El funcionamiento de un sistema de aire acondicionado casero es desconcertante para muchos de nosotros. Los hornos son fáciles de entender: calientan el aire y lo sumergen alrededor de su casa en conductos. Las calderas producen agua caliente o vapor y lo trasladan por tuberías alrededor de su casa. Pero, ¿cómo hacen los sistemas de aire acondicionado un buen aire frío y deshumidificado durante los días de perro del verano? Para entenderlo, debes volver a un principio que puedes haber aprendido en una clase de física de la escuela secundaria o la universidad: la regla de que cualquier gas se enfría a medida que se expande.
Los componentes
Asumiendo alguna simplificación, puede pensar en un acondicionador de aire como una máquina que toma el calor de su casa y lo descarga al exterior mediante el uso de cinco partes interrelacionadas:
- Refrigerante
- Compresor
- Condensador
- Válvula de expansión
- Bobina evaporadora
Hay muchos tipos de sistemas de aire acondicionado que se pueden usar en el hogar, incluyendo unidades de ventana, acondicionadores de aire portátiles, acondicionadores de aire sin ductos y sistemas de aire acondicionado central. A pesar de sus diferencias, sin embargo, la física de cómo funcionan es la misma, y todos usan el proceso de refrigeración de expansión directa. En principio, esto funciona muy parecido al refrigerador de su casa.
Refrigerante
El refrigerante es la "sangre" que bombea a través de los tubos de enfriamiento en el sistema del aire acondicionado. Cambia el estado de vapor de gas a líquido a medida que recoge el calor de su casa y expulsa ese calor al exterior. Un refrigerante es una sustancia única ya que tiene un punto de ebullición muy bajo.
Esto significa que cambia de un líquido a un vapor a bajas temperaturas. Esto es clave para hacer que un sistema de aire acondicionado funcione de manera segura sin generar un nivel peligroso de calor.
Compresor
Piense en el compresor como el "corazón" del sistema, bombeando el refrigerante a través de todos los componentes de refrigeración en un gran circuito de cobre.
El refrigerante ingresa al compresor como vapor caliente de baja presión y lo deja como vapor caliente a alta presión.
Condensador
Desde el compresor, el vapor de refrigerante caliente se mueve hacia el condensador. Aquí, el vapor de refrigerante caliente a alta presión se enfría a medida que pasa a través de las bobinas de condensación. Las bobinas tienen finas aletas metálicas (similares a la estructura en la parte delantera del radiador de un automóvil) que conducen el calor desde las bobinas. Un ventilador de condensador sopla aire sobre las aletas para acelerar el enfriamiento del vapor dentro de las bobinas. (El uso de un peine de aletas durante el mantenimiento de rutina ayuda a mantener estas aletas en forma). A medida que el refrigerante se enfría, cambia de estado de vapor caliente a líquido caliente a alta presión y pasa a la válvula de expansión. El compresor, la bobina del condensador y el ventilador del condensador están ubicados en esa gran caja ruidosa en su patio trasero, que a menudo se denomina unidad de condensación.
Válvula de expansión
La válvula de expansión es lo que realmente hace el trabajo de enfriamiento. A medida que el refrigerante líquido caliente pasa a través de una pequeña abertura a alta presión en la válvula en un lado, emerge como una niebla fría de baja presión en el otro lado. Este es el resultado de una propiedad natural de los gases: a medida que un gas se expande, se enfría. El acondicionador de aire no es más que un dispositivo diseñado para forzar la expansión del gas refrigerante, y eso es lo que crea su capacidad para enfriar el aire.
Bobina evaporadora
El líquido frío de baja presión que sale de la válvula de expansión pasa por la bobina del evaporador ubicada en la cámara de su horno. (El plenum es la gran caja de metal entre el horno y la red de conductos.) Aquí, el aire caliente de su hogar sopla a través del serpentín del evaporador y lo calienta, mientras que al mismo tiempo, la bobina que lleva gas refrigerante expandido se enfría. aire que sopla a través del evaporador, y el aire enfriado circula por los conductos. A medida que el refrigerante se calienta, comienza a hervir y cambia de un líquido frío a uno cálido (un proceso de evaporación). El vapor de refrigerante regresa al compresor y a la unidad de condensación exterior, y los ciclos de enfriamiento continúan.