aire acondicionado automotriz (1)

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    Refrigeracin Y A/C [AIRE ACONDICIONADO UTOMOTRIZ]

    Facultad De Ingenieria| Escuela Mecnica

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    INDICE

    Introduccin01

    Objetivo.02

    Aire Acondicionado Automotriz..03

    Funcionamiento05

    Partes de un sistema de aire

    Acondicionado automotriz07

    Refrigerantes..10

    Construccin de un sistema

    De aire acondicionado automotriz..11

    Mantenimiento.12

    Consejos para el mantenimiento

    Del aire acondicionado automotriz.13

    Como evitar malos olores en el sistema

    De aire acondicionado automotriz..14

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    IntroduccinEn la actualidad, el aire acondicionado no es considerado como un elemento de lujo, la mayora de

    los autos, incluyendo su versin base, lo traen de fbrica. Al mismo tiempo que aclimata el

    ambiente dentro del auto, elimina impurezas como el polvo y el polen.

    El sistema de calefaccin y aire acondicionado (A/A) est diseado principalmente para brindar

    comodidad al conductor y a los pasajeros.

    El Propsito es mantener dentro del vehculo la temperatura y la humedad dentro de un rangoque sea cmoda (confort) para las personas que se encuentran en el interior. Este Rango de

    temperatura ayuda a que el conductor se mantenga alerta.

    Los sistemas de calefaccin y aire acondicionado controlan diversos aspectos del media ambiente,

    el ms notorio es la temperatura. Otros dos aspectos importantes son la humedad y la limpieza de

    aire.

    Las altas temperaturas vividas en la actualidad conducen a un aumento considerable en el uso del

    aire acondicionado automotriz. A mayor frecuencia de utilizacin, mayor posibilidad de tener

    problemas en las unidades. Por lo tanto, el mantenimiento es muy importante para alargar el buen

    funcionamiento del equipo, mantener el confort de los pasajeros, evitar que se realicenreparaciones mas costosas y lograr un ahorro importante de combustible.

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    HISTORIA

    Los primeros autos no eran precisamente cmodos; sus neumticos delgados einteriores alfombrados proporcionaban un paseo muy incmodo. En el invierno los

    pasajeros se abrigaban, y en verano el aire acondicionado era el resultado de la brisaque soplaba al viajar a 15 mph. Nada es ms caliente que el interior de un auto, por loque cuando los fabricantes de autos comenzaron a cerrar las cabinas, era obvio que sedeba hacer algo con dicho calor; al principio se colocaron aberturas en el piso, peroesto trajo ms polvo y sucio que aire acondicionado.

    En 1884 William Whiteley tuvo la gran idea de colocar cubos de hielo en uncontenedor debajo de la cabina de los carruajes y soplar aire adentro por medio de unventilador conectado al eje. Una cubeta cerca de las aberturas del piso fue elequivalente en el automvil; luego vino un sistema de enfriamiento por evaporacin

    llamado Wheater Eye (Ojo climtico), en el que se produca un efecto de disminucinde la temperatura en el aire hacindolo pasar sobre agua. Dicho sistema todava seencuentra disponible en las VAN y los RV. Este sistema fue inventado por unacompaa llamada Nash.

    El primer auto con un sistema de refrigeracin como los actuales fue el Packard 1939,en el que una espiral enfriadora, que no era ms que un evaporador muy largo queenvolva toda la cabina, y cuyo sistema de control era el interruptor de un ventilador.

    Luego vino Cadillac, que produjo 300 autos con aire acondicionado en 1941. Estos

    primeros sistemas de aire acondicionado tenan una gran desventaja, no exista unembrague en el compresor, por lo que ste siempre estaba encendido mientras enauto estaba en funcionamiento, y para apagar el sistema, se tena que parar el auto,salir de ste, abrir el cap y quitar la correa del compresor. No fue sino hasta despusde la Segunda Guerra Mundial que Cadillac promocion una nueva caracterstica:controles para el aire acondicionado. Estos controles estaban localizados en el asientotrasero, por lo que el conductor deba estirarse hacia el asiento trasero para apagar elsistema, pero aun as era mejor que apagar el carro y desconectar la correa delcompresor.

    Los sistemas de aire acondicionado fueron por muchos aos una opcin no muycomn. No fue sino hasta 1966 que el Motor Seviche Manual public que se haban

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    vendido 3 560 000 unidades de aire acondicionado para automviles que las ventasde autos con la opcin de aire acondicionado se dispararon. Para 1987 el nmero deunidades de aire acondicionado vendidas fue de 19 571 000. En la actualidad seestima que el 80% de los carros y camiones pequeos en uso poseen unidades de aire

    acondicionado.

    El aumento de unidades de aire acondicionado instaladas el los autos en los 70s y los80s se debi a que a finales de los 70s, en los Estados Unidos las personas comenzarona mudarse haca estados ms calurosos. Luego las personas que compraban autosdeseaban que stos estuviesen equipados con todas las opciones disponibles. Losvendedores hacan ms dinero con estas opciones extras, por lo que comenzaron aincluir equipos de aire acondicionado como una caracterstica bsica y no como unaopcin, a pesar de ser una de las caractersticas ms caras. Con el tiempo las unidadesde aire acondicionado fueron mejorando, por lo que los conductores no tuvieron quepreocuparse por el calor que pasaban debido a que sus unidades de aireacondicionado no funcionaban bien.

    Hoy da, las unidades de aire acondicionado son muy eficientes, con sistemasmodernos como el ATC (Control automtico de temperatura, por sus siglas en ingls),que es ms confiable que los viejos termostatos. Las computadoras a bordo tambin seaseguran que tanto el conductor como los pasajeros se sientan cmodos.

    Las unidades de aire acondicionado automotoras estn evolucionando continuamente,ahora hay ms diseos de compresores y nuevos componentes electrnicos que

    mejoran la eficiencias de estos equipos; y no solo los componentes estnevolucionando, por parte de los refrigerantes, los CFC (clorofluorocarbonos, tambinconocidos como R12 o fren) estn siendo reemplazados por otros gasesrefrigerantes como el R134, que no contiene cloro, debido a que son contaminantes,especialmente dainos para la capa de ozono.

    FUNCIONAMIENTO

    El aire acondicionado de un autofunciona igual que el refrigerador,donde un gas es comprimido por un

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    compresor, para luego dejarlo descomprimir. Al volverse nuevamente gas, absorbetemperatura de la zona logrndose valores menores al 0 C, que llegan al interior delauto a travs de un ventilador.

    La diferencia del circuito con el refrigerador, es que al existir vibraciones ymovimientos entre las partes conectadas, es necesario utilizar mangueras de goma(gruesas), por cuyos poros puede producirse el escape de gas si no ha circularlodurante mucho tiempo.

    Cualquier sistema de aire acondicionado automotriz emplea 4 partes bsicas; uncompresor mecnico impulsado por el motor del vehculo; una vlvula de expansin lacual es una restriccin hacia donde bombea el compresor; y 2 intercambiadores de

    calor; el evaporador y el condensador. Adems, se requiere del refrigerante (colorfluorescente) que fluye a travs del sistema.

    El compresor utiliza potencia del motor para comprimir y circular el gas refrigerante atravs del sistema. El refrigerante pasa a travs del condensador localizado frente alradiador (en forma cuadrado y apanalado) en su camino de la salida del compresorhacia la vlvula de expansin. El refrigerante pasa de la vlvula de expansin alevaporador (localizado dentro del auto) y, despus de pasar por la tubera delevaporador, es regresado al compresor.

    Cuando el compresor entra en funcionamiento, jala refrigerante de la tubera delevaporador y lo empuja hacia la tubera del condensador disminuyendo la presin delevaporador e incrementando la del condensador. Cuando las presiones de operacinadecuadas se establecen, la vlvula de expansin se abre, permitiendo al refrigeranteregresar al evaporador a la misma velocidad que el compresor lo est retirando. Bajoestas condiciones, la presin en cada punto del sistema alcanza un nivel constante,pero la presin del condensador ser mucho mayor que la presin del evaporador.

    La presin en el evaporador es lo suficientemente baja para que el punto de ebullicindel refrigerante sea bastante inferior a la temperatura interior del vehculo, por lo

    tanto, el lquido se evapora, remueve calor del interior y sale del evaporador comogas. El efecto calorfico producido al pasar el refrigerante a travs del compresor leimpide al gas licuarse y ocasiona que sea descargado del compresor a muy altastemperaturas. Este gas caliente pasa al condensador. La presin en este lado delsistema es lo suficientemente alta para que el punto de ebullicin del refrigerante estmuy por encima de la temperatura exterior. El gas se enfriar hasta llegar a su puntode ebullicin y se condensar al ser absorbido el calor por el aire exterior. El

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    refrigerante lquido se vuelve a forzar a travs de la vlvula de expansin por lapresin del condensador.

    El refrigerante a utilizar debe ser un lquido con un punto de ebullicin bajo para

    poder hacer uso prctico de la transferencia de calor que ocurre cuando un lquido seevapora.

    PARTES DE UN SISTEMA DE AIRE ACONDICIONADO AUTOMOTRIZ

    La mayora de los vehculos existentes poseen tres diferentes tipos de sistemas de aireacondicionado, pero la concepcin y el diseo de estos tipos muy similares. Loscomponentes ms comunes de estos sistemas son:

    Compresor

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    Comnmente denominado el corazn del sistema,como su nombre lo indica, comprime el gasrefrigerante tomando para ello potencia del motormediante una transmisin de corre. Los sistemas

    de aire acondicionado estn divididos en dos lados,el lado de alta presin y el lado de baja presin;tambin denominados descarga y succinrespectivamente. La entrada del compresor toma elgas refrigerante de la salida del evaporador, y enalgunos casos lo hace del acumulador, paracomprimirlo y enviarlo al condensador, dondeocurre la transferencia del calor absorbido de dentro del vehculo.

    Funcin del compresor:

    Asegurar la circulacin de fluido frigorfico en la cadena de componentes del circuitode climatizacin

    Asegurar la compresin del fluido entre la salida del evaporador y la entrada alcondensador.

    Condensador

    Aqu es donde ocurre la disipacin del calor. Elcondensador tiene gran parecido con elradiador debido a que ambos cumplen la mismafuncin. El condensador est diseado paradisipar calor, y normalmente est localizadofrente al radiador, pero a veces, debido aldiseo aerodinmico de la carrocera delvehculo, se coloca en otro lugar. Elcondensador debe tener un buen flujo de aire siempre que el sistema est enfuncionamiento. Dentro del condensador, el gas refrigerante proveniente delcompresor, que se encuentra caliente, es enfriado; durante el enfriamiento, el gas se

    condensa para convertirse en lquido a altapresin.

    Evaporador

    El evaporador est localizado dentro delvehculo, y sirve para absorber tanto el calor

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    como el exceso de humedad dentro del mismo. En el evaporador el aire caliente pasa atravs de las aletas de aluminio unidas a los tubos; y el exceso de humedad secondensa en las mismas, y el sucio y polvo que lleva el aire se adhiere a su vez a lasuperficie mojada de las aletas, luego el agua es drenada hacia el exterior.

    La temperatura ideal del evaporador es 0 C (32 F). El refrigerante entra por el fondodel evaporador como lquido a baja presin. El aire caliente que pasa a travs de lasaletas del evaporador hacen que el refrigerante dentro de los tubos se evapore (elrefrigerante tiene un punto de ebullicin muy bajo). En el proceso de evaporizacin elrefrigerante absorbe grandes cantidades de calor, el cual es llevado por el refrigerantefuera del interior del vehculo. Existen otros componentes de los sistemas de aireacondicionado que trabajan en conjunto con el evaporador, puesto que deben existircontroles para mantener la presin baja, y la temperatura, puesto que si stadisminuye por debajo del valor mencionado anteriormente, el agua producto de lacondensacin del exceso de humedad no solo se condensar, sino que se congelaralrededor de los tubos del evaporador, y esto disminuye la eficiencia de latransferencia de calor en el mismo.

    Dispositivos reguladores de presin

    La temperatura del evaporador puede ser controlada mediante la regulacin del flujoy la presin del refrigerante dentro del mismo. Existen muchos dispositivos creadospara tal fin, a continuacin se presentarn los que se encuentran ms comnmente:

    Tubo orificio: Es probablemente el dispositivo ms usado para regular la presin, y esel que ms se utiliza en los vehculos de la Ford y la GM. Est localizado en el interiordel tubo de entrada del evaporador, o en la lnea de lquido, en algn lugar entre elcondensador y la entrada del evaporador. Para conocer la ubicacin exacta de estedispositivo, basta con tocar la lnea de lquido y ubicar el punto donde la temperaturapasa de caliente a fro.

    Vlvula de expansin trmica: Otro regulador de presin muy comn es la vlvula deexpansin trmica, o TXV. ste tipo de vlvula mide tanto la temperatura como lapresin, y es muy eficiente regulando el flujo de refrigerante que entra al evaporador.

    Existen diversos tipos de TXV; pero, a pesar de ser muy eficientes, tienen ciertasdesventajas con respecto al sistema de tubo orificio, pues al igual que el tubo orificiose pueden obstruir con las impurezas del refrigerante, pero adems poseen pequeaspartes mviles que se pueden atascar y tener un mal funcionamiento debido a lacorrosin.

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    Depsito secador

    El depsito secador se utiliza en el lado de alta presin de lossistemas que utilizan una vlvula de expansin trmica. ste tipo

    de vlvula requiere de lquido refrigerante, y para tener laseguridad de que slo eso entrar a dicha vlvula, se utiliza eldepsito secador, el cual separa el gas y el lquido, adems deeliminar la humedad y filtrar las impurezas. Normalmente eldepsito secador tiene un vidrio de nivel, en la parte superior, elcual se utiliza para recargar el sistema; en condiciones normales,las burbujas de vapor no deben ser visibles por el vidrio de nivel.

    Acumulador

    Los acumuladores normalmente son utilizadosen sistemas que utilizan tubo orificio, y estnconectados a la salida del evaporador, en dondealmacena el exceso de lquido que no se evaporo,debido a que si este lquido pasa al compresorste se puede daar; aunque sta es su funcinprincipal, el acumulador tambin sirve paraeliminar la humedad y las impurezas.

    REFRIGERANTES

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    Anteriormente los sistemas de aire acondicionado automotores utilizaban como fluidode trabajo un refrigerante denominado clorofluorocarbono-12 (CFC12 o como esconocido comercialmente, Fren); pero estudios han determinado que el CFC12 daala capa de ozono, por lo que se dejo de fabricar en 1995, aunque todava existen

    grandes inventarios de dicho refrigerante que estn siendo usados hasta que se agotela existencia, aparte que el reciclaje del mismo asegura que seguir estando disponiblepor un tiempo.

    Para sustituir al CFC12 se utiliza el R134, el cual es el nico refrigerante alternativoque ha sido probado y recomendado por los fabricantes de automviles, que ademsaceptado por la EPA (Agencia estadounidense para la proteccin ambiental, por sussiglas en ingls); por lo que es utilizado en todos los automviles fabricados a partirde 1995.

    Existen otros refrigerantes alternativos en el mercado, como el GHGX4, una mezclade los siguientes refrigerantes: R22, R142b, R124 y una pequea cantidad(alrededor de 4%) de R600 (ISO butano). Este s el refrigerante utilizado comosustituto para convertir los equipos ya instalados de aire acondicionado en los autosantiguos, con el fin de reemplazar el R12. El isobutano presente en el GHGX4 ayudaa que el aceite lubricante arrastrado con el refrigerante regrese al compresor, por loque no es necesario cambios de aceite; y el isobutano se encuentra en tan pequeaproporcin que el refrigerante no se convierte en inflamable, por lo que no existepeligro de explosin.

    CONSTRUCCIN DEUN SITEMA DE AIRE ACONDICIONADOAUTOMOTRIZ

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    El aire que es tomado pasando a travs del evaporador y es separado por unregulador, es mezclado con el aire que est pasando a travs del ncleo del calentador.Las dos corrientes de aire son luego combinadas y sopladas hacia afuera. Para ajustarla temperatura, la cantidad de aire que pasa a travs del ncleo del calentador es

    ajustada por el regulador mezclador de aire, cambiando las proporciones de aire fro yaire caliente.

    MANTENIMIENTO DE AIREACONDICIONADO AUTOMOTRIZ

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    Muchas de las compaas fabricantes de aires acondicionados automotricesgeneralmente recurren a convenios de tipo econmico o subvenciones con intereses alas empresas madre que construyen los equipos de aires acondicionados paraautomviles y esto a veces es una forma de garantizar confianza a los usuarios.

    Dejndoles en claro que en realidad en lo que responde a temperatura y comodidaddentro del auto se encarga una determinada empresa en particular (generalmente deuna marca de renombre) para obtener esa lealtad necesaria y sentir que lo que seencuentra dentro del vehculo es de una excelente calidad. Los objetivos querealmente son planteados a la hora de realizar un mantenimiento de aireacondicionado automotriz son bsicamente cinco conceptos primordiales.

    Dentro de ellos se encuentra el hecho de preservar siempre y en el tiempo latransparencia, lealtad y rapidez en el momento de la obtencin del confort trmico.Donde el usuario tiene la capacidad de elegir el fro o calor deseado y junto con esto lacapacidad de regular la capacidad de expulsin y el caudal de aire. La forma deconservar esta calidad de fro y caudal es mantener cuidadosamente el sistema deapertura de las paletas (en el caso de que no sea un sistema de aire acondicionadoelectrnico) limpiando restos de polvo que se encuentran dentro del habitu interiordel automvil.

    sta tarea se puede realizar a cabo perfectamente con cualquier pao suave, comopuede ser una tela lisa y suave al tacto, sumando la colocacin de siliconas lquidascomo para as tambin realzar valores estticos. Otro de los puntos importantes

    dentro de un mantenimiento de aire acondicionado automotriz es la correctapreservacin de los sistemas de automatizacin de las funciones de seguridad (dentrode los sistemas de aire automotrices electrnicos particularmente). Donde la mayorade los climatizadores internos del sistema electrnico constan con una funcin dedesempaado de vidrios que generalmente con la mala utilizacin o con el desintersde realizar un mantenimiento de un equipo de aire acondicionado automotriz se dejande lado y provocan su ruptura o falla sistemtica.

    CONSEJOS PARA EL MANTENIMIENTO DE AIRE ACONDICIONADOAUTOMOTRIZ

    La preservacin del sistema de aireacondicionado automotriz es un factor del quecada usuario debera estar atento. Ya quecomnmente los equipos de aires

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    acondicionados diseados para los automviles vienen con cada vez ms funciones,pero a su vez, en la contraparte, su continuo funcionamiento les provoca un granesfuerzo. Esto diagramado y extendido a futuro sin dudas en algn momentosignificar un problema. Problema evitable a su vez si se realiza un correcto

    mantenimiento. En algunos casos en particular, a raz de no generar ningn tipo demantenimiento de aire acondicionado automotriz suele ser bastante comn laaparicin de olores indeseados provenientes del caudal de aire que sale a travs de laspaletas. Una serie de tareas son recomendadas naturalmente para suprimir cualquiertipo de olor proveniente del equipo y son bsicamente las siguientes. En primer lugar,sustituir con regularidad constante el filtro del habitculo para evitar problemasrespiratorios (debido al polvo depositado y los caros que esto provocaconsecuentemente). Como segunda medida provisional para el mantenimiento de aireacondicionado automotriz utilizar productos de limpieza que no repercutan sobre los

    revestimientos del componente evaporador. Ya que con algn qumico se podra llegara daar.

    Otro de los puntos a tener en cuenta es tener chequeados, limpios y verificados losorificios de evacuacin de condensados. sta no es una tarea menor, porque al noestar limpios podran ocasionar una falla importante al equipo de aire acondicionadointegro.

    Por ltimo, si el problema no seviera solucionado a travs de alguna de las medidasanteriormente mencionadas se recomienda proceder al desmontaje y la sustitucin de

    la unidad evaporadora, en el caso de que realizar el mantenimiento de aireacondicionado automotriz se nos complique por diversos factores.

    Contando obviamente con algn supervisor con experiencia en ste tipo deproblemticas ya que suele ser una tarea tediosa para alguien que quizs no tiene laexperiencia suficiente. Reparando y cambiando la unidad evaporadora se estaraasegurando de haber realizado todas las medidas para un perfecto mantenimiento deaire acondicionado automotriz. La unidad evaporadora, junto con la unidadcondensadora y el fluido trmico son tres de las partes imprescindibles en el circuitode funcionamiento del equipo de aire acondicionado. Es por eso que asegurndonos

    de que cada uno funcione y consuma los niveles adecuados, junto con el respectivomantenimiento de aire acondicionado automotriz preventivo nos va a garantizar sindudarlo una extensin en la vida til de todo equipo de aire acondicionado de tipoautomotriz. Tenerlo en cuenta y estar atento a cada sntoma de un posible malfuncionamiento del equipo de aire acondicionado corre por cuenta independiente eindividual de cada uno.

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    COMO EVITAR MALOS OLORES EN EL SISTEMA DE AIREACONDICIONADO AUTOMOTRIZ

    Si el sistema no se pone en funcionamiento cada cierto tiempo, lo ms probable es quese llene de hongos, los cuales no slo provocarn mal olor u olor a rancio, sino quedaarn el circuito y pondrn en riesgo la salud de los ocupantes al tener que respiraraire malo. Por eso, al aire acondicionado (AA) hay que activarlo siempre al menoscada 10 o 15 das, durante 10 a 15 minutos a fin de evitar hongos y malos olores en elhabitculo.

    Ello ocurre porque el depsito crea micro bacterias, ya que es oscuro y mantiene lahumedad generada por el condensador y evaporador del sistema. Adems, al estar en

    funcionamiento todo el circuito se lubrica, pues trabaja con aceite. Quizs por elloahora al encender el AA, se perciben esos malos olores. As que, debemos hacerlofuncionar de vez en cuanto para que el AA tenga mayor vida til, pues como trabajacon gas, necesita la lubricacin que le da el aceite en movimiento. Si est detenido, elaceite se decanta y comienza a crear hongos, que pueden producir cierta corrosin yhasta llevar a una fuga del gas (que se gasta antes de lo normal, que son dos aos). Sinembargo, el problema mayor es que respirar los malos olores puede ser perjudicialpara la salud.

    Conclusiones

    Los sistemas de calefaccin y aire acondcionado automotriz se encargan de controlar

    varios aspectos del medio ambiente como la humedad y la limpieza del aire pero el mas

    notorio es la temperatura der esta forma brinda comodidad al conductor y a los pasajeros.

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    Uno de los propsitos del sistema de calefaccin y aire acondicionadoautomotrizes que

    estdiseado principalmente para brindar comodidad y confort al conductor para que

    este pueda mantenerse alerta.

    Bsicamente, la mayora de los equipos de Aire Acondicionado automotriz constan decondensador, evaporador, vlvula de expansin compresos y un conjunto de controles

    como arns, termostato, perillas, etc. Cabe mencionar que tambin incluyen sus bases y

    mangueras. todo est hace que el funcionamiento del equipo empiece desde su

    instalacin hasta cuando en el interior del vehculo alcanza una temperatura determinada.

    Es importante conocer las aplicaciones del sistema de aire acondicionado automotriz para

    su utilizacin y principalmente conocersus procedimientos adecuados en el

    mantenimiento y as prolongar la vida til del sistema como garantizar una muy buena

    eficiencia.

    Recomendaciones Las altas temperaturas vividas en la actualidad conducen a un aumento considerable en el

    uso del aire acondicionado automotriz. A mayor frecuencia de utilizacin, mayor

    posibilidad de tener problemas en las unidades. Por lo tanto, es importante estar

    preparados para satisfacer esta demanda, informndose sobre el proceso correcto de

    instalacin y mantenimiento, que garantizan el funcionamiento del dispositivo en forma

    eficaz.

    Otra sugerencia muy importante es elegir siempre productos de calidad, ya que el uso de

    lquidos de dudosa procedencia puede traer muchos problemas en el sistema, como la

    prdida de eficiencia y futuras fugas del fluido. El R-134a, por ejemplo, debe ser 100%

    puro en su composicin, de lo contrario puede producirse el dao mencionado

    anteriormente.

    revisar el equipo de aire acondicionado del automvil una vez al ao, independientemente

    del kilometraje, para verificar las mangueras del sistema, cambiar el filtro deshidratador,

    revisar si hay fugas y completar el sistema con el fluido necesario.

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