El funcionamiento de un aire acondicionado es una especie de misterio para muchos de nosotros. Los hornos son fciles de entender: calientan el aire y lo inyectan por toda la casa a travs de los conductos. Las calderas producen agua caliente o vapor y la desplazan por la casa mediante tuberas. Pero, cmo producen los sistemas de aire acondicionado un agradable aire fro y deshumidificado?Cmo Funciona un Aire AcondicionadoPiense en un aparato de aire acondicionado como una mquina que extrae el calor de su casa y lo bota fuera de ella mediante el uso de cinco partes interrelacionadas: Refrigerante Compresor Condensador Vlvula de Expansin Bobina del EvaporadorExistenmuchos tipos de sistemas de aire acondicionadoque se pueden utilizar en el hogar, incluyendo de ventana, porttil, sin ductos y aire acondicionado central. Sin embargo, todos ellos utilizan los siguientes componentes y refrigeracin de expansin directa.RefrigeranteEl refrigerante es la "sangre" que bombea a travs del sistema de aire acondicionado. Cambia de estado de vapor de gas a lquido a medida que recoge el calor de la casa y lo saca al exterior. El refrigerante es especial, ya que tiene un punto de ebullicin muy bajo, lo que quiere decir que cambia de lquido a vapor a bajas temperaturas.CompresorPiense en el compresor como una especie de "corazn" del sistema que bombea refrigerante por todos los componentes de refrigeracin en un gran bucle.El refrigerante entra al compresor como un vapor caliente de baja presin y sale de all como un vapor caliente de alta presin.CondensadorDesde el compresor, el vapor de refrigerante caliente pasa al condensador. Aqu, el vapor de refrigerante caliente a alta presin es enfriado por el aire que es soplado sobre las bobinas de condensacin con aletas por el ventilador del condensador, a medida que se desplaza por las bobinas con aletas. A medida que el refrigerante se "enfra", cambia de estado de vapor caliente a lquido caliente a alta presin y pasa a la vlvula de expansin. El compresor, la bobina del condensador y el ventilador del condensador estn situados en esa gran caja ruidosa que est en el patio trasero, a menudo llamada unidad de condensacinVlvula de ExpansinLa vlvula de expansin es lo que realmente hace el trabajo. A medida que el lquido refrigerante caliente pasa a travs de una pequea abertura a alta presin en la vlvula por un lado, sale como una niebla fra a baja presin por el otro lado porque a medida que un gas se expande, se enfra. As que ahora tenemos un vapor fro lquido a baja presin que pasa a la bobina del evaporador.Bobina del EvaporadorEl lquido fro a baja presin qie sale de la vlvula de expansin ahora pasa por la bobina del evaporador situada en la cmara de mezcla del horno. Aqu el aire caliente de tu casa sale a travs de la bobina del evaporador y lo calienta, mientras que la bobina fra enfra el aire que sopla a travs de ella y lo devuelve al hogar. A medida que el refrigerante se calienta, hierve y cambia de lquido fro y se evapora en un vapor caliente. A partir de ah pasa nuevamente al compresor y la unidad de condensacin exterior y el ciclo de enfriamiento continua.

El Compresor: Parte Fundamental en los Sistemas de RefrigeracinSe sabe que los equipos de refrigeracin, aire acondicionado, deshumidificadores, entre otros emplean el ciclo frigorfico de compresin para producir fro, y prcticamente todos ellos tienen un motocompresor hermtico que adems de ser la parte ms cara del equipo es la que realiza si no todo, gran parte del consumo energtico.Ing. Lus VegaTanto los compresores alternativos como los centrfugos se encuentran en el mercado formando equipos hermticos que incluyen el motor. Estos motores cerrados son de un tipo distinto al convencional porque estn enfriados por el mismo lquido o vapor refrigerante, a temperaturas mucho ms bajas que el aire empleado para enfriar los motores abiertos. Estos motores pueden trabajar con mayores temperaturas de rgimen pero sin llegar a superar la mxima temperatura admitida a las condiciones de diseo.Como el trabajo de estos motores cerrados (frecuentes paradas y puestas en marcha) es distinto al normal, no suelen clasificarse por su potencia de rgimen permanente, sino por las intensidades de arranque y de plena carga. El significado de esta clasificacin se observa con claridad en el momento de seleccionar los equipos.No hay ninguna norma general para designar el tamao de los compresores hermticos. Anteriormente, se indicaban los tamaos de compresor en HP (CV), pero esta unidad de medida no representaba una definicin clara de las caractersticas de refrigeracin.Los compresores hermticos se disean para ser empleados en ciclos de refrigeracin por compresin de vapor y se clasifican de acuerdo con la presin correspondiente a la gama de temperaturas de evaporacin en la cual el compresor funciona, dentro de la categora de aplicacin de alta, media y baja presin.El condensador y evaporador son intercambiadores de calor, y pueden llevar asociado un ventilador para forzar el paso de aire a travs de ellosFigura 1 Cuerpo del compresor

Definicin de compresorConsiste en forzar mecnicamente la circulacin de un fluido en un circuito cerrado creando zonas de alta y baja presin con el propsito de que el fluido absorba calor en un lugar y lo disipe en el otro.El proceso de refrigeracin implica un circuito cerrado, y al refrigerante no se le deja expansionar al aire libre.Cuando el refrigerante va hacia el evaporador, ste es alimentado por un tanque. La presin en el tanque ser alta, hasta que su presin se iguale a la del evaporador. Por esto la circulacin del refrigerante cesar y la temperatura tanto en el tanque como en el evaporador se elevar gradualmente hasta alcanzar la temperatura ambiente.Para mantener una presin menor y con esto una temperatura ms baja, es necesario sacar el vapor del evaporador. Esto lo realiza el compresor el cual lo aspira. En trminos sencillos, el compresor se puede comparar a una bomba que transporta vapor en el circuito del refrigerante.En un circuito cerrado a la larga prevalece una condicin de equilibrio. Para ampliar ms este concepto tenemos que ver si el compresor aspira vapor ms rpidamente, que el que se puede formar en el evaporador, la presin descender y con esto la temperatura en el evaporador. Por el contrario, si la carga en el evaporador se eleva, el refrigerante se evaporar ms rpidamente lo que producir una mayor presin y por esto una mayor temperatura en el evaporador. El refrigerante sale del evaporador, o bien como vapor saturado o ligeramente recalentado y entra en el compresor donde es comprimido.Ver figuras 2 y 3.Figura 2 Circulacin de gasFigura 3 Sistema de descarga

Ciclo frigorfico de compresinEl mtodo de produccin de fro en las mquinas de fluidos condensables est basado en los cambios de estado (lquido-gas y gas-lquido) de una sustancia (fluido refrigerante) en un circuito cerrado. Para ello se aprovecha la cualidad que presentan los fluidos, (proceso Termodinmico). La temperatura necesaria para producir el cambio de estado del fluido Refrigerante, depender de la presin a la que los fluidos se encuentren dentro de las condiciones de operacin; es decir a baja presin la temperatura es baja, y si se eleva la presin, la temperatura aumenta.El motivo de aprovechar los cambios de estado es porque los calores latentes (cambio de estado) son mayores que los calores sensibles (cambio de temperatura), con la consiguiente disminucin de la cantidad de fluido refrigerante y la capacidad de los equipos frigorficos.El modo de obtencin de fro con este sistema describe un ciclo terico que podemos resumir de la siguiente manera: Se comprime el refrigerante en estado gaseoso mediante un compresor, de modo que se eleva la presin y temperatura del gas. Se hace circular el fluido (gas) por un condensador, en l se condensa el refrigerante a presin constante (lquido), cediendo calor al medio exterior, normalmente aire o agua. Se pasa el lquido refrigerante por una etapa de expansin donde pierde presin y temperatura evaporndose una pequea fraccin del lquido. El refrigerante con bajas temperaturas y presin se pasa por un evaporador en el que el refrigerante se evapora (gas), absorbiendo calor del medio exterior y logrando as el efecto frigorfico deseado. Finalmente se vuelve a comprimir el gas, reiniciando el ciclo.El compresor, normalmente est accionado por un motor elctrico, y en equipos de pequea potencia casi en exclusiva son motocompresores hermticos accionados por motores asncronos monofsicos.El condensador y evaporador son intercambiadores de calor, y pueden llevar asociado un ventilador para forzar el paso de aire a travs de ellos, para lograr completar nuestro ciclo de refrigeracin.Ver figura 4.Figura 4. Sistema de compresin

La compresin se realiza igual que en un motor de explosin, esto es por el movimiento de un pistn. El compresor necesita una energa y produce un trabajo. Este trabajo es transferido al vapor refrigerante y se le llama trabajo de compresin.

Termodinmica es el rbol y sol de la fsica que estudia la energa la transformacin entre sus distintas manifestaciones, como el calor, y su capacidad para producir un trabajo.Figura 5. Conexin elctrica

Aditamentos ElctricosLos fabricantes de motores destinados a equipos de refrigeracin hermticos montan los conjuntos de rotor y estator dentro de una carcasa comn al compresor, y le adaptan los cojinetes adecuados. Los bobinados estn perfectamente aislados y garantizados, especialmente en los motores de gran tamao. Los motores pequeos suelen ser monofsicos y como no pueden utilizarse contactos capaces de producir chispas, suelen ser tipo de fase partida con los capacitores e interruptores situados en el exterior del compresor (Caja de Conexiones).Ver figura 5.Los motores de estas unidades suelen ser motores asncronos monofsicos (Single-Phase Induction Motors, SPIM), y debido a su nulo par de arranque, necesitan un sistema auxiliar para su puesta en marcha, que puede lograse con diferentes dispositivos, como lo son los rels o interruptores Centrfugos. Cada uno de ellos le confiere al motor caractersticas de funcionamiento distintas.Un problema que presentan los compresores monofnicos o bifsicos es que generan un campo magntico pulsante, por lo que tienen un par de arranque nulo, motivo por el que no son capaces de ponerse en marcha por s mismos. Para provocar el arranque en estos motores se les dota de un devanado auxiliar de arranque (start, S) con un desfase respecto al principal (run, R), de modo que entre este devanado auxiliar y el principal se proporciona el par necesario en el arranque, y una vez producido ste, se puede desconectar el devanado auxiliar.Estos motores monofsicos respecto a los trifsicos presentan la ventaja de poder conectarse a la red bsica de distribucin de electricidad, lo que hace que sea adecuado para aplicaciones domsticas.La manera ms rpida de seleccionar o sustituir un compresor es mediante las tablas y curvas de caractersticas de funcionamiento que aportan los fabricantes, que no slo presentan las capacidades y las condiciones de evaluacin, sino que dan la capacidad y potencia para una variedad de temperatura de evaporacin y condensacin.Pero hay que decir que stas constituyen un promedio de la evaluacin en laboratorio con equipos diseados para mediar las condiciones de operacin comnmente llamadas calormetro. Investigaciones recientes, muestran cmo la capacidad frigorfica dada por el catlogo de algunos fabricantes es superior a la real.Figura 6. Recalentamiento til y recalentamiento en la lnea de aspiracin

La evidencia fue demostrada a travs de la informacin de los catlogos, el clculo y la experimentacin y los conceptos existentes entre el recalentamiento til y recalentamiento total. El recalentamiento total est formado por el producto en la lnea de aspiracin y el producido en el evaporador (denominado recalentamiento til), siendo este ltimo el nico que contribuye a aumentar la capacidad frigorfica til.Ver figura 6.Algunas Recomendaciones de buen uso del compresorPara asegurar una larga vida til de compresor deben evitarse las condiciones de funcionamiento fuera de diseo que conducen a una descomposicin trmica de los materiales utilizados en el compresor.Algunos materiales utilizados que afectan la vida til de compresor son los siguientes: Gas Refrigerante, tipo de aceite y los materiales para el aislamiento del motor.Ejemplos:Al seleccionar un compresor tenemos que tener bien definido la aplicacin y uso que se le dar a nuestro equipo, ya que con eso podremos definir el tipo de gas refrigerante que emplearemos, as como el tipo de aceite adecuado, de no tomar en cuenta esta recomendacin estamos garantizando un problema a corto plazo en nuestro compresor.El aislamiento del motor est formado por el esmalte para el bobinado de cobre, el cual soporta una temperatura interna dentro del compresor (valores definidos de fbrica), si esta sobrepasa la temperatura de diseo, ocasionar que se generen arcos elctricos, y por consiguiente daos severos en el compresor.Mquinas que aplican la refrigeracin por compresin Aire acondicionado o acondicionador de aire Refrigerador domstico, nevera o frigorfico Enfriador de agua Fbrica de hielo Cmara de refrigeracin Tanque de lecheExisten infinidad de criterios y parmetros referente al tema de los compresores, la informacin especfica, hojas de especificaciones tcnicas, tablas de desempeos, recomendaciones de seleccin, instalacin y mantenimiento, el fabricante ser el responsable de ofrecer toda la informacin necesaria que ser de gran utilidad a la hora de seleccionar los compresores que mejor convengan a sus exigencias.