¿Cómo funciona la climatización?
El objetivo principal de un sistema de climatización es acondicionar el habitáculo del vehículo de tal forma que se alcance en su interior el confort térmico deseado.
Controlar la temperatura en el interior del habitáculo es particularmente difícil ya que se trata de un espacio sobre el que actúan diferentes variables que cambian de forma continua:
- Ingreso de rayos solares por las ventanillas, de acuerdo a la posición relativa del sol.
- Intensidad de los rayos emitido por el sol (calor).
- Gran superficie de intercambio de calor con el exterior.
- Sensación térmica de cada pasajero.
La sensación de confort cambia igualmente en función de diferentes criterios, como por ejemplo la transpiración de la piel o el nivel de cansancio.
De esta forma, el aire que se envía directamente al interior del habitáculo puede no poseer la temperatura requerida por el conductor, pero el objetivo es alcanzar una temperatura final que corresponda con una cierta condición subjetiva de confort.
Por ejemplo, un sistema automatizado bien configurado, emitirá una temperatura ligeramente superior durante la noche ya que el cuerpo necesita alrededor de 1ºC de más en este periodo para tener la misma sensación de confort que durante el resto de la jornada. Los sistemas de climatización son cada vez más complejos. Los elementos de captación de los datos necesarios para el control centralizado, provienen de diferentes entornos del vehículo y son muchos los parámetros que deben evaluarse.
El habitáculo: El objetivo principal de un sistema de climatización es acondicionar el habitáculo del vehículo de tal forma que se alcance en su interior el confort térmico deseado.
Para ello, el sistema impulsa aire del exterior, ingresándolo por la toma de aire, luego, atraviesa el evaporador y el radiador de calefacción a través del conjunto de distribución de trampillas o compuertas y circula por los diferentes conductos.
El aire soplado sale por los difusores y se mezcla con el aire ambiente que se encuentra en el interior del habitáculo, de tal forma que dicho aire ambiente alcance la temperatura de consigna y un nivel de humedad medio. La calidad del aislamiento térmico y la temperatura inicial de las paredes del habitáculo tienen una influencia importante en el tiempo que tarda el aire del interior en alcanzar la temperatura de consigna.
El tablero de mandos: Los mandos del climatizador se encuentran normalmente en el tablero central, así como la pantalla de presentación de la temperatura de consigna, de la velocidad de ventilación y de la distribución del aire.
La sonda de temperatura del habitáculo suele estar colocada en la parte delantera del tablero (división de chapa que separa el vano motor del habitáculo), cerca del limpiaparabrisas, o bien sobre el propio climatizador en el tablero de mandos.
La sonda de temperatura exterior suele estar colocada en la parte baja del retrovisor derecho, aunque existen otras posibles ubicaciones.
El conjunto A/C: El conjunto A/C o conjunto de distribución de trampillas contiene gran cantidad de componentes básicos para el correcto funcionamiento del sistema.
El radiador de calefacción y el evaporador se encuentran alojados en el interior, y el aire proveniente del exterior intercambia calor con estos dos dispositivos. El ventilador de habitáculo garantiza la correcta circulación hacia el interior del caudal de aire.
En la zona más fría del evaporador puede existir una sonda de temperatura, que envía una señal al calculador para que corte el compresor antes del inicio de la formación de hielo.
Además, cada trampilla está provista de un actuador que garantiza su movimiento al recibir la señal correspondiente del calculador.
El motor térmico: El motor térmico arrastra mediante la correa del alternador componentes fundamentales para la climatización del vehículo, como son el compresor y la bomba de agua (refrigeración motor).
El módulo de inyección del motor debe estar también conectado con el calculador de climatización, ya que en el caso de que se produzca una aceleración brusca, la alimentación del compresor es cortada para no restar potencia al motor.
El circuito de calor: La bomba de agua asegura la circulación del líquido refrigerante por el motor térmico, refrigerándolo.
La circulación del líquido se realiza a través de las mangueras hacia el radiador de refrigeración, donde se evacua el calor residual. La sonda de temperatura del líquido refrigerante informa al calculador de climatización sobre la temperatura del motor, ya que sí ésta fuese elevada, sería necesario el corte de alimentación del compresor.
El termocontato acciona el GMV o electro ventilador de acuerdo a la temperatura del líquido refrigerante, asegurando la temperatura de trabajo del motor en los valores establecidos por el fabricante.
El termostato impide o permite (según la temperatura del líquido) la circulación del fluido refrigerante inicialmente hacia el radiador de calefacción, donde se produce el intercambio de calor con el aire exterior que lo atraviesa.
Si la presión supera un determinado valor se conecta el GMV, disminuyendo la temperatura y en consecuencia también la presión en el condensador. Si la presión del fluido en el circuito de aire acondicionado es demasiado alta o demasiado baja, el captador de presión o presostato envía una señal al calculador de climatización para que corte el compresor.
El circuito de frío: El circuito de frío comprende elementos del circuito de climatización ya presentes en el entorno del motor térmico y en el circuito de calor. El evaporador es el elemento productor de frío siendo la sonda de evaporador su elemento de control. Los dos últimos elementos de este entorno son el filtro deshidratante, que tiene un papel de desecante y filtrante del circuito, y las canalizaciones que transportan el fluido frigorífico por todo el circuito.
La climatización automática
Los mandos son el sistema de comunicación principal entre el usuario y el calculador. De la misma forma que el usuario puede presionar un botón u otro según sus preferencias, el calculador también puede habilitar diferentes circuitos en modo automático.
El display de presentación permite al usuario conocer cómo está funcionando el sistema en cada momento. La sonda de temperatura del habitáculo informa al calculador sobre la temperatura en el interior en cada instante, evaluando el alcance de la temperatura de consigna.
Normalmente esta temperatura instantánea no es conocida por el usuario.
La sonda de temperatura de aire soplado junto con el valor proporcionado por la sonda de temperatura exterior, informan al calculador si la posición de la trampilla de mezcla es la adecuada para alcanzar la temperatura de habitáculo elegida, así como el caudal de aire y tipo de distribución son necesarios. El calculador envía una señal a cada actuador para la adecuación de la posición necesaria de las trampillas en cada instante.
La sonda del evaporador informa al calculador si se está formando hielo, y por lo tanto si el sistema debe suspender la alimentación al compresor para que corte (caso de compresor de cilindrada fija).
El calculador envía una señal al impulsor para que aumente o disminuya el caudal de aire soplado, según el requerimiento de sistema.
El presóstato informa al sistema de la presión en el circuito de fluido frigorífico, sí se excede de un cierto valor, el calculador habilita al GMV para que se conecte la segunda velocidad.
Si la presión es excesiva o demasiado baja, el calculador corta la alimentación al compresor evitando daños en las canalizaciones o elementos del circuito.
Por último, el módulo de inyección informa al calculador si se ha producido una aceleración y por lo tanto, si se debe cortar el compresor para proporcionar más potencia al motor.
Además, el hecho de que esté conectado el compresor debe ser conocido por el módulo de inyección para la adecuación de los parámetros de control del motor, evitando un funcionamiento irregular o contaminante.
El calculador de climatización se encuentra normalmente detrás de los mandos y de la pantalla del climatizador. El calculador dispone de entradas, salidas y conexiones bidireccionales, dependiendo de las necesidades del sistema.
Las diferentes sondas proporcionan información al calculador (señales de entrada) acerca de la temperatura y presiones en diferentes puntos del sistema.
Existen actuadores que reciben una señal de salida del calculador y mueven las diferentes trampillas del conjunto de distribución.
El calculador también envía señales de salida al ventilador de habitáculo, al electroventilador y al compresor según las necesidades de climatización y refrigeración motor.
Por último, el funcionamiento del calculador de climatización está íntimamente relacionado con los módulos electrónicos de inyección y transmisión (transmisiones automáticas).
Mantenimiento y controles
Filtro de Polen: Existen dos tipos de filtros: Los que filtran partículas, Estos retiene aproximadamente el 90% de la suciedad y del polen que entran normalmente dentro del habitáculo, estos producen un efecto electroestático que actúa como un imán para la suciedad. Y el segundo un poco más sofisticado, además de retener la suciedad y polen que ingresan al habitáculo también absorben olores ya que se compone de carbón activo. Hoy es en día este filtro están importante como cualquier otro, por lo que las terminales lo agregan al calendario de servicio, se aconseja cambiarlo cada 10000 km y se puede llegar a reducir su periodo de cambio si nuestro vehículo circula por lugares muy polvorientos.
Verificación de la eficacia de un sistema de climatización: La verificación se efectúa controlando la temperatura en la salida de los difusores. En el control de los sistemas la temperatura medida tendrían que ser de menos de 10° durante aproximadamente de 1 a 2 min, para una temperatura exterior de 21°. Puedo realizar el control con los medidores infrarrojos o digitales se recomiendan algunos de estos, porque nos darán un valor mucho más rápido y preciso de la temperatura.
Condensador: Es un elemento fundamental en la cadena de producción de frio por eso es muy importante su mantenimiento y limpieza, con el paso del tiempo las canalizaciones internas llegan a taparse porque son conductos muy pequeños. Para los vehículos off road luego de realizar una travesía se tiene que limpiar con agua a presión porque al pasar por zonas de barro, tierra, agua todo esto se va depositando en las paredes y si no se lo limpia se endurece, como consecuencia la temperatura del vehículo aumenta.
Control de la correa de Accesorios: El control de la correa es fundamental porque en los vehículos es común que el Compresor sea arrastrado por la misma, es normal que con el paso del tiempo y del uso la correa se desgaste porque es de goma, se seca, se quiebra.Por eso es importante cambiarla a su debido tiempo y controlar que todos los elementos arrastrados giren libremente.
Por último, el impacto ambiental que produce la emisión de gases al medioambiente son un verdadero problema porque contribuyen al calentamiento global y a la destrucción de la capa de ozono, por eso es que existen normas para la manipulación del gas R134a o 1234yf (Vehículos Eléctricos).
Al Intervenir en un sistema de climatización del automóvil implica respetar las siguientes normas:
- Utilizar la estación de carga para el vaciado y llenado del sistema.
- Saber cómo manipular y la forma de almacenamiento del refrigerante.
- No expulsar nunca el refrigerante a la atmosfera.
- No abrir nunca el circuito.
- Realizar siempre la búsqueda de fugas cada vez que trabajemos en el sistema.
Por Matías Solleiro
Profesor del Instituto Tecnológico de Capacitación Automotriz (ITCA) prof.msolleiro@itca.com.ar / www.ITCA.com.ar Consultas por cursos de mecánica y electrónica automotriz al: 0810-220-4822
