CONCEPTO
El acondicionamiento de aire es el proceso más completo de
tratamiento del aire ambiente de los locales habitados; consiste en regular las
condiciones en cuanto a la temperatura (calefacción o refrigeración), humedad,
limpieza (renovación, filtrado) y el movimiento del aire dentro de los locales.
Acondicionamiento de aire. En 1902 Willis
Carrier sentó las bases de la maquinaria de refrigeración moderna y al intentar
aplicarla a los espacios habitados, se encontró con el problema del aumento de
la humedad relativa del aire enfriado, y al estudiar cómo evitarlo, desarrolló
el concepto de climatización de verano.
HISTORIA DEL AA
En 1842, Lord Kelvin inventó el principio del aire
acondicionado. Con el objetivo de conseguir un ambiente agradable y sano, el
científico creó un circuito frigorífico hermético basado en la absorción del
calor a través de un gas refrigerante. Para ello, se basó en 3 principios:
El calor se transmite de la temperatura más
alta a la más baja.
El cambio de estado del líquido a gas absorbe calor.
La presión y la temperatura están directamente
relacionadas.
En 1902, el estadounidense Willis Haviland Carrier sentó
las bases de la refrigeración moderna y, al encontrarse con los problemas de la
excesiva humidificación del aire enfriado, las del aire acondicionado,
desarrollando el concepto de climatización de verano.
En 1911, Carrier reveló su Fórmula Racional
Psicométrica básica a la
Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos. La fórmula sigue
siendo hoy en día la base de todos los cálculos fundamentales para la industria
del aire acondicionado.
En 1915, entusiasmados por el éxito, Carrier y
seis amigos ingenieros reunieron 32,600 dólares para formar la Compañía de Ingeniería
Carrier, dedicada a la innovación tecnológica de su único producto, el aire
acondicionado.
En 1921, Willis Haviland Carrier patentó la
máquina de refrigeración centrífuga. También conocida como enfriadora
centrífuga o refrigerante centrifugado, fue el primer método para acondicionar
el aire en grandes espacios.
En 1928, Willis Haviland Carrier desarrolló el
primer equipo que enfriaba, calentaba, limpiaba y hacía circular el aire para
casas y departamentos, pero la Gran Depresión en los Estados Unidos puso punto
final al aire acondicionado en los hogares. Las ventas de aparatos para uso
residencial empezaron después de la Segunda Guerra Mundial. A partir de entonces, el
confort del aire acondicionado se extendió a todo el mundo.
EL CONFORT
El calor y el frío
que sienten las personas no sólo dependen de la temperatura ambiental, sino
también de la humedad y de la apropiada distribución del aire.
La humedad se refiere a la cantidad de agua contenida en el
aire y está directamente relacionada con la sensación de bienestar. El aire
ambiente se controla para mantener la humedad relativa preestablecida mediante
la humidificación o deshumidificación del aire ambiente.
Para obtener el confort deseado, es necesario
que el aire sea distribuido y circule uniformemente por todo el recinto, sin
producir corrientes desagradables.
Por último, la eliminación de las partículas
de polvo es fundamental para la salud. Conseguir un adecuado filtrado de aire
es una labor básica de un equipo de aire acondicionado.
FUNCIONAMIENTO
La función de refrigeración del aire que penetra en el habitáculo no es
tan sencilla como la calefacción, y por ello ha tardado más en aparecer en los
vehículos de serie. El sistema de aire acondicionado requiere unos componentes
específicos más complejos, así como un fluido adecuado para el intercambio
de calor. A diferencia del sistema de calefacción, en el que el líquido
refrigerante absorbe calor del motor y se lo cede a dos radiadores
(refrigeración y calefacción), en el caso del aire acondicionado, el objetivo
consiste en que el fluido frigorífico absorba el calor del aire que entra al
habitáculo mediante el
evaporador.
Por lo tanto,
deberá cederlo al ambiente mediante otro intercambiador, el
condensador.
El principio de funcionamiento del circuito de aire acondicionado se
puede explicar siguiendo las siguientes etapas:
Etapa 1: Compresión
El fluido en estado gaseoso es aspirado por el compresor a baja presión
y baja temperatura (3 bar,5º C) y sale comprimido a alta presión y alta temperatura (20 bar, 110º C).
La energía necesaria para llevar a cabo
este trabajo de compresión se la aporta la correa del alternador, que también
suele mover la bomba de líquido refrigerante.
Etapa 2: Condensación. El fluido en estado gaseoso entra en el
condensador a alta presión y temperatura. Empieza la cesión de calor del fluido
al aire que atraviesa el intercambiador, produciéndose la condensación del
fluido frigorífico, saliendo del condensador en estado líquido a alta presión y
temperatura media (19 bar,60º C)
Etapa 3: Filtrado y desecado.
El fluido en estado líquido pasa por el filtro deshidratante, que
absorbe la humedad que pueda contener el fluido. Además, pasa a través de un
elemento filtrante que retiene las impurezas presentes en el líquido. No
debe producirse ningún cambio en el estado termodinámico del fluido.
Etapa 4: Expansión
El fluido en estado líquido a 19 bar y 60º C penetra en la válvula de
expansión termostática, produciéndose una caída brusca de presión y
temperatura. El fluido sale de la válvula en estado difásico, a una presión de 3 bar y una temperatura de 0º C.
Etapa 5: Evaporación
El fluido en estado difásico penetra en el evaporador, donde comienza
el intercambio de calor con el aire exterior que penetra al habitáculo. El
fluido necesita absorber calor para poder evaporarse, y lo toma del aire que
atraviesa el evaporador. A su vez, la humedad presente en este aire se condensa
sobre las aletas (superficie fría) y se acumula en una bandeja bajo el
intercambiador, para despuésser evacuada al exterior mediante un conducto de
desagüe.
Texto realizado por Sergi y Ramón Solaz
