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El aire acondicionado automotriz

 

La diferencia que el aire acondicionado ha hecho al automovilismo es difícil de pasar por alto. Atrás quedaron los días en que el calor del motor afectaba a los pasajeros del auto; También se han ido los días en los que se tenían que bajar todos los vidrios de las ventanas para que fluya suficiente aire fresco a través de la cabina.

El concepto de los sistemas modernos de aire acondicionado se originó en los Estados Unidos. Su desarrollo no fue el resultado de la búsqueda de una mayor comodidad, sino el resultado de problemas con el papel. La compañía Sackett & Wilhelms Lithography & Printing Company (S&W), con sede en Nueva York, estaba teniendo problemas con su papel: a medida que la humedad en las salas de impresión variaba, el papel se encogería o expandiría.

Esto puede parecer un problema relativamente menor, pero, para S&W, fue un problema grave. Debido a que la compañía estaba tratando de imprimir documentos de varios colores, en el que los colores se aplicaban uno por uno, las dimensiones minuciosamente cambiantes del papel causaron estragos en la calidad de cada impresión.

Willis Carrier fue el encargado de resolver ese problema que tanto aquejaba a S&W. Después de todo, la tecnología existente permite a los ingenieros controlar la temperatura del aire y alterar su humedad, pero no se ha logrado un control preciso de estos innumerables factores, particularmente la humedad.

Carrier desarrolló posteriormente bobinas de calentamiento y enfriamiento de precisión, que podrían regular con precisión la temperatura del aire y, por lo tanto, ayudar a controlar el contenido de humedad en el aire. Sus investigaciones y diseños, detallados en dibujos dieron como resultado el primer sistema eléctrico de aire acondicionado de producción. Estaba en pleno funcionamiento, en la planta de Sackett & Wilhelms, a principios de 1903.

Desarrollos posteriores llevaron a General Motors, por su marca Cadillac, a interesarse más por el aire acondicionado. Del mismo modo, el archirrival de Cadillac, Packard, vio el aire acondicionado como una adición útil a su alineación. A fines de 1939, había finalizado un diseño y, superando a GM, presentó su ‘Weather-Conditioner’, disponible en el modelo 180.

Era casi lo mismo que encontraría en la actualidad al interior del automóvil, con compresor , condensador, evaporador y secador. Sin embargo, solo se instaló un control que regulaba la velocidad del ventilador y no había control de temperatura. Si algún pasajero deseaba apagarlo, tenía que quitar manualmente la correa del compresor ya que no se instaló ningún sistema de embrague.

La configuración complicada y principalmente montada en el maletero se retiró después de 1941. Y para 1953, GM, Chrysler y Packard introdujeron configuraciones más prácticas. Un año después, la extinta firma Nash Motors lanzó el primer automóvilequipado con un sistema compacto de motor de aire acondicionado como lo conocemos hoy en día. Este elemento vió la introducción de un sistema compacto de embrague montado en la parte delantera.

Denominado ‘All-Weather Eye’, era un sistema mucho más barato, pequeño y menos pesado, pues únicamente pesaba 60 kilos, la mitad de algunos otros sistemas; Además, puede considerarse el padre de todos los sistemas posteriores en automóviles.

En 1964, Cadillac introdujo un sistema de control climático llamado ‘Control de confort’. Al igual que los sistemas actuales, todo lo que el conductor tenía que hacer era elegir la temperatura y el sistema se esforzaría por alcanzar y mantener el clima deseado.

En cualquier caso, a medida que la carrera para mejorar la comodidad de los pasajeros se aceleró, el aire acondicionado se volvió mucho menos exclusivo y más barato, en la medida en que es bastante difícil comprar un automóvil nuevo sin él en la mayoría de los países.

Actualmente los dos refrigerantes utilizados en aire acondicionado automotriz son el R-134a y el HFO-1234yf. Ambos nos encargamos en Quimobásicos de distribuirlos a gran parte de las armadoras automotrices de nuestro país además de en la red de distribuidores Quimobásicos para el mantenimiento de los vehículos.

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Fuente: https://bit.ly/2Phge7Y

Buenas prácticas para la limpieza en los sistemas de refrigeración y aire acondicionado (segunda parte)

 

Identificación y evaluación de fallas en los sistemas de refrigeración. Segunda parte (Basado en las buenas prácticas en refrigeración y aire acondicionado de la Semarnat).

Principales causas que originan la quemadura de un compresor

Las causas que originan que un compresor se queme son el resultado de una gran variedad de fallas dentro del sistema de refrigeración. Toda condición de operación que trabaje fuera de los parámetros recomendados por los fabricantes de los equipos, genera un esfuerzo significativamente mayor en el aislante eléctrico de la bobina del motocompresor. Este sobresfuerzo ocasiona que el aislante se debilite hasta generar una falla en el motor. Las principales condiciones de operación que generan que un compresor se queme son: bajo voltaje en el suministro eléctrico, baja carga de refrigerante en el sistema, alta temperatura en la descarga del sistema y la existencia de humedad en el sistema.

La siguiente imagen muestra el daño causado a los aislantes de un compresor quemado:

Los materiales utilizados como aislantes en los motores de los compresores de refrigeración tienen limitantes físicas y son de capacidad limitada respecto a la habilidad de soportar altas temperaturas. Manejar altas temperaturas por períodos prolongados de tiempo de operación en un compresor afecta seriamente la estructura del aislante eléctrico del motor, provocando que el equipo se vaya a tierra. Las principales condiciones que ocasionan que un motocompresor falle prematuramente son las siguientes:

  • Fallas en el suministro eléctrico (alto o bajo voltaje).
  • Fallas en el capacitor de arranque o en el capacitor de trabajo en los motores mono o bifásicos.
  • Relevadores de arranque defectuosos.
  • Sobretensión por descargas eléctricas.
  • Armónicos en sistemas eléctricos.
  • Voltaje irregular en sistemas trifásicos.
  • Falla de alguna de las fases en sistemas trifásicos.
  • Desbalanceo de fases en sistemas trifásicos.
  • Relaciones de compresión elevadas.
  • Alto sobrecalentamiento en el lado de baja presión.
  • Fallas en la regulación de temperatura del motor.
  • Sobrecargas causadas por condensadores sucios o sobrecarga de refrigerante.
  • Falta de lubricación del motor.
  • Contaminantes en el sistema.
  • Partes dañadas en el compresor.

Efectos en el sistema de refrigeración por un motor quemado

El primer signo que podemos observar es que el compresor no funciona correctamente al conectarse al suministro eléctrico. Otro signo es el cambio del lubricante del compresor, desde el cambio de coloración, la aparición de lodo o la aparición de objetos sólidos ajenos al sistema. Los principales contaminantes encontrados en un compresor quemado son:

  • Residuos sólidos del aislante dañado.
  • Ceniza.
  • Ácido Fluorhídrico.
  • Ácido Clorhídrico.
  • Carbón.
  • Fosgeno.
  • Materiales orgánicos.
  • Monóxido de carbono.

Si los contaminantes se dejan dentro del sistema, pueden ocasionar fallas como daños físicos y químicos en el aislante del motor, corto circuito en las terminales del motor, obstrucción en las venas de lubricación del motor, problemas en las válvulas de expansión del sistema de refrigeración u obstrucción en los filtros de aceite y de succión del compresor.

Para evitar daños graves en el sistema de refrigeración, todos los contaminantes generados por la quemadura del compresor deben ser retirados del sistema antes de restaurar la operación del equipo.

 

 

 


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Buenas prácticas para la limpieza en los sistemas de refrigeración y aire acondicionado (primera parte)


Identificación y evaluación de fallas en los sistemas de refrigeración. Primera Parte (Basado en las buenas prácticas en refrigeración y aire acondicionado de la Semarnat).

Para entender la relevancia del tema tratado en este documento, debemos analizar una simple pregunta: ¿Cuándo es necesario realizar limpieza en un sistema de refrigeración?

En la gran mayoría de los casos, la limpieza de un sistema de refrigeración es requerida cuando se detecta la presencia de contaminantes dentro del sistema de refrigeración, es decir, cuando ocurre una falla en el motor del compresor o bajo la presencia de humedad o no condensables en el sistema. Siendo la falla en el motor la principal causa, es importante determinar correctamente cuál es la causa que ocasionó dicha falla determinando si el motor se quemó realmente y evaluando el grado de daño.

Una vez que se realizó a detalle la valoración del daño, los técnicos en refrigeración debemos seleccionar el correcto procedimiento para realizar el remplazo del compresor, ya sea del tipo hermético o semihermético, para proceder a realizar la limpieza en el sistema de refrigeración de acuerdo al tamaño y características de compresor.

Es importante recalcar que realizar el cambio del compresor por uno nuevo no garantiza que el problema que ocasionó la falla haya sido tratado de raíz, existiendo la posibilidad de que el motor del compresor vuelva a fallar. Las fallas continuas en los compresores de remplazo son un indicativo importante de que la causa raíz no ha sido tratada.

Generalidades sobre las fallas de los motores

Antes que nada, debemos entender que los sistemas de refrigeración son herméticos. Esto quiere decir que el motor del compresor de refrigeración se encuentra dentro de una atmósfera de gas refrigerante. El compresor, dentro del sistema de refrigeración, trabaja constantemente bajo cambios dinámicos de presión y temperatura. En condiciones normales de trabajo, el motor del compresor es enfriado por el gas refrigerante de retorno o gas de succión que regresa del evaporador. El ambiente lleno de refrigerante tiene un efecto de aislamiento eléctrico en el motor que mejora el aislamiento total en el sistema.

Se conoce coloquialmente como “compresor quemado” al término empleado para describir una falla en el aislamiento térmico del motor.  Cuando ocurre este tipo de falla, el motor libera una gran cantidad de energía eléctrica en el interior del alojamiento del motor en el punto exacto donde el aislante falló, generando un aumento muy significativo en la temperatura en el punto de falla y en los componentes cercanos que puede carbonizar o destruir los materiales aislantes, afectar químicamente al lubricante del motor o descomponer térmicamente al gas refrigerante circundante al lugar de la falla.

En la segunda parte de este documento entraremos en más detalle sobre las causas que originan que un compresor se queme y sus efectos en el sistema de refrigeración.


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¿Cómo utilizar una Tabla de Presión vs. Temperatura?

Algunos puntos clave deben ser considerados a la hora de resolver problemas usando una Tabla de Presión vs. Temperatura. Es importante que el técnico del servicio tenga a la mano la información adecuada al tratar de resolver un problema; por ejemplo, determinar la temperatura del serpentín (o su temperatura promedio) durante la operación.

En los refrigerantes más comunes, tales como el R-22 y el R-404A, la temperatura del serpentín puede ser leída en la escala de temperatura que muestra el indicador o calibrador.

En otros refrigerantes, especialmente para los de bajo deslizamiento, la temperatura del serpentín puede determinarse utilizando una Tabla de Presión vs. Temperatura, al ubicar la presión en el indicador y revisar su temperatura correspondiente. Sin embargo, En los refrigerantes de más alto deslizamiento, la tarea es un poco más difícil.

(más…)

Eficiencia y capacidad en la cadena del frío. Dos factores del ahorro de energía.

Actualmente los refrigerantes desarrollados como sustitutos pueden tener una pérdida de capacidad que no es cuantificada, generalmente solo hacen cambios sin dar importancia en estos factores:  capacidad y eficiencia que nos llevan a un ahorro de energía y por consecuencia a un ahorro monetario. Las alternativas actualmente son varias, incluso existen refrigerantes que por sus propiedades termodinámicas solamente son para sistemas nuevos de alta capacidad y eficiencia. 

La capacidad de enfriamiento es la cantidad de calor extraído del espacio por refrigerar y se mide en Btu/h o en toneladas de refrigeración que son las unidades más conocidas y utilizadas, la capacidad en toneladas de refrigeración de un sistema es equivalente a congelar 1 tonelada de agua líquida a 0 °C (32 °F) en hielo a 0 °C en 24 h será 1 tonelada y si lo queremos ver en Btu/h (Unidades térmicas Británicas por hora) serían igual a un valor 12,000.

La eficiencia por otro lado la podemos expresar de una manera muy sencilla como la cantidad de calor absorbida de donde la queremos, entre la cantidad de energía utilizada para hacer trabajar el compresor, un sistema de refrigeración debe garantizar la mayor cantidad calor extraído con la menor cantidad de potencia utilizada por el compresor.

Una vez que conocemos estas dos variables podemos iniciar a revisar el sistema para evaluar si se encuentra trabajando de acuerdo a lo requerido.

Cada refrigerante o mezcla de refrigerantes tiene propiedades que son únicas un R-22 tienen propiedades diferentes a un R-134a o a cualquier mezcla y esas propiedades son las que se utilizan para diseñar los sistemas tanto de refrigeración como de aire acondicionado, y que su  funcionamiento sea a su máxima eficiencia,  pero si nosotros no consideramos correctamente  esas variables (capacidad y eficiencia), si es un Aire acondicionado debe tener la capacidad de extraer el calor en función del área de la habitación, personas que normalmente la ocupan, etc; en el caso de refrigeración se debe considerar la temperatura de trabajo, el área, la cantidad de material y la rotación a mantener en esas condiciones, etc., tendremos un mayor gasto en a energía , y por otro lado, si no se hace una buena instalación y un buen mantenimiento de limpieza periódico, también nos llevara a mayores gastos de energía y por lógica a que la factura de consumo de electricidad sea alto.

En el caso de los refrigerantes actualmente se está buscando que sean cada vez amigables a medio ambiente mediante la sustitución de los actuales en equipos existentes, pero también nos tenemos que asegurar que cumplan con la capacidad y eficiencia que requerimos, asegurándonos que no se incrementen los consumos de energía, revisa las capacidades de los diferentes dispositivos del sistema para que ajustarlos y que trabajen a su máxima eficiencia.

No olvides revisar las propiedades de los refrigerantes en las tablas de presión-temperatura que encontraras en nuestra página web.

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