Los Cambios de Estado

El **cambio de estado** es el **paso** de un estado físico a otro (sólido, líquido, gaseoso). Se produce por **absorción** o **cesión de calor**.

Las **transformaciones** pueden ser:

• Fusión: De sólido a líquido.
• Solidificación: De líquido a sólido.
• Evaporación: Paso del fluido del estado líquido al gaseoso.
• Condensación: De gaseoso a líquido.
• Sublimación: Transformación de un elemento sólido a gaseoso (sin pasar por líquido).

En los **sistemas de aire acondicionado**, la **refrigeración** se consigue a partir de los **cambios de estado** producidos en la **evaporación** y la **condensación**. La evaporación se realiza mediante la **absorción de calor**, y la condensación mediante la **cesión de calor**.

Para que se produzca la evaporación, el fluido debe alcanzar su **punto de ebullición**, momento en el que un líquido se transforma en gas.

Si el fluido se evapora y sigue absorbiendo calor, se obtiene **vapor sobrecalentado**. Este es un fluido en estado gaseoso que ha absorbido calor a presión constante, aumentando su temperatura pero permaneciendo en estado gaseoso.

La **condensación** puede disminuir la temperatura sin actuar sobre otros parámetros físicos y manteniendo la temperatura constante.

Al disminuir la temperatura de un vapor, se obtiene **vapor saturado**, que es una mezcla de líquido y gas. La proporción de líquido a gas depende del grado de enfriamiento.

Presión, Temperatura y Volumen

El sistema de aire acondicionado se rige por tres **magnitudes** que determinan la condición en la que se encuentra el gas: la **presión**, el **volumen** y la **temperatura**.

Cuando varía una de estas magnitudes, decimos que el gas sufre una **transformación**.

Una transformación que sufre un gas cuando varían la presión y el volumen, manteniendo constante la temperatura, es la descrita por la ley de **Boyle-Mariotte**.

Según la ley de **Boyle-Mariotte**: a **temperatura constante**, el producto de la **presión** a la que está sometido un gas por el **volumen** que ocupa se mantiene constante.

Ciclo de Refrigeración

• Compresión: Aumenta la **presión** y provoca el movimiento del **fluido frigorífico**. Esto se consigue mediante un **compresor**.
• Condensación: El **fluido frigorífico** se transforma casi totalmente en líquido y es conducido hasta un filtro. Para que el fluido frigorífico se transforme, es necesario que **ceda calor**.
• Filtrado: El **fluido frigorífico** se halla totalmente en estado líquido y es filtrado para eliminar **impurezas** y **humedad**.
• Expansión: Para la expansión de un fluido, es necesario provocar una variación de su **presión**. Esto se consigue provocando un **estrangulamiento** en el circuito, ya que a la salida se produce la expansión. Con la expansión se logra disminuir la **presión**, y de esta forma, disminuye el **punto de ebullición**. Un punto de ebullición muy bajo permite una buena **evaporización**.
• Evaporización: Es necesario hacer pasar el **fluido frigorífico** por donde el aire tenga mayor temperatura que el refrigerante. En este paso se produce una **absorción de calor** por parte del fluido y, por tanto, la **refrigeración del aire**.

Control de Caudal y Rendimiento Frigorífico

A) Alto caudal impelido con alto rendimiento frigorífico: Cuando las presiones alta y baja son relativamente intensas, el **fuelle 2** comprime la alta presión y el **fuelle 1** (por baja presión relativamente intensa) provoca la apertura de las **válvulas reguladoras** y la descarga de la presión de la cámara.

La fuerza compuesta por la **baja presión** aplicada a las partes superiores de los **émbolos** y la fuerza del **muelle 1** es superior a la fuerza por presión en las cámaras sobre las partes inferiores del émbolo y la fuerza del **muelle 2**.

B) Bajo caudal impelido con bajo rendimiento de refrigeración: Cuando las presiones altas y bajas son relativamente bajas, los **fuelles 1 y 2** se expanden y cierran las **válvulas reguladoras**. El lado de baja presión cierra contra la presión en la cámara, y la presión aumenta en el lado calibrado.

Rendimiento del Condensador

• **Diseño constructivo** (forma, tamaño, número de tubos)
• **Temperatura ambiente**
• **Caudal de aire** que pasa a través de las aletas.

Trabajando junto al condensador, el **ventilador** tiene la misión de provocar un **flujo de aire continuo** que lo atraviesa. El ventilador se conecta dependiendo de la **presión interna** del sistema; es posible conectarlo a una velocidad superior o activar un segundo ventilador para disminuir la temperatura.

Los ventiladores pueden ser accionados eléctricamente o mediante una correa del motor.

Dependiendo de los sistemas, el ventilador puede ser accionado mediante un **interruptor de presión** o **temperatura**.

Filtro Deshidratador

Se encuentra entre el **condensador** y la **válvula de expansión**, siendo atravesado por el **fluido frigorífico** en estado líquido. Realiza las siguientes funciones:

• Retiene la **humedad**.
• Filtra las **impurezas sólidas**.
• Acumula **refrigerante** en estado líquido, evitando que se produzcan burbujas.

Se debe tener en cuenta que no debe entrar **humedad** en el circuito del aire acondicionado. Si esto ocurre, al pasar por el filtro, este puede saturarse y permitir que la humedad llegue en forma de gotas a la **válvula de expansión**, donde se convierte en **hielo** y puede provocar el **bloqueo** de la misma. Para evitar esta situación, en el filtro se introducen **sustancias capaces de absorber la humedad** del fluido frigorífico hasta su saturación.

Válvula de Expansión

La **expansión** del **fluido frigorífico** se consigue disminuyendo su presión. Se trata de vaporizar el fluido dosificando su llegada al **evaporador**.

La **válvula de expansión** está ubicada en las tuberías de entrada y salida del **evaporador**. Está formada por una **unidad reguladora** del paso de fluido y un **sensor de control** de dicha unidad. Su misión es controlar la **presión** y el **caudal** del fluido para obtener la máxima **potencia frigorífica** del equipo. Las válvulas van protegidas por un **encapsulado** para evitar que la temperatura externa influya en su funcionamiento.

Tipos de Válvulas de Expansión

• Válvula con regulación externa: Consta de una **membrana** sobre la que actúa. En el interior de un tubo sonda, se toma la temperatura que le transmite la carcasa del conducto de salida del evaporador. Si la temperatura es relativamente alta, indica que hay poco líquido refrigerante. En este caso, la **presión P1** será alta, y la **presión P2** y el **muelle de regulación** cederán, haciendo que el vástago baje, abriendo la válvula y permitiendo un mayor paso para el caudal del fluido frigorífico.
• Válvula con regulación interna: Consta de un…