Climatizacion Kia

Sistema de Aire Acondicionado

Desarrollado por Kia Motors. Todos los derechos reservados


Rev: 0 01.01.2007 2 HAAC-2ET6K

ndice

Tema Pgina

Historia de los sistemas de aire acondicionado 5

Fuentes de calor 6

Temperaturas en el interior del vehculo 7

Solucin: Enfriamiento 8

Definicin de calor 9

Transferencia de calor 10

Estados de agregacin 11

Calor latente de evaporacin 12

Temperatura y presin 13

Principio de funcionamiento del A/C 15

Refrigerante R12 17

Agujero de la capa de ozono 18

El rol del ozono 19

Efecto Invernadero 20

Refrigerante HFC- 134 a 21

Propiedades de los refrigerantes 22

Presin y punto de ebullicin 23

Cambios requeridos para el reemplazo del R 12 24

Modificaciones del sistema 25

Revisin del sistema A/C 26

Propiedades de los refrigerantes 27

Compresor de placas reciprocantes 30

Compresor variable de placas reciprocantes 31

Condicin de baja carga del A/C 32

Condicin de alta carga del A/C 33

Diagrama de funcionamiento 34

Compresor de tipo espiral 35

Embrague del compresor 38

Estructura de mangueras 39

Condensador 40

Secador 41

Vlvula de expansin 42

Ciclo del refrigerante CCOT y componentes 43

Vlvula de expansin ecualizada internamente 45

Vlvula de expansin ecualizada externamente 46

Evaporador 47

Control de flujo del refrigerante 48


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ndice

Tema Pgina

Ciclo de funcionamiento del A/C 49

Unidad del calefactor 50

Circuito elctrico 51

Interruptor de presin dual 52

Interruptor de presin triple 53

Sensor APT 54

Control de ventilador de mltiples velocidades del PWM 55

Control del ventilador de enfriamiento 56

Interruptor termostatico 57

Sensor / Termistor de aleta 58

Control de velocidad del motor del ventilador 59

Seguimiento de fallas y Mantenimiento 60

Filtro de polen 61

Precauciones de seguridad 62

Revisiones preliminares 64

Mal olor 65

Detector de fugas y prueba de filtraciones 66

Conjunto bsico de medidores 69

Revisin de desempeo 71

Descarga y carga del refrigerante 72

Evaluacin del sistema con medidores de presin 73

Herramientas especiales de servicio 82

Desarme del embrague y la polea 83

Medicin de la holgura 84

Vlvula de alivio de presin 85

Especificaciones del aceite 86

Ajuste del nivel de aceite 87

Conexin de mangueras y tuberas 88

Sistema FATC / control A/C 89

Seales de control A/C 90

Ubicacin de los componentes 91

Unidad HVAC 92

Tipos de controladores de acuerdo con el sistema / cambio de unidad de Temp. 93

Funciones del los interruptores 97

Control lgico y funcin CELO 98

Sensor de temperatura en el vehculo 100

Foto sensor 101


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ndice

Tema Pgina

Sensor de calidad del aire 102

Sensor de temperatura del agua 103

Sensor de humedad 104

Sensor de temperatura ambiente 106

Control de velocidad del motor del ventilador 107

Revisin del transistor de potencia 108

Transistor MOSFET 109

Actuador de la compuerta de entrada 110

Actuador de compuerta de modo 111

Actuadores de compuerta de temperatura 112

Calefactor PTC 113

Control del calefactor PTC 114

Diagnstico FATC 116


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Historia

Los primeros automviles no eran exactamente confortables. En invierno, los pasajeros se

abrigaban con mantas y en el verano, el aire acondicionado era una brisa que resultaba de la

velocidad mxima de 15km/h. En 1908, cuando los fabricantes comenzaron a cerrar las cabinas

en los vehculos, el calor pronto se convirti en un problema. Se pusieron ventilaciones en el

piso de los automviles, pero esto trajo al interior ms polvo y tierra que aire fresco. Un cubo con

agua cerca de la ventilacin del piso fue el primer sistema de aire acondicionado. El efecto de

reduccin de temperatura del aire pasando a travs del agua fue llamado un All-Weather Eye.

Tales sistemas eran en realidad todava disponibles para VAN y RV. Este sistema fue inventado

por Nash en 1938 y suministro enfriamiento en el verano y calor en el invierno con una simple

perilla. El primer automvil con un sistema real de enfriamiento fue el modelo Packard del ao

1940. El espiral de enfriamiento, un gran evaporador, se localizaba detrs del asiento y el nico

control era un interruptor del ventilador. Esta opcin permiti a Packard avisar, Olvdese del

calor este verano en el nico automvil con aire acondicionado en el mundo. Este sistema fue

promocionado como un Acondicionador de Clima y tambin filtraba el polen y el polvo del aire.

El Acondicionador de Clima pudo tambin transformarse en un sistema calefactor ajustando los

controles de amortiguacin localizados en el maletero. Entre 1940 y 1942, Packard equip 1500

automviles con aire acondicionado. Para 1954, alrededor de 36000 automoviles tenan

sistemas de aire acondicionado instalados en la fbrica. En 1966, el Motor Service Manual

estableci que 3.560.000 unidades de A/C haban sido atendidas en los U.S. Las ventas de

automviles equipados con A/C pronto se agotaron. El ao 1987 aparece con 19.571.000

unidades con A/C. Se estima que actualmente sobre el 80% de los automviles y camiones

livianos en funcionamiento tienen aire acondicionado. Constantemente se realizan cambios para

acomodarse a los nuevos diseos de automviles, medio ambiente, comodidad y seguridad de los

pasajeros. Actualmente, pocas personas consideraran un vehculo nuevo que no tenga aire

acondicionado. Hoy da, los sistemas de calefaccin y aire acondicionado son muy eficientes.

Las configuraciones modernas de Control Automtico de Temperatura son ms confiables que las

antiguas controladas por vaco y termostatos. Los computadores tambin aseguran la

comodidad de los pasajeros y el conductor.


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Fuentes de Calor

Cuando un vehculo es conducido en una autopista o an cuando slo esta estacionado al sol, el

calor ingresa al vehculo desde muchas fuentes. La luz directa del sol irradia calor sobre el techo

y los paneles de la carrocera y a travs del rea de los vidrios. El calor tambin es irradiado

desde el pavimento caliente y desde los pasajeros. El calor del motor es conducido por torpedo.

El calor del sistema de escape es generado por el tubo de escape, el tubo trasero, el silenciador y

el convertidor cataltico y este calor ingresa a travs del piso del vehculo. Todas estas y otras

fuentes miscelneas de calor aumentan la temperatura del aire dentro del vehculo.

Se ha comprobado que en un da caluroso (aproximadamente 30C), la temperatura interior de

un vehculo estacionado al sol con las ventanas cerradas puede alcanzar ms de 60C!


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Temperaturas en el Interior del Vehculo

El interior de un automvil refrigerado no solamente ofrece apropiada comodidad, sino que

tambin es la base para una conduccin activa segura. Una temperatura interior muy elevada

(en el verano frecuentemente entre 40C y hasta 60C) empeora la eficiencia y perseverancia,

atencin y tiempo de respuesta del conductor. El resultado de esta reaccin lenta se traduce en

mayores distancias de detencin y ms accidentes. La seguridad activa es el beneficio ms

importante!.


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Solucin: Enfriamiento

Adems de acondicionar el aire interior (enfriar), confiable en el verano, un sistema

acondicionador de aire ayuda a suministrar una visin clara en el invierno o en das hmedos

debido a que este remueve la humedad del aire y por lo tanto previene la bruma. Tambin limpia

el aire interior de los contaminantes. La fuerte contaminacin del aire - en particular en transito

pesado de ciudad aparecen tambin por el sistema usual de ventilacin en el interior del

vehculo. Esta condicin de incomodidad de los pasajeros se previene a travs de un sistema de

aire acondicionado con filtros (estos tambin estn disponibles sin aire acondicionado) y la

limpieza del polvo debido a la eliminacin de la humedad.


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Definicin de Calor

Con el fin de entender el principio de funcionamiento de un sistema de aire acondicionado, es

importante comprender los principios fsicos que hacen que el sistema funcione. El calor en la

cantidad correcta suministra vida y comodidad. El calor en cualquier extremo sea demasiado o

muy poco, conduce a situaciones incomodas. El control del calor significa control de la

comodidad. El aire acondicionado es una forma de controlar el calor. Para entender como

funciona un sistema de aire acondicionado, primero se debe comprender la naturaleza del calor.

Esto parece algo difcil de entender al principio, pero los principios de variacin de temperatura,

evaporacin, expansin y radiacin sern ms entendibles en la medida que se considere este

capitulo. Todos los elementos contienen calor. Algunos de estos se sienten calientes cuando

estn sustancialmente ms clidas que nuestra propia temperatura corporal. La temperatura es

el calor sensible. Cuando alguna cosa contiene mucho menos calor que nuestro cuerpo, se dice

que se siente fra. El fro es simplemente retirar parte del calor. El calor siempre se mover

desde el lado ms clido al ms fro. Este proceso no puede detenerse, slo puede disminuirse

con aislacin. Por lo tanto: el sistema de aire acondicionado no produce fro, sino que mueve el

calor. De acuerdo con la Ley Natural, el calor siempre se mover desde el objeto ms caliente al

ms fro. Donde sea que all una diferencia de temperatura entre dos objetos, la energa calrica

ser transferida desde el objeto ms caliente al ms fro hasta que ambos objetos se estabilicen a

la misma temperatura. Ejemplos: cuando sale afuera en un da fro, se siente fro. No porque el

fro entra en el cuerpo, sino porque el calor esta movindose desde nuestro cuerpo al aire fro,

provocando que usted sienta fro. Lo contrario es que cuando estamos en un lugar que es ms

clido que nuestra temperatura corporal, nos sentimos acalorados porque el calor del aire caliente

se esta moviendo hacia nuestro cuerpo.


Rev: 0 01.01.2007 10 HAAC-2ET6K

Transferencia de Calor

Conduccin: el calor viaja a travs de una sustancia, desde un punto de calor a un rea fra por

conduccin. Todos hemos experimentado esto cuando se levanta una sartn caliente desde la

cocinilla. La manilla esta caliente aunque no esta en contacto directo con el quemador. El calor

es conducido a travs del metal de la sartn hacia la manilla fra. (Recuerde, el calor se mueve

desde el objeto ms caliente al ms fri). De manea similar, si una barra de metal se calienta en

un extremo, sta se calentara hasta el otro extremo por conduccin.

Radiacin: el calor es irradiado desde alguna sustancia caliente en forma de onda de calor.

Estas ondas son una forma de energa y aumentarn la temperatura de cualquier objeto con el

que entren en contacto. El sol es la mayor fuente de calor para la tierra. Sus ondas de calor

son transmitidas a travs del espacio y calientan la tierra al entrar en contacto con ella. La luz

directa del sol es un buen ejemplo de calor por radiacin. El color juega parte importante en la

radiacin de calor. Un vehculo de color oscuro se calentara ms que un vehculo de color claro.

Esto se debe a que los colores claros reflejan ms ondas de calor (luz), mientras que los colores

oscuros absorben ms ondas de calor (luz). Para poner la radiacin de calor en la perspectiva

de un sistema de aire acondicionado, ntese que el condensador, que contiene el refrigerante a

alta temperatura, conducir e irradiar el calor al aire exterior ms fro.

Conveccin: el calor tambin es transportado desde un punto a otro por el movimiento de una

sustancia calentada. Este movimiento de calor se llama conveccin. Cuando se abre un grifo

de agua caliente, se consigue agua caliente, aunque el calefactor de agua esta a cierta distancia.

Esto se debe a que el agua en movimiento transporta el calor desde el calefactor hacia el grifo.


Rev: 0 01.01.2007 11 HAAC-2ET6K

Estados de Agregacin

Cambio de Estado: Evaporacin y Condensacin. Un efecto adicional por el intercambio de calor

es que las molculas pueden cambiar su estado en lugar de su temperatura. En cierto punto

(punto de ebullicin, punto de solidificacin), por ejemplo, el agua se transforma en vapor o en

hielo. Existen tres procesos que describen un cambio de estado: Evaporacin, Condensacin y

Congelamiento.

Evaporacin es el trmino utilizado cuando se agrega suficiente calor para cambiar una sustancia

de estado lquido a vapor (gas). Todos estamos familiarizados con el agua hirviendo y el vapor

(vaho) que ella despide. En el punto de ebullicin del agua (100C), se ha absorbido calor

suficiente por el agua para cambiar su estado. El lquido se convierte en vapor.

Condensacin es el trmino utilizado para describir el proceso inverso a la evaporacin. Si se

tiene vapor y se remueve suficiente calor de l, se producir un cambio de estado que producir

que el vapor se convierta en lquido.

Congelacin es el resultado que se obtiene cuando se remueve calor continuamente desde una

sustancia lquida hasta que esta queda en estado slido. Debe recordarse que cualquier cosa

sobre 273C contiene algo de calor. En un sistema de aire acondicionado, el congelamiento es

un peligro que debe evitarse.

NOTA: El Plasma (gas ionizado que tiene una alta conductividad elctrica) es generalmente

considerado un cuarto estado de agregacin.


Rev: 0 01.01.2007 12 HAAC-2ET6K

Calor Latente de Evaporacin

Capacidad Especfica de Calor

La cantidad especfica de calor es la cantidad de calor en J (Joule) necesaria para levantar la

temperatura de una sustancia. La capacidad especfica de calor es una funcin de la

temperatura. En el caso de los gases, es necesario diferenciar entre capacidad especfica de

calor a presin constante y a volumen constante.

Calor Especfico de Fusin

El calor especfico de fusin de un slido es la cantidad de calor en J necesaria para transformar

1kg de una sustancia a temperatura de fusin desde el estado slido a estado lquido.

Calor Latente de Evaporacin

El calor latente de evaporacin de un lquido es la cantidad de calor en J necesaria para evaporar

1kg de un lquido a temperatura de ebullicin. El calor latente de evaporacin es altamente

dependiente de la presin. Por ejemplo: cuando se agrega calor a un contenedor con 1kg de

agua a 100C (a nivel del mar), el agua absorber 1023kJ de calor latente sin cambio en la lectura

del termmetro. Sin embargo, se producir un cambio de estado desde lquido a vapor. El calor

que se absorbe es llamado el Calor Latente de Evaporacin. El vapor retendr los 1023kJ

debido a que eso fue necesario para provocar el cambio de estado.

Calor Latente de Condensacin

Cuando el proceso de arriba se invierte y se remueve calor desde 1kg de vapor de agua a 100C

(a nivel del mar), el vapor entregar 1023kJ de calor sin causar una cada en la lectura del

termmetro. Sin embargo se producir un cambio de estado desde vapor a lquido. El calor que

ha sido entregado se llama Calor Latente de Condensacin.


Rev: 0 01.01.2007 13 HAAC-2ET6K

Temperatura y Presin

Medicin del Calor

La temperatura o INTENSIDAD del calor se mide con un termmetro. Aunque se utilizan en

ocasiones Grados Celsius (C) y Fahrenheit (F), la mayora de las referencias en este manual se

harn en grados Celsius. Una lectura de temperatura indica solamente la intensidad del calor o

el CALOR SENSIBLE de una sustancia y no la cantidad actual de calor. La persona promedio

tiene una zona de comodidad de alrededor de 21~27C. En este rango de temperatura es donde

nos sentimos ms confortables. Cuando la temperatura de alguna cosa esta sobre o debajo de

este rango, pensamos de esta caliente o fro. Los cientficos dicen que una medida llamada

Cero Absoluto es el punto en el cual se ha removido todo el calor de un objeto. Este punto esta

determinado a 273C. Cualquier sustancia que esta sobre esta temperatura absoluta contiene

algn calor. Para comprender el aire acondicionado tambin debe comprenderse la presin y la

relacin con la temperatura. El mundo en que vivimos esta rodeado por aire o gas. El gas

ejerce presin en todas las direcciones con igual fuerza. El gas que nos rodea esta compuesto

por 21% de oxgeno y 78% de nitrgeno. El 1% restante esta compuesto por otros gases raros.

Esta combinacin de gases es llamada atmsfera y se extiende por algunos cientos de kilmetros

sobre la tierra y esta sujeta a ella por la gravedad. A nivel del mar, la presin atmosfrica es de

1.0 bar y el punto de ebullicin del agua es 100C. Si estuviramos en algn punto ms alto que

el nivel del mar, la presin atmosfrica ser menor y por lo tanto tambin lo ser el punto de

ebullicin del agua. Si la presin disminuye a 0.38 bar, el punto de ebullicin del agua ser de

75C. Si la presin disminuye a 0.12 bar, el punto de ebullicin ser de 50C. Si el punto de

ebullicin del agua es afectado por la cada de presin, entonces igualmente el aumento de

presin afectara tambin el punto de ebullicin del agua. Por ejemplo Cocina de vapor!

Informacin adicional: Como convertir Fahrenheit a Celsius y viceversa: C = 5/9 x (F-32),

F = (9/5 x C) + 32, Kelvin = C + 273, Rankine = F + 460.


Rev: 0 01.01.2007 14 HAAC-2ET6K

Temperatura y Presin

Relacin Presin Calor: es importante conocer la relacin presin temperatura del refrigerante

en el sistema de aire acondicionado. Si la presin del refrigerante es baja, su temperatura

tambin ser baja. Inversamente, si la presin es alta, su temperatura tambin ser alta. Esto

significa por ejemplo que el aumento de temperatura produce aumento de presin y el aumento de

presin produce aumento de temperatura.

Por ejemplo bomba de aire para bicicletas, recordar esto es importante, porque la presin cambia

y la temperatura tambin cambia, esto es muy importante en la funcin de sistema de A/C.


Rev: 0 01.01.2007 15 HAAC-2ET6K

Principio de Funcionamiento del A/C

Para la comprensin del funcionamiento del sistema de aire acondicionado, debe conocerse los

componentes del sistema y como ellos se relacionan unos con otros. Cuando se habla acerca de

los componentes bsicos del sistema de aire acondicionado, tambin se debe entender los

trminos Lado Alto y Lado Bajo del sistema. Los componentes bsicos de todo sistema de aire

acondicionado tambin estarn relacionados con el lado Alto y Bajo del sistema.

Lado Alto: Simplemente se refiere al lado del sistema en el que existe alta presin. La creacin

de alta presin (y alta temperatura) es trabajo de los compresores de manera que el R134a ser

capaz de condensar y liberar calor al condensador. Se crea un diferencial de presin en la

vlvula de expansin junto con el compresor, este es el segundo punto de divisin entre el lado

de alta presin y baja presin.

Lado Bajo: Es el trmino utilizado para la parte del sistema de aire acondicionado donde existe

baja presin y baja temperatura. Desde la vlvula de expansin, a travs del Evaporador y

hacia el lado de entrada del compresor, el R134a esta en un estado de baja presin. Esto permite

que el calor se transfiera desde el interior del vehculo al R134a fro, y luego sea transportado y

alejado desde el interior del habitculo.


Rev: 0 01.01.2007 16 HAAC-2ET6K

Generalidades

Un sistema de aire acondicionado remueve el calor desde el aire interior cuando este pasa por el

evaporador, de forma que entra aire fro al habitculo. El aire caliente al interior transfiere parte

del calor al aire fro que acaba de entrar. Debido a esto el habitculo completo se enfra.

El patrn del ciclo refrigerante muestra el principio de funcionamiento de un sistema de aire

acondicionado: el refrigerante circula en un ciclo cerrado y constantemente cambia entre la

condicin de lquido y gas. Con esto el calor es extrado desde el interior y entregado a fuera del

vehculo.

El ciclo refrigerante esencialmente esta compuesto por cinco componentes principales: Compresor,

Condensador, Tanque Colector / Secador, Vlvula de Expansin, Evaporador. Los componentes

estn conectados en un ciclo cerrado, por el cual circula el refrigerante. El refrigerante que entra

al compresor es gaseoso y entonces es comprimido, condensado por emisin de calor, de manera

que se convierte en lquido. Cuando alcanza la vlvula de expansin, tiene lugar una reduccin

de presin, de forma que se evapora (dentro del evaporador) y por medio de eso absorbe calor.

En la forma de gas este alcanza nuevamente el compresor y el ciclo se reinicia. El ciclo

refrigerante esta divido en un circuito de alta presin y un circuito de baja presin (lado de

succin). Los puntos de separacin son el compresor, la placa de vlvula y la vlvula de

expansin.


Rev: 0 01.01.2007 17 HAAC-2ET6K

Refrigerante R12

Como muchos saben, en el pasado el refrigerante que se utilizo en los automviles se llamaba

R12. La razn para utilizar ste fueron sus propiedades fsicas y qumicas, tales como el punto

de ebullicin de 28.9C. Pero fue desechado cuando aparecieron problemas medio ambientales

tales como la destruccin de la capa de ozono. Por lo tanto, este fue reemplazado por un nuevo

refrigerante: R134a.


Rev: 0 01.01.2007 18 HAAC-2ET6K

Agujero de la Capa de Ozono

Teora de destruccin de la capa de ozono: El Fren es una sustancia extremadamente estable,

de forma que pasa desde la tierra a travs de la Tropsfera y alcanza la Estratsfera sin

descomponerse. Aqu, el Fren disperso es inundado con fuertes rayos ultravioleta y se

descompone, liberando cloro. Con este cloro como catalizador, se produce una reaccin y el

ozono se destruye. Una vez que el cloro penetra en la estratosfera, permanece all por largo

tiempo y la destruccin del ozono contina.

Control de los CFC: En Mayo de 1989, se sostuvo el Tratado de Viena, Protocolo de Montreal

Primera Reunin de Tratado de Poderes y en esta se examin en detalle el propsito de

fortalecer las regulaciones mandatorias de abolicin total del Fren especificado para el ao 2000.

Con este plan, la produccin del Fren debera ser reducida al 25% o menos desde Enero 1994,

basado en los resultados actuales de consumo de Fren en 1986. Para el ao 1996 ellos

deberan ser totalmente abolidos. El fenmeno del agujero de ozono: los rayos ultravioleta de

cierto largo de onda son dainos para los organismos vivos, son una causa de cncer de piel y

ejercen una influencia sobre los genes. La capa de ozono absorbe estos rayos ultravioleta,

desarrollando de esa forma un rol extremadamente importante en la preservacin de la vida en la

tierra. Sin embargo, en 1985 el Dr. Farman, de Gran Bretaa anuncio que un fenmeno poda

observarse sobre el Polo Sur, donde la capa de ozono se reduce en primavera y se restaura a su

nivel normal en el verano. Un satlite artificial tambin capturo este fenmeno y la imagen que

envi revelo que el ozono en el cielo sobre el continente de la Antrtica estaba siendo destruido.

Como este apareca como un agujero en la capa de ozono, fue llamado el agujero de ozono.

Este agujero de ozono atrajo la atencin de los cientficos. El hecho que la capa de ozono

estaba siendo destruida por el Fren y exista el peligro de que los dainos rayos ultravioleta

cayeran copiosamente sobre la superficie de la tierra, haba sido advertido ms de 10 aos antes.

Se tomo una decisin de montar una observacin a gran escala con el fin de investigar el

mecanismo del agujero de ozono y clarificar su relacin con el Fren.


Rev: 0 01.01.2007 19 HAAC-2ET6K

El Rol del Ozono

El Rol de la Capa Ozono: la atmsfera que envuelve la superficie de la tierra esta dividida en un

determinado nmero de capas y la ms cercana a la tierra se llama la Tropsfera. En la

tropsfera, las temperaturas son mayores cerca de la superficie de la tierra y en la medida que

aumenta la altitud, la temperatura disminuye. Por esta razn, se produce una convexin en la

atmsfera y se manifiesta como un fenmeno atmosfrico. En el rango de altitud de los 20 a

30km de la estratsfera, el grado de concentracin de ozono es alto. Este es llamado La Capa

de Ozono. Un cierto largo de onda de rayos ultravioleta esta daando a los seres vivientes, es

una fuente de cncer a la piel y tiene un efecto sobre la estructura gentica. La capa de ozono,

absorbe los rayos ultravioleta y juega una parte crtica en la preservacin de la vida en la tierra.

Formacin del Ozono: Los tomos de oxgeno absorben los rayos ultravioleta y son

descompuestos en tomos de oxgeno. Estos tomos de oxgeno se combinan con las

molculas de oxgeno para formar el ozono. El ozono se forma cerca del ecuador donde la

cantidad de radiacin solar es alta y se esparce en direccin de los polos a travs del lento

movimiento atmosfrico.


Rev: 0 01.01.2007 20 HAAC-2ET6K

Efecto Invernadero

Efecto Invernadero: como resultado de utilizar grandes cantidades de combustible fsil (tales

como el aceite, carbn y gas espontneo) y la destruccin de los bosques, la concentracin de

cido carbnico, Fren, Metano, etc. estn aumentando en la atmsfera y el calor desde la

superficie de la tierra esta siendo absorbido en la atmsfera. Bajo estas condiciones, se dice que

esto causa calentamiento global.


Rev: 0 01.01.2007 21 HAAC-2ET6K

Refrigerante HFC-134a

Refrigerantes especficos, sustancias qumicamente estables que son superiores para la

resistencia al calor y no combustionables, tienen las caractersticas de ser incoloros e inoloros sin

ser inflamables, corrosivas o txicas. Por estas razones, ellas han llegado a ser utilizadas para

un amplio rango de finalidades tales como refrigerantes para los sistemas de aire acondicionado y

unidades de refrigeracin, agentes atomizadores en aerosoles, agente de limpieza para sistemas

elctricos, materiales para extincin de fuego, agentes de espuma y material en bruto para resinas

sintticas. Por el contrario, la caracterstica ms importante de un Fren alternativo es que el

potencial de destruccin de la capa de ozono es mnimo y esta es la condicin mnima

indispensable por la que puede ser utilizado con seguridad en cada rea. El Fren es una

sustancia en la cual partes o todos los tomos de hidrgeno, tales como el metano y etano, estn

arreglados en los elementos halgenos de fluor (F) y cloro (Cl). Con esta combinacin se estn

haciendo varios tipos de Fren. Una sustancia alternativa que no incluye cloro, la fuente de

destruccin del ozono, es el HFC 134, considerado como la sustancia ms adecuada y probada

por su seguridad con PAFT-1 [Programa de prueba de Toxicidad Medioambiental de

Fluorocarbono Alternativo] esta progresando.


Rev: 0 01.01.2007 22 HAAC-2ET6K

Propiedades de los Refrigerantes

La medida molecular del R134a es mucho ms pequea que la del R12. Como resultado

tenemos una alta prdida de refrigerante. Entre un 10% a 15% por ao puede ser normal.

Junto a los diferentes puntos de ebullicin, se necesitan cambios en el diseo del sistema tales

como el ajuste de la vlvula de expansin, etc. Y tambin es necesario utilizar un aceite diferente.

La modificacin retroactiva por lo tanto requiera cambiar algunos componentes, tal como el

secador, adems el sistema debe ser lavado 2 a 3 veces para remover el aceite mineral al mximo

posible (despus de removerlo desde el compresor, etc). Algunos sustitutos que pueden

utilizarse en lugar del 134a son otra posibilidad, pero pueden ser difciles de conseguir y tambin

causar problemas en el servicio, por lo tanto no se recomiendan sustitutos para el 134a.


Rev: 0 01.01.2007 23 HAAC-2ET6K

Presin y Punto de Ebullicin

El punto de ebullicin de un lquido esta indicado en tablas y siempre se refiere a la presin

atmosfrica de 1 bar. Si la presin sobre el lquido cambia, tambin cambia su punto de

ebullicin. Todos los lquidos homogneos se comportan de comn acuerdo. En el diagrama de

presin de vapor se puede reconocer que por ejemplo con presin continua y una reduccin de

temperatura, el vapor se vuelve lquido (en el condensador). Al reducir la presin, el refrigerante

lquido cambia a la condicin de vapor (en el evaporador). El proceso de evaporacin es

utilizado por los sistemas de aire acondicionado de los vehculos. Este trabaja con un material

que hierve fcilmente llamado refrigerante. Los refrigerantes aplicados son R-12, que hierve a

29.8C y R-134a, que hierve a 26.5C. El punto de ebullicin indicado corresponde a la

temperatura de ebullicin a presin atmosfrica normal (760 Torr = 1013.25 millibar).


Rev: 0 01.01.2007 24 HAAC-2ET6K

Cambios Requeridos para el Reemplazo del R 12

El R134a, que fue desarrollado como una sustancia alternativa al R12, tiene las siguientes

caractersticas en comparacin con el R12: La compatibilidad con los aceites lubricantes (aceite

de compresor) es mala. Su grado de solubilidad del agua es alto y su dilatacin y permeabilidad

de los materiales de los sellos y los materiales de las mangueras es alta. Como el nuevo

refrigerante R134a tiene propiedades y caractersticas que son diferentes a las del R12, deben

realizarse cambios consecuentemente. Si un sistema de aire acondicionado con R12 es llenado

con R134a, ocurrirn problemas tales como bloqueo del compresor o prdida del refrigerante.

Por esta razn, deben tomarse contramedidas para que no se produzca una carga errnea de gas,

estas fueron hechas junto con los cambios debido a las diferencias en las propiedades y

caractersticas.

Las diferencias en las caractersticas son: la presin y la carga aumentan cuando la temperatura

ambiente es alta (provoca pobre enfriamiento). El sistema fue emparejado con esto para

aumentar la eficiencia, cambio en el embrague magntico y condensador, cambio en las

especificaciones tales como fijar los valores para los interruptores de presin, vlvulas de

expansin, etc.

Para los servicios post venta: el refrigerante, el aceite y los anillos-O no son intercambiables.

Para prevenir una conexin equivocada de tuberas y una carga equivocada de refrigerante, el

diseo de las tuberas, uniones, vlvulas de carga e identificacin de las herramientas de servicio

se modificaron. Para prevenir el escape de refrigerante a la atmsfera, se eliminaron los pernos

soldados y se instalaron vlvulas de alivio de presin en su lugar.


Rev: 0 01.01.2007 25 HAAC-2ET6K

Modificaciones del Sistema

CONDENSADOR:

Se reducen las temperaturas de condensacin para mantener el desempeo debido a que el

sistema R-134a generalmente tiene mayor capacidad de condensacin que aquellos diseados

para el uso con R12.

COMPRESOR:

H-NBR provee mejor compatibilidad con R-134a PAG. Los compresores para utilizar con R-134a

generalmente han sido fabricados durables para acomodar las mayores presiones y los diferentes

lubricantes asociados con el refrigerante.

ACEITE DEL COMPRESOR:

El aceite mineral no es soluble con R-134a.

MATERIAL DE LAS MANGUERAS:

Contencin mejorada y soluble con el R-134a

SECANTE:

Se cambia el material por uno de diferente dimetro de poros para mejor absorcin de la humedad,

la cantidad cambio de 30 a 45g.

INTERRUPTOR DE CORTE DE ALTA PRESIN:

El R-134a tiene mayores presiones de descarga que el R-12 a la misma temperatura de

condensacin.

ORIFICIOS DE CARGA:

Un nico orificio de carga del R-134a se suministra para evitar confusin con el del R-12.

Reduce la perdida en el sistema y previene la carga con refrigerantes equivocado.


Rev: 0 01.01.2007 26 HAAC-2ET6K

Revisin del Sistema A/C

En un sistema de aire acondicionado, el calor que fue conducido al refrigerante en el evaporador

es transportado a travs del sistema por el movimiento del R134a (este comienza a moverse por

la accin de bombeo del compresor). Este flujo de refrigerante transporta el calor desde el

evaporador al condensador donde es liberado a la atmsfera. De manera similar, una vez que el

calor que ha sido transportado al condensador es conducido a travs de las aletas del

condensador, irradiando a la atmsfera. La envestida del flujo de aire (el aire que pasa a travs

del condensador producto del movimiento hacia adelante del vehculo) aleja el calor desde el rea

del condensador. Esta es otra forma de conveccin. En el sistema de aire acondicionado, el

calor desde el interior del vehculo es conducido a travs de las aletas de metal del evaporador y

dentro del enfriador del refrigerante (R-134a). De manera similar el calor es conducido afuera del

refrigerante calentado en el otro extremo del sistema A/C y a travs de las aletas metlicas del

condensador, donde la radiacin y la conveccin lo alejan. Al ser absorbido el calor, el

refrigerante se evapora y transporta el calor hacia el condensador. En este punto el refrigerante

esta a alta temperatura y alta presin. La temperatura del refrigerante es ms alta que el aire

exterior en el condensador.

El calor nuevamente fluye desde el objeto ms caliente al ms fro y de esta forma el calor es

liberado fuera del vehculo. Al liberar el calor, el refrigerante vuelve a condensarse en lquido y el

ciclo vuelva a comenzar. Una de las mayores ventajas de utilizar el refrigerante es que este es

capaz de realizar el ciclo de A/C con sus cambios estado dentro de un amplio rango de

temperaturas y presiones.

Recordatorio: El refrigerante pasa a travs de un cambio de fase dos veces en un ciclo. De gas a

lquido en el condensador y de lquido nuevamente a gas en el evaporador.


Rev: 0 01.01.2007 27 HAAC-2ET6K

Propiedades de los Refrigerantes

La entalpa es la cantidad de energa que contiene el refrigerante y es medida en Kilo joule por

kilogramo de refrigerante. En esta carta, las lneas de presin constante son horizontales, si se

mueve a la derecha o a la izquierda, la presin permanece igual mientras otras propiedades

cambian. Las lneas de entalpa constante son verticales, de manera que si se mueve solamente

hacia arriba o abajo en la carta, la entalpa permanece constante, pero otras propiedades cambian.

Las lneas de temperatura constante en este diagrama no son rectas, ellas siguen una senda

especfica. Ntese como las lneas se comportan dentro del llamado campana hmeda, ellas son

perfectamente horizontales, lo que significa que si la presin y la temperatura permanecen

constantes la mezcla puede ser 0% gas, 100% gas o cualquier cosa entre ellas. La distribucin

depende de la entalpa, o en palabras comunes: cuanta energa es almacenada por kilogramo de

refrigerante. Ntese que para una presin dada hay solamente una temperatura donde el

refrigerante es saturado, lo que significa que todo el refrigerante cambia a gas. Si la temperatura

aumentada ms all esto se llama sobrecalentado. Como el cambio de estado es igual al cambio

en la entalpa (cantidad de energa), esta es la clave para el funcionamiento del aire

acondicionado.


Rev: 0 01.01.2007 28 HAAC-2ET6K

1. El refrigerante ingresa al compresor. En el ejemplo, el gas fro tiene una temperatura de 10C

a alrededor de 2.2 bar.

2. El compresor ha hecho su trabajo. Ntese que la temperatura presin fue desde 2.2bar a

alrededor de 13.5bar. Tambin la temperatura y la temperatura del gas se disparo a alrededor

de 70C. Junto con el aumento de temperatura y presin, se tiene un aumento en la entalpa

(debido que se movi a la derecha en la carta). El refrigerante ahora contiene ms energa y

entra al condensador.

3. Una vez dentro del condensador, el refrigerante libera algo de su calor, la temperatura bajo pero

la presin se mantiene constante. El refrigerante aqu es un gas saturado y ahora comienza a

condensarse debido a que se ha removido ms energa.

4. La mezcla tiene una calidad de 0%, esto es lquido saturado. La temperatura del refrigerante

es la misma que tenia en el punto 3 pero ahora tiene muchos menos entalpa. Esta energa

fue disipada a travs del condensador.

5. Este punto esta al final del condensador. Entre los puntos 4 y 5 el condensador esta

solamente enfriando el lquido. Ntese que la presin permanece igual, pero la temperatura y

la entalpa han cado. Este proceso se llama sub enfriamiento.

6. Entre los puntos 5 y 7 hay una vlvula de expansin. Cuando el refrigerante atraviesa este

dispositivo de expansin, la presin y la temperatura caen dramticamente (ntese la lnea

vertical en el diagrama). En el punto 6 el refrigerante ingresa nuevamente al rea de la

campana hmeda.


Rev: 0 01.01.2007 29 HAAC-2ET6K

7. Dentro del evaporador. Ntese que algo del refrigerante ya es un gas. De acuerdo con el

diagrama se tiene una calidad de alrededor de 0.27, de forma que la mezcla de lquido/gas es

27% gas. En este ejemplo, el refrigerante esta alrededor de 0C. Este es el refrigerante que

comienza a absorber calor que es lo que se desea que haga. Note que la entalpa esta

relativamente baja. En este punto el refrigerante recorre la mayor parte del evaporador. Este

ha absorbido mucho calor, note que la entalpa aumenta. Tambin la temperatura del

refrigerante es la misma debido a que ha ingresado al evaporador. En el punto 8 el refrigerante

es un gas saturado. Cuando el refrigerante abandona el evaporador y entra al compresor en el

punto 1, la temperatura del refrigerante de alguna forma aumenta. Esto se llama sper calor.

Sub enfriamiento y sper calor: como el proceso de absorcin de calor tiene lugar entre los

puntos 7 y 1, esto se llama el efecto de refrigeracin. Si se pudiera conseguir ms sub

enfriamiento, se podra mover ms a la izquierda en la carta y entonces caer en la campana

hmeda a un punto que pudiera estrechar el efecto de refrigeracin. Tambin, el sper calor

tiene una finalidad muy valida. El aumento de temperatura del refrigerante ms all del punto

de saturacin suministra un factor de seguridad para evitar que parte del lquido refrigerante sea

absorbido de vuelta en el compresor. Esto potencialmente podra ocurrir si el refrigerante no

ha absorbido suficiente energa para convertirse completamente en un gas. Con la naturaleza

de los sistemas A/C de los automviles, alguna forma de capacidad de control se necesita para

asegurar que la cantidad correcta de enfriamiento se suministra de acuerdo a la carga del

sistema (esto se explicar en el siguiente capitulo). No se necesita mucho enfriamiento en

Abril as como se necesitara en Julio. Si este fuera el caso, el sistema debe tener alguna

forma de autorregulacin.


Rev: 0 01.01.2007 30 HAAC-2ET6K

Compresor de Placas Reciprocantes

Funcionamiento (Generalidades)

El compresor es conducido por el motor. Este aumenta la presin del refrigerante evaporado

(gas), de forma que esta a alta presin (alta temperatura) y lo suministra al condensador. Como

la temperatura disminuye en el condensador, el refrigerante se vuelve lquido. Para el ajuste de

las diferentes velocidades del motor, temperatura ambiente o temperatura interior seleccionada

por el conductor, la relacin de suministro del compresor es variable. Muchos compresores son

variados durante su funcionamiento, conmutndolo entre ON y OFF. En el compresor de placa

reciprocante los pistones se mueven por la llamada placa reciprocante, que es una placa inclinada

conectada al eje. Por lo tanto, si el eje gira los pistones se mueven hacia adelante y hacia atrs

(carrera de admisin y compresin). Los compresores de placa reciprocante tienen varios

pistones independientes, por ejemplo 5 pistones, que sirven a 10 cilindros. En la carrera de

admisin, el R134a desde el lado de baja presin del sistema (desde el evaporador) es arrastrado

dentro del compresor. La admisin del R134a se produce a travs de una vlvula de lmina.

Esta vlvula de una va controla el flujo del refrigerante evaporado al cilindro. Durante la carrera

de compresin, el R134a vaporizado es comprimido. Esto aumenta la presin y la temperatura

del refrigerante. Las vlvulas de lmina del lado de salida (descarga) se abren para permitir que

el refrigerante se mueva hacia el condensador. Desde la vlvula de salida hacia adelante se

inicia el lado de alta presin del sistema.

NOTA: Los compresores estn designados para funcionar solamente con refrigerante vaporizado;

el refrigerante lquido en el compresor causara dao a las vlvulas de lmina del

compresor. Algunos compresores tienen lo que se llama un fusible trmico instalado en

la bobina solenoide para prevenir el dao de la correa en caso de bloqueo del compresor.


Rev: 0 01.01.2007 31 HAAC-2ET6K

Compresor Variable de Placas Reciprocantes

Funcionamiento

El compresor variable de placa reciprocante se aplica para reducir el consumo de combustible y

mejorar el confort durante la conduccin.

Como se puede observar en la imagen el principio de funcionamiento es el mismo, pero se utilizan

pistones de lados simples y el ngulo de la placa es ahora variable. Dependiendo de la cantidad

de enfriamiento requerida se modifica el ngulo de la placa. Al variar el ngulo de la placa la

cantidad de refrigerante suministrado cambia, con lo que es posible mantener una presin mucho

ms constante. Esto evita que el compresor cambie constantemente de ON a OFF y reduce el

consumo de combustible, debido a que solo la presin es requerida. El control del ngulo de la

placa reciprocante es realizada por el control de una vlvula mecnica. Los modelos que utilizan

el compresor VS son: MG, JB etc.


Rev: 0 01.01.2007 32 HAAC-2ET6K

Condicin de Baja Carga del A/C

Si la carga del enfriamiento es baja la vlvula de expansin esta casi cerrada. As la presin en

la cmara de entrada disminuye. Si la presin llega a ser menor que el valor normal (2.0kgf/cm2),

el diafragma (que esta en conexin con la cmara de entrada), se expande y abre la conexin

entre la cmara de salida y la cmara de control. De esta forma la presin en la cmara de

control aumenta y el ngulo de la placa reciprocante se reduce. Esto reducir la cantidad de

entrega a la cantidad requerida de refrigerante.


Rev: 0 01.01.2007 33 HAAC-2ET6K

Condicin de Alta Carga del A/C

Si la carga de enfriamiento es alta la vlvula de expansin esta casi abierta. De esta forma la

presin en la cmara de ingreso aumenta. Si la presin llega a ser ms alta que el valor normal,

el diafragma que tiene una conexin a la cmara de entrada se contrae y cierra la conexin entre

la cmara de salida y la cmara de control. Entonces la presin en la cmara de control

disminuye y el ngulo de la placa reciprocante aumenta. Esto aumentara la cantidad entregada a

la cantiadad requerido de refrigerante.


Rev: 0 01.01.2007 34 HAAC-2ET6K

Diagrama de Funcionamiento

Aqu se puede observar la estrategia de control para el compresor. La vlvula de control esta

conectada a la cmara de admisin del compresor, cmara de salida y cmara de control. La

apertura y cierre de la vlvula de control de presin se ajusta mecnicamente por el balance de la

presin de admisin, presin de salida y los resortes dentro de la vlvula. Si la carga de

enfriamiento es baja, el ngulo de la inclinacin (cantidad de entrega) se reduce. Si la carga de

enfriamiento es alta el ngulo y la cantidad de entrega aumentan.


Rev: 0 01.01.2007 35 HAAC-2ET6K

Compresor de Tipo Espiral

Esta imagen muestra el compresor del tipo espiral. En la parte superior del compresor pueden

observarse dos sensores: uno es el sensor de temperatura para detectar la temperatura del

refrigerante dentro del compresor, el otro es un sensor detector de velocidad, que reconoce la

velocidad del compresor. La velocidad del compresor y la velocidad del motor son comparadas

por un controlador de bloqueo de la correa. En el caso de una diferencia muy alta entre ellos

(80% de deslizamiento), el embrague magntico se desactiva. El controlador de bloqueo de la

correa esta conectado a la unidad del ventilador, justo al lado del actuador de admisin. Esta

funcin se aplica con el fin de evitar dao a la correa conductora en caso que el compresor tenga

una falla interna. La razn para hacer esto es que se utiliza solamente una correa conductora

para todos los accesorios tales como la bomba de agua, la bomba de direccin hidrulica,

alternador y compresor del aire acondicionado. Si el compresor se bloquea y a correa se daa

estos dispositivos no funcionaran. Al observar la imagen inferior se puede reconocer que el eje

de entrada del compresor esta ligeramente excntrico al eje de salida. Debido a esto el

deslizador que transfiere el movimiento de la polea a los espirales mviles lo hace en movimiento

excntrico, este movimiento en espiral se mueve de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo.

Debido a esta diferencia en el movimiento, las secciones entre los dos espirales se expanden o

contraen de forma que el refrigerante es aspirado, comprimido y descargado con alta presin.


Rev: 0 01.01.2007 36 HAAC-2ET6K

Como se ha indicado, una parte esta fija al cuerpo del compresor y permanece estacionaria,

mientras que la otra parte es conducida por la polea (a travs del deslizador) y se mueve como se

describi anteriormente. El ciclo de trabajo se describe en la prxima pgina.


Rev: 0 01.01.2007 37 HAAC-2ET6K

Ciclo de Funcionamiento

Demos una mirada al ciclo de funcionamiento del compresor de espiral. Como es un proceso

que esta teniendo lugar continuamente de forma que se alcanzan varias etapas de compresin del

refrigerante al mismo tiempo, seguiremos el proceso de un ciclo paso a paso. El proceso que

veremos esta marcado en color rojo mientras que las otras etapas que estn producindose al

mismo tiempo estn coloreadas en forma diferente. Cada color indica la compresin para una

cantidad especfica de refrigerante desde la admisin a la compresin y descarga. El ciclo

comienza cuando los extremos de ambos espirales abren la admisin, de forma que el refrigerante

puede entrar en la abertura. Definamos esta posicin como 0 (ngulo de rotacin de la polea

conductora). Despus de 180 de movimiento, el espiral a cambiado la posicin de forma que el

espiral toca al otro, por lo cual se cierra la admisin y se forma una cmara, de manera que ya no

entra ms refrigerante, pero tampoco puede escapar el refrigerante. En la posicin de 360, el

espiral alcanza una posicin donde el orificio de descarga esta cerrado y la medida de las

diferentes cmaras se ha reducido. De modo que el refrigerante esta comprimido. Al mismo

tiempo, el espiral esta empujando el refrigerante en la direccin del orificio de descarga. En 540

el refrigerante esta comprimido al nivel necesario y abandona el compresor a travs del orificio de

descarga que ahora esta abierto. En 720, el espiral alcanza la misma posicin, esta a 0 y el

ciclo se reinicia.


Rev: 0 01.01.2007 38 HAAC-2ET6K

Embrague del Compresor

El embrague esta compuesto por la bobina solenoide, la polea y el eje con tenaza y la placa de

resorte liviano. La bobina esta directamente fija al cuerpo del compresor y esta localizada detrs

de la polea. La polea esta fija al compresor a travs de un cojinete y por lo tanto puede girar

libremente; la polea es conducida por una correa tan pronto como el motor arranca. El eje esta

conectado al eje de mando del compresor e incluye una placa de resorte liviano. Cuando se

necesita enfriamiento, se energiza la bobina solenoide, creando un campo magntico que atrae la

placa de resorte, la cual esta conectada con la polea. En esta condicin, se acciona el eje del

compresor. El refrigerante por lo tanto comienza a circular y se consigue el enfriamiento. Para

desconectar el compresor, se interrumpe la energa al solenoide, el campo magntico desaparece

y la placa de resorte se separa de la polea mediante los resortes de retorno, la que nuevamente

gira libre sin estar en contacto con el eje de mando. Por razones de seguridad, en el circuito de

la bobina de embrague del compresor se ha instalado un fusible trmico. Si se produce

deslizamiento de la correa, por ejemplo debido al bloqueo del compresor se genera calor. Si el

calor alcanza un cierto valor (alrededor de 180) el fusible trmico se quema. Esto interrumpe el

suministro de energa al solenoide y la polea puede girar libremente de forma que el cojinete del

embrague, la polea y la correa no se daen. Una vez que el fusible se ha quemado, el solenoide

debe reemplazarse. Algn deslizamiento del embrague podra ser indicio de holgura incorrecta o

bajo voltaje al embrague. Una separacin muy pequea puede causar raspaduras en las placas;

una abertura muy grande causara un campo magntico debilitado. Si se ha revisado esto y se

encuentra correcto y el embrague esta an sin funcionar este debe ser reemplazado. El

consumo aproximado de corriente del embrague magntico es de alrededor de 3A a 12V.

Revisar la resistencia de la bobina del embrague (3.0 3.2 Ohm) para determinar la condicin del

fusible trmico y reemplazar la bobina del embrague si es necesario.


Rev: 0 01.01.2007 39 HAAC-2ET6K

Estructura de Mangueras

Como se menciono anteriormente, las mangueras para el R134a deben ser diferentes debido al

menor tamao de las molculas. Pero todava las mangueras son la parte donde an bajo

condiciones normales desaparece refrigerante e ingresa humedad al sistema.


Rev: 0 01.01.2007 40 HAAC-2ET6K

Condensador

El condensador esta compuesto por tuberas y lminas, que estn firmemente conectadas con las

tuberas para crear una gran superficie de intercambio de calor para alcanzar una buena

transferencia de calor. El condensador esta instalado al frente del radiador. Este enfra el

refrigerante a alta presin y alta temperatura a su punto de condensacin y lo vuelve a su estado

lquido. Los gases calientes entran al condensador con una temperatura de 60 a 100C, pero

an si este es enfriado solamente 2 3C, cambiara de estado gaseoso a lquido debido a las

propiedades del refrigerante. El intercambio de calor en el condensador tiene lugar

enfriamiento por aire. Es esencial para un enfriamiento eficiente del condensador el paso de aire

a travs de sus aletas. Cualquier obstruccin tal como polvo, hojas, lodo o algn material extrao,

reducir la capacidad de reducir la temperatura del refrigerante, resultando en un aumento del

calor y la presin. En condicin normal el condensador esta a temperatura ms baja que el

radiador del vehculo, pero si la eficiencia del condensador se reduce, su temperatura aumenta.

Esta puede llegar a estar ms alta que la del radiador del vehculo provocando sobrecalentamiento

del motor. No es necesaria una rutina de mantenimiento para el condensador, aparte de remover

obstrucciones, las reparaciones solamente pueden realizarse si el condensador se desmonta del

vehculo.


Rev: 0 01.01.2007 41 HAAC-2ET6K

Secador

La finalidad del secador es almacenar temporalmente el refrigerante licuado. Este tambin debe

extraer la suciedad y la humedad del refrigerante. De acuerdo a las diferentes condiciones de

funcionamiento, como la carga trmica en el evaporador y condensador, nmero de revoluciones

del compresor, se bombea diferente cantidad de refrigerante a travs del sistema. Para la

estabilizar estas fluctuaciones se ha insertado el secador. El lquido proveniente del condensador

es recolectado y almacenado en este, de forma que solamente la cantidad necesaria fluye al

evaporador para el enfriamiento del aire. Adicionalmente, el secador es capaz de atrapar una

pequea cantidad de agua desde el ciclo, usualmente puede tomar 6 a 12 gr. de agua y la

cantidad depende de la temperatura. La cantidad aumenta a temperaturas ms bajas.

Secante: para los sistemas R12 se ha utilizado gel de silicio como secante para eliminar la

humedad, pero en los sistemas R134a se utiliza zeolita como secador.


Rev: 0 01.01.2007 42 HAAC-2ET6K

Vlvula de Expansin

Bsicamente se distinguen dos tipos de sistemas refrigerantes.

Tipo TXV: Tipo Vlvula de Expansin Trmica

Tipo CCOT: Ciclo del Embrague de Tipo Orifcio.

Debido al hecho de que hay algunas diferencias en los componentes y en el principio de

funcionamiento, la carta contiene las diferencias entre ellos.


Rev: 0 01.01.2007 43 HAAC-2ET6K

Ciclo del Refrigerante CCOT y Componentes

A diferencia de la regulacin por vlvula de expansin, la inyeccin del lquido refrigerante tiene

lugar en el evaporador a travs de un regulador fijo. Este orificio fijo esta localizado en la lnea

de lquido cerca del evaporador y tiene rejillas para filtrado localizadas en la tubera de entrada y

salida del cuerpo. En el tubo de orificio fijo el lquido refrigerante comienza a vaporizarse, debido

a esto permite solamente el ingreso de la cantidad apropiada de refrigerante al evaporador, para

conseguir un buen efecto refrigerante. El estado del refrigerante inmediatamente despus del

tubo de orificio fijo es 100% lquido. Tan pronto como la presin del lquido cae, este comienza a

hervir y al hacer esto absorbe calor. Este calor es removido desde el aire que pasa a travs de

las aletas de enfriamiento del evaporador por lo que es enfriado. Un interruptor de presin se

utiliza para controlar la cantidad de refrigerante que ingresa al evaporador. Cuando los contactos

del interruptor estn abiertos y la bobina del embrague no esta energizada, el embrague del A/C

esta desconectado y el compresor no funciona. Cuando los contactos del interruptor estn

cerrados, la bobina del embrague magntico del compresor esta energizada y el embrague del

A/C esta conectado para conducir al compresor. No pueden realizarse ajustes ni servicios al

conjunto de tubo de orificio fijo, pues no puede desmontarse de la lnea. El tubo orificio fijo debe

ser reemplazado cuando se reemplaza el compresor.

* CCOT: Ciclo del Embrague de Tipo Orificio

* 1 kPa = 0.145 psi


Rev: 0 01.01.2007 44 HAAC-2ET6K

Acumulador (CCOT): El Acumulador esta localizado en el lado de baja presin del circuito

refrigerante. La entrada del acumulador esta conectado al tubo de salida del ncleo del

evaporador a travs de una lnea de succin. El refrigerante ingresa al depsito acumulador a

travs del tubo de entrada. El aceite se separa al fondo del depsito. El refrigerante pasa a

travs del secante, donde el agua y la humedad son separadas y almacenadas debajo de la tapa

plstica. Desde aqu es succionado a travs de un tubo U por medio del compresor. Un orificio

de pequeo dimetro de retorno del aceite esta ubicado cerca del fondo del depsito este permite

al aceite ingresar a la lnea de succin en una proporcin controlada. Para prevenir el ingreso de

suciedad o humedad a travs del orificio de retorno de aceite, se ha instalado una malla de filtro.

* CCOT: Ciclo del Embrague de Tipo Orificio


Rev: 0 01.01.2007 45 HAAC-2ET6K

Vlvula de Expansin Ecualizada Internamente

El interior del vehculo no se enfriara suficientemente si la salida de la vlvula de expansin es

demasiado pequea. Si esta es demasiado ancha, se producir congelamiento en el evaporador,

disminuyendo la eficiencia del enfriamiento. Por lo tanto, la medida de este pequeo agujero

atomizador debe ser controlada de acuerdo a las condiciones variables. La vlvula de expansin

tambin sirve como un regulador para este orificio atomizador. Dependiendo del

sobrecalentamiento del gas refrigerante a la salida del evaporador, la TXV ajusta la cantidad de

refrigerante que ingresa al evaporador (dependiendo de las respectivas condiciones de

funcionamiento), de forma que la superficie intercambiadora de calor del evaporador se utiliza

ptimamente. La TXV esta instalada entre el circuito de alta y baja presin y en el ciclo

refrigerante y antes del evaporador. Si la temperatura del refrigerante (que abandona el

evaporador) aumenta, el refrigerante en el termostato de la vlvula de expansin se expande y

aumenta el flujo del refrigerante al evaporador. Si temperatura del refrigerante disminuye, su

volumen en el termostato se reduce y el flujo al evaporador tambin se reduce.

Como se vio anteriormente, las vlvulas de expansin pueden clasificarse en dos tipos: Tipo de

Ecualizacin Externa, Tipo de Ecualizacin Interna.

La vlvula trmica de expansin es regulada por la interaccin de tres fuerzas:

1. La presin en la lnea del sensor, que depende de la temperatura del refrigerante

sobrecalentado, afecta la fuerza de apertura del diafragma (PF).

2. La presin del evaporador afecta el diafragma en direccin opuesta (PE).

3. La presin del resorte de ajuste (PS); este acta en la misma direccin que la presin de

evaporacin.


Rev: 0 01.01.2007 46 HAAC-2ET6K

Vlvula de Expansin Ecualizada Externamente

El tipo de ecualizacin externa esta compuesto por un tubo capilar trmico cargado con

refrigerante vaporizado, un elemento de potencia de diafragma, resorte de balanceo, tubo de

presin de ecualizacin externa, pin actuador del asiento de la vlvula, vlvula de medicin,

orificio de ingreso y filtro y orificio de salida. La diferencia con la vlvula de ecualizacin interior

es que el tipo de ecualizacin externa no tiene solamente el bulbo sensor al calor, sino que

tambin una tubera adicional que esta conectada a la salida del evaporador. Esta tubera puede

detectarse la presin en la salida, muy cerca del lugar donde se detecta la temperatura de salida.

Esto permite un control ms preciso, especialmente en caso que el evaporador tenga una alta

resistencia interna.

La cmara superior del diafragma reflecta la temperatura de salida del evaporador y suministra la

accin diferencial por la temperatura de salida opuesta contra la presin de salida. La

temperatura de salida acta sobre el tubo sensible al calor, que cambia la presin en la parte

superior del diafragma en la forma debida. Esta presin trata de abrir ms la entrada del

refrigerante para aumentar la cantidad de refrigerante que pasa a travs de la vlvula. Junto con

la fuerza del resorte la presin de salida acta debajo del diafragma tratando de cerrar la entrada.

El equilibrio de estas fuerzas produce que la entrada se abra la cantidad correcta, de forma que la

cantidad necesaria de refrigerante puede ingresar al evaporador.


Rev: 0 01.01.2007 47 HAAC-2ET6K

Evaporador

Un suministro medido de refrigerante fro a baja presin, es arrastrado a travs del evaporador por

el lado de succin del compresor. El aire cargado de calor desde el exterior del vehculo es

empujado a travs de los espirales por un ventilador y la diferencia de temperatura entre aire

caliente y el refrigerante fro produce la transferencia de calor desde el aire caliente al lquido fro.

Como el lquido esta absorbiendo calor desde el aire, el refrigerante se vaporiza, cuando el

refrigerante esta casi completamente vaporizado, se alcanza lo que se llama condicin saturada,

pero el vapor debe pasar a travs de ms tubos antes de su salida, de modo que absorbe ms

calor. Esta condicin se recibe el nombre de sper calor. La condensacin de la humedad en el

aire se produce simultneamente con la reduccin de la temperatura del aire. Esta agua

condensada es drenada desde el conjunto evaporador y descargada a travs de las tuberas de

drenaje. Frecuentemente, el agua condensada se drena desde el cuerpo del evaporador

rpidamente, despus que el vehculo queda en reposo y el ventilador es apagado creando un

charco debajo del vehculo. Esta es una condicin natural y no es necesario realizar ninguna

investigacin. No se necesita alguna rutina de mantenimiento para el evaporador, pero puede

requerirse alguna limpieza de tiempo en tiempo debido al mal olor.


Rev: 0 01.01.2007 48 HAAC-2ET6K

Control de Flujo del Refrigerante

Cuando la presin de vapor del sistema en funcionamiento es estable, prevalecer la condicin

Pf = Ps. La apertura de la vlvula de aguja en este momento ser estacionaria (en una condicin

predeterminada) y se mantendr un flujo constante de refrigerante.

Flujo constante de refrigerante PF / PE = PS / PE: si la cantidad de refrigerante en el evaporador

llega a ser menor, el refrigerante se evaporara ms rpido. As, la temperatura en el circuito

ecualizador aumenta, provocando que el gas en la cmara superior del diafragma se expanda y la

vlvula se abra. Esto resulta en un mayor flujo del refrigerante al evaporador. PF / PE < Ps por

lo que el flujo del refrigerante aumenta. Inversamente, si la cantidad de refrigerante en el

evaporador llega a ser mayor, el refrigerante se vaporizara ms lentamente. La temperatura en

el circuito ecualizador cae, provocando el cierre de la vlvula esto resulta en un menor flujo de

refrigerante a travs del circuito. PS > PF / PE el flujo de refrigerante disminuir.


Rev: 0 01.01.2007 49 HAAC-2ET6K

Ciclo de Funcionamiento del A/C

Si el ciclo del refrigerante se activa, por ejemplo cuando el sistema de aire acondicionado se

enciende; el compresor arrastra refrigerante fro, gaseoso desde el evaporador, lo comprime y lo

suministra al condensador. La compresin calienta el gas. El gas caliente comprimido es

enfriado en el condensador por el aire exterior o por un ventilador auxiliar. Cuando alcanza el

punto de roco (dependiendo de la presin, ver la tabla de punto de ebullicin) el refrigerante se

condensa y se vuelve lquido. El refrigerante completamente licuado proveniente del

condensador es recolectado en el tanque incorporado al secador. La funcin de ste es asegurar

que solamente lquido limpio libre de humedad se transfiera al evaporador. Prximamente el

refrigerante fluye a la vlvula de expansin. Lquido refrigerante presurizado es inyectado en el

evaporador en el cual la presin disminuye de forma que el refrigerante se evapora. El calor

necesario para la evaporacin es extrado del aire del interior del habitculo que pasa a travs de

las lminas de evaporador, entonces el aire es enfriado. El refrigerante completamente gaseoso

que abandona el evaporador es arrastrado al interior del compresor y nuevamente comprimido

cerrando el ciclo del refrigerante.


Rev: 0 01.01.2007 50 HAAC-2ET6K

Unidad de Calefaccin

Cuando el refrigerante del motor fluye a travs del ncleo del calefactor, el calor desde el

refrigerante es transferido al aire del enfriador que fluye a travs de las aletas del ncleo del

calefactor. Por la combinacin del sistema de enfriamiento y calefaccin, la temperatura puede

ajustarse al nivel confortable deseado.


Rev: 0 01.01.2007 51 HAAC-2ET6K

Circuito Elctrico

* Este diagrama esquemtico esta disponible solamente en el modelo MG Optima/ Magentis.

Demos una mirada al diagrama elctrico para determinar que partes elctricas estn involucradas

en el acondicionamiento del aire: por ejemplo, el sensor de temperatura ambiente, el sensor AQS,

el rel A/C, etc. Ahora los veremos individualmente.


Rev: 0 01.01.2007 52 HAAC-2ET6K

Interruptor de Presin Dual

El interruptor de presin dual es un dispositivo de seguridad que desactiva el compresor

desconectando el Embrague Electromagntico (EMC) cuando se detectan condiciones anormales

(presin demasiado alta o demasiado baja).

Los siguientes tipos de interruptor de presin se utilizan en los vehculos KIA: Interruptor de

Presin Dual, Interruptor de Presin Triple, Sensor APT. El interruptor de presin puede

instalarse tanto en la lnea refrigerante entre el condensador y el secador o en el secador mismo.

Comencemos con el ms simple de ellos: el interruptor de presin dual. El interruptor de presin

dual se utiliza para activar o desactivar el compresor. Bajo condiciones normales, se suministra

energa al EMC a travs del interruptor de presin. Para proteger el compresor contra

atascamiento en condiciones de baja presin el interruptor se abre y el suministro de energa al

EMC se corta. Para prevenir el aumento excesivo de presin y por lo tanto proteger los

elementos que pueden llegar a quemarse, el interruptor tambin se abrir y se suspender el

suministro de energa al EMC.


Rev: 0 01.01.2007 53 HAAC-2ET6K

Interruptor de Presin Triple

El interruptor de presin triple es una combinacin del interruptor de baja presin (para revisar la

cantidad de refrigerante) y el interruptor de alta presin (para prevenir la explosin de la lnea del

aire acondicionado) y un interruptor de presin media (para el funcionamiento del ventilador de

enfriamiento). Cuando la presin cae a aproximadamente 2.3 bar o menos, el compresor se

detiene, previniendo as el dao al compresor por atascamiento. Cuando la presin se eleva a

32bar o ms el compresor tambin se detiene para prevenir que las lneas del aire acondicionado

se revienten. Cuando la presin alcanza 15.5 bar o ms, el ventilador del condensador gira a alta

velocidad para enfriar el refrigerante y estabilizar su presin.


Rev: 0 01.01.2007 54 HAAC-2ET6K

Sensor APT

El APT (Transductor de Presin Automotriz) es un sensor de base capacitiva. Este detecta la

presin del refrigerante a travs de una salida de voltaje lineal directamente proporcional a la

presin aplicada. La presin deformar un diafragma que es una parte del condensador. La

otra parte es el sustrato cermico. Como la fuerza del campo elctrico de un condensador

depende tambin de la medida del dielctrico, la fuerza del campo varia de acuerdo con la

deformacin del diafragma. El ASIC convierte este cambio en el voltaje de salida

correspondiente, l que es enviado al controlador FATC. Hay 0.2V (no 0V), si la presin de la

lnea del refrigerante se ha ido a cero, para la comunicacin del ECM del motor hay 4.8V (0V

significa el contacto pobre o circuito abierto); an si la presin de lnea esta sobre el valor normal

(alta presin) (5V significa corto circuito).

El APT esta usualmente combinado con un ventilador de mltiples velocidades para menos pasos

de control de la velocidad del ventilador de enfriamiento.


Rev: 0 01.01.2007 55 HAAC-2ET6K

Control de Ventilador de Mltiples Velocidades del PWM

Junto con utilizar la seal APT para la proteccin del circuito y el control del ventilador, hay

algunos otros cambios en el sistema, que pueden observarse en el diagrama. Se utiliza el

llamado ventilador de mltiple velocidad, este permite un paso menos para controlar la velocidad

del ventilador. La velocidad del ventilador se controla por un mdulo PWM (Modulacin de

Amplitud de Pulso).


Rev: 0 01.01.2007 56 HAAC-2ET6K

Control de Ventilador de Enfriamiento

La velocidad del ventilador de enfriamiento es controlada por el mdulo de control PWM de

acuerdo con las seales del ECM o PCM. Una relacin de trabajo de 10% significa que el

ventilador esta apagado, 90% significa funcionamiento a plena velocidad. El control es con un

paso menos desde cero a plena velocidad. El control se realiza de acuerdo a varios parmetros.

Estos son: temperatura del refrigerante del motor, interruptor A/C, sensor APT, Velocidad del

vehculo. La velocidad actual del ventilador depende de las condiciones de funcionamiento, la

funcin correcta puede determinarse utilizando la carta.


Rev: 0 01.01.2007 57 HAAC-2ET6K

Interruptor Termosttico

En ambos sistemas (TXV y CCOT) se encuentra el Interruptor Termosttico. La funcin del

interruptor termosttico es prevenir el congelamiento del evaporador. Si la temperatura de las

aletas del evaporador es menor que 0.5C, el compresor se desactiva.


Rev: 0 01.01.2007 58 HAAC-2ET6K

Sensor / Termistor de Aleta

Un Termistor o sensor de aleta esta instalado para prevenir el congelamiento del evaporador.

Elctricamente el Termistor esta instalado en la lnea del embrague del compresor. Este se abre

o cierra de acuerdo con la temperatura del evaporador, con lo cual activa o desactiva el compresor.

El compresor se apaga a aproximadamente con 0.5C y vuelve a encenderse a aproximadamente

a los 3C. Para valores exactos, es necesario referirse al Manual de Servicio correspondiente.

El sensor de aleta no se activa y desactiva, pero cambia su resistencia de acuerdo con la

temperatura del evaporador. Este cambio de resistencia es utilizado por la unidad de control para

decidir si enciende o apaga el compresor. Para informacin de la resistencia de acuerdo con la

temperatura referirse al Manual de Servicio.


Rev: 0 01.01.2007 59 HAAC-2ET6K

Control de Velocidad del Motor del Ventilador

De acuerdo con la posicin del interruptor del ventilador, diferentes terminales estn provistos con

energa. Como sus resistencias efectivas difieren, tambin vara el voltaje de salida y en

consecuencia la velocidad del ventilador.

Nota: El control de la velocidad del ventilador para FATC esta cubierto en la seccin FATC.


Rev: 0 01.01.2007 60 HAAC-2ET6K

Mantenimiento y Seguimiento de Fallas

Tmese en cuenta que el sistema de aire acondicionado puede perder hasta un 15% de

refrigerante por ao y que el lmite promedio de funcionamiento es alrededor del 60% del grado de

llenado. La mantencin del sistema de aire acondicionado tambin puede disminuir el consumo

de combustible. Ya que este influye por ejemplo en el tiempo de funcionamiento del compresor.

Ntese que un compresor roto puede requerir el cambio del receptor/secador debido a la

contaminacin de partes metlicas, etc. y que un condensador roto puede requerir el cambio del

receptor/secador debido a mucha humedad!.


Rev: 0 01.01.2007 61 HAAC-2ET6K

Filtro de Polen

La finalidad del elemento de filtro de aire es remover el polvo y el olor. El periodo de reemplazo

del filtro es 5.000 ~ 12.000 km, dependiendo de las condiciones ambientales. Tngase en cuenta

que un filtro obstruido influir en la eficiencia del enfriamiento y el calentamiento y puede ser una

causa para alergias.

Para reemplazar el filtro: desmontar la guantera. Remover la parte de bloqueo de la cubierta del

filtro de aire.


Rev: 0 01.01.2007 62 HAAC-2ET6K

Precauciones de Seguridad

El refrigerante puede hacer enfermar a una persona cuando lo inhala, an si se inhala slo una

pequea cantidad a la vez sobre un periodo de tiempo, este se acumular y puede resultar en una

condicin txica. Si el lquido refrigerante entra en contacto con algn lugar del cuerpo, siga los

procedimientos que se describen. Aplicar agua fra para elevar la temperatura y aplicar vaselina

limpia. Si el lquido refrigerante alcanza los ojos, el globo del ojo puede congelarse lo que puede

causar ceguera. Si el lquido refrigerante llegara a alcanzar el ojo, no debe frotarse. Siga estas

instrucciones: aplicar grandes cantidades de agua fra para elevar la temperatura. Aplicar

vaselina limpia al ojo para evitar la infeccin. Cubrir el ojo con un parche para evitar la posibilidad

de ingreso de polvo al ojo. Visitar al doctor y hospital para ayuda profesional inmediata. No

intente tratarlo usted mismo.


Rev: 0 01.01.2007 63 HAAC-2ET6K

Nunca debe calentarse un cilindro de refrigerante sobre 52C, debido a que este puede explotar.

Utilizar una llave de vlvulas aprobada para abrir y cerrar las vlvulas y evitar el dao. Asegurar

todos los cilindros en posicin vertical para almacenamiento y retiro del refrigerante. Para

informacin completa acerca de las advertencias de seguridad referirse al Manual de Servicio.


Rev: 0 01.01.2007 64 HAAC-2ET6K

Revisiones Preliminares

La revisin preliminar incluye una inspeccin visual del sistema. Revisar las aletas del

condensador por dao o bloqueo. Asegurarse que la correa conductora esta correctamente

instalada y comprobar su tensin. Si no se mantiene la tensin apropiada, el deslizamiento de la

correa reducir en gran manera el desempeo del sistema de aire acondicionado y la vida til de

la correa. Revisar/ajustar la correa conductora del aire acondicionado al momento de la

preparacin de un automvil nuevo. Revisar la tensin de la correa conductora en intervalos

regulares de servicio y ajustar segn sea necesario. Luego arrancar el motor, activar el

interruptor del A/C y revisar que el A/C funciona en cada posicin del interruptor del ventilador

excepto la posicin 0. Revisar el funcionamiento del embrague magntico. Comprobar si las

RPM en ralent aumentan cuando se conecta el embrague magntico. Comprobar el correcto

funcionamiento del ventilador del condensador.

NOTA: Las condiciones pueden variar dependiendo del modelo. Es necesario referirse al Manual

de Servicio.


Rev: 0 01.01.2007 65 HAAC-2ET6K

Mal Olor

En ocasiones los clientes reclaman por mal olor cuando activan el aire acondicionado. La razn

de esto son bacterias que se producen en las espirales del evaporador. Si el aire acondicionado

no se utiliza regularmente, estas bateras se producen mucho ms rpido. La presencia de estas

bacterias en el aire pueden causar reacciones alrgicas. Si un cliente reclama por mal olor del

aire acondicionado, es recomendable limpiar el evaporador utilizar un limpiador de sistemas de

aire acondicionado.


Rev: 0 01.01.2007 66 HAAC-2ET6K

Detector de Fugas y Prueba de Filtraciones

El detector de fugas se utiliza para detectar filtraciones en los sistemas de aire acondicionado.

Este incorpora un interruptor de seleccin de sensibilidad que permite utilizarlo en sistemas de

aire acondicionado CFC y HFC. Puede detectar perdidas pequeas como de aproximadamente

14.15gramos por ao.

ON/OFF y BALANCE: el mismo control que enciende la unidad permite controlar la sensibilidad.

Eliminar la contaminacin de fondo para encontrar las perdidas con facilidad.

INDICADOR VISUAL DE FILTRACIONES: los 10 LED se encienden para mostrar niveles

crecientes de concentracin, un LED indica que una cantidad mnima de refrigerante llega al

sensor, mientras que los 10 indican una gran filtracin o concentracin.

INDICADOR DE BATERA BAJA: Si solamente esta encendido el LED superior, deben

reemplazarse las bateras.

INDICADOR AUDIBLE DE FILTRACIN: El sonido de funcionamiento normal es un tic-tac estable

cuando se mueve el probador cerca de la filtracin, el tono cambiara a un sonido tic-tac ms

rpido y luego a un sonido de alarma.

VOLUMEN: permite ajustar la seal audible de filtracin.

NIVEL DE SENSIBILIDAD: puede utilizarse para un amplio rango de refrigerantes, debe

seleccionarse el nivel correcto de sensibilidad. Utilizar estos ejemplos como una pauta:

Nivel 1 CFC + HCFC tal como R-12 R-22 R-500 R-502

Nivel 2 HFC como R-134a HP 62 AC9000 AZ 20 AZ 50

NOTA: Un medidor de filtracin de gas diseado solamente para sistemas R-12 no puede ser

utilizado para detectar prdidas o filtraciones de gas R-134a debido a su sensibilidad insuficiente.

El nuevo medidor de filtraciones introducido, tiene una mayor sensibilidad y puede utilizarse para

ambos refrigerantes, R-12 y R-134a.


Rev: 0 01.01.2007 67 HAAC-2ET6K

1. Girar el interruptor a la posicin ON

2. Selecciona el nivel de sensibilidad deslizar el interruptor a la posicin 1 2.

3. Ajustar el Balanc

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Climatizacion Kia