR E INSTALAR PIEZAS DEL
ACONDICIONADOR DE AIRE
Para garantizar un alto grado de limpieza y fiabilidad en las piezas del acondicionador de aire han de observarse las
siguientes medidas en lo referente a la manipulación de estas piezas.
Todos los conjuntos se limpian antes de su envío y se envasan herméticamente. Las caperuzas o cubiertas de
envío sólo deben retirarse al proceder a la instalación de las piezas, inmediatamente antes de su conexión.
Para evitar condensaciones de humedad en las tuberías de agente frigorífico, éstas deben encontrarse a la
misma temperatura del medio ambiente donde se trabaje antes de retirar las caperuzas o cubiertas de envío.
Un sistema total o parcialmente armado no debe permanecer más tiempo del que sea necesario sin cerrar.
Han de tomarse medidas de precaución para no dañar las conexiones y las piezas de unión.
Para la eliminación de grasa o suciedad sólo debe emplearse un trapo empapado de alcohol.
No deben emplearse piezas cuyo estado ofrezca dudas.
Si hubiese suciedad, grasa o humedad en las tuberías, éstas han de reponerse o limpiarse y seguidamente
enjuagarse con agente frigorífico. Esto mismo tiene aplicación para las tuberías en las que falten las
caperuzas o cubiertas protectoras.
Antes del montaje ha de aplicarse una pequeña cantidad de agente frigorífico sobre todos los puntos de
conexión de tuberías o tubos flexibles y sobre los anillos toroidales (aros de junta).
Para evitar que se puedan retorcer o doblar las piezas que se unan, al apretar debe sujetarse con una llave la
pieza que no gira.
Para evitar deformaciones en las tuberías o en los asientos de brida como consecuencia de un momento de
torsión demasiado alto, las uniones sólo deben apretarse hasta el momento de torsión especificado.
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33. CONTROL DE LA HERMETICIDAD DEL CIRCUITO DEL AGENTE
FRIGORÍFICO
El control de !a hermeticidad del circuito del agente frigorífico utilizando un detector de fugas es uno de los
procedimientos de mayor importancia y debe realizarse concienzudamente.
Las fugas pueden formarse en cualquier punto del sistema, como por ejemplo, en las uniones, las roscas, en el
compresor, en el instrumento de medición, en las válvulas de relleno, en el evaporador, en el condensador y en el
acumulador.
Como el agente frigorífico es más pesado que el aire, ha de controlarse el punto más bajo del área en que
posiblemente pueda haber fugas. La sonda del detector de fugas ha de acercarse siempre a la cara inferior de las
zonas de unión.
Si se constata una fuga en una unión, ésta debe eliminarse apretando la unión de que se trate, o, en caso necesario,
reponiendo el anillo toroidal de obturación. Seguidamente ha de repetirse el control.
Al efectuar el control de eventuales fugas, las uniones y las roscas han de estar libre de aceite innecesario, al objeto
de eliminar la posibilidad de resultados falsos como consecuencia de la absorción de agente frigorífico en el aceite.
Si se han reapretado las uniones y es previsible suponer que permanecen restos de agente frigorífico en el
compartimiento del motor o en la carrocería, han de eliminarse éstos soplando con aire comprimida. También pueden
conducir a falsos resultados el humo de los cigarrillos, e| agente frigorífico u otros vapores en las proximidades.
La exactitud de los resultados del control de las fugas depende de la sensibilidad del detector de fugas, de que se
realice el control en los puntos más bajos de las eventuales fugas, y de que estén bien limpias las superficies
exteriores. Además, el control debe realizarse en un sitio en el que haya suficiente ventilación al objeto de que esté
limpio el aire del medio ambiente. El motor del vehículo no debe estar en marcha.
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