UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD ...repositorio.ute.edu.ec/bitstream/123456789/20059/1/7513...1 UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL Sede Santo Domingo FACULTAD DE CIENCIAS

1

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

Sede Santo Domingo

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ

Tesis de grado previo a la obtención del título de:

INGENIERO AUTOMOTRIZ

“ELABORACIÓN DE UN SISTEMA DIDÁCTICO DE AIRE ACONDICIONADO

AUTOMOTRIZ FUNCIONAL CON PLC PARA LOS TALLERES DE LA

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL"

ESTUDIANTE:

SANTIAGO PAÚL TAPIA PADILLA

Director de Tesis:

ING. NILO ORTEGA

Santo Domingo – Ecuador

OCTUBRE, 2014

ii

ELABORACIÓN DE UN SISTEMA DIDÁCTICO DE AIRE ACONDICIONADO

AUTOMOTRIZ FUNCIONAL CON PLC PARA LOS TALLERES DE LA


Ing. Nilo Ortega

DIRECTOR DE TESIS ________________________________

APROBADO

Decano de la Facultad

PRESIDENTE DEL TRIBUNAL ________________________________

Ing. Edwin Grijalva

MIEMBRO DEL TRIBUNAL ________________________________

Ing. Arturo Falconí

MIEMBRO DEL TRIBUNAL ________________________________

Santo Domingo…..de……………………….2014.

iii


Sede Santo Domingo

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA Y AUTOMATIZACIÓN

El contenido del presente trabajo, está bajo la responsabilidad del autor.

_________________________________

Santiago Paúl Tapia Padilla

CI. 1714099429

Autor: SANTIAGO PAÚL TAPIA PADILLA

Institución: UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL.

Título de Tesis: “ELABORACIÓN DE UN SISTEMA DIDÁCTICO DE

AIRE ACONDICIONADO AUTOMOTRIZ

FUNCIONAL CON PLC PARA LOS TALLERES DE

LA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA

EQUINOCCIAL”.

Fecha: OCTUBRE, 2014

iv


Sede Santo Domingo

INFORME DEL DIRECTOR DE TESIS

Santo Domingo…....de……………………del 2014.

DECANO DE LA FACULTAD

Estimado Ingeniero

Mediante la presente tengo a bien informar que el trabajo investigativo realizado por el

señor: SANTIAGO PAÚL TAPIA PADILLA, cuyo tema es: “ELABORACIÓN DE

UN SISTEMA DIDÁCTICO DE AIRE ACONDICIONADO AUTOMOTRIZ

FUNCIONAL CON PLC PARA LOS TALLERES DE LA UNIVERSIDAD

TECNOLÓGICA.”, ha sido elaborado bajo mi supervisión y revisado en todas sus partes,

por lo cual autorizo su respectiva presentación.

Particular que informo para fines pertinentes

Atentamente.

____________________________

Ing. Nilo Ortega

DIRECTOR DE TESIS.

v

Dedicatoria

Este trabajo de tesis se lo dedico de una manera muy especial a mi familia que siempre ha

estado en todo momento de mi vida, en especial a mi tio el Arq. Vinicio López que de

forma extraordinaria me empujo para terminar este proyecto

A mi madre y a mi padre que han sabido formar mi carácter y mi anhelo de superación.

vi

Agradecimiento

Un agradecimiento especial a mi director Ing. Manuel Cáceres que con su conocimiento

ayudo inmensamente a culminar mi trabajo de titulación.

A todos mis compañeros de la universidad que me apoyaron y creyeron en mí.

vii

ÍNDICE DE CONTENIDOS

TEMA PÁG.

Portada………………………………………………………...…………………………….…i

Sustentación y Aprobación de los Integrantes del Tribunal………………..……………...….ii

Responsabilidad del Autor………..……………………...…………..………………...…….iii

Aprobación del Director de Tesis………………….…...…………………………………….iv

Dedicatoria…………………………….……………..….……….…………………………....v

Agradecimiento…………………………………...…………………………………....……..vi

Índice…………………………………………………………………...…………………....vii

Resumen Ejecutivo.………………………….………………...….…….…………………...xv

Executive Summary ……………………….…………………………...…………..……..xvi

CAPÍTULO I

INTRODUCCIÓN

1.1 Antecedentes ............................................................................................................. 1

1.1.1 Importancia del estudio ............................................................................................ 2

1.2 Objeto del estudio ..................................................................................................... 3

1.2.1 Objetivo general ....................................................................................................... 3

1.2.2 Objetivos específicos ................................................................................................ 3

1.3 Justificación .............................................................................................................. 4

CAPITULO II

MARCO DE REFERENCIA

2.1 Zona de Confort ........................................................................................................ 5

2.2 Refrigeración ............................................................................................................ 5

2.3 La materia en términos generales. ............................................................................ 5

viii

2.4 Cambio de estado de la materia ................................................................................ 7

2.4.1 Temperatura .............................................................................................................. 9

2.4.2 Escala Internacional de Temperatura ..................................................................... 10

2.5 Calor ....................................................................................................................... 11

2.6 Manifestación del calor en los cuerpos................................................................... 12

2.6.1 Calor especifico. ..................................................................................................... 12

2.6.2 Calor sensible. ........................................................................................................ 12

2.6.3 Calor latente. ........................................................................................................... 13

2.7 Transferencia de calor. ........................................................................................... 14

2.8 Conducción ............................................................................................................. 14

2.9 Radiación ................................................................................................................ 15

2.10 Convección ............................................................................................................. 15

2.11 Ciclos de refrigeración……………………………………………………….... 15

2.11.1 Refrigeradores ........................................................................................................ 15

2.11.2 Principio de Carnot – clausius (máquina frigorífica) ............................................. 18

2.11.3 Ciclo frigorífico ideal (clapeyron). ......................................................................... 20

2.12 Entalpia y Entropía ................................................................................................. 21

2.13 Funcionamientos de un ciclo de refrigeración por compresión. ............................. 22

2.14 Descripción del sistema A/C. ................................................................................. 23

2.15 Partes del aire acondicionado automotriz ............................................................... 25

2.15.1 Compresor. ............................................................................................................. 25

2.15.2 Embrague electromagnético. .................................................................................. 26

2.15.3 Lubricante del compresor ....................................................................................... 27

2.15.4 Gas Refrigerante. .................................................................................................... 27

2.15.5 Evaporador. ............................................................................................................ 31

2.15.6 Condensador ........................................................................................................... 34

2.15.7 Turbina del condensador o motor soplador ............................................................ 37

2.15.8 Botella deshidratante y reserva ............................................................................... 39

2.15.9 El testigo de líquido ................................................................................................ 40

2.15.10 Válvula de expansión.............................................................................................. 42

2.15.11 Electro ventilador. .................................................................................................. 44

2.15.12 Presostato ................................................................................................................ 45

2.15.13 Válvula de tubo de orificio fijo .............................................................................. 46

ix

2.15.14 Válvula solenoide ................................................................................................... 48

2.15.15 PLC ......................................................................................................................... 48

2.15.16 Termómetro laser .................................................................................................... 49

2.15.17 Batería ..................................................................................................................... 50

2.15.18 Termostato .............................................................................................................. 51

2.15.19 Banda impulsora ..................................................................................................... 51

2.15.20 Mangueras .............................................................................................................. 53

2.15.21 Tubería, racores y empalmes .................................................................................. 54

2.15.22 Manómetros de presión .......................................................................................... 56

CAPÍTULO III

ELECCIÓN DEL EQUIPO Y DIAGRAMAS ELÉCTRICOS

3.1 Selección de los Componentes ............................................................................... 60

3.1.1 Botella deshidratadora ............................................................................................ 60

3.1.2 Condensador ........................................................................................................... 60

3.1.3 Evaporador ............................................................................................................. 60

3.1.4 Válvula de expansión.............................................................................................. 61

3.1.5 Mangueras .............................................................................................................. 61

3.1.6 Compresor .............................................................................................................. 61

3.1.7 Refrigerante ............................................................................................................ 62

3.1.8 Motor eléctrico ....................................................................................................... 62

3.1.9 Tubo fijo o válvula capilar...................................................................................... 63

3.1.10 Tubería. ................................................................................................................... 63

3.2 Diagramas de la parte estructural ........................................................................... 65

3.3 Circuitos Eléctricos ................................................................................................ 66

3.3.1 Circuitos Eléctricos de Control de electroválvulas y Comprensor. ........................ 66

3.3.2 Circuitos Eléctricos de Control de velocidad y temperatura .................................. 67

x

CAPITULO IV

CONSTRUCCIÓN Y MONTAJE DE LOS ACCESORIOS

4.1 Introducción ............................................................................................................ 68

4.2 Planos constructivos ............................................................................................... 68

4.3 Construcción del soporte ........................................................................................ 68

4.4 Montaje de los accesorios ....................................................................................... 70

4.5 Construcción e instalación del panel de control ..................................................... 75

4.6 Descripción del sistema de aire acondicionado ...................................................... 78

4.7 Puesta en marcha del equipo .................................................................................. 78

4.8 Funcionamiento del sistema ................................................................................... 78

4.9 Proceso de vaciado / Reciclaje del refrigerante ...................................................... 79

4.10 Proceso de carga del refrigerante............................................................................ 80

4.11 Mantenimiento del equipo ...................................................................................... 81

4.12 Incidencias y reparaciones ...................................................................................... 81

4.13 Medidas de seguridad ............................................................................................. 85

CAPITULO V

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 Conclusiones ........................................................................................................... 87

5.2 Recomendaciones ................................................................................................... 87

BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................... 89

ANEXOS .................................................................................................................................. 90

xi

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla Nº2- 1 Composición de la superficie terrestre .................................................................. 6

Tabla Nº2- 2 Elementos de un Sistema .................................................................................... 24

Tabla Nº2- 3 Datos técnicos del tetrafluoeratano ..................................................................... 30

Tabla Nº2- 4 Comparación cuantitativa en R-1341ª y R-12..................................................... 31

Tabla Nº3- 1 Características del equipo compresor ................................................................. 61

Tabla Nº3- 2 Tubo de cobre rígido tipo ACR .......................................................................... 63

Tabla Nº3- 3 Características técnicas del PLC ......................................................................... 64

Tabla N°4- 1 Síntomas, posibles causas y reparaciones ........................................................... 82

Tabla N°4- 2 Refrigerante insuficiente, no funciona el aire acondicionado ............................ 82

Tabla N°4- 3 El refrigerante no circula .................................................................................... 83

Tabla N°4- 4 Humedad en el circuito ....................................................................................... 83

Tabla N°4- 5 El compresor no rinde ......................................................................................... 84

Tabla N°4- 6 Exceso de refrigerante ........................................................................................ 84

Tabla N°4- 7 Aire en el circuito ............................................................................................... 84

xii

ÍNDICE DE GRÁFICAS

Figura Nº2- 1 Primera ley de la termodinámica ......................................................................... 8

Figura Nº2- 2 Escala de temperaturas ...................................................................................... 10

Figura Nº2- 3 Comparación de magnitudes de varias unidades de temperatura ...................... 11

Figura Nº2- 4 Calor latente de evaporación ............................................................................. 14

Figura Nº2- 5 Ejemplo de la segunda ley de la termodinámica ............................................... 16

Figura Nº2- 6 Ciclo de refrigeración por compresión de vapor ............................................... 16

Figura Nº2- 7 Coeficiente of Performance ............................................................................... 17

Figura Nº2- 8 Ciclo de carnot para máquina frigorífica ........................................................... 18

Figura Nº2- 9 Transformación de la energía calorífica ............................................................ 19

Figura Nº2- 10 Procesos termodinámicos del ciclo Rankine ................................................... 19

Figura Nº2- 11 Ciclo frigorífico ideal (Clapeyron) .................................................................. 20

Figura Nº2- 12 Diagrama de un ciclo de refrigeración ............................................................ 20

Figura Nº2- 13 Elementos de un sistema de aire acondicionado automotriz ........................... 24

Figura Nº2- 14 Compresor ....................................................................................................... 25

Figura Nº2- 15 Parte interna del compresor ............................................................................. 26

Figura Nº2- 16 Embrague magnético ....................................................................................... 27

Figura Nº2- 17 Denominación química del Tetrafluoretano .................................................... 28

Figura Nº2- 18 Evaporador ...................................................................................................... 32

Figura Nº2- 19 Calefactor ........................................................................................................ 33

Figura Nº2- 20 Cuerpo plástico del calefactor ......................................................................... 33

Figura Nº2- 21 Condensador .................................................................................................... 36

Figura Nº2- 22 Ciclo del fluido en el condensador .................................................................. 37

Figura Nº2- 23 Motor soplador ................................................................................................ 38

Figura Nº2- 24 Flujo de aire del calefactor .............................................................................. 38

Figura Nº2- 25 Botella deshidratante y reserva ........................................................................ 40

Figura Nº2- 26 Calefactor y sistema de accionamiento ........................................................... 40

Figura Nº2- 27 Testigo líquido ................................................................................................. 42

Figura Nº2- 28 Válvula de expansión ...................................................................................... 43

Figura Nº2- 29 Aire acondicionado de TOYOTA ................................................................... 43

Figura Nº2- 30 Electroventilador ............................................................................................. 44

xiii

Figura Nº2- 31 Flujo de aire ..................................................................................................... 44

Figura Nº2- 32 Presostato ......................................................................................................... 45

Figura Nº2- 33 Calefactor TOYOTA ....................................................................................... 46

Figura Nº2- 34 Válvula de tubo de orificio fijo 1 .................................................................... 46

Figura Nº2- 35 Válvula de tubo de orificio fijo 2 .................................................................... 47

Figura Nº2- 36 Válvula solenoide ............................................................................................ 48

Figura Nº2- 37 PLC .................................................................................................................. 49

Figura Nº2- 38 Termómetro láser............................................................................................. 50

Figura Nº2- 39 Batería.............................................................................................................. 50

Figura Nº2- 40 Termostato ....................................................................................................... 51

Figura Nº2- 41 Banda impulsadora .......................................................................................... 52

Figura Nº2- 42 Mangueras ....................................................................................................... 54

Figura Nº2- 43 Empalmes ........................................................................................................ 55

Figura Nº2- 44 Racores ............................................................................................................ 55

Figura Nº2- 45 Manómetros ..................................................................................................... 57

Figura Nº2- 46 Manómetros en ejecución ................................................................................ 59

Figura Nº3- 1 Diagrama de soporte 1 ....................................................................................... 65

Figura Nº3- 2 Diagrama de soporte 2 ....................................................................................... 65

Figura Nº3- 3 Circuitos eléctricos de control de electroválvulas y compresor ........................ 66

Figura Nº3- 4 Circuitos eléctricos de control de velocidad y temperatura ............................... 67

Figura N°4- 1 Armado del soporte ........................................................................................... 68

Figura N°4- 2 Pintura del soporte ............................................................................................. 69

Figura N°4- 3 Soporte con imperfecciones .............................................................................. 69

Figura N°4- 4 Limpieza del soporte ......................................................................................... 70

Figura N°4- 5 Montaje del motor eléctrico .............................................................................. 70

Figura N°4- 6 Montaje del evaporador ..................................................................................... 71

Figura N°4- 7 Montaje del electroventilador ........................................................................... 71

Figura N°4- 8 Montaje del filtro secador ................................................................................. 72

Figura N°4- 9 Montaje de la tubería del filtro secador ............................................................. 72

Figura N°4- 10 Montaje de la válvula expansora ..................................................................... 73

Figura N°4- 11 Montaje de la válvula de tubo fijo ................................................................... 73

xiv

Figura N°4- 12 Montaje de las válvulas solenoides ................................................................. 74

Figura N°4- 13 Montaje del compresor .................................................................................... 74

Figura N°4- 14 Montaje de la banda de accesorios .................................................................. 75

Figura N°4- 15 Construcción del Panel de Control .................................................................. 75

Figura N°4- 16 Instalación de los botones de control .............................................................. 76

Figura N°4- 17 Instalación del sistema eléctrico ...................................................................... 76

Figura N°4- 18 Instalación del PLC ......................................................................................... 77

Figura N°4- 19 Panel de Control terminado ............................................................................. 77

Figura N°4- 20 Circuito del refrigerante de aire acondicionado .............................................. 79

xv

RESUMEN EJECUTIVO

El presente trabajo de investigación tiene como finalidad implementar un sistema didáctico

de aire acondicionado automotriz con PLC para los talleres de la Universidad Tecnológica

Equinoccial además pretende dar a conocer de manera clara y concreta el funcionamiento

de un aire acondicionado automotriz. Para el desarrollo de este proyecto de tesis se partió

de varios puntos como son:

Fundamentos teóricos del sistema

Diseño del sistema

Construcción del sistema

A continuación se resume el contenido de cada capítulo.

El capítulo I contiene los antecedentes del estudio que se realizó, importancia y

justificación del trabajo además de los objetivos planteados.

En el capítulo II se describen los fundamentos teóricos para implementar un sistema

didáctico de aire acondicionado automotriz, análisis de cada uno de sus componentes y

funcionamiento de cada una de las partes.

El capítulo III abarca la selección de componentes, diagramas de la parte estructural y

circuitos eléctricos para el diseño del sistema didáctico de aire acondicionado automotriz.

El capítulo IV muestra la construcción, funcionamiento, incidencias, reparaciones, medidas

de seguridad del aire acondicionado automotriz, además nos permite realizar carga y

descarga del líquido refrigerante en cualquier sistema de refrigeración para lo cual se ha

planificado el mantenimiento del equipo.

En el capítulo V se exponen las conclusiones y recomendaciones obtenidas en el desarrollo

de la presente tesis.

xvi

EXECUTIVE SUMMARY

The present research work aims to implement a software for the design of grounding grids

on the basic of a methodology of the IEEE Standard 80-2000, also aims to promote clear

and specific process for grounding grid design for electrical substations. Below

summarizes the content of each chapter.

Chapter I contain the background of the study that was conducted, importance and

limitations of the study as well as the objectives and methodology with is intended to apply

in the project.

In the chapter II describes the theoretical basic for the design grounding systems in

substations, analysis of fault currents in substations, effects of current on the human body,

measurements of resistivity on land, safety conditions for the design of ground grid.

The chapter III covers all the methodology used by the Norma IEEE Standard 80-2000 for

design of substation grounding grids, characteristics used for the development of the

proposed software, design and optimization algorithms used by the software.

Chapter IV shows two examples of the design grounding grids for substation, as well as the

simulation of each examples whit the software developed and two commercials software

for the design grounding grid in order to compare the results.

In Chapter V presents conclusions and recommendations obtained in the development of

the present thesis.

1

CAPÍTULO I

INTRODUCCIÓN

1.1 Antecedentes

El sistema de aire acondicionado tiene sus predecesores. En la década de 1830 en Florida,

un hospital empleó un sistema que soplaba aire sobre un cubo de hielo para enfriar a

algunos de sus pacientes. Un dispositivo inventado por Willis Carrier se denominó

"aparato para el tratamiento de aire", construido en 1902, y fue el antepasado cercano más

directo del aire acondicionado.

En el mismo año que fue creado el aparato de Carrier para el tratamiento del aire, Alfred

Wolff diseñó un sistema de acondicionamiento de aire para enfriar la Bolsa de Nueva

York. El sistema de Wolff empleó equipos de refrigeración que ya estaban en uso, pero el

edificio Armour en Kansas City, Missouri, se convirtió en el primer edificio de oficinas en

instalar un aire acondicionado.

Los primeros automóviles no eran precisamente cómodos. Eran vehículos abiertos con

llantas delgadas y su imagen robusta preveía un paseo muy áspero, en invierno, los

pasajeros viajaban abrigados y en el verano un suspiro de aire a una velocidad máxima

de 20 km y cuando las fábricas de automóviles empezaron a cerrar los autos, las cosas se

pusieron peor.

El interior, en verano, hacía del auto un horno ambulante, el motor estaba separado del

habitáculo solo por la chapa del cortafuego y no existían las telas aislantes en los techos, lo

que provocaba que la tierra se metiera por todos lados y hacía imposible respirar por el

polvo en el interior.

2

En 1884, William Whiteley hizo una experimento mediante la colocación de bloques de

hielo en un contenedor ubicado en el techo de los coches tirados por caballos y soplando

aire en su interior por medio de un ventilador conectado al eje.

Pero el primer coche con un sistema de refrigeración real fue en 1939 por

Packard. Consistía en un evaporador grande, llamado serpentina de enfriamiento, que

ocupó el espacio en todo el baúl.

Todos estos primeros sistemas de aire acondicionado tenían un gran inconveniente: no

había embrague del compresor, por lo que la bomba se enciende cuando el motor se pone

en marcha y para apagar el sistema, había que parar el auto, salir, abrir el capote y quitar la

correa. No fue sino hasta después de la Segunda Guerra Mundial que Cadillac anuncia una

nueva característica de alta tecnología, los controles de aire acondicionado. Estos se

encuentran en la parte de atrás.

La División Radiador Harrison de General Motors se atribuye el desarrollo de la primera

unidad eficiente y asequible que se podría hacer en la producción en masa.

Estaba disponible como opción en todos los Pontiac 1954 con motores V8.

Contaba con un compresor de pistón de dos cilindros, y un condensador. También utiliza

un embrague magnético, por lo que cuando no estaba en uso, no era necesario parar el

accionar del compresor, lo que mejoró el rendimiento y economía de combustible.

Sin embargo, el aire acondicionado siguió siendo una rara opción durante muchos años. No

fue hasta finales de los 70′ que coches con aire acondicionado se convirtieron desde un

opcional a común en muchos autos.

1.1.1 Importancia del estudio

El tener un sistema funcional y didáctico de aire acondicionado automotriz en los talleres

de la Universidad Tecnológica Equinoccial permitirá al alumno manejar de una manera

eficiente los conceptos básicos de refrigeración tales como: presión, temperatura y

conocer el funcionamiento de cada uno de los elementos que integran el sistema de aire

3

acondicionado automotriz como son: el compresor, condensador, evaporador, mangueras

válvula expansora, localizar fallas, fugas y cargar un equipo.

El estudiante estará en capacidad de interpretar el sistema eléctrico para medir voltajes,

lograr solucionar problemas del aire acondicionado y la habilidad para aplicar la

electricidad electrónica básica, inspeccionar y reemplazar las partes eléctricas del sistema

de aire acondicionado del vehículo, Inspeccionar la operación de los actuadores, localizar

averías en las partes del aire acondicionado, el control de velocidad del soplador, la

función de los sensores, utilizar el auto diagnóstico para la localización de averías del aire

acondicionado y analizar los síntomas de falla de cada componente.

1.2 Objeto del estudio

1.2.1 Objetivo general

Elaborar un sistema didáctico de aire acondicionado automotriz funcional con PLC

para los talleres de la Universidad Tecnológica Equinoccial.

1.2.2 Objetivos específicos

Implementar una maqueta didáctica para el estudio del aire acondicionado

automotriz con PLC en los talleres de la Universidad Tecnológica Equinoccial.

Analizar los síntomas de falla de cada uno de los componentes del aire

acondicionado automotriz.

Localizar averías en las partes del aire acondicionado automotriz.

4

1.3 Justificación

Los estudiantes de Ingeniería Automotriz en la materia de Climatización presentan

desconocimiento en la interpretación del sistema eléctrico para medir voltajes, no pueden

localizar averías ni componentes del aire acondicionado automotriz por lo que es necesario

la construcción de una maqueta didáctica para los talleres de la Universidad Técnica

Equinoccial con la cual se podrá simular los daños que se producen en los vehículos.

La maqueta permitirá al estudiante tener la habilidad de poner en práctica los

conocimientos adquiridos en la materia como solucionar daños comunes, inspeccionar y

reemplazar las partes eléctricas, brindar el servicio de mantenimiento, conocer el

funcionamiento y gestión del sistema de aire acondicionado del vehículo.

5

CAPITULO II

MARCO DE REFERENCIA

2.1 Zona de Confort

Son unas condiciones dadas de temperatura y humedad relativa bajo las que se encuentran

confortables la mayor parte de los seres humanos. Estas condiciones oscilan entre los 22° y

los 27°C. (71-80°F) de temperatura y el 40 al 60 por 100 de humedad relativa.

Para lograr cierto grado de confort debe actuarse sobre diversos factores, tales como la

temperatura, la humedad, la calidad del aire, etc., función que desempeña el equipo de

climatización, adaptándose en todo momento a las condiciones ambientales cambiantes

que afectan al entorno del vehículo y al habitáculo.

2.2 Refrigeración

Es conocido como un proceso de transferencia de calor. La refrigeración es la rama de la

física que estudia los procesos de reducción, aumento y mantenimientos de la temperatura

de un espacio o material por debajo de la temperatura del ambiente que lo rodea.

Si el calor eliminado de un cuerpo que está siendo refrigerado es transferido a otro cuerpo

cuya temperatura es inferior, este se calentará.

2.3 La materia en términos generales.

La materia en la naturaleza es un conjunto de millones de átomos, siendo este elemento la

unidad más pequeña de la materia, y de acuerdo a las distintas propiedades que posean se

clasifican en distintos grupos dentro de la tabla periódica de los elementos.

6

El conjunto de átomos forman las moléculas, que son las unidades más pequeñas de

sustancia que conforman los cuerpos.

Hay que recalcar que los elementos más abundantes en el planeta son el oxígeno (46 %) y el

silicio (24%), el resto de elementos estos descrito en la siguiente tabla:

Tabla Nº 2- 1

Composición de la superficie terrestre

ELEMENTO SÍMBOLO

NÚMERO

DE

ÁTOMOS

PORCENTAJE

EN MASA

Oxígeno O 5330 49,5

Silicio Si 1590 25,7

Hidrógeno H 1510 0,9

Aluminio Al 480 7,5

Sodio Na 180 2,6

Hierro Fe 150 4,7

Calcio Ca 150 3,4

Magnesio Mg 140 1,9

Potasio K 100 2,4

Todos los

demás - 370 1,4

TOTAL 10000 100

Fuente: Química para el Nuevo Milenio, página 278

Responsable: Santiago Tapia / 2014

Ahora bien si nos fijamos el oxígeno es la mitad de la materia existente sobre el planeta y

parece lógico, ya que es el elemento base tanto en el agua, como en el aire los cuales se

encuentran en gran abundancia en la tierra.

7

Citando el segundo elemento más abundante (el silicio) este se lo encuentra ya de una

manera física y es la base para la construcción de elementos electrónicos utilizados para

todos los aparatos de última generación y tan útiles en nuestros días.

Con respecto a la materia nos fijamos que se encuentra en varios estados y el agua es un

ejemplo claro de lo mencionado, teniendo sus estados bases como líquido, sólido y gaseoso

lo cual depende básicamente del ordenamiento de los átomos de hidrogeno y oxígeno en la

red cristalina y la calidad de enlace que formen.

De lo antes mencionado podemos describir:

Un cuerpo en estado sólido es cuando tiene una forma definida y especifica.

Un cuerpo en estado líquido es cuando toma la forma del recipiente que lo

contiene.

Un cuerpo en estado gaseoso es cuando además de lo anterior ocupan todo el

recipiente que lo contiene no importa la cantidad de masa del elemento.

2.4 Cambio de estado de la materia

El primer principio de la termodinámica que luego se deriva en su primera ley, establece la

base científica de todo lo que ocurre a nivel de energía en nuestro planeta.

Determinando el principio de la conservación de la energía se dice que esta no se crea ni se

destruye sino que al interactuar sufre transformaciones, es decir la energía primaria es la

suma de las energías resultantes para conformar un proceso, de esta forma se deduce que el

balance energético (variación de la energía ΔE) de cualquier transformación debe ser nulo.

8

Figura Nº 2- 1

Primera ley de la Termodinámica

Fuente: Libro de Cengel, pág. 74. 7° Edición


Analizando la gráfica podemos observar que existe una caja donde está alojado un fluido que

posee una energía interna (U1 = 800KJ), vemos también que tiene una pérdidas de calor

(Qsalida = 500KJ) sobre el ambiente, de lo que se deduce ser perdidas hacia las paredes por

distintas cuestiones como el mismo material y no permite ser proceso adiabático es decir sin

perdidas de calor, finalmente podemos observar que sobre el sistema se acciona un trabajo de

flecha (Wflecha = 100KJ).

Con estas condiciones podemos obtener la energía final del sistema.

Eentrada - Esalida = ΔEsistema

Eentrada = Es la energía que entra por la hélice también llamado Wflecha.

Esalida = Es la energía perdida del sistema Qsalida

ΔEsistema = La variación de la energía ΔU = U2 - U1

Por tanto obtenemos

Wflecha - Qsalida = ΔU

100 KJ -500 KJ = U2 -800 KJ

U2 = 400 KJ

9

2.4.1 Temperatura

La temperatura a diferencia del calor es una forma escalar de medir la interacción

molecular de la materia. Las escalas para la medición de esta variable son por ejemplo las

escalas Celsius (°C), Fahrenheit (°F), Kelvin (°K), Rankine (°R).

En la escala Celsius, el punto de congelación (punto sólido) de agua pura se toma como

0°C y la diferencia entre el punto de congelación y el punto de ebullición se divide en. 100

partes, y cada parte es designada como 1°C.

En la escala Fahrenheit, el punto de congelación de agua pura se toma como 32°F, y la

diferencia entre el punto de congelación y el punto de ebullición se divide en 180 partes, y

cada parte es designada como 1°F.

G r a d o s F a h r e n h e i t G r a d o s C e l s i u s

G r a d o s C e l s i u s G r a d o s F a h r e n h e i t

Las escalas Kelvin y Rankine son escalas de temperatura termodinámica, desarrolladas

luego de la segunda ley de la termodinámica y son utilizadas ya que a nivel termodinámico

es conveniente tener escalas independientes de cualquier sustancia o sustancias, de esta

forma la escala Kelvin es utilizada en el sistema Internacional y la Rankine en el Inglés.

( )

10

Figura Nº 2- 2

Escala de temperaturas

Fuente: Libro de Cengel. 7° Edición


2.4.2 Escala Internacional de Temperatura

Es una escala que se aplica en 1990 y sustituye a las demás (IPTS-68, ITPS-48, ITS-27),

incorpora características de sus predecesoras pero posee valores más actualizados de

temperaturas fijas, tiene un alcance amplio y se ajusta con mayor precisión a la escala de

temperatura termodinámica.

La unidad de temperatura termodinámica T es también el kelvin (K), definida como la

fracción 1/273.16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua, el cual es el

único punto fijo de definición de esta escala y la Kelvin, además de funcionar como el

punto fijo termométrico más importante usado en la calibración de termómetros para ITS-

90.

11

A continuación se remarca cada división de 1 K y 1 °C son idénticas (Fig. x); por lo tanto,

cuando se trata con diferencias de temperaturas T, el intervalo de temperatura en ambas

escalas es el mismo.

Figura Nº 2- 3

Comparación de magnitudes de varias unidades de temperatura

Fuente: Libro de Cengel. 7° Edición


2.5 Calor

Muchas veces se recurre al error de confundir calor con temperatura. A continuación

nombramos los conceptos de cada uno de estos, el calor es una forma o un mecanismo de

transferir energía, si recurrimos a ejemplos tendríamos un sinfín por nómbralos, pero por

mencionar un ejemplo claro podemos decir que un motor de combustión interna es un

mecanismo de trasferir energía calorífica en otro tipo de energía que es la mecánica.

Las unidades para medir la cantidad de calor en el sistema internacional es la caloría y para el

sistema ingles el BTU (British Thermal Unit).

1 caloría es la cantidad de calor cambia la temperatura de 1 g de agua líquida en un grado

centígrado.

1 BTU de calor cambia la temperatura de 1libra de agua líquida en un grado Fahrenheit.

1 kcal. = 0,252 BTU

1 BTU = 3,968 kcal.

12

A pesar de que el calor se expresa en calorías al ser un mecanismos de transferencia de

energía es necesario para cálculos matemáticos expresarlos en Joules para lo cual se utiliza

el factor de conversión igual que 1 cal = 4,1868 Joules

2.6 Manifestación del calor en los cuerpos.

Puede ser de tres formas: sensible, latente o específico.

2.6.1 Calor especifico.

Como su nombre lo dice es una cantidad específica de energía calorífica para cambiar la

temperatura de un objeto un grado.

La unidad de calor específico es kcal. /kg. °C o BTU/lb: F. Esto significa que se necesitan

0,09 kcal. para cambiar la temperatura de 1 kg. en un grado centígrado.

Cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa de una

sustancia en un grado.

2.6.2 Calor sensible.

Al aplicar calor a un objeto se eleva su temperatura. Las calorías que aumentan la tempe-

ratura se llaman sensibles. Se perciben con el tacto y se miden con un termómetro.

El término calor sensible hace referencia a la cantidad de calor que gana o pierde un

cuerpo o sustancia y por lo tanto existe un cambio en la temperatura del mismo, pero sin

que se genere un cambio en el estado del material.

13

Fórmula

Qs = m. Cp. Δt

Siendo:

Qs = calor sensible (Kcal)

m = masa de la sustancia (Kg).

Cp = Calor especifico de la sustancia a presión constante (Kcal/Kg °C)

Δt = Variación de Temperatura (°C)

2.6.3 Calor latente.

El punto de fusión del hielo es de 32°F (0°C). significa que mientras el hielo permanezca

a 32°F (0°C), permanecerá sólido. Si añadimos más (252 calorías), el hielo empezará

a fundirse.

No obstante, la temperatura no se elevará por lo tanto que el hielo se funde (o

cambiando de estado de sólido a liquido), la (temperatura sensible permanece constante.

Calor latente es la cantidad de energía calorífica que necesita una sustancia para pasar de

estado sólido a líquido, o de líquido a vapor sin pasar por una variación de temperatura.

Fórmula

QL = m.hfg

Siendo:

QL = Calor latente (Kcal)

m = masa de la sustancia (kg)

hfg= Entalpia (Kcal/kg)

14

Figura Nº 2- 4

Calor Latente de evaporación

Fuente: http://www.pluviometro.com/Ditemasdivul/agromet.html


2.7 Transferencia de calor.

El calor (energía calorífica) fluye de un lugar de alta temperatura a otro lugar de menos

temperatura. Este calor se transmite mediante la conducción, convección o radiación o una

combinación de uno de estos tres métodos.

La transferencia de calor se define como la transmisión de energía de una región a otra, como

consecuencia de una diferencia de temperatura entre ellas. Puesto que existe diferencia de

temperatura en todo el universo.

En síntesis la trasferencia de calor es la velocidad con que el calor que atraviesa los

cuerpos o las fronteras de un sistema a diferente temperatura.

2.8 Conducción

Conducción es la transferencia de calor mediante contacto directo. Cuando calienta un lado

de una barra de acero, el lado exterior de la barra se calienta por la conducción.

15

2.9 Radiación

Radiación es la transferencia de calor mediante rayos. Ei calor del sol se transfiere a la tierra

por sus rayos. Pero el sol no es el único objeto que irradia calor. Cada objeto que contiene

calor irradia parte de él.

2.10 Convección

La convección es la transferencia de calor mediante el movimiento del líquido o el gas ca-

liente. Cuando el calor se aplica a la parte inferior de un recipiente de líquido o gas, las

partículas calentadas en la parte inferior se expanden y suben. Las partículas más frías de la

parte superior, al ser más densas que las partículas calientes, pasan a la parte inferior.

2.11 Ciclos de refrigeración

2.11.1 Refrigeradores

Antes de explicar lo concerniente a refrigeradores es prudente mencionar que en la

naturaleza este tipo de procesos no se dan, nos damos cuenta entonces que el calor se

desplaza donde la temperatura es menor.

Un ejemplo claro es el de poner una taza con café caliente, sabemos entonces que la taza y

el café perderán energía (Calor) la cual la ganara el aire circundante (Figura Nº2-5).

Este simple ejemplo se aplica a la segunda ley de la termodinámica la cual dice que la

energía tiene calidad como cantidad y que los proceso se dan donde hay menor cantidad de

energía, se justifica porque los refrigeradores vienen a ser dispositivos especiales, ya que

su trabajo es enviar energía en forma de temperatura decreciente a una zona con una

temperatura mayor.

16

Figura Nº 2- 5

Ejemplo de la segunda ley de la termodinámica

Fuente: Yunus Cengel, pág. 3


Los refrigeradores son máquinas cíclicas, donde el fluido de trabajo utilizado en el ciclo de

refrigeración se llama refrigerante, el ciclo más conocido y por tanto más utilizado se lo

denomina ciclo de refrigeración por compresión de vapor Figura N°2-6

Figura Nº 2- 6

Ciclo de Refrigeración por compresión de vapor

Fuente: Libro de Cengel, 7° Edición


17

Como se puede apreciar en la figura anterior este dispositivo está compuesto por un

compresor, un condensador, una válvula de expansión y un evaporador.

Realizando una breve descripción el refrigerante encerrado en el sistema entra al

compresor en estado gaseoso y se comprime a la presión del condensador, posteriormente

tiene una temperatura relativamente alta a su salida del compresor enfriándose y

condensándose al circular por el serpentín de esta forma libera calor al medio circundante.

Luego de esto entra a tubo capilar donde la presión y temperatura decaen de forma rápida,

después el refrigerante a temperatura baja entra al evaporador, donde se evapora

absorbiendo calor del espacio refrigerado. Finalmente el ciclo se completa cuando el

refrigerante sale del evaporador y vuelve a entrar al compresor, para realizar un nuevo

ciclo.

Algo muy importante como en toda máquina es el desempeño conocido como coeficiente

of performance COPR, ahora bien el objetivo de un refrigerador es remover calor del

espacio refrigerado y para lograr esto se requiere una entrada de trabajo Figura 2-7

Figura Nº 2- 7

Coeficiente of Performance



18

Por tanto para deducir COPR decimos que:

( )

( )

2.11.2 Principio de Carnot – clausius (máquina frigorífica)

Cuando una máquina frigorífica funciona debe tener la existencia de dos fuentes de calor

a temperaturas diferentes Tk y To La fuente fría es el evaporador (T0) la fuente de calor es

el condensador (Tk).

La relación entre el beneficio del ciclo (extracción de calor) y la inversión de energía, es:

Para todos los fluidos que describen un ciclo frigorífico entre las temperatura Tk y To

el efecto frigorífico óptimo se obtendrá haciéndolos describir un ciclo de Carnot.

Figura Nº 2- 8

Ciclo de Carnot para máquina frigorífica

Fuente: http://www.ecured.cu/index.php/Ciclo_de_Carnot


http://www.ecured.cu/index.php/Ciclo_de_Carnot

19

Figura Nº 2- 9

Transformación de la energía calorífica

Fuente: https://sites.google.com/site/201202alejandrogonzalez/semana-8


Figura Nº 2- 10

Procesos termodinámicos del Ciclo Rankine

Fuente: https://sites.google.com/site/201202alejandrogonzalez/semana-8


https://sites.google.com/site/201202alejandrogonzalez/semana-8

https://sites.google.com/site/201202alejandrogonzalez/semana-8

20

2.11.3 Ciclo frigorífico ideal (clapeyron).

El ciclo real frigorífico no es exactamente un ciclo Rankine, pues el proceso de expansión

no se realiza adiabáticamente sino que es una expansión isoentálpica al hacer pasar

el fluido de trabajo por un orificio.

Figura Nº 2- 11

Ciclo Frigorífico ideal (Clapeyron)

Fuente: http://termodinamica3av3ia.wikispaces.com/


Figura Nº 2- 12

Diagrama de un Ciclo de refrigeración

Fuente: http://termodinamica3av3ia.wikispaces.com/


http://termodinamica3av3ia.wikispaces.com/

http://termodinamica3av3ia.wikispaces.com/

21

2.12 Entalpia y Entropía

La entalpia es la cantidad de energía que se necesita aportar a un cuerpo para llevarlo a una

condición específica, partiendo de un nivel inicial de entalpia de valor cero, es decir, la

entalpia es una medida del estado energético absoluto de los cuerpos.

Así pues, decimos que la entalpia está relacionada directamente con el nivel energético de

los cuerpos y con el estado de los mismos, esto es, con el producto de la presión y el volumen

del sistema objeto del estudio, razón por la cual podemos explicar la transformación de la

materia de unos estados a otros sin intercambio térmico con el exterior, actuando en su lugar

sobre otros factores, como la presión.

Por el contrario, los cuerpos buscan de un modo continuado un estado energético de

equilibrio. Si vertemos por ejemplo una gota de agua sobre el fondo de un vaso,

inmediatamente se extiende. Es lógico pensar que esta gota de agua no va a deformarse de

nuevo para adquirir el volumen definido mientras caía, sino que permanecerá expandida

sobre una superficie uniforme. Debemos recurrir al concepto de entropía para explicar

esta experiencia.

La entropía mide el grado de desorden existente en un sistema. El aumento de la entropía

de un sistema implica un incremento del desorden interno del mismo. Así, en un sistema

que no disponga intercambio de masa ni energía con el exterior, la cantidad de energía

utilizada para expandir la gota de agua sobre el fondo del vaso deberá extraerse del propio

sistema, puesto que la cantidad de energía global no puede variar (principio de

conservación de la energía).

La entropía establece que siempre existe una cantidad determinada de energía contenida

en un sistema que no se puede reutilizar, a la vez que aumenta de forma continuada en el

tiempo, puesto que el estado de equilibrio perfecto es el caracterizado por un menor nivel

energético.

22

Por este motivo, el concepto de entropía explica la tendencia que caracteriza a todo sistema

de igualar la temperatura de todos sus cuerpos.

Como es lógico pensar, podemos almacenar en un cuerpo una determinada cantidad de

calor aumentando el valor de su contenido energético, modificando la energía interna del

sistema.

Sin embargo, no es posible obtener en el proceso inverso el 100% de la energía aportada

al sistema en la primera fase del experimento, es decir, existe un porcentaje de la energía

que no se pierde pero que no es posible reutilizar, propiedad que conocemos como entropía,

que permite la explicación de los rendimientos térmicos de las distintas máquinas

frigoríficas.

2.13 Funcionamientos de un ciclo de refrigeración por compresión.

El calor transferido desde el espacio refrigerado al refrigerante, a su paso por el

evaporador, produce su vaporización. El refrigerante deja el evaporador y es

comprimido a una presión relativamente alta por el compresor.

A continuación el refrigerante pasa a través del condensador, donde se condensa y hay

una transferencia de calor desde el refrigerante al medio que lo enfría y finalmente el

refrigerante entra a la válvula de expansión y se expande hasta la presión del evaporador,

este proceso se llama normalmente como proceso de estrangulación.

La presión del refrigerante disminuye en la expansión adiabática irreversible y va

acompañado de un aumento de entropía específica. El refrigerante sale de la válvula como

una mezcla liquido-vapor.

En el sistema de compresión de vapor la potencia de entrada es igual a la potencia del

compresor, ya que la válvula de expansión no supone potencia de entrada o salida.

23

Procesos realizados por el ciclo:

Proceso 1-2: Compresión isotrópica del refrigerante desde el estado 1 hasta la

presión del condensador en el estado 2s.

Proceso 2-3: Transferencia de calor desde el refrigerante que fluye a presión constante en el

condensador. El refrigerante sale como líquido en el estado 3.

Proceso 3-4: Proceso de estrangulación desde el estado 3 hasta la mezcla bifásica

líquido-vapor en el estado 4.

Proceso 4-1: Transferencia de calor hacia el refrigerante que fluye a presión constante a

través del evaporador hasta completar el ciclo.

El coeficiente de operación del sistema de refrigeración por compresión será:

Dónde:

ß = Coeficiente de operación del sistema

Qe = Calor de entrada (W)

Wc = Trabajo del compresor (W)

h = Entalpias del sistema (KJ/Kg)

2.14 Descripción del sistema A/C.

El aire acondicionado es una parte importante de un sistema integrado que

proporciona enfriamiento, calentamiento, descongelación, eliminación de neblina,

filtrado de aire y control de humedad para la comodidad del pasajero y la seguridad del

vehículo.

24

En la actualidad se lo debe tomar como un componente de seguridad activa ya que permite

tener un ambiente confortable en el habitáculo del vehículo, de esta forma el conductor

bajo ciertas condiciones climatologías exteriores puede acoplar un ambiente cómodo para

no interferir con su desempeño en el manejo del vehículo.

Figura Nº 2- 13

Elementos de un sistema de aire acondicionado automotriz

Fuente: http://www.ayasaedu.com.ec/


Tabla Nº 2- 2

Elementos de un sistema

Fuente: http://www.ayasaedu.com.ec/


1 Válvula de expansión

2 Ventilador(motor soplador)

3 Válvulas de servicios

4 Deposito secador

5 Ventilador del condensador

6 Compresor

7 Banda del compresor

8 Tubo de drenaje

9 Condensador

http://www.ayasaedu.com.ec/

http://www.ayasaedu.com.ec/

25

2.15 Partes del aire acondicionado automotriz

2.15.1 Compresor.

El compresor es uno de los dos elementos fundamentales del circuito, en el que se debe

obtener un cambio de presión del sistema, en este caso aportando un aumento de la misma,

aspirando el fluido en estado gaseoso procedente del evaporador a baja presión y

temperatura, para comprimirlo impulsándolo al sistema a alta presión y alta temperatura

también, en forma de vapor. Garantizando el primer nivel de presión del circuito.

Es absolutamente importante que solamente en estado de gas entre en el compresor. Si

entrase en estado líquido, causaría un bloqueo hidrostático en el compresor y se calaría. El

gas succionado es comprimido a más de 14,1 kg/cm2 (201 psi, 1.383 kPa), lo que lo

convierte en muy caliente.

En una instalación frigorífica se da el nombre de compresor a la máquina que sirve para

producir en el evaporador una presión suficientemente baja para que se vaporice el fluido

refrigerante a la temperatura deseada y en el condensador una presión suficientemente

alta para que el fluido condense a la temperatura de las fuentes naturales (aire, agua).

Figura Nº 2- 14

Compresor

Fuente: http://www.redlatinahouston.com/index.php?main_page=index&cPath=82_23


http://www.redlatinahouston.com/index.php?main_page=index&cPath=82_23

26

Figura Nº 2- 15

Parte interna del Compresor

Fuente: David Alonso Peláez “Técnicas del automóvil. Sistemas de climatización” PAG. 37(año 2006),

Editorial: PARANINFO


2.15.2 Embrague electromagnético.

La función de este dispositivo es conectar y desconectar el compresor del motor, este

dispositivo permite hacer funcionar el compresor cuando el motor está encendido, solo

cuando el usuario activa el aire acondicionamiento.

El modo de funcionar es activando un electroimán, previamente una bobina es activada

para poder genera una fuerza magnética sobre el núcleo de hierro.

27

Figura Nº 2- 16

Embrague Magnético

Fuente: http://www.auto-airconditioner.es/11-2-electromagnetic-clutch.html


2.15.3 Lubricante del compresor

Actualmente, en el sector del automóvil se utiliza generalmente lubricante PAG, es decir,

sintéticos de base polialquilenglicol o poliglicoles (PG) que presentan una excelente

lubricidad, bajo punto de fluidez, alto índice de viscosidad, alta estabilidad térmica y

oxidativa, entre otras cosas.

Sin embargo, se deberá tener en cuenta la indicación del fabricante del compresor de la

instalación a la hora de rellenar el nivel del aceite del mismo. Con refrigerante R-134a se

debe emplear aceite POE o PAG, tolerando hasta un 5% de aceite mineral residual en el

primer caso.

2.15.4 Gas Refrigerante.

Como veíamos en la parte de termodinámica el encargado de transportar la energía a

través de sus cabios de estado es el refrigerante, los primeros fluidos de este tipo

utilizados en el campo automotriz.

http://www.auto-airconditioner.es/11-2-electromagnetic-clutch.html

28

En la actualidad se ha cambiado el uso del R-12 AL R-134ª, ya que los efectos

perjudiciales para la atmósfera tienen los compuestos del tipo CFC.

Se encuentra prohibido su uso en Europa y otros países a nivel mundial, por esta situación

ya no se utiliza el R-12 en las instalaciones de los vehículos que tengan un sistemas de

aire acondicionado, evitando el vertido incontrolado a la atmósfera.

Por cuestión de esta prohibición ha sido sustituido este tipo de compuesto en la industria

por otros refrigerantes, que tienen propiedades similares al R12 y no perjudican la capa de

ozono.

Un ejemplo de esto, es el R-134a (tetrafluoretano) que no tienen entre sus compuestos

CFC (cloro-flúor-carbono) siendo CF3CH2F (Freón; Etanol, tetrafluoro, Halo carbón), su

fórmula química, en la que vemos que no se encuentra el elemento cloro sino flúor.

El grado de participación de este compuesto en la destrucción de la capa de ozono se cifra

en unas 12 veces menos que su predecesor, ya que no interviene prácticamente en la vida

del mismo y sus reacciones químicas.

Figura Nº 2- 17

Denominación química del Tetrafluoretano

Fuente: http://en.wikipedia.org/wiki/1,1,1,2-Tetrafluoroethane


http://en.wikipedia.org/wiki/1,1,1,2-Tetrafluoroethane

29

Al utilizar el R-134a como refrigerante se obtienen las siguientes ventajas, frente al R-12:

Temperatura final de compresión más baja que permite un enfriamiento más rápido

Los mismos diámetros de las tuberías conductoras del refrigerante por ende se utilizan

un solo tipo de tubería.

Tiene una relación de compresión similar (en más o menos) al R-12

La desventaja que se podría citar:

Que se necesita un mayor volumen de cilindrada, es decir hay que emplear un

compresor mayor.

Calidad

Pureza: min. 99,9%.

Humedad: máx. 10 ppm.

Acidez: máx. 1 ppm

Residuos

No volátiles: máx. 15 ppm

Propiedades:

Gas incoloro

No es explosivo

Olor ligeramente etéreo: no irritante

Químicamente estable: no corrosivo

Libre de acidez: no inflamable

30

Tabla Nº 2- 3

Datos Técnicos del Tetrafluoretano

Tipo Gas R-134ª

Nombre químico 1,1,1,2- Tetrafluoroetano

Fórmula química CF3-CH2F

Número CAS 811-97-2

Masa molecular Kg/kmol 102,0

Temperatura de ebullición a 1.013 bar ºC -26,3

Punto de fusión a 1.013 bar ºC -101

Temperatura crítica ºC 101,1

Presión crítica bar 40,6

Densidad de líquido a -15ºC g/cm3

1,343

Densidad de líquido a 30ºC g/cm3

1,188

Calor latente de evaporación a -15ºC kJ/kg 206,8

Calor específico del líquido saturado a 30ºC Kj/kgK 1,440

Calor especifico del vapor saturado a 30ºC KjKJ/kgK 1,104

Ratio de calor específico 1.013 bar y a 30ºC (cp/cv) 1,115

Inflamabilidad No inflamable



31

Tabla Nº 2- 4

Comparación cuantitativa entre el R-1341ª y R-12



2.15.5 Evaporador.

El evaporador es el elemento del circuito, ubicado en el lado de baja presión, a través del

cual el aire impulsado cede calor al fluido refrigerante antes de pasar ya frío y

deshumidificado al habitáculo.

El fluido refrigerante es transformado en vapor en totalidad a su paso por el evaporador,

antes de ser aspirado por el compresor.

32

La tecnología que se usa es similar a la del condensador. Está formado varios tubos

ubicados en circuitos paralelos, por ellos circula el fluido refrigerante en estado gaseoso a

baja presión.

El aire pasa al exterior a través de las aletas que rodean los tubos transfiere al fluido

refrigerante sus calorías, con lo cual eleva su nivel de energía (entalpia) y termina su

vaporización, después es aspirado por el compresor con un ligero aumento de temperatura.

El aire ya frío es canalizado en el climatizador y vertido al interior del habitáculo.

Cualquier equipo de transferencia de calor (intercambiador de calor), en el cual se vaporiza

un refrigerante con el propósito de eliminar calor de un material o de un recinto a

refrigerar recibe el nombre de evaporador.

El evaporador es el elemento productor de frío de la instalación frigorífica. Otra

definición de evaporador es cualquier cambiador de calor en el que un fluido

refrigerante se evapora a baja temperatura y por tanto a baja presión, aunque usualmente

superior a la atmosférica, con el objeto de evitar la entrada de gases y/o vapor de agua en

el circuito de baja presión.

Figura Nº 2- 18

Evaporador

Fuente:http://aragua.quebarato.co.ve/jose-felix-ribas/venta-de-evaporadores-aire-

acondicionado-automotriz__688B30.html


http://aragua.quebarato.co.ve/jose-felix-ribas/venta-de-evaporadores-aire-acondicionado-automotriz__688B30.html

http://aragua.quebarato.co.ve/jose-felix-ribas/venta-de-evaporadores-aire-acondicionado-automotriz__688B30.html

33

Figura Nº 2- 19

Calefactor

Fuente: Calefactor y sistema de accionamiento de aire acondicionado Toyota Pág. 14


Figura Nº 2- 20

Cuerpo plástico del Calefactor

Fuente: Calefactor y sistema de accionamiento de aire acondicionado Toyota Pág. 41


34

2.15.6 Condensador

El condensador es un intercambiador de calor empleado en las instalaciones de aire acondi-

cionado para lograr reducir la alta temperatura del agente frigorífico provocada por el

aumento de presión en el compresor.

El efecto que se persigue con este elemento es licuar el fluido. Necesario para que la

vaporización en el expansor provoque el descenso de temperatura necesario para enfriar

el aire que penetra al interior del vehículo.

Dado que el calor cedido por el refrigerante en forma de vapor al medio de

condensación incluye ambas circunstancias: el calor absorbido en el evaporador y el

trabajo descompresión, la carga total de calor a eliminar en el condensador siempre

excederá a la del evaporador en una cantidad igual al trabajo de compresión.

Funcionamiento del condensador

Dado que el calor cedido por el refrigerante en forma de vapor al medio de

Condensación incluye ambos.

El calor absorbido en el evaporador y el trabajo de compresión, la carga total de calor a

eliminar en el condensador siempre excederá a la del evaporador en una cantidad igual al

trabajo de compresión, como ya se indicó anteriormente.

Es evidente que para condiciones de operación fijas, existe una relación entre la carga del

condensador y la del evaporador.

35

Dónde:

Qc = Capacidad del condensador, en (Kcal/h).

Qo = Capacidad frigorífica del evaporador, en (Kcal/h).

Pc = Potencia indicada compresor, en (W)

Capacidad del condensador

Dado que la transferencia de calor a través de las paredes del condensador se realiza por

conducción, la capacidad del condensador es una función de la ecuación fundamental de

transferencia de calor.

Dónde:

Qc = Capacidad del condensador, en (Kcal/h).

U = Coeficiente global de transferencia de calor en el condensador, (Kcal/m2h°C).

A = Área del condensador, en (m2).

Δt = Diferencia de temperatura media logarítmica entre la temperatura de

condensación del refrigerante y la del medio condensante, en °C.

Los distintos factores que intervienen en la ecuación anterior indican que para un

determinado valor de U, la capacidad del condensador depende del área del

condensador y de la diferencia de temperatura entre el condensante (refrigerante) y el

medio de condensación.

36

Es evidente que para cualquier condensador de un determinado diseño y tamaño, donde A y U

son fijos, la capacidad del condensador será función de la diferencia de temperatura entre el

refrigerante y el medio de condensación.

Por lo tanto, para un condensador dado, la capacidad del condensador se incrementa o

disminuye sólo si se aumenta o se reduce el salto térmico.

Más aún, si se asume que la temperatura media del medio de condensación es constante, se

puede decir que el incremento o disminución de la capacidad del condensador depende

exclusivamente del aumento o reducción de la temperatura de condensación.

Dado que la carga del condensador es siempre proporcional a la carga del evaporador,

cualquier incremento o disminución en la carga del evaporador se verá reflejado en un

aumento o disminución, respectivamente, de la carga de condensación.

Figura Nº 2- 21

Condensador

Fuente: http://spanish.alibaba.com/product-gs/air-cooled-condenser-268690844.html


37

Figura Nº 2- 22

Ciclo del fluido en el condensador

Fuente: Calefactor y sistema de accionamiento de aire acondicionado Toyota


2.15.7 Turbina del condensador o motor soplador

Es utilizado para hacer pasar el aire entre las aletas del evaporador y para enviar este aire

frio al interior del vehículo o solamente aire común si no está encendido el sistema de aire

acondicionado.

Es de tipo centrífugo, el aire aspirado paralelo al eje de rotación es soplado perpendicular

al eje de rotación, es decir, en la dirección de la fuerza centrífuga.

Tiene un motor que hace girar a la turbina. Por lo regular el motor alcanza de 60 W a 80 W.

La velocidad del motor está controlada por resistores de 3 a 6 etapas.

38

Figura Nº 2- 23

Motor Soplador

Fuente: http://joan-zapata.mercadoshops.com.ve/motor-soplador-silverado-95-05-

nuevos-100_31xJM


Figura Nº 2- 24

Flujo de Aire del Calefactor



http://joan-zapata.mercadoshops.com.ve/motor-soplador-silverado-95-05-

http://joan-zapata.mercadoshops.com.ve/motor-soplador-silverado-95-05-

39

2.15.8 Botella deshidratante y reserva

La botella o filtro deshidratador conforma uno de los elementos básicos de un sistema

climatizador, la función principal de este elemento es limpiar el fluido refrigerante

reteniendo las impurezas que contenga, para devolverlo a la instalación en perfectas

condiciones de uso.

También retiene cualquier rastro de humedad que circule con el gas por la instalación,

reteniéndose éstas en un material filtrante de óxido de silicio o alúmina principalmente,

tiene la capacidad de almacenar hasta un 10% de su peso en agua.

Este material filtrante retiene el paso de las moléculas de agua pero sí permite el paso de

las moléculas de refrigerante y aceite, no permitiendo así la formación de hielo en el

expansor, que podría llegar a taponar su conducto de entrada provocando un

funcionamiento intermitente del conjunto.

A su vez que se elimina la corrosión que sufren las juntas O-Ring y tuberías del sistema

provocada por la descomposición del aceite y del refrigerante al contacto con el agua.

El filtro deshidratador también es un depósito acumulador de reserva, donde permanece

una cantidad del agente refrigerante, que es puesta en circulación cuando la demanda del

sistema así lo solicita.

También contiene un vidrio visor que sirve de testigo de fluido en la parte exterior que nos

permite ver el fluido refrigerante cuando sale y pasa a la válvula de expansión.

40

Figura Nº 2- 25

Botella deshidratante y reserva

Fuente:http://www.mister-auto.es/es/filtro-deshidratante-aire-

acondicionado/valeo-508603_g851_a021508603.html


Figura Nº 2- 26

Calefactor y Sistema de accionamiento



2.15.9 El testigo de líquido

El testigo es un visor que permite controlar la circulación y el estado del fluido refrigerante, en

estado líquido. Es ubicado en filtro deshidratador, o en el conducto de líquido entre el depósito

y la válvula de expansión.

http://www.mister-auto.es/es/filtro-deshidratante-aire-acondicionado/valeo-508603_g851_a021508603.html



41

Cuando se encuentra en funcionamiento normal del sistema de aire acondicionado, el fluido

circula regularmente, sin turbulencias. Cuando el nivel de fluido refrigerante en estado líquido

dentro del filtro deshidratador llega bajo el extremo del tubo émbolo, se crea gas y se observan

burbujas detrás del visor.

Son la prueba de un funcionamiento defectuoso debido a la pérdida de presión causada por:

Una carga del circuito de fluido insuficiente,

Una pérdida de fluido,

una refrigeración insuficiente en relación con la pérdida de presión entre el condensador y

la válvula de expansión.

Nota: cuando el compresor entra en funcionamiento es normal que las burbujas aparezcan por

el visor durante algunos minutos. Pero, cuando la temperatura ambiente es superior a +30 °C,

el control de la carga de fluido frigorífero es más delicado ya que desaparecen las burbujas.

Algunos testigos de líquido están provistos de una corona indicadora de humedad. El color

de dicha corona cambia en función del nivel de saturación del filtro deshidratador.

Un código de tres tonos de colores permite determinar si el circuito está perfectamente

deshidratado y si el filtro es activo (nivel de humedad inferior a 15 PMM para el CFC 12),

o bien, si el circuito está húmedo y sucio y si el filtro saturado debe ser cambiado.

En estos testigos, el visor y la corona testigo están protegidos y se mantienen limpios por la

tapa amovible de amianto.

Partes

a) Testigo transparente: circuito frigorífico correctamente cargado o completamente vacío

b) Burbujas visibles: falta de líquido dentro del circuito.

c) Trazas de aceite visibles: exceso de aceite frigorífero dentro del circuito.

d) Fluido no uniforme, aparición de rayas: sales desecantes en circulación dentro del

circuito, pantallas rotas.

42

Figura Nº 2- 27

Testigo líquido

Fuente: Manual práctico del automóvil “Reparación y Mantenimiento”


2.15.10 Válvula de expansión.

La válvula expansión trabaja de forma eficiente regulando el flujo de refrigerante que entra

al evaporador. La válvula de expansión se encuentra en el circuito de entrada del

evaporador, define el lado de alta y baja presión.

Esta pequeña válvula controla el flujo de fluido refrigerante que ingresa hacia el

evaporador. Es controlada por un sensor de la temperatura en la salida del evaporador. Si

la temperatura de salida es demasiado alta significa que no hay suficiente fluido

refrigerante hacia el evaporador y el resultado será un enfriamiento inadecuado de la

zona de pasajeros.

Si la temperatura de salida es demasiado fría, significa que hay demasiado freón y las

aletas del evaporador se pueden cargar de hielo probablemente. En cualquier caso, el sensor

de temperatura de retroalimentación abre y cierra la abertura de la válvula de expansión

para lograr la capacidad de flujo y la temperatura de salida del evaporador correcto.

43

La válvula de expansión debe, al mismo tiempo, hacer las veces de dosificador del sistema,

regulando la cantidad de fluido refrigerante que atraviesa el evaporador, según sean las

condiciones ambientales sobre las que trabaje el conjunto, así como la solicitación de

acondicionamiento del aire hecha por los pasajeros del vehículo.

Figura Nº 2- 28

Válvula de expansión

Fuente: UTE Santo Domingo de los Colorados


Figura Nº 2- 29

Aire acondicionado TOYOTA


Responsable: Santiago Tapia / 201 4

44

2.15.11 Electro ventilador.

El electro ventilador se encuentra en el condensador y este envía un flujo de corriente

de aire, suficiente para refrigerar el fluido a través del condensador.

El electro ventilador del condensador se conecta y desconecta en el rango de

presiones establecidas por el fabricante con una válvula llamada presostato.

Es de tipo axial, el aire es aspirado en paralelo al eje de rotación y es impulsado

perpendicular al eje de rotación, en dirección de fuerza centrifuga

Figura Nº 2- 30

Electro Ventilador

Fuente:http://automotrizestudiantil.blogspot.com/p/sistema-de-enfriamiento.html


Figura Nº 2- 31

Flujo De Aire



http://automotrizestudiantil.blogspot.com/p/sistema-de-enfriamiento.html

45

2.15.12 Presostato

Este interruptor se acciona dependiendo de la presión del lado de alta presión del ciclo de

refrigeración, que es censado por el diafragma de este interruptor.

Realiza un corte del funcionamiento del ciclo de refrigeración si aparece una presión

inadecuada, hay disponibles dos tipos uno de corte de alta presión y otro de corte de baja

presión.

Es el caso que se menciona, se disponen dos presostatos uno de corte de alta presión y otro

de corte de baja presión, sobre la tubería de unión del condensador y la botella

deshidratadora, denominado presostato de alta presión, y sobre la tubería de unión del

evaporador y el compresor, comúnmente llamado presostato de baja presión.

Cada uno de los cuales trabajan sobre la alimentación del embrague electromagnético del

compresor desactivándola cuando la presión supera los 30 kg/cm2 en el primer caso o

desciende por debajo de 1,5 kg/cm2 en el segundo, siempre valores absolutos que dependerán

del tipo sistema de aire acondicionado.

Figura Nº 2- 32

Presostato

Fuente: http://fanafalcon.com.ar/foro/index.php?topic=30138.0


http://fanafalcon.com.ar/foro/index.php?topic=30138.0

46

Figura Nº 2- 33

Calefactor TOYOTA



2.15.13 Válvula de tubo de orificio fijo

El tubo de expansión de orificio fijo se utiliza como medio para dosificar el refrigerante y

está situado en la línea de líquido.

La cantidad de refrigerante que entra en el evaporador con un sistema de tubo de orificio

depende del tamaño del orificio, el sub enfriamiento del refrigerante y la diferencia de

presión entre la entrada y la salida del orificio.

Los tamaños de este tubo oscilan entre 1,2 y 1,8 mm, según su aplicación, identificable

este tamaño por el color de la válvula.

Figura Nº 2- 34

Válvula de tubo de orificio fijo

Fuente: David Alonso Peláez “Técnicas del automóvil. Sistemas de climatización” PAG. 445 (año 2006)


47

El refrigerante líquido a alta presión procedente del condensador llega hasta el tubo de

expansión, donde se agolpa ante el orificio calibrado A en su zona central, a través del cual

pasa hacia la cámara de expansión B en la que se produce su vaporización, con el

consiguiente descenso de la presión y la temperatura.

La pantalla C pulveriza finamente el fluido antes de su entrada al vaporizador, donde

terminará de completarse la vaporización.

El uso de tubos capilares en las instalaciones tiene las siguientes ventajas:

1. Gran sencillez. Si su aplicación es correcta funcionará indefinidamente, ya que este

dispositivo inyector no tiene partes móviles.

2. El tubo capilar es de menor costo que una válvula de expansión.

3. En el grupo no es necesario colocar depósito de líquido por lo cual se abarata.

4. La carga de gas refrigerante es menor.

5. En las paradas se equilibran las presiones, por lo cual al ponerse en marcha el motor no

tiene dificultad.

Desventaja

Rigidez: no permite adaptar el caudal de refrigerante a las variaciones de carga y de

temperatura del medio.

Figura Nº 2- 35

Válvula de tubo de orificio fijo



48

2.15.14 Válvula solenoide

Las válvulas de solenoide controlan la apertura o cierre mediante variaciones de corriente

eléctrica en su bobina. Son utilizadas ampliamente en control de flujo en sistemas

neumáticos e hidráulicos.

Estas válvulas nos permiten elegir el tipo de sistema utilizar al cerrar una y abrir otra.

Figura Nº 2- 36

Válvula Solenoide

Fuente: http://www.tacoar.com.br/portugues/catalogo_ver.php?prod=634


2.15.15 PLC

Los dispositivos llamados PLC (programable logic controller en sus siglas en inglés)

controladores lógicos programables son dispositivos electrónicos que se utilizan en

automatización industrial, sirven para controlar y programar procesos secuenciales en

tiempo real o manualmente a libre elección. Se encuentra este tipo de equipos en

ambientes industriales.

Son creados para uso de automatismos; son dispositivos electrónicos que reproducen

programas informáticos creados para distintas necesidades, que sirven para controlar

procesos. Estos equipos cuentan tanto con salidas como entradas del tipo Analógico y/o

http://www.tacoar.com.br/portugues/catalogo_ver.php?prod=634

49

Digital. Suplantan completamente a la lógica cableada. Dejando de esta manera solo

elementos de potencia y su costo es moderado para sus aplicaciones.

Un controlador lógico programable (PLC) se define como un dispositivo electrónico digital

que usa una memoria programable para guardar instrucciones y lleva a cabo funciones

lógicas, de configuración de secuencia, de sincronización, de contacto y aritméticas, para el

control de maquinaria y procesos.

Este tipo de procesadores se denomina lógico debido a que su programación básicamente

tiene que ver con la ejecución de operaciones lógicas y de conmutación.

Figura Nº 2- 37

PLC

Fuente: Santo Domingo de los Colorados


2.15.16 Termómetro laser

El termómetro infrarrojo Digital es compacto y fácil de usar. Es un elemento muy útil para

medir la superficie de caliente, peligrosos o difíciles de alcanzar objetos sin tener que

tocarlos. Usted simplemente apuntar con punto láser, presione el botón, y lee la

temperatura en menos de un segundo.

50

A más de ello, el termómetro infrarrojo mide la temperatura de la superficie de un objeto.

Sistema óptico de la unidad emite una señal que es trasmitida y reflejada hacia un

detector. Electrónica de la unidad convierte la información en una temperatura que se

visualiza en la pantalla LCD. Para mayor facilidad y precisión, el puntero láser hace

apuntar aún más precisos.

Figura Nº 2- 38

Termómetro láser

Fuente: http://articulo.mercadolibre.com.ec/


2.15.17 Batería

La batería es un acumulador de corriente eléctrica una de las partes del sistema, esta

batería abastece al sistema alimentando al compresor, plc, electro-ventilador, botones de

control, presostato y la turbina del evaporador.

Figura Nº 2- 39

Batería

Fuente: http://bateriastotal.com/bat/es/baterias-bosh/1202-bateria-bosch-s3-

002-12v-45ah-400a-207x175x190mm.html


http://articulo.mercadolibre.com.ec/

http://bateriastotal.com/bat/es/baterias-bosh/1202-bateria-bosch-s3-002-12v-45ah-400a-207x175x190mm.html

http://bateriastotal.com/bat/es/baterias-bosh/1202-bateria-bosch-s3-002-12v-45ah-400a-207x175x190mm.html

51

2.15.18 Termostato

El más utilizado es el de tipo de aire acondicionado automotriz, el de termistor se trata de

un semiconductor que tiene cambios asignados en su resistencia según la temperatura

elegida.

A través del siguiente gráfico se puede observar que cuando la temperatura se aumenta, el

valor de resistencia disminuye es inversamente proporcional, su localización es en el

evaporador y de esa manera siente la temperaturas de las aletas del mismo, la temperatura

es elegida con un control manual de temperatura que se encuentra en los mandos y se

amplifica los resultados apara así activar y desactivar el embrague magnético del

compresor.

Figura Nº 2- 40

Termostato



2.15.19 Banda impulsora

Cuando se trabaja con un compresor controlado por embrague, se necesita alguna forma de

activarlo. El método más común es el de transmisión por banda.

52

La banda es de estructura laminada o en capas. En esta la estructura banda es neo-preno un

material también utilizado en las mangueras de vehículos de fórmula uno por su alta

resistencia y flexibilidad, este tipo de bandas tienen mejor agarre a la polea.

Algunas bandas son dentadas en la cara inferior. Por eso su nombre de banda dentada. Por lo

regular este tipo de banda se emplea mejor con poleas de diámetro pequeño como las que

tienen algunos alternadores.

El uso de bandas con diseño dentado permite mayor y mejor contacto con poleas de

diámetro pequeño sin flexión y fricción excesivas, que están presentes en otro tipo de

banda.

Las ventajas de la banda dentada son:

Tener suficiente contacto entre la banda y la polea para manejar cargas pesadas.

Reducir el espesor para disminuir la fricción por flexión cuando se usa en una polea

pequeña.

Disminuir el peso, para reducir la pérdida de energía en la banda.

Figura Nº 2- 41

Banda Impulsadora

Fuente: Mitchell, Manual de Reparación de Sistemas de Aire Acondicionado Automotrices


53

2.15.20 Mangueras

Los compnentes del aire acondicionado en los vehiculos estan unidos con mangueras.

Como el motor se mueve .sobre sus apoyos las man¬gueras deben ser flexibles. La mayor

parte de los fabricarles utilizan una manguera moldeable,. Estas mangueras tienen una o

dos capas de cuerdas laminares en su interior para proporcionar mayor resistencia .

Se utilizaba anteriormente mangueras que en la parte de cara exterior tenían un

recubrimiento de caucho poroso, en la actualidad está siendo sustituido por neopreno

(mejor aislante de la humedad), ya que el sistema de aire acondicionado tiene que

mantenerse libre de humedad.

También, ayuda a que se elimine las bolsas de fluido que se pueden formar con el agente

refrigerante que atraviese la primera capa de caucho y el trenzado de algodón, utilizado

este último para conferir al conjunto una mayor compactación y resistencia mecánica.

De esta forma se brinda una mayor rigidez y durabilidad frente a las constantes vibraciones

a las que se encuentran sometidas las tuberías con la normal marcha del vehículo.

Las mangueras especialmente diseñadas para el fluido refrigerante R-134ª tienen unos

recubrimientos adicionales a lo largo de su recorrido o en determinadas zonas,

normalmente las secciones de las mangueras donde es necesario realizar un giro brusco los

materiales se ven sometidos a una tensión mayor, favoreciendo la fuga del fluido, ya que el

fluido refrigerante R-134a. que tiene facilidad para escapar a través de las distintas capas

de goma de las mangueras.

Esta barrera evita las fugas haciendo las mangueras sean más impermeables, al tiempo que

posee la capacidad de aislar térmicamente del ambiente exterior la zona de la instalación

sobre la que se monta.

54

Figura Nº 2- 42

Mangueras



2.15.21 Tubería, racores y empalmes

Las tuberías son partes del sistema encargadas de conectar los diferentes elementos que

conforman el sistema por donde circula el fluido refrigerante con pocas cantidades de

aceite formando un circuito cerrado y estanco, y totalmente aislado del ambiente exterior.

Para ello se emplean tuberías rígidas de distintos materiales como el cobre, el acero o el

aluminio.

Los empalmes entre tuberías y elementos se realizan generalmente en acero o aluminio, del

mismo modo que sucede en los engatillamientos de unión entre las tuberías flexibles y rígidas,

utilizadas en las zonas donde las vibraciones del motor y las del chasis son distintas, a fin de

evitar roturas de las mismas.

Los racores también se encuentran normalizados, habiendo distintos modelos, utilizados en las

uniones roscadas entre las tuberías y los elementos de la instalación, identificados según el tipo

de unión en el que se empleen.

55

Figura Nº 2- 43

Empalmes



Figura Nº 2- 44

Racores



56

2.15.22 Manómetros de presión

Los manómetros sirven para medir la presión del gas en alta presión y baja presión el de

alta presión es de color rojo y mide desde 0 psi hasta 500 psi y va conectado en la salida

del filtro secador y el manómetro de baja es de color azul mide desde – 30 psi (presión de

succión) hasta 350 psi.

El manómetro múltiple se usa no solamente para extraer y cargar sino también para la

búsqueda de averías o diagnóstico de fallas. Las características, construcción y métodos de

manipulación que se abarquen en esta sección deben entenderse totalmente.

Características:

Los botones del lado delantero del manómetro l múltiple son los mangos de las válvulas.

LO es para la válvula de baja presión y Hl es para la válvula de alta presión. Ambas

válvulas pueden abrirse y cerrarse eficazmente, se puede efectuar con eficacia la succión

de vacío y la carga del refrigerante.

Utilizando la conexión (con el interior del núcleo de la válvula) que se proyecta por el lado

izquierdo del manómetro del múltiple, se puede efectuar con eficacia la succión de vacío y

la carga del refrigerante.

Utilizando la conexión (con el interior del núcleo de la válvula) que se proyecta por el

lado izquierdo del manómetro múltiple, se puede efectuar con eficacia la succión de vacío

y la carga del refrigerante.

Las llaves de la válvula y las tuberías flexibles (mangueras de carga) se diferencian por

colores para poder accionarla rápidamente sin peligro de confundir los lados de alta

presión y de carga. En dos lugares se han instalado conexiones ciegas para permitir el

57

almacenamiento de tas mangueras y evitar que el polvo o la humedad entren en las tuberías

flexibles (mangueras de carga) cuando no se usan.

Figura Nº 2- 45

Manómetros

Fuente: http://inverprimos.com/manometro-de-alta-y-baja-uniweld-21_4


Partes básicas

Las partes básicas que conforman el sistema de aire acondicionado automotriz son; un

compresor mecánico que tiene una polea libre mientras no se active el embrague

magnético, la cual es impulsado atravesó de una banda impulsora desde el cigüeñal del

motor del vehículo; una válvula de expansión o válvula de orificio fijo los cuales son unas

restricciones hacia donde bombea el compresor; sistema de intercambio de calor; el

evaporador y el condensador. También aceite que lubrica el compresor y el fluido

refrigerante que fluye a través del sistema.

Funcionamiento

El compresor utiliza potencia del giro del cigüeñal del motor transmitida atreves de una

banda para comprimir y hacer circular el gas refrigerante a través del sistema. El

refrigerante ingresa al condensador (localizado frente al radiador) en su camino de la salida

del compresor hacia la válvula de expansión o válvula de orificio fijo.

El refrigerante pasa de la válvula de expansión o válvula de orificio fijo al evaporador

(localizado dentro del auto) y, después de pasar por la tubería del evaporador, es regresado

al compresor.

http://inverprimos.com/manometro-de-alta-y-baja-uniweld-21_4

58

Cuando el compresor comienza su funcionamiento, succiona el refrigerante de la tubería

del evaporador y lo impulsa hacia la tubería del condensador disminuyendo la presión del

evaporador y aumentando la del condensador.

Cuando las presiones de operación son adecuadas se establecen, la válvula de expansión se

abre o pasa por la válvula de orificio fijo, permitiendo al refrigerante regresar al

evaporador a la misma velocidad que el compresor lo está retirando. Bajo estas

condiciones, la presión en cada punto del sistema alcanza un nivel constante, pero la

presión del condensador será mucho mayor que la presión del evaporador.

La presión dentro del evaporador es lo suficientemente baja para que el punto de

ebullición del fluido refrigerante sea inferior a la temperatura interior del vehículo, por lo

tanto, pasa de estado líquido a gaseoso, remueve el calor del interior y sale del

evaporador como gas.

El efecto calorífico producido al pasar el refrigerante a través del compresor le impide al

gas licuarse y ocasiona que sea expulsado del compresor a muy altas temperaturas. Este

gas caliente pasa al condensador. La presión en este lado del sistema es lo suficientemente

alta para que el punto de ebullición del fluido refrigerante esté muy por encima de la

temperatura exterior.

El gas se enfría hasta llegar a su punto de ebullición y se condensará al ser absorbido el

calor por el aire exterior. El refrigerante líquido se vuelve a forzar a través de la válvula de

expansión o por la válvula de tubo fijo por la presión del condensador.

El refrigerante a utilizar debe ser un líquido con un punto de ebullición bajo para poder

hacer uso práctico de la transferencia de calor que ocurre cuando un líquido se evapora.

59

Figura Nº 2- 46

Manómetros en ejecución



60

CAPÍTULO III

ELECCIÓN DEL EQUIPO Y DIAGRAMAS ELÉCTRICOS

3.1 Selección de los Componentes

3.1.1 Botella deshidratadora

Se ha de utilizar una botella deshidratadora con la disposición de una entrada y una salida

en la parte superior esta provista de un visor de llenado, la marca de este dispositivo es

UAC y es de procedencia china, fabricada de material de hierro.

3.1.2 Condensador

El condensador que se utiliza es de material de lata, su disposición es de tipo tubos con

aletas, provista de 16 panales (tipo radiador), con 16 secciones de tubería su sección es de

0,58m2.

3.1.3 Evaporador

Estos evaporadores vienen en cada vehículo nosotros utilizaremos un evaporador de un

vehículo marca Chevrolet , que pertenece al modelo ASKA, año de fabricación 1992, el

país de procedencia del vehículo es Estados Unidos de Norte América, un área total de

0,60m2, hay que acotar que este conjunto vino ya armado con la turbina o motor soplador.

El evaporador es de tipo aletas en los automóviles, Los evaporadores con aletas son tubos

lisos a los que se les han incorporado placas metálicas o aletas, estas aletas sirven como

superficie secundaria de absorción de calor y tienen la misión de incrementar la superficie

total del evaporador y por tanto, su eficiencia.

61

Es evidente que para que las aletas sean efectivas, deben estar colocadas de forma tal que se

asegure un buen contacto térmico entre ellas y los tubos. El tamaño de las aletas y el

espaciado entre las mismas dependen en parte del tipo de aplicación para el cual han sido

diseñadas. El tamaño de los tubos determinará el tamaño de las aletas.

3.1.4 Válvula de expansión

En este sistema se ha de utilizar una válvula de expansión de bronce de marca Fujicoqui de

procedencia japonesa.

3.1.5 Mangueras

En el sistema propuesto se utiliza dos tipos de mangueras, una con diámetro de 0,40

pulgadas colocada desde la salida del compresor hasta la entrada del condensador, y otra

con una sección de 0,5 pulgadas ubicada desde salida del condensador hasta la entrada del

compresor.

3.1.6 Compresor

El compresor propuesto es un SANDE TM8-505, país de origen Singapur, a continuación

nombramos aspectos técnicos:

Tabla Nº 3- 1

Características del equipo compresor

Características del equipo

Rangos de trabajo (Tensión máx. / Min) 10,5 - 12,5 V

Consumo de Potencia 38 W

Numero de pistones 6

Producción de Energía (700 RPM) 1,45 KWh

Producción de Energía (5000 RPM) 2,3 KWh

Potencia Máxima 2,5 hp

Fuente: Propia.


62

3.1.7 Refrigerante

Se ha mencionado anteriormente que en la actualidad se ha descartado el fluido R-12 para

el uso automotriz por su alto poder contaminante, en el presente trabajo se ha utilizado R-

134ª este gas refrigerante que utilizaremos en el equipo es menos contaminante a continuación

detallamos algunas de sus características.

Este fluido tiene un punto de ebullición de -26,3°C lo que a priori demuestra que es

adecuada como sustituto del refrigerante R-12. La fórmula química es CF3-CH2F y es un

isómero de la sustancia R-134. Su denominación química exacta es 1,1,1,2-

Tetrafluoroetano.

Tal como se desprende de la fórmula estructural, la molécula no contiene ningún átomo de

cloro, responsable de la descomposición del ozono, según el estado actual de la ciencia y

perjudicial ambientalmente. Por eso se le adjudica a esta sustancia el potencial 0, respecto

a la destrucción del ozono.

En el empleo de R-134a como refrigerante se pueden constatar las siguientes ventajas con

respecto al R-12:

Una temperatura final de compresión más baja.

Los mismos diámetros de las tuberías conductoras del refrigerante, y prácticamente

iguales relaciones de compresión.

Como desventaja se podría citar:

Se necesita un mayor volumen de cilindrada, es decir hay que emplear un compresor

mayor.

3.1.8 Motor eléctrico

El motor eléctrico a utilizar es un motor de marca WEG de 0,75 hp de potencia, trabaja a

1740 rpm, de 110 v de alimentación, país de origen china.

63

3.1.9 Tubo fijo o válvula capilar

Este sistema solo utiliza la marca Ford y Chevrolet americanos marca MIDCOOL AUTO

COOLING, país de origen china, de materia interno de platico con una protección de

hierro.

3.1.10 Tubería.

La tubería utilizada es de cobre con las siguientes características:

Tabla Nº 3- 2

Tubo de Cobre Rígido Tipo ACR

Fuente: Resistencia de materiales. Robert Mott.


Hay que acotar que el diámetro interior de esta tubería es de PLC Siemens 12V.

Para el sistema se ha utilizado un PLC marca siemens 12/24 rc de 12 voltios.

A continuación detallamos las especificaciones:

64

Tabla Nº 3- 3

Características Técnicas del PLC

Características Técnicas

Nombre ¡LOGO! 24RC, 8DE/4DA, 200 No BLOECKE

No de Entradas Análogas: 0

No de Salidas Análogas: 0

No de Entradas Digitales: 8

No de Salidas Digitales: 4

Pantalla LCD

IP / NEMA Posición: IP20

Profundidad Externa: 55mm

Longitud Externa / Altura: 90mm

Anchura Externa: 72mm

Temperatura de funcionamiento Max: +55°C

Menor Temperatura de funcionamiento: 0°C

Voltaje de Suministro: 24V

Voltaje de Suministro Max: 24V

Fuente: Propia.


65

3.2 Diagramas de la parte estructural

A través de las siguientes figuras podemos observar la construcción del soporte del sistema

didáctico de aire acondicionado.

Figura Nº 3- 1

Diagrama de Soporte 1

Fuente: Propia.


Figura Nº 3- 2

Diagrama de Soporte 2

Fuente: Propia.


66

3.3 Circuitos Eléctricos

Mediante las figuras que se presentan a continuación podemos visualizar los circuitos

eléctricos que se realizarán para la conexión del aire acondicionado.

3.3.1 Circuitos Eléctricos de Control de electroválvulas y Comprensor.

Figura Nº 3- 3

Circuitos Eléctricos de Control de electroválvulas y Comprensor

Fuente: Propia.


67

3.3.2 Circuitos Eléctricos de Control de velocidad y temperatura

Figura Nº 3- 4

Circuitos Eléctricos de Control de velocidad y temperatura

Fuente: Propia.


68

CAPITULO IV

CONSTRUCCIÓN Y MONTAJE DE LOS ACCESORIOS

4.1 Introducción

En la construcción se dará forma a los materiales que se encuentran en forma rústica

maquinándolos, puliendo, torneándolos, etc. Este proceso se lleva a cabo con mucha

delicadeza en cada detalle ya que requiere de extraordinaria precisión y así evitamos fugas

en el sistema del aire acondicionado.

Para la construcción del soporte se utilizara sueldas TIG Y MIG que nos garantizará un

trabajo eficiente de calidad y perfectos acabados

4.2 Planos constructivos

Los planos constructivos se muestran en la sección de Anexos.

4.3 Construcción del soporte

Figura N° 4- 1

Armado del soporte

Fuente: Propia.


Luego de la realización de los cálculos empezamos con la construcción del soporte con

vigas de hierro de 2 pulgadas de ancho para que resista el proceso de soldado

69

Figura N° 4- 2

Pintura del soporte

Fuente: Propia.


Terminado el proceso de soldar la estructura el siguiente paso a realizarse es dar una mano

de fondo gris, luego del secado se da una mano de pintura azul, en un lugar donde no

llegue de forma directa el sol ni viento para evitar impurezas en el pintado.

Cuando haya secado el pintado vemos las primeras imperfecciones de nuestra base las

cuales deben ser corregidas con una amoladora teniendo mucho cuidado de no lastimarse y

utilizando protección visual para la viruta que va a generar dicho trabajo

Figura N° 4- 3

Soporte con imperfecciones

Fuente: Propia.


70

Pulidas las imperfecciones con un cepillo de alambre limpiamos cada una de las bases de

la estructura para que estén aptas para la colocación de ruedas que nos facilitara el

transporte de la misma.

Figura N° 4- 4

Limpieza del soporte

Fuente: Propia.


4.4 Montaje de los accesorios

Figura N° 4- 5

Montaje del motor eléctrico

Fuente: Propia.


Con el soporte terminado el siguiente paso es comenzar el acople del motor eléctrico el

mismo que tendrá regulaciones en forma horizontal para facilitar la regulación de la banda.

71

Figura N° 4- 6

Montaje del Evaporador

Fuente: Propia.


Para la instalación del evaporador es necesario aumentar 2 platinas la una de 295 mm y la

otra de 165mm en forma vertical las mismas que nos ayudaran a la disipación de las

vibraciones

Figura N° 4- 7

Montaje del Electro ventilador

Fuente: Propia.


El electro ventilador es acoplado en la parte posterior del evaporador, para la sujeción se

soldaron platinas.

72

Figura N° 4- 8

Montaje del Filtro Secador

Fuente: Propia.


Para el montaje del filtro secador se construyó un soporte cilíndrico de 75mmm diámetro y

172mm de alto donde colocaremos el filtro del aire acondicionado.

Figura N° 4- 9

Montaje de la tubería del filtro secador

Fuente: Propia.


Realizamos la instalación de la tubería que va ser conectada al filtro secador.

73

Figura N° 4- 10

Montaje de la válvula expansora

Fuente: Propia.


Instalado el filtro secador procedemos a la instalación de la válvula expansora en la parte

inferior de la maqueta.

Figura N° 4- 11

Montaje de la válvula de tubo fijo

Fuente: Propia.


En parte inferior de maqueta ajustada mediante dos pernos instalamos la válvula de tubo

fijo.

74

Figura N° 4- 12

Montaje de las válvulas solenoides

Fuente: Propia.


Las válvulas solenoides están ubicados en la parte inferior derecha del tablero mediante

agujeros para las conexiones y sujetadas con cinta tairas plásticas.

Figura N° 4- 13

Montaje del compresor

Fuente: Propia.


El compresor se monta en una base construida con ángulo sujetada con pernos.

El accionamiento del compresor se efectúa mediante una banda que une el motor eléctrico.

75

Figura N° 4- 14

Montaje de la banda de accesorios

Fuente: Propia.


4.5 Construcción e instalación del panel de control

Figura N° 4- 15

Construcción del Panel de Control

Fuente: Propia.


Instalado todos los accesorios del aire acondicionado es necesario realizar la construcción

de un tablero de mando o control el mismo que nos permitirá controlar todos los

parámetros y condiciones del mismo, se acoplará dos manómetros de presión uno de baja

y otro de alta.

76

Figura N° 4- 16

Instalación de los botones de control

Fuente: Propia.


Para instalar los botones de control se coloca un diagrama a color con todos los

componentes del sistema de aire acondicionado automotriz, especificando el nombre de

cada uno de ellos.

Figura N° 4- 17

Instalación del Sistema eléctrico

Fuente: Propia.


Siguiendo el diagrama eléctrico del sistema de aire acondicionado automotriz realizamos

las conexiones y las soldamos con estaño para evitar conexiones flojas.

77

Figura N° 4- 18

Instalación del PLC

Fuente: Propia.


Se lo instala en la parte frontal del sistema para su fácil manejo y visibilidad, se lo

programa con un sistema de protección de tal manera que si las dos válvulas se encienden

o apaguen al mismo tiempo la válvula expansora permanezca abierta y no se cree una

sobrepresión del sistema.

Figura N° 4- 19

Panel de Control terminado

Fuente: Propia.


78

Conectamos el sistema a una batería de 12 voltios, revisamos que todos los accesorios

estén con el apriete adecuado, que no exista fugas en el sistema, y de esta manera se

encuentra listo.

4.6 Descripción del sistema de aire acondicionado

El sistema didáctico de aire acondicionado ha sido diseñado para el estudio de los sistemas

de aire acondicionado de los vehículos.

Se ha diseñado un equipo que incorpora un doble circuito de aire acondicionado con su

instalación eléctrica, mandos, sensores y actuadores similar a la de un vehículo.

Todos estos componentes se han colocado en el equipo intentando respetar al máximo

posible las formas de hacer una situación real pero sin olvidar en ningún momento el

carácter didáctico del equipo.

4.7 Puesta en marcha del equipo

La puesta en marcha del sistema no requiere ninguna acción especial. El equipo se

suministra con el circuito de aire acondicionado cargado y en perfecto estado. El único

requerimiento necesario para su conexión es disponer de acumulador de energía mínimo

de las siguientes características: 12 Voltios 70 Amperios y 13 placas.

Una vez conexionado el equipo, se debe accionar el interruptor de encendido colocado en

la parte derecha, debiéndose encender el indicador en el sistema de esta manera está

preparado para trabajar.

4.8 Funcionamiento del sistema

EL principio de funcionamiento del aire acondicionado se basa precisamente en

aprovechar la expansión controlada de un refrigerante que se encontraba en estado líquido

en un circuito y que se evapora o gasifica a una temperatura muy baja (-27 ºC

79

aproximadamente) y para hacerlo circular por un intercambiador de calor de gran volumen

(evaporador) para producir la transmisión del frío generado al aire.

Para aprovechar de nuevo el refrigerante una vez convertido en gas es necesario elevarlo

de presión mediante un elemento que lo comprima (compresor).

El problema es que si se eleva la presión también se elevará la temperatura y aumentará la

gasificación del refrigerante.

Para conseguir que el refrigerante ya comprimido y a alta presión pase de estado gaseoso a

estado líquido es necesario enfriarlo mediante otro intercambiador (condensador).

De esta manera se consigue un circuito cerrado por donde el refrigerante puede estar

circulando para conseguir una gasificación del mismo y una producción de frío.

Figura N° 4- 20

Circuito del refrigerante de aire acondicionado

Fuente: Propia.


4.9 Proceso de vaciado / Reciclaje del refrigerante

Después de cualquier reparación en un circuito de aire acondicionado y antes de proceder a

la carga del refrigerante es necesario someter a la instalación al vacío provocado por la

bomba de depresión de la estación de carga.

80

Para ello se deben conectar las mangueras de baja (azul) y alta presión roja de la estación

al circuito de refrigerante, abrir los pasos y poner en marcha la bomba de depresión.

En los primeros minutos de funcionamiento del depresor se puede comprobar si hay fugas

importantes en el circuito, para realizar la comprobación bastará con cerrar el paso de la

manguera de vacío de la estación de carga y comprobar que los manómetros de baja y alta

presión se mantienen indicando depresión y no varía la indicación.

En caso que la depresión disminuya será señal de que hay fugas en el circuito, cerrando

alternativamente los grifos de alta y baja se podrá saber en qué parte del circuito puede

estar la fuga.

En condiciones normales, el circuito debe ser sometido a vacío al menos durante un tiempo

de 15 minutos. Si el circuito ha permanecido abierto habrá entrado aire y por ende cierta

humedad. En este caso es conveniente que el tiempo de conexión a la bomba de vacío sea

superior al señalado anteriormente pudiendo estar una o más horas para ayudar al secado

del circuito.

4.10 Proceso de carga del refrigerante

Se puede hacer la carga completa o la recarga por el circuito de baja presión. Hay que tener

en cuenta que la carga por el circuito de baja presión se debe hacer en forma de gas, ya que

el refrigerante circula gasificado por esta parte del circuito.

Además, si se insertara refrigerante en estado líquido se puede provocar la avería o

destrucción del compresor. En el caso de que se tenga que hacer una carga completa por

baja presión la primera fase de la cargase suele hacer con la instalación del aire

acondicionado parada, para dar entrada al refrigerante se debe tener el equipo con el

circuito activo.

Probablemente, en la fase anterior no entre toda la cantidad necesaria y sea necesario

completar la carga con la instalación en funcionamiento.

81

En todo caso tendrá que haber entrado la cantidad suficiente para que el preóstato de

seguridad de baja presión que se encuentra en el circuito de alta haya cerrado su circuito.

4.11 Mantenimiento del equipo

Para mantener el sistema didáctico de aire acondicionado automotriz en condiciones

óptimas de funcionamiento se recomienda tener en cuenta unas pautas a seguir.

El refrigerante utilizado es el R134a

El lubricante para R-134a utilizado es el 5P-10 SANDEN

Arrancar periódicamente el equipo con el objeto de que no se resequen las juntas y

puedan originar perdidas de la carga de gas.

Dependiendo del uso que se le, cambiar el lubricante como mínimo una vez por año.

Realizar un cambio de carga del gas refrigerante al menos cada 2 años en función del

uso realizado.

Mantener limpio el filtro secador, realizar un mantenimiento cada seis meses.

Mantener el equipo siempre limpio y ordenado.

4.12 Incidencias y reparaciones

Indicar que la temperatura ambiente es un factor importante a la hora de la generación del

frío, no es lo mismo trabajar en el invierno que en el verano ya que la temperatura

ambiente variará fuertemente y modificará los parámetros de comportamiento del gas

refrigerante.

A continuación se detalla un cuadro con sus síntomas, posibles causas y soluciones.

82

Tabla N° 4- 1

Síntomas, posibles causas y reparaciones

SINTOMAS POSIBLES CAUSAS SOLUCIONES

Poco frío

Evaporador congelado, no

funciona el embrague.

Patina la correa

Comprobar el termostato.

Comprobar la alimentación del

embrague. Tensar la correa

Evaporador Congelado Evaporador sucio Limpiar los componentes del

evaporador.

Alta presión elevada

Condensador sucio. Exceso

de carga. Refrigeración

Insuficiente.

Limpiar el condensador.

Recargar. Eliminar el exceso de

refrigerante.

Baja presión elevada Exceso de carga Recargar

Alta presión baja Fuga del refrigerante Reparar y recargar

Baja compresión baja Carga insuficiente. Fuga en

la entrada del compresor.

Recargar. Reparar el

compresor.

El compresor no gira Correa rota o destensada Cambiar la correa

Fuente: Propia.


A continuación se detalla algunas averías generales o causas que ocasionan que no

funcione bien el aire acondicionado en los vehículos.

Tabla N° 4- 2

Refrigerante insuficiente, no funciona el aire acondicionado

VERIFICAR CAUSA SOLUCIÓN

Presión más baja de lo

normal, tanta en alta presión

como en baja presión

La cantidad de refrigerante

puede ser escasa

Comprobar si existe fuga de

refrigerante

No enfría lo suficiente Posible fuga de refrigerante Reparar la perdida y hacer

vacío

Fuente: Propia.


83

Tabla N° 4- 3

El refrigerante no circula


Si el circuito está totalmente

obstruido, en el lado de baja

presión el manómetro indica

instantáneamente depresión

Posible obstrucción del

circuito de aire

acondicionado

Se observa la diferencia de

temperatura antes y después

de la pieza defectuosa

Si el circuito está parcialmente

obstruido, la indicación de

vacío la hace gradualmente

Posible obstrucción del

circuito de aire

acondicionado

Hacer un buen vacío

después de subsanar el

defecto.

Fuente: Propia.


Tabla N° 4- 4

Humedad en el circuito


EL sistema de aire

acondicionado funciona

normalmente al principio pero

más tarde empieza a dar señales

de vacío en el lado de baja

presión

Posible congelación

en la válvula de

expansión provocada

por la humedad

Comprobar la válvula de

expansión

Sustituir el filtro del

secador

Asegurarse de hacer un

buen vacío

Fuente: Propia.


84

Tabla N° 4- 5

El compresor no rinde


Alta presión en el lado de

baja y baja presión en el

lado de alta

Posible defecto del

compresor.

Comprobar el compresor.

Cuando se apaga el sistema

de aire acondicionado las

presiones de alta y baja se

igualan rápidamente.

Posible defecto del

compresor.

Mal funcionamiento interno del

compresor.

Fuente: Propia.


Tabla N° 4- 6

Exceso de refrigerante


Alta presión excesiva en el

lado de alta y en el lado de

baja presión

Posible exceso de

refrigerante

Comprobar la válvula de

expansión

Enfriamiento escaso Enfriamiento en el

condensador

Asegurarse de hacer un buen

vacío

Fuente: Propia.


Tabla N° 4- 7

Aire en el circuito


Las presiones están por

encima de lo normal

Hay aire en el circuito Cambiar el refrigerante

Existencia de burbujas de

aire en el circuito

Hay aire en el circuito Hacer un buen vacío para

extraer el aire.

Fuente: Propia.


85

4.13 Medidas de seguridad

Para evitar daños en el equipo y a las personas que lo manipulan. Tomar en cuenta las

siguientes medidas de seguridad.

1. Ninguna parte del circuito del refrigerante puede ser aflojada sin haber hecho

previamente el vaciado del circuito.

2. El refrigerante en contacto con la piel produce quemaduras de segundo grado

3. Para manipular el refrigerante utilizar gafas y guantes de seguridad

4. En lo posible evitar la inhalación de los gases refrigerantes y aceite lubricante.

5. El lugar donde se trabaje con gas refrigerante deben tener una adecuada ventilación

6. Si el líquido refrigerante ( R-134ªa) salpica a la piel o a los ojos, enjuague las zonas

afectadas con abundante agua.

7. Efectuar lentamente las operaciones de descarga del refrigerante para evitar derrame de

aceite.

8. Al momento de sustituir algún componente del circuito taponar los racores para evitar

la entrada de aire y humedad.

9. Asegúrese del buen estado, la limpieza del sistema didáctico.

10. En caso de que la presión suba excesivamente con riesgo de rotura del circuito, parar el

funcionamiento del compresor y dejar funcionando a máxima velocidad el

electroventilador.

86

11. Al vaciar el circuito refrigerante del sistema de aire acondicionado, debe siempre

recuperarse el refrigerante. Nunca debe liberar el refrigerante a la atmósfera.

87

CAPITULO V

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 Conclusiones

Se ha logrado el objetivo planteado de elaborar un sistema didáctico de aire

acondicionado automotriz funcional con PLC para los talleres de la Universidad

Tecnológica Equinoccial.

El Sistema de didáctico de aire acondicionado automotriz será útil para el estudiante

que tome la catedra de climatización que ayudará al estudiante a identificar cada una de

las instalaciones del sistema.

Todos los conocimientos adquiridos durante la formación profesional se ha aplicado en

el diseño y construcción del sistema.

Con este sistema didáctico los estudiantes de la Universidad Tecnológica Equinoccial

podrán realizar prácticas de climatización y electricidad del automóvil.

5.2 Recomendaciones

Llevar un mantenimiento preventivo de los elementos que conforman es sistema

didáctico de aire acondicionado automotriz.

Observar si el sistema tiene la carga correcta del refrigerante.

Adquirir por parte de las autoridades de la UTE un equipo de reciclaje del refrigerante,

de vacío y carga del refrigerante.

Antes de encender el sistema verificar que la batería tenca el voltaje adecuado para

arrancar el sistema.

88

Para alargar la vida de los componentes del sistema se debe descargar el sistema de

carga para de esta manera las válvulas solenoides no tengan una presión constante.

Cargue siempre el aire acondicionado a través del lado de baja presión

No realice la carga del gas mientras el compresor este caliente.

Siempre se debe utilizar manómetros durante el proceso de carga

El refrigerante se debe conservar en un lugar frío y oscuro, no se debe almacenar en

lugares donde la temperatura sea elevada o expuesta al sol.

Las piezas de sujeción de las conducciones deben apretarse o aflojarse utilizando las

herramientas correctas en medida y forma.

No se deben retirar los tapones ciegos de las porciones de acoplamiento de esta

manera se evita la entrada de humedad y polvo al sistema.

Cuando se manipule el refrigerante es necesario usar gafas de seguridad y evitar que

toque la piel.

Antes del encendido del sistema inspeccionar las mangueras de la línea de alta que no

presenten perforaciones o fuga de presión

La correa que une el compresor con el motor eléctrico debe tener la tensión adecuada

para el funcionamiento del sistema.

89

BIBLIOGRAFÍA

1. CENGEL, YUNUS Y OTROS. (2010). Termodinámica, Mexico,D.F. Programas

Educativos S.A.

2. FEBRER CANALS, M.A. (1993). Atlas de Química. Santa Fe-Colombia,

Panamericana formas e impresos s.a.

3. LESUR, LUIS. (2007). Manual de Refrigeración y Aire Acondicionado. Trillas

4. PELÁEZ, DAVID ALONSO. (2006). Técnicas del automóvil. Sistemas de

climatización. Paraninfo.

5. D. HERMÓGENES GIL MARTÍNEZ (2001), Manual del automóvil Reparación y

Mantenimiento. España.

6. HERNÁNDEZ GORIBAR EDUARDO (1975), Fundamentos de aire

acondicionado y refrigeración. México.

7. MITCHELL (1991), Manual de Reparación de Sistemas de Aire Acondicionado

Automotrices. España

8. SANCHEZ MARÍA TERESA (2001), Ingeniería del frío. Mundi Prensa.

9. VIRGIL MORING FYRES Y CLIFFORD MAX SIMMANG (1993)

Termodinámica. México.

10. WILLIAM C ORTHWEIN (1996) Diseño de componentes de máquinas. México

90

ANEXOS

91

ANEXO 1

92

ANEXO 2

93

ANEXO 3

94

ANEXO 4

95

96

97

98

99

100

101

102

ANEXO 5

ESPECIFICACIONES TERMÓMETRO LASER

103

Aplicaciones

Refrigeración y aire acondicionado de ventilación del calor

Industria automotriz

Campo de control de corriente y voltaje eléctrico y energía

Tratamiento de aguas y control de calidad de agua

Vigilancia del medio ambiente

Marina y el clima

Industria del gas

Industria alimentaria

Características

- Puntero de laser

- Indicador de batería baja

- Máximo, mínimo, promedio, dif

- Función de Hold data automático

- Alarma de temperatura muy baja o

alta

- Memoria para lecturas (12)

- Autoapagado en 7 segundos

- -50 a 700°C

- Utiliza batería de 9v (no incluida)

- Luz de fondo para pantalla

104

ANEXO 6

Dimensiones y características de tubería de cobre tipo ACR

105

ANEXO 7

Documents

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD ...repositorio.ute.edu.ec/bitstream/123456789/20059/1/7513...1 UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL Sede Santo Domingo FACULTAD DE CIENCIAS