1. principios físicos de climatizacion

CURSO AIRE ACONDICIONADO EN VEHÍCULOS

DISPOSICIÓN ESQUEMÁTICA DE UNA INSTALACIÓN DE AIRE ACONDICIONADO

FUENTES DE CALOR EN EL INTERIOR DEL VEHICULO

El cuerpo humano100Kcal/h

Calzada

Motor y escape Guarnecidos

Insolación

INTERCAMBIO DE CALOR

TIPOS DE CRISTALES

a Radiación absorbida

r Radiación reflejada

t Radiación transmitida

8%

12%

80 %

47%

47%

Atérmico

SEGÚN EL ESTADO DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA LOS CUERPOS SE

CLASIFICAN DE LA SIGUIENTE MANERA:

SÓLIDOS

POSEEN VOLUMEN Y FORMA DEFINIDOS

LÍQUIDOS

POSEEN VOLUMEN DEFINIDO Y LA FORMA DEL RECIPIENTE QUE LO CONTIENE

AERIFORMES

POSEEN EL VOLUMEN Y LA FORMA DEL RECIPIENTE QUE LOS CONTIENE

UN AERIFORME, EN FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA A LA QUE SE ENCUENTRA SE CONSIDERA:

GAS CUANDO SE ENCUENTRA A UNA TEMPERATURA IGUAL

O SUPERIOR A LA CRÍTICA

VAPOR CUANDO SE ENCUENTRA A TEMPERATURA INFERIOR A LA TEMPERATURA CRÍTICA

TEMPERATURA CRITICA

TEMPERATURA SOBRE LA CUAL UN GAS NO PUEDE SER LICUADO SOLO CON

PRESIÓN. A ESTA TEMPERATURA, NO HAY DISTINCIÓN ENTRE LÍQUIDO Y

VAPOR, TENIENDO AMBOS LA MISMA DENSIDAD Y CONSTITUYENDO UN

SISTEMA HOMOGÉNEO.

GASES

SUSTANCIAS AERIFORMES CUYA TEMPERATURA CRÍTICA ES INFERIOR A LA TEMPERATURA AMBIENTE MEDIA , Y NO SE PUEDE CONDENSAR A LA TEMPERATURA AMBIENTE

VAPOR

SUSTANCIA AERIFORME CUYA TEMPERATURA CRÍTICA SE ENCUENTRA POR ENCIMA DE LA TEMPERATURA AMBIENTE, Y SE PUEDE CONDENSAR A DICHA TEMPERATURA

VARIABLES TERMODINAMICAS

PRESIÓN

Fuerza por unidad de superficie

PRESIÓN ATMOSFÉRICA

UNIDADES

S.I. 1 PASCAL (Pa) = 1 N/m2

Newton = Fuerza que proporciona una aceleración de 1m/s2 a una masa de un kg.

OTRAS UNIDADES ADMITIDAS

AL SER EL PASCAL UNA UNIDAD MUY PEQUEÑA , EXISTEN OTRAS UNIDADES

QUE SON DE USO MAS FRECUENTE

1Bar = 100.000 Pa = 100 Kpa = 1.02 Kg/ cm2

1 Kg/ cm2 = 0.98 bar

PRESION ABSOLUTA

EL INICIO DE MEDIDA CORRESPONDE AL VACIO ABSOLUTO O PRESION “ 0 “ Y EL “1” A LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA NORMAL

P. abs. = Presión medida + presión atmosférica

PRESION RELATIVA

ES LA PRESIÓN MEDIDA SOBRE LA PRESION ATMOSFERICA

VACIO O DEPRESION

ES LA PRESIÓN MEDIDAD POR DEBAJO DE LA ATMOSFÉRICA

APARATOS DE MEDIDA

MANOMETROS

VACUOMETROS

CALOR Y TEMPERATURA

EL CALOR Es una forma de energía (térmica),poseida por un cuerpo debido al movimiento de las moléculas.

Parte de la energía que en un determinado proceso pasa de un cuerpo con temperatura superior a otro con temperatura inferior.

EFECTOS PRODUCIDOS POR EL CALOR

-Variación de la temperatura

-Cambios en el estado físico

-Reacciones químicas

-Producción de trabajo mecánico

TRANSMISION DEL CALOR

CONDUCCION

RADIACION

CONVECCION

De manera espontanea siempre del más caliente al más frío

Entre sólidos Fluídos

Sin contacto, ondas electromagnéticas (rayos infrarrojos)

SENTIDO DE TRANSMISIÓN DE LA ENERGÍA CALORÍFICA

UNIDADES DE MEDIDA

Caloría (cal)

Cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de un gramo de agua destilada a presión atmosférica normal y a nivel del mar de 14,5º C a 15,5º C

Kcal

Elevar la temperatura en idénticas condiciones a un kg de agua

Países anglosajones

BTU British Thermal Unit

BTU= 252 cal

S.I.M JULIO

cal = 4,186 Julios

Kcal = 3,968 BTU

BTU = 1054,87 Julios

EQUIPOS FRIGORÍFICOS

FRIGORIA CUANDO SE EXTRAE UNA Kcal DEL LUGAR A

REFRIGERAR

Países anglosajones ton of refrigeration (ton)

extracción de 288000 BTU/día

ton = 12000 BTU/h = 3027 Kcal/h = 12672 Kj/h = 3,52 KW

TEMPERATURAIndica la cantidad de calor contenida en un cuerpo

Depende de la masa y del volumen del cuerpo

UNIDAD DE MEDIDA

GRADO varia según la escala utilizada

ESCALAS DE TEMPERATURA

ESCALA CELCIUS ºC divide el intervalo desde que se derrite el hielo 0ºC hasta que entra el agua en ebullición , 100º C en 100 partes

Agua destilada a una presión atmosférica a nivel del mar

La ausencia de calor se encuentra a -273,16 º C

ESCALA ABSOLUTA O KELVIN

La ausencia de calor corresponde con el 0 absoluto.

El hielo derrite a 273,16 ºK y la temperatura de ebullición es 376,16ºK

ESCALA FAHRENHEIT (en paises anglosajones)

ESCALAS DE TEMPERATURAS

CAMBIOS DE ESTADO

FUSION

EVAPORACIÓN

A B

6

1

51

6

TRANSFORMACIÓN DEL ESTADO FÍSICO DEL AGUA

TRANSFORMACIÓN DEL ESTADO FÍSICO DE LOS CUERPOS

Cambios de estado

CANTIDAD DE CALOR INTERCAMBIADO

Ejemplo de absorción y cesión de calor

1-CALOR SENSIBLE calor que provoca el cambio de temperatura no de estado

2-CALOR LATENTE calor necesario para provocar el cambio de estado sin cambio de temperatura.

3-CALOR ESPECIFICO calor necesario para elevar la tª de 1 Kg de materia en 1º C

4-CALOR LATENTE DE CONDENSACIÓN

calor liberado al pasar de vapor a líquido manteniendo la temperatura

5-CALOR LATENTE DE EVAPORACIÓN

calor absorbido al pasar de líquido a vapor manteniendo la temperatura

6-CALOR LATENTE DE FUSION

calor absorbido al pasar de sólido a líquido manteniendo la temperatura

ºC

100

0

-5025 80 100 539 Kcal

CALOR LATENTECALOR SENSIBLE

SOLIDO

LIQUIDO

VAPOR

HIELO

AGUA

ESTADO DIFASICO

ESTADO DIFASICO

A-VAPOR SATURADO vapor a la temperatura de evaporación que se encuentra en contacto con líquido

B-VAPOR SECO vapor a superior temperatura que la de evaporación

C-TEMPERATURA CRITICA La máxima temperatura por encima de la cual ya no se puede licuar un gas , cualquiera que sea la presión aplicada

Tº C

EFECTO DE LA PRESIÓN SOBRE LA EVAPORACIÓN DEL AGUA

EFECTO DE LA PRESIÓN SOBRE LA EVAPORACIÓN DEL AGUA

EFECTO DE LA PRESIÓN SOBRE LA EVAPORACIÓN DEL AGUA

INFLUENCIA DE LA PRESION EN LOS CAMBIOS DE ESTADO

A MAYOR PRESION MAYOR PUNTO DE EBULLICION

A MENOR PRESION MENOR PUNTO DE EBULLICION

REDUCCIÓN DE VOLUMEN aumenta presión y temperatura

AUMENTO DE VOLUMEN disminuye presión y temperatura

P xV= RT

T=cte Si disminuye el volumen aumenta la presión

Si a aumenta el volumen disminuye la presión

P=cte Si aumenta la temperatura aumenta el volumen

Si disminuye la temperatura disminuye el volumen

V= cte Si aumenta la temperatura aumenta la presión

Si disminuye la temperatura disminuye la presión

CAMBIOS DE ESTADO

PROVOCADOSPOR EL

DESCENSO DE LA PRESIÓN

O LA TEMPERATURA.

CAMBIOS DE ESTADO PROVOCADOS POR EL

ASCENSO DE LA PRESIÓN O LA

TEMPERATURA.

Representación gráfica de la ley de Boyle-Mariotte

HUMEDAD

Humedad relativa la cantidad de vapor de agua existente en el aire a esa temperatura

Se expresa en % respecto a igual volumen de aire saturado a P atm

Poca humedad Se reseca la garganta y las fosas nasales

Humedad alta Dificulta la evaporación del sudor, sensación de pegajosidad

El aumento de humedad relativa se puede compensar con una disminución de la temperatura de 2 a 3ºC

VELOCIDAD DEL AIRE Y PUREZA DEL AIRE

VELOCIDAD DEL AIRE 0,01 A 0,25 m/sg

recomendado de 0,07 a 0,13 m/sg

CAUDAL DE RENOVACION 10 a 80 m3/h

recomendado 13 m3/h

FUNCIONAMIENTO DEL ACONDICIONADOR

A- AIRE AMBIENTE (caliente, impuro y húmedo)

B-ACONDICIONADOR DE AIRE (Evaporador)

C-AIRE ACONDICIONADO (fresco, ventilado y deshumificado)

Fluído cedente

Fluído absorbente

AREA DEL BIENESTAR

18 > T º C >30

30 % >H >70 %

0,07 > Va >0,25 m/sg

Circuito básico de aire acondicionado

Componentes de un sistema de aire acondicionado.

Circuito de aire acondicionado con válvula de expansión.

Circuito de aire acondicionado con válvula de espiga o estrangulador.

Esquema de presiones, temperaturas y estados de la materia, en una instalación de aire acondicionado.

Relación entre presiones y temperaturas, en las zonas de alta y baja.

FLUIDO REFRIGERANTE

ES EL MEDIO DE TRANSPORTE PARA EL CALOR DESDE EL PUNTO EN QUE SE EXTRAE DEL HABITÁCULO ( EVAPORADOR ) HASTA EL PUNTO EN QUE SE CEDE AL EXTERIOR ( CONDENSADOR )

PARA PRODUCIR FRÍO DE UNA MANERA RÁPIDA SE NECESITA UN ELEMENTO QUE SE EVAPORE A BAJAS TEMPERATURA ( MUY VOLATIL )

Curva de presión de refrigerante R134a.

CARACTERÍSTICAS

• BAJO PUNTO DE EBULLICIÓN

• TEMPERATURA DE CONGELACIÓN MUY BAJA

• COMPOSICIÓN QUÍMICA ESTABLE DENTRO DEL CIRCUITO

• NO TIENE ACCIÓN CORROSIVA SOBRE LOS METALES Y GOMAS

• ES FACILMENTE DETECTABLE EN CASO DE FUGA

• NO TIENE AFINIDAD CON LOS COMPONENTES ATMOSFÉRICOS

EN LA NATURALEZA NO EXISTE NINGÚN FLUIDO QUE POSEA ESTAS CUALIDADES, POR LO QUE ES NECESARIO RECURRIR A PREPARADOS QUÍMICOS

TIPOS

• R12 ( CFC-12 )ESTE PRODUCTO AL CONTENER CLORO CCL2F2 ESTÁ PROHIBIDO POR SER UNO DE LOS RESPONSABLES DE LA DESTRUCCÓN DE LA CAPA DE OZONO

CARACTERISTICAS DEL R 12

Baja toxicidad <20%

Estabilidad química. Con el agua ácido fluorhídrico F2OH ataca al Fe, Cu y Al

Facilidad de mezcla con lubricantes

Elevado calor de evaporización

No se incendia ni explosiona . Forma fosfogeno en presencia de llamas

Presiones de trabajo moderadas

Compatibilidad química con los metales comunes SALVO Zn y Mg

Bajo coste.

Por encima de 150º se transforma en un gas mortal ( gas mostaza)

TEMPERATURA DE EVAPORIZACIÓN A P ATM DE -30ºC

• R134a ( HFC-134a ) FLUIDO USADO EN LA

ACTUALIDAD POR NO SER PERJUDICIAL PARA LA CAPA DE OZONO

CH2FCF3 ( TETRAFLUORETANO )

CARACTERISTICAS DEL R 134a CH2FCF3

TETRAFLUOR-ETANOBaja toxicidad

Estabilidad química

Facilidad de mezcla con lubricantes

Elevado calor de vaporización

No se incendia ni explosiona

Presiones de trabajo moderadas

Compatibilidad química con los metales comunes

Bajo coste

TEMPERATURA DE EVAPORIZACIÓN A P.ATM DE -26ºC

• AL TENER COMPOSICIÓN MOLECULAR DISTINTA NO PUEDEN UTILIZARSE PARA INSTALACIONES EN LAS QUE NO ESTE PREVISTO SU USO

GASES EMPLEADOS EN REFRIGERACION

CFC

R 12 TURISMOS CCl2F2

R 22 AUTOBUSES CClF2

R 502 CAMIONES FRIGORIFICOS

Mezcla R22 y R115 (48,8 % y 51,2 %)

R 134 a TURISMOS CH2FCF2

R 407 c AUTOBUSES

R 404a CAMIONES FRIGORIFICOS BP

R 507 CAMIONES FRIGORIFICOS AP

SUSTITUTOS HFC

R 12 Influye sobre la reducción de la capa de ozono1995 finalizó la fabricación e importación

2000 fin de utilización

R 22 fin de fabricación 2015

OZONO

-Intercepta UV

-Participa en el equilibrio térmico

LIQUIDO

GAS

CURVA DE SATURACION DEL R134a

R12 DESTRUYE LA CAPA DE OZONO

R134a CONTRIBUYE AL EFECTO INVERNADERO

1-Los rayos solares penetran en la atmósfera

2-Los gases de escape y los impulsores aumentan el CO2 y los oligogases ( CFC y metano) en las capas altas de la atmósfera

3-La tierra se calienta por la acción de los rayos solares

4- La tierra irradia enegía térmica

5-El CO2 y los oligogases reflectan la radiación térmica

6-Como resultado aumenta la temperatura de la superficie terrestre

Potencial de destrucción de la capa de ozono

Potencial de efecto invernadero

R 12 R134a

Bombona de refrigerante

NORMAS DE SEGURIDAD

UTILIZAR SIEMPRE GAFAS Y GUANTES DE PROTECCIÓN

EVITAR EL CONTACTO DEL REFRIGERANTE CON LA PIEL

EVITAR LA INHALACIÓN PROLONGADA DE VAPORES

NO TRABAJAR CERCA DE SUSTANCIAS INFLAMABLES

NO MANIPULAR NI MODIFICAR LA REGULACIÓN DE LAS VÁLVULA DE

DESAHOGO Y DE SEGURIDAD DE LOS EQUIPOS DE TRATAMIENTO

NO LLENAR CON REFRIGERANTE NINGÚN RECIPIENTE QUE NO ESTÉ

HOMOLOGADO

PRECAUCIONES A ADOPTAR CON LOS COMPUESTOS FRIGORIGENOS

No exponer los contenedores a los rayos solares

No utilizarlos en presencia de llamas libres

Guardarlos en lugares con buena ventilación

No exponer partes del cuerpo a la salida del gas produce quemaduras importantes

Trabajar con guantes y gafas protectoras