Si queremos conocer los inicios del aire acondicionado debemos hablar de Lord Kelvin, físico matemático británico que en el año 1842 inventó el principio del aire acondicionado. Su objetivo principal era conseguir un ambiente agradable y sano, algo que se ha ido perfeccionando a lo largo de los años con los aparatos de última tecnología. El científico creó un frigorífico hermético que se basa en la absorción del calor a través de un gas refrigerante. Para ello se basó en 3 principios:
Conceptos básicos del aire acondicionado
La climatización es el proceso de tratamiento del aire de tal forma que se controlan simultáneamente su temperatura, humedad, limpieza y distribución para responder a las exigencias del espacio climatizado.
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El control de Temperatura:
El calor es una forma de energía relacionada directamente con la vibración molecular. Cuando calentamos una sustancia, sus moléculas se mueven rápidamente, generando así una energía: el calor. Si la enfriamos, el movimiento molecular se detiene, bajando así la temperatura.
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El control de Humedad:
La humedad, se refiere a la cantidad de agua contenida en el aire y se registra por sensaciones de humedad. Concepto que está directamente relacionado con la sensación de confort. Mediante la humidificación o deshumidificación del aire ambiente podemos controlar dicho aire para mantener la humedad relativa preestablecida.
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Movimiento y Circulación del Aire:
Es necesario que el aire sea distribuido y circule uniformemente por todo el recinto para obtener el confort deseado, sin producir corrientes desagradables.
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Filtrado, limpieza y Purificación del Aire:
La eliminación de las partículas de polvo es fundamental para la salud. Conseguir un adecuado filtraje de aire es una labor básica de un equipo de aire acondicionado.
A partir de estos conceptos, podrás conocer y entender la diferencia entre la refrigeración y la climatización.
En definitiva, aunque el confort dependa de las condiciones humanas y tipo de trabajo que se realiza, los sistemas de Climatización vienen preparados para controlar los 4 elementos básicos. El calor y el frío que el hombre siente no sólo depende de la temperatura del aire, sino también de la humedad y de la apropiada distribución del aire.
Ciclo de Refrigeración
En el ciclo de refrigeración circula un refrigerante (para reducir o mantener la temperatura de un ambiente por debajo de la temperatura del entorno se debe extraer calor del espacio y transferirlo a otro cuerpo cuya temperatura sea inferior a la del espacio refrigerado , todo esto lo hace el refdrigerante) que pasa por diversos estados o condiciones, cada uno de estos cambios se denomina procesos.
El refrigerante comienza en un estado inicial, pasa por unos procesos según una secuencia definitiva y vuelve a su condición inicial. Esta serie de procesos se denomina “Ciclo de Refrigeración”. El ciclo de refrigeración simple se compone de cuatro procesos fundamentales:
| EXPANSIÓN
Al inicio, el refrigerante está en estado líquido y a una temperatura y presión alta y fluye del receptor hacia el control del flujo de refrigerante. La presión del líquido se reduce a la presión del evaporador cuando el líquido pasa por el control de flujo de refrigerante, de tal forma que la temperatura de saturación del refrigerante que entra en el evaporador es inferior a la temperatura del ambiente refrigerado. Una parte del líquido se evapora al pasar por el control del refrigerante para reducir la temperatura del líquido hasta la temperatura de evaporización. |
EVAPORACIÓN En el evaporador el líquido se evapora a una temperatura y presión constante, mientras el calor necesario para el suministro de calor latente de evaporación pasa de las paredes del evaporador hacia el líquido que se evapora. Todo el refrigerante se evapora en el evaporador. . .
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| COMPRESIÓN
Por la acción del compresor el vapor que resulta de la evaporación se lleva por a línea de aspiración desde el evaporador hacia la entrada de aspiración del compresor. En el compresor, la temperatura y presión del vapor aumenta debido a la compresión. El vapor de alta temperatura se descarga del compresor en la línea de descarga. . . |
CONDENSACIÓN
El vapor fluye por la línea de descarga hacia el condensador donde evacua calor hacia el aire relativamente frío que el ventilador del condensador hace circular a través del condensador. Cuando el vapor caliente evacua calor hacia el aire más frío, su temperatura se reduce a la nueva temperatura de saturación que corresponde a la nueva presión y el vapor se condensa, volviendo al estado líquido. Antes de que el refrigerante alcance el fondo del condensador se condensa todo el vapor y luego subenfría. A continuación el líquido subenfriado pasa al receptor y queda listo para volver a circular. |
Climatización para Refrigeración
El sistema de refrigeración funciona como una nevera, que extrae continuamente calor del interior y lo descarga en la cocina. Este calor “gratuito” puede notarse tocando la parte trasera de la nevera.
El principio de la climatización de aire es el mismo. Un sistema split está formado por una unidad interior y otra exterior, conectadas entre sí mediante pequeños tubos de cobre.
En verano, la unidad interior extrae calor del ambiente y lo evacua a través de la unidad exterior.
La unidad interior distribuye de manera uniforme el aire frío en el ambiente, lo que evita las desagradables corrientes de aire frío y garantiza que la casa permanezca confortable y fresca.
Climatización para Calefacción
En invierno sucede lo contrario al caso anterior. El calor natural, presente en el aire exterior (incluso con temperaturas muy bajas), es extraído y transferido al interior.
Los sistemas de climatización capaces de refrigerar y calentar se llaman bombas de calor.
La bomba de calor permite su uso durante todo el año, a diferencia de los sitemas de calefacción tradicionales.