MPaPresin

208

Service.

Programa autodidctico 208

Climatizadores en el vehculo

Fundamentos

1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0 -30 -20Temperatura

-10o

0 C

10

20

30

40

50

60

70

air dition con

Air conditioning, la climatizacin de vehculos, ha dejado de ser, desde hace tiempo, un equipo de lujo. Los climatizadores se han transformado en un factor de la seguridad activa y ya casi pertenecen a la parte tcnica de seguridad en el vehculo. Si hace 10 aos slo un 10 por ciento de los vehculos de nueva matriculacin iban equipados con un climatizador, en 1996 ms de una cuarta parte de las nuevas matriculaciones ya montaba de serie un climatizador. El deseo de contar con aire acondicionado tiene una tendencia continuamente creciente entre nuestros clientes.

El circuito frigorfico de un climatizador es idntico en todos los vehculos, en lo que respecta a su configuracin. Solamente varan en la adaptacin a las necesidades especficas de refrigeracin. En este programa autodidctico queremos familiarizarle con los planteamientos fundamentales y los criterios de diseo que caracterizan a un climatizador. Explicamos el funcionamiento de los componentes destinados a generar el fro, las particularidades del agente frigorfico y los motivos por los cuales los climatizadores estn sujetos a unas normativas especiales para las intervenciones por parte del Servicio. La mayor parte de los componentes explicados tiene vigencia de carcter general.

En los datos con cifras especficas hay que tener en cuenta, que se trata de ejemplos seleccionados para este cuaderno. Los valores absolutos varan especficamente de un vehculo a otro, en funcin de las necesidades de rendimiento frigorfico. NUEVO Atencin Nota

El programa autodidctico no es manual de reparaciones.

Las instrucciones de comprobacin, ajuste y reparacin se consultarn en la documentacin del Servicio PostVenta prevista para esos efectos.

2

Referencia rpidaAmbiente climatizado en el coche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Por qu un climatizador?

Fsica aplicada

MPa

Aspectos fsicos de la tcnica de refrigeracin . . . . . . . . . . . . . 6

o

C

Agente frigorfico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Tcnica de refrigeracin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Circuito frigorfico principio conceptual Circuito frigorfico con vlvula de expansin Compresor Funcionamiento del compresor Acoplamiento electromagntico Condensador Depsito de lquido y deshidratador Vlvula de expansin Vlvula de expansin nueva generacin Evaporador Circuito frigorfico con estrangulador Estrangulador Depsito colector

134a

R

Regulacin del sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Componentes del sistema de proteccin

Gestin del ventilador del radiador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Gestin del ventilador para la refrigeracin de motor/condensador Unidad de control para el ventilador del lquido refrigerante J293

t p

Regulacin de temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42Regulacin manual Regulacin automtica Cuadro general del sistema Unidad de control con panel de mandos e indicacin Los termosensores ms importantes Seales suplementarias para la regulacin de temperatura Servomotores Conduccin del aire Distribucin del aire Funcin de recirculacin de aire

Tcnica de Servicio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Medidas de seguridad Informacin general sobre influencias del funcionamiento Diagnstico de averas mediante prueba de presin Diagnstico de averas mediante autodiagnstico

Informacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72Conceptos importantes de la tcnica de refrigeracin

3

Ambiente climatizado en el cochePor qu un climatizador?El ser humano se siente a gusto si su entorno tiene una determinada temperatura y humedad del aire; siente una reconfortante comodidad. El bienestar, como una parte integrante de la seguridad activa, ejerce una gran influencia sobre la posibilidad de conducir sin disminucin de la capacidad fsica y mental. El ambiente climatizado en el coche influye directamente sobre el conductor, sobre una conduccin exenta de fatiga y sobre la seguridad de la conduccin. Una temperatura agradable en el habitculo depende de la temperatura ambiental momentnea y del suficiente caudal de aire: Baja temperatura ambiental, p. ej. 20 oC Mayor temperatura interior 28 oC Intenso caudal de aire 8 kg/min Alta temperatura ambiental, p. ej. 40 oC Baja temperatura interior 23 oC Intenso caudal de aire 10 kg/min Mediana temperatura ambiental, p. ej. 10 oC Baja temperatura interior 21,5 oC Reducido caudal de aire 4 kg/min Incluso un sistema de calefaccin y ventilacin de vanguardia slo puede cumplir de forma insuficiente con su misin de establecer un ambiente agradable al hacer altas temperaturas ambientales. A qu se debe? Particularmente, al haber una intensa radiacin solar, el aire calefactado en el habitculo slo puede ser intercambiado por aire procedente de la atmsfera ambiental. En el trayecto desde la toma de aspiracin hasta su salida hacia el habitculo, el aire suele experimentar un caldeo de varios grados ms. Si se trata de establecer un ambiente agradable abriendo una ventanilla o el techo practicable o bien elevando la velocidad de la turbina de aireacin, esto suele producir corrientes de aire desagradables y otras molestias ms, tales como ruido, gases de escape, polen.Curvas del agradoC kg/min

Temperatura interior

28

8

26

6

24

4

22

2

20 -20 -10 0 10 20 30 40 C

0

Caudal de aire

208_043

Temperatura ambiental

Al haber una alta humedad en el aire se multiplican las cargas corporales de la persona.

Temperaturas en un turismo de clase media a: tiempo en circulacin 1 h temperatura ambiental 30 oC radiacin solar sobre el turismo rea Cabeza Trax con climatizador sin climatizador

23 C 24 C

42 C 40 C

Pie

28 C

35 C208_001

4

Efectos que ejercen las temperaturas adversas en el habitculo sobre el ser humanoMargen agradable

Estudios cientficos realizados por la OMS (Organizacin Mundial de la Salud) demuestran, que la capacidad de concentracin y reaccin se reduce intensamente al someterse la persona a cargas. El calor representa una carga. La temperatura ideal para el conductor se cifra entre los 20 y 22 oC. Equivalen a la carga climatolgica A, que viene siendo el margen agradable. Una radiacin solar intensa sobre el vehculo puede elevar la temperatura en el habitculo a ms de 15 oC por encima de la temperatura atmosfrica sobre todo en la zona de la cabeza. Aqu es donde el calor ejerce las influencias ms peligrosas. La temperatura corporal aumenta y la frecuencia cardaca se intensifica. Una caracterstica tpica de ello es tambin una transpiracin ms intensa. El cerebro recibe una muy escasa cantidad de oxgeno. Consulte al respecto el rea B de las cargas climatolgicas. A partir del rea C, esto ya significa una sobrecarga para el cuerpo. Los mdicos especializados en el trfico llaman este fenmeno estrs climatolgico. Segn demuestran los estudios efectuados, al aumentar la temperatura de 25 a 35 oC, la capacidad perceptiva y la facultad combinatoria del ser humano se reducen un 20 %. Se estima que este valor equivale a una tasa de alcoholemia de 0,5 g/ltr. de sangre.Solicitacin

A

BTranspiracin

C

Frecuencia cardaca

Temperatura corporal Carga climatolgica media

escasa

alta

208_042

Para reducir o eliminar por completo este tipo de cargas se ha creado con el climatizador un sistema, que acondiciona el aire en el automvil a una temperatura agradable para la persona y tambin puede depurar y deshidratar el aire. Con su ayuda es posible generar temperaturas intensamente reducidas en los aireadores del habitculo, en comparacin con las altas temperaturas atmosfricas. Y esto, indistintamente de que el vehculo est parado o en circulacin. Un efecto tcnico colateral, tan importante como el descenso de la temperatura, reside en la deshidratacin y la depuracin resultante del aire. El filtro antipolen y el filtro de carbn activo representan factores complementarios para la depuracin del aire. Esta depuracin viene a favorecer especialmente a las personas que padecen de enfermedades alrgicas.

Climatizador en el vehculo

un probado elemento de seguridad

- el complemento funcional, no slo para exigencias de nivel superior

5

Aspectos fsicos de la tcnica de refrigeracinFsica aplicadaMPa

Leyes que rigen al respectoHay numerosas sustancias que se conocen en tres estados fsicos de agregacin. Por ejemplo el agua, se conoce en los estados: slido lquido gaseoso. La refrigeracin se orienta por las leyes que rigen a este respecto. Desde siempre se conocen los esfuerzos humanos por conseguir efectos de refrigeracin. Un primer procedimiento para la refrigeracin de productos alimenticios consisti en alojarlos en la nevera. El hielo = agua en el estado slido de agregacin, absorbe el calor de los productos alimenticios, haciendo que stos se enfren. El hielo se derrite por ese motivo, pasando a un estado de agregacin diferente; licueface transformndose en agua.AES

Hielo slido

o

C

208_039

El hielo licueface absorbiendo calor

208_040

Si se siguiera calentando el agua, sta empresara a hervir y evaporar. Quedara alcanzado el estado de agregacin gaseoso. La sustancia gaseosa puede volver a ponerse lquida despus de un proceso de enfriamiento y, si se sigue enfriando, puede volver a transformarse en una sustancia slida. Este principio es transmisible a casi todas las sustancias: Una sustancia absorbe calor al pasar del estado lquido al gaseoso. Una sustancia entrega calor al pasar del estado gaseoso al lquido. El calor fluye siempre de la sustancia ms caliente hacia la ms fra. Los efectos del intercambio de calor, con motivo de los cuales una sustancia modifica su estado de agregacin en determinadas condiciones, se utilizan y ponen en prctica en la tcnica de la climatizacin.

El agua gasifica absorbiendo calor

208_041

Ley

Punto de solidificacin p. ej. el agua se congela Punto de ebullicin p. ej. el agua se evapora

6

Presin y punto de ebullicin Si se modifica la presin sobre un lquido, se modifica tambin su punto de ebullicin. Todos los lquidos se comportan de forma anloga. Punto de ebullicin = 100 oC H2O/agua Aceite para mquinas = 380 - 400 oC Del agua sabemos que, cuanto ms baja es la presin, tanto ms bajas son tambin las temperaturas a las que se pone en ebullicin, transformndose en vapor.Curva de presin de vaporH2O 1,7 17 4,0

El proceso de evaporacin es tambin el que se aplica en los climatizadores para vehculos. A esos efectos se emplea una sustancia de fcil ebullicin. Se le da el nombre de agente frigorfico. Punto de ebullicin Agente frigorfico R12 29,8 oC Agente frigorfico R134a 26,5 oC (El punto de ebullicin indicado en las tablas para los lquidos est referido siempre a una presin atmosfrica de 0,1 MPa = 1 bar).Curvas de presin de vaporR134a R12 40

MPa

o

C

1,5

15

3,5

35

1,3 MPa

13 MPa bar

3,0

30 bar

1,1

11

2,5

25

Estado lquido0,9 9 2,0

Estado lquido20

Presin

0,7

7

Presin

1,5

15

0,5

5

1,0

10

Estado gaseoso0,3 3 0,5

Estado gaseoso5

0,1 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

1

0 -40 -20 0 20 40 60 C 80 100

0

Temperatura

C

Temperatura

208_006

208_005

Qu nos expresa una curva de presin de vapor?Con las curvas de presin de vapor de ambos agentes frigorficos R134a y R12 (el R12 ya no se utiliza) y con la curva del agua reconocemos lo siguiente: Si se mantiene constante la presin y se reduce la temperatura, el vapor pasa al estado lquido (en el circuito del climatizador esto sucede en el condensador = licuefactor), o bien, si se reduce la presin, el agente frigorfico pasa del estado lquido al gaseoso (en el circuito del climatizador esto sucede en el evaporador).

7

Agente frigorficoEl agente frigorfico, de ebullicin a bajas temperaturas para los climatizadores en vehculos, es un gas. En estado gaseoso es invisible; en estados de vapor y lquido es incoloro como el agua. Agente frigorfico R12 diclorodifluormetano Frmula qumica CCl2F2 Es un hidrocarburo clorofluorado (HCFC) nocivo para el medio ambiente. Agente frigorfico R134a tetrafluoretano Frmula qumica CH2F-CF3 Es un hidrocarburo fluorado (HCF) compatible con el medio ambiente.

134a

R

Los agentes frigorficos no se deben mezclar entre s. nicamente se debe emplear el agente frigorfico que se especifica para el sistema en cuestin.

Desde 1995 est prohibido vender en Alemania el agente frigorfico R12 para climatizadores en vehculos. Desde julio de 1998 este agente ya no se debe cargar en los sistemas. En los climatizadores actuales para vehculos se emplea exclusivamente el agente frigorfico R134a. El R134a es un hidrocarburo fluorado sin los tomos de cloro que caracterizan al agente frigorfico R12, los cuales perjudican el estrato de ozono en la atmsfera terrestre al disociarse del conjunto. La curva de presin de vapor del R134a es muy parecida a la del R12. Alcanza el mismo rendimiento frigorfico que el R12. Los climatizadores que ya no se pueden cargar con el R12 pueden ser transformados con un kit especial para el empleo del R134a (mtodo Retrofit). Los sistemas transformados de esa forma ya no alcanzan el rendimiento frigorfico original.

Decreto de prohibicin de los halgenos

R134a

16 bar 14 12 10

Lquido Expansin

Presin

8 6 4 2

Evaporacin Gaseoso-30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70o

El agente frigorfico es gaseoso o lquido, en funcin de las condiciones de presin y temperatura en el circuito frigorfico.

0

Temperatura Curva de presin de vapor R134a

C

208_050

8

Estado en que se encuentra el agente frigorfico R134a en el proceso cclico de un climatizador Como complemento a los fenmenos expresados en la curva de presin de vapor, en el proceso cclico se manifiesta que, adicionalmente al balance energtico, el agente frigorfico experimenta un cambio en el estado de agregacin, al someterse a efectos de presin y temperatura, con motivo del cual vuelve al estado original. El grfico es un extracto del diagrama de estados de agregacin del agente frigorfico R134a para un climatizador en un vehculo. Segn el rendimiento frigorfico necesario en un tipo de vehculo resultan as otros valores absolutos.Curva de temperatura lquido saturado4,0

El contenido energtico es un factor importante para el diseo del climatizador. Expresa la cantidad de energa que es necesaria para que el proceso pueda funcionar (calor del evaporador, calor del condensador), con objeto de alcanzar el rendimiento frigorfico previsto. Datos fsicos del R134a: Punto de ebullicin: Punto de solidificacin: Temperatura crtica: Presin crtica: 26,5 101,6 100,6 4,056 (40,56 C C C MPa bar)

134a

R

Punto crtico (presin/temperatura)

Curva de temperatura vapor saturado40

90

MPa

2,0 1,6

70

70 60 50 40 30

C50

20

60

B

16

1,0

40 30 20 20

10 8

Presin

0,8

0,6

6

0,4

10

10

4

0,3

0 C

0 C

D0,2 200 240 280 320 360 400

A440

3

2

Contenido energtico

kJ/kg

208_053

A

B

Compresin en el compresor; aumento de presin y temperatura; estado gaseoso; alta presin; alta temperatura Proceso de condensacin en el condensador; alta presin; reduccin de la temperatura; abandona el condensador en estado lquido, ligeramente enfriado Expansin = Distensin instantnea de la presin; conduce a la evaporacin Proceso de evaporacin (absorcin de calor) en el evaporador. Recorrido del cambio del estado evaporado al gaseoso; baja presin Curva de temperatura en el punto BExplicacin de los trminos ver tambin pgina 72.

B

C

C D

D A

Presin

bar

80

90 85 80

9

Agente frigorficoEl agente frigorfico y el estrato de ozono El ozono protege a la corteza terrestre contra las radiaciones UV, a base de absorber su mayor parte. Los rayos UV disocian el ozono (O3) en una molcula de oxgeno (O2) y un tomo de oxgeno (O). Los tomos y las molculas de oxgeno procedentes de otras reacciones se vuelven a combinar produciendo ozono. Este fenmeno se desarrolla en la capa de ozono, perteneciente a la estratsfera; se halla entre los 20 y 50 km de altitud. El cloro (Cl) es parte integrante de un agente frigorfico CFC como el R12. Si se maneja de forma inadecuada, la molcula del R12 asciende hasta la capa de ozono, por ser ms ligera que el aire. Con el efecto de la radiacin UV se libera un tomo de cloro en el CFC, el cual reacciona con el ozono. El ozono se disgrega formando una molcula de oxgeno (O2) y un monxido de cloro (ClO), el cual reacciona ms tarde con el oxgeno y libera el tomo de cloro (Cl). Este ciclo se puede repetir hasta 100.000 veces. Las molculas de oxgeno libre (O2) no pueden absorber radiaciones UV. Agente frigorfico y el efecto invernadero La radiacin solar sobre la corteza terrestre se refleja en forma de radiacin infrarroja. Sin embargo, las trazas gaseosas la ms importante es el CO2 reflejan estas ondas en la tropsfera. Debido a ello aumentan las temperaturas climatolgicas, produciendo el efecto invernadero. Los HCFC participan con un alto porcentaje en la creciente concentracin de trazas gaseosas. 1 kg de R12 causa el mismo efecto invernadero que 4.000 toneladas de CO2. El R134a slo contribuye en pequea escala al efecto invernadero. Su potencial de disgregacin de ozono es igual a cero. 10

km

UVUV

UV

UVUV

200 100 80 60

134a

R

STRATOSPHRE40

+Cl

=O3 20 O2 10

Cl ClO

O

TROPOSPHRE5

FCKW

Efecto invernaderoFCKW1

Interacciones entre los HCFC y el ozono en la atmsfera

208_051

Potencial de disgregacin de ozono

FCKW R12 1

FKW R134a 0 0 1 2 3 4Potencial de efecto invernadero

208_052

Aceite para mquinas frigorficas Para la lubricacin de todas las piezas mviles en el climatizador se necesita un aceite especial para mquinas frigorficas, en una calidad exenta de impurezas tales como azufre, cera y humedad. Debe ser compatible con el agente frigorfico, porque se mezcla con una parte de ste y lo acompaa en el circuito frigorfico; tampoco debe atacar los elementos de estanqueidad en el sistema. No se deben emplear otros tipos de aceites, porque provocan un chapeado de cobre, carbonizacin/coquizacin y la produccin de residuos. Las consecuencias de ello seran un desgaste prematuro y la destruccin de los componentes mviles. Para el circuito frigorfico cargado con R134a se utiliza un aceite sinttico especial. Debe ser empleado exclusivamente para este agente frigorfico, por no ser mezclable con otros. El aceite para mquinas frigorficas tambin puede estar acondicionado para un tipo especfico de compresor. Aceite para mquinas frigorficas cargadas con R134a Designacin: PAG = Poly-Alkylen-Glykol (glicol polialcohilnico) Caractersticas: - Un alto poder de disolucin con el agente frigorfico - Buenas propiedades lubricantes - Exento de cidos - Intensamente higroscpico (atrae el agua) - No mezclable con otros aceites A observar: - No se debe emplear en climatizadores ms antiguos con el agente frigorfico R12, por no ser compatible con ese medio. Notas importantes: No almacenar abierto, por ser intensamente higroscpico. Mantener siempre cerrado el envase del aceite, para protegerlo contra la penetracin de humedad; cerrar de inmediato nuevamente los envases empezados a consumir. No utilizar aceite usado para mquinas frigorficas. Desabastecer ecolgicamente como residuo especial. En virtud de sus propiedades qumicas, el aceite para mquinas frigorficas no se debe desabastecer conjuntamente con aceite para motores o aceite para engranajes.Compresor

50%10% 10%Condensador Depsito de lquido

10% 20%

134a

R

Tubo de aspiracin Evaporador

Distribucin de la cantidad de aceite en el circuito frigorfico (a ttulo aproximado) La capacidad de llenado de aceite para mquinas frigorficas vara en funcin del dimensionamiento/ diseo o la versin de los grupos previstos para el tipo de vehculo en cuestin.

11

Tcnica de refrigeracinCircuito frigorfico principio conceptualDesarrollo del proceso de refrigeracin y condiciones tcnicas previas Sabemos: Para enfriar algo es preciso que entregue calor. A esos efectos se implanta en los vehculos un sistema de refrigeracin por compresin. Un agente frigorfico circula en un circuito cerrado y cambia continuamente entre los estados de agregacin lquido y gaseoso. Se comprime en estado gaseoso. Condensa entregando calor. Evapora por reduccin de la presin, absorbiendo calor. No se genera el fro, sino que se extrae el calor del aire que ingresa en el vehculo.Lado de baja presin

Lado de alta presin

Cmo se desarrolla esto tcnicamente?

Compresor

208_071

El compresor aspira agente frigorfico fro, gaseoso, sometido a baja presin. El agente frigorfico se comprime en el compresor, calentndose durante esa operacin. Luego es impelido hacia el circuito (lado de alta presin). En esta fase, el agente frigorfico es gaseoso, est sometido a una alta presin y tiene una alta temperatura.Aire de refrigeracin Condensador

12

208_073

Vlvula Aire fresco refrigerado

El agente frigorfico lquido y comprimido sigue fluyendo hasta llegar a un estrechamiento, que puede estar constituido por una vlvula estranguladora o por una vlvula de expansin. All se roca hacia el interior del evaporador, producindose una cada de presin (lado de baja presin). El agente frigorfico lquido rociado hacia el interior del evaporador se distensa y evapora. El calor necesario para la evaporacin se extrae del aire fresco caliente que pasa por las aletas del evaporador, con motivo de lo cual se enfra. En el habitculo bajan las temperaturas, producindose una refrigeracin agradable.En esta fase, el agente frigorfico es gaseoso, tiene una baja presin y una baja temperatura.

Evaporador Aire fresco caliente

208_004

208_072

208_074

El agente frigorfico pasa por la va corta hacia el condensador (licuefactor). Al gas comprimido y caliente se le extrae ahora el calor en el condensador, haciendo pasar aire (viento de la marcha y de la turbina de aire). En cuanto el agente frigorfico gaseoso alcanza el punto de roco en funcin de la presin, se condensa ponindose lquido. En esta fase, por tanto, el agente frigorfico es lquido, se encuentra sometido a alta presin y a una temperatura media.

El agente frigorfico, ahora nuevamente gaseoso, sale del evaporador. Vuelve a ser aspirado por el compresor, para recorrer nuevamente el circuito. De esa forma queda cerrado el ciclo.

En esta fase, el agente frigorfico es nuevamente gaseoso, tiene una baja presin y una baja temperatura.

13

Tcnica de refrigeracinCircuito frigorfico con vlvula de expansinI H G

Presin de trabajo

HD = Alta presin ND = Baja presin

En las documentaciones tcnicas, p. ej. en los Manuales de Reparaciones, se representan los componentes de forma esquemtica.ND HD ND HD

A

B

C

D E

F 208_032

I 1

H

E

D

A BEl circuito frigorfico es puesto en funcionamiento con el motor del vehculo en marcha. A esos efectos se equipa el compresor con un acoplamiento electromagntico.

2

1 MPa = 10 bares Los valores absolutos estn siempre referidos a un vehculo especfico. Obsrvese lo indicado en el Manual de Reparaciones.Presiones y temperaturas en el circuito (ejemplo)

C 2Condensacin Presin aprox. 1,4 MPa (14 bares) Enfriamiento de 10 oC

1Compresin a aprox. 1,4 MPa (14 bares) Temperatura aprox. 65 oC

14

Leyenda Alta presin Baja presin

Componentes: A Compresor con acoplamiento electromagntico B Condensador C Depsito de lquido con deshidratador D Conmutador de alta presin E Empalme de Servicio, alta presin F Vlvula de expansin G Evaporador H Empalme de Servicio, baja presin I Amortiguador (especfico en funcin del vehculo) Por motivos de seguridad, no se debe abrir el circuito frigorfico. Si para reparaciones en el vehculo es necesario abrirlo, es preciso evacuar anteriormente el agente frigorfico mediante una estacin de Servicio adecuada.

F

G

3 4

208_031

El rendimiento frigorfico de un climatizador para vehculos va determinado por las condiciones de montaje y la categora del vehculo (turismo, Transporter). Los componentes desde A hasta H existen en todos los circuitos frigorficos. Segn el diseo especfico y las necesidades del caso puede haber otros empalmes ms, para las intervenciones del Servicio Post-Venta, sensores de temperatura, conmutadores de presin en los circuitos de alta y baja presin y tornillos para la descarga del aceite. Tambin su posicin en el circuito difiere de un tipo de vehculo a otro. Hay sistemas que incorporan un elemento amortiguador antes del compresor, con objeto de atenuar las oscilaciones del agente frigorfico.

Las presiones y temperaturas en el circuito dependen siempre del estado operativo momentneo. Los valores indicados slo pueden entenderse a ttulo de referencia. Se establecen al cabo de 20 min, habiendo una temperatura del entorno de 20 oC y teniendo el motor regmenes comprendidos entre las 1.500 y 2.000 1/min. A 20 oC con el motor parado se establece en el circuito frigorfico una presin de 0,47 MPa (4,7 bares) presin positiva. A continuacin se contemplan ms detalladamente los componentes que integran el circuito frigorfico con vlvula de expansin (versiones con estrangulador ver pgina 28).

3

4

1208_033

Expansin desde aprox. 1,4 MPa (14 bares) hasta aprox. 0,12 MPa (1,2 bares) Temperatura desde aprox. 55 oC hasta 7 oC

Evaporacin Presin aprox. 0,12 MPa (1,2 bares) Temperatura aprox. 7 oC

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Tcnica de refrigeracinCompresorLos compresores en los climatizadores de vehculos son versiones de desplazamiento, lubricadas por aceite. Trabajan nicamente al estar activado el climatizador, lo cual se gestiona con ayuda de un acoplamiento electromagntico. El compresor aumenta la presin del agente frigorfico, con lo cual aumenta a su vez la temperatura del agente.

Sin este aumento de presin no sera posible posteriormente la expansin y el enfriamiento correspondiente del agente frigorfico en el climatizador. Para la lubricacin se emplea un aceite especial para mquinas frigorficas, del cual aproximadamente un 50 % permanece en el compresor, mientras que la parte restante circula solidariamente con el agente frigorfico en el circuito. Una vlvula de desactivacin por sobrepresin, que suele estar instalada en el compresor, protege el sistema contra una presin excesiva. Proceso de compresin El compresor aspira agente frigorfico gaseoso fro a baja presin, procedente del evaporador. Para el compresor es de importancia vital que el agente frigorfico se encuentre en estado gaseoso, por no ser compresible en estado lquido, lo cual destruira el compresor (comparable con el golpe de ariete en el motor). El compresor se encarga de comprimir el agente frigorfico y lo impele como gas caliente hacia el condensador {lado de alta presin del circuito frigorfico). El compresor representa de esa forma un punto de separacin entre los lados de alta y baja presin del circuito frigorfico.

208_028

208_045

Compresor

Acoplamiento electromagntico

16

Funcionamiento del compresorLos compresores para climatizadores trabajan segn diferentes procedimientos: Compresor de mbolo Compresor de espiral Compresor de aletas celulares Compresor de disco oscilante

A continuacin se tratar con ms detalle el compresor de disco oscilante. El movimiento rotativo del eje de impulsin se transforma con el disco oscilante en un movimiento axial = carrera de los mbolos. Segn su arquitectura, pueden ser de 3 a 10 mbolos, dispuestos cntricamente en torno al eje de impulsin. Cada mbolo tiene asignada una vlvula aspirante/impelente. Estas vlvulas abren/cierran automticamente a ritmo de trabajo. El climatizador se disea para el rgimen mximo del compresor. Sin embargo, el rendimiento de los compresores depende del rgimen del motor. Pueden intervenir diferencias de rgimen del compresor desde 0 hasta 6.000 1/min. Esto influye sobre el llenado del evaporador y, por tanto, sobre el rendimiento frigorfico del climatizador. Para la adaptacin a diversos regmenes del motor, a la temperatura del entorno o a las temperaturas elegidas por el conductor para el habitculo - en pocas palabras, para la adaptacin a las necesidades de rendimiento frigorfico - se han desarrollado compresores de rendimiento regulado, con una cilindrada variable. Esto se realiza modificando el ngulo de inclinacin del disco oscilante. En un compresor de cilindrada constante, las necesidades de rendimiento frigorfico se adaptan a base de activar y desactivar peridicamente el compresor con ayuda del acoplamiento electromagntico.

208_027

Eje de impulsin Disco oscilante mbolo Compresor de disco oscilante, no autorregulado ngulo constante del disco oscilante Cilindrada constante

Vlvula aspirante/ impelente

208_046

mbolo

Disco oscilante

Compresor de disco oscilante, autorregulado ngulo variable del disco oscilante Cilindrada variable

17

Tcnica de refrigeracinEl compresor autorregulado trabaja continuamente al estar el climatizador en funcionamiento. Margen de regulacin del compresorTodas las posiciones de regulacin comprendidas entre el tope superior (100 %) y el tope inferior (aprox. 5 %) se adaptan por medio de la presin variable de las cmaras al rendimiento de alimentacin necesario. El compresor siempre se encuentra en funcionamiento durante la regulacin. Taladro estrangulador calibrado Vlvula reguladora Disco oscilante Carril de deslizamiento

Eje de impulsin Alta presin

Baja presin

Parte superior mbolo

Parte inferior Presin en la cmara

Muelles Cubo de impulsin

208_047

El movimiento rotativo del eje de impulsin se transmite al cubo y por medio del disco oscilante se transforma en el movimiento axial de los mbolos. El disco oscilante est guiado en direccin longitudinal por medio de un carril de deslizamiento. Variando la inclinacin del disco se define la carrera de los mbolos y el caudal impelido. La inclinacin depende de la presin reinante en la cmara y, por tanto, de las condiciones de presin aplicadas en las partes superior e inferior de los mbolos. Se apoya por medio de muelles situados delante y detrs del disco oscilante.

La presin en la cmara se determina por medio de las presiones alta y baja aplicadas a la vlvula reguladora y por medio del taladro estrangulador calibrado. Estando desactivado el climatizador existe igualdad de las presiones alta, baja y de la cmara. Los muelles delante y detrs del disco oscilante ajustan ste para un caudal impelido de aprox. 40 %. Efecto colateral agradable de la regulacin del rendimiento: Aqu no ocurre el golpe de activacin del compresor, que se suele percibir como un tirn al conducir.

18

Alto caudal impelido con bajo rendimiento de refrigeracin - baja presin en la cmara

Vlvula reguladora

Fuelle 2

Fuelle 1

Presin en la cmara

Taladro estrangulador

Presin en la cmara

208_048

Muelle 1

Muelle 2

Alta presin

Baja presin

Las presiones alta y baja son relativamente intensas. El fuelle 2 es comprimido por la alta presin. El fuelle 1 tambin es comprimido por la baja presin relativamente intensa. La vlvula reguladora abre. La presin de la cmara se descarga a travs del lado de baja presin.

La fuerza compuesta por la baja presin aplicada a las partes superiores de los mbolos y la fuerza del muelle 1 es superior a la fuerza compuesta por la presin en la cmara sobre las partes inferiores de los mbolos y la fuerza del muelle 2. La inclinacin del disco oscilante aumenta = carrera larga con un intenso caudal impelido.

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Tcnica de refrigeracinBajo caudal impelido con bajo rendimiento de refrigeracin - alta presin en la cmara

Vlvula reguladora

Fuelle 2

Fuelle 1

Presin en la cmara

Presin en la cmara

Taladro estrangulador

Muelle 1

Muelle 2

208_049

Alta presin

Baja presin

Las presiones alta y baja son relativamente bajas. El fuelle 2 expande. El fuelle 1 expande asimismo, debido a la baja presin relativamente baja. La vlvula reguladora cierra. El lado de baja presin cierra contra la presin en la cmara. La presin en la cmara aumenta a travs del taladro calibrado.

La fuerza compuesta por la baja presin en la parte superior del mbolo y la fuerza del muelle 1 es inferior a la fuerza compuesta por la presin en la cmara sobre las partes inferiores de los mbolos y la fuerza del muelle 2. La inclinacin del disco oscilante se reduce = carrera menor con un menor caudal impelido.

20

Acoplamiento electromagnticoCon el acoplamiento electromagntico se establece la transmisin de la fuerza entre el compresor y el motor del vehculo, estando ste en funcionamiento. Configuracin El acoplamiento consta de: polea con cojinete placa elstica con cubo bobina electromagntica

Esquema del acoplamiento desactivado

A

Polea con cojinete

Eje de impulsin del compresor

Placa elstica con cubo

El cubo de la placa elstica est fijado al eje de impulsin del compresor. La polea va alojada en disposicin giratoria en la carcasa del compresor, a la salida del eje. La bobina electromagntica va fijada a la carcasa del compresor. Entre la placa elstica y la polea existe un espacio libre A. Funcionamiento El motor del vehculo impulsa la polea (flecha) por medio de la correa Poly-V. La polea gira solidaria y libremente al estar desactivado el compresor. Al ser activado el compresor se aplica una tensin elctrica a la bobina, generndose un campo electromagntico. Este campo atrae a la placa elstica contra la polea en rotacin (anulndose el espacio libre A), con lo cual se establece una transmisin de fuerza entre la polea y el eje de impulsin del compresor. El compresor gira solidariamente. Pero slo acompaa el giro hasta que se interrumpa el circuito elctrico hacia la bobina electromagntica. La placa elstica vuelve a su posicin original impulsada por los muelles de la polea. La polea vuelve a girar loca, sin arrastrar el eje del compresor.

Bobina electromagntica

Carcasa del compresor208_002

Esquema del acoplamiento activado

Arrastre de fuerza

208_003

Para las condiciones de activacin y desactivacin del compresor consulte el tema relacionado con la regulacin del funcionamiento de un climatizador. 21

Tcnica de refrigeracinCondensadorEl condensador es el radiador del climatizador. Arquitectura del condensador Consta de un serpentn tubular unido fijamente por medio de aletas. De ese modo se consigue una gran superficie de refrigeracin y un buen paso del calor. El ventilador del radiador se encarga de refrigerar el condensador al ser puesto en funcionamiento el climatizador, con objeto de asegurar la circulacin del agente frigorfico. Se monta siempre delante del radiador. De esa forma aumenta el rendimiento del condensador. El intercambio de calor en el condensador se realiza a base de refrigerar el aire. El enfriamiento se establece con ayuda del viento de la marcha y la intervencin del ventilador para el radiador segn la versin tambin puede tener un ventilador adicional. El ventilador suele ponerse en funcionamiento al momento en que se activa el climatizador. Una excepcin es la versin con transmisor de presin G65, en cuyo caso la activacin se produce de forma retardada, al existir una presin especfica. Las impurezas en el condensador reducen el paso del aire, lo cual puede afectar el rendimiento frigorfico y la refrigeracin del motor. Funcionamiento Procedente del compresor, el agente frigorfico gaseoso, caliente, se impele por arriba en el condensador, teniendo una temperatura de aprox. 50 a 70 oC. Los tubos y las aletas del condensador absorben calor. A travs del condensador se hace pasar aire atmosfrico fresco, que absorbe el calor y hace que el agente frigorfico gaseoso se enfre. Al enfriar, el agente frigorfico se condensa a una temperatura y una presin especficas, adoptando el estado lquido. Abandona la parte inferior del condensador en estado lquido. 22

208_023

Condensador Radiador

Aire atmosfrico, calefactado

Agente frigorfico caliente, gaseoso

Aire atmosfrico, fresco

Ventilador del radiador

Agente frigorfico lquido208_024

Como trmino derivado de su funcin se suele dar al condensador tambin el nombre de licuefactor.

Depsito de lquido y deshidratadorEl depsito de lquido en el circuito frigorfico con vlvula de expansin se utiliza para la expansin y para guardar las reservas de agente frigorfico. Al variar las condiciones operativas, p. ej. las cargas trmicas del evaporador y condensador o el rgimen del compresor, tambin se impele una cantidad variable de agente frigorfico a travs del circuito. Para compensar estas fluctuaciones se integra en el circuito este depsito de lquido. En el deshidratador se liga qumicamente la humedad que penetra en el circuito frigorfico durante los trabajos de montaje. Segn la versin de que se trate puede absorber entre 6 y 12 g de agua. La cantidad absorbida est supeditada a la temperatura y aumenta a medida que bajan las temperaturas. Tambin se asientan aqu las partculas de desgaste del compresor, suciedad del montaje y similares. Funcionamiento Procedente del condensador, el agente frigorfico lquido pasa lateralmente hacia el depsito. All se colecta y luego recorre el deshidratador, tras lo cual pasa en un flujo ininterrumpidamente continuo y exento de burbujas a travs del tubo ascendente hacia la vlvula de expansin.hacia la vlvula de expansin

208_026

Deshidratador

El depsito de lquido se tiene que sustituir cada vez que se abra el circuito frigorfico. Antes de su montaje hay que mantenerlo cerrado el mayor tiempo posible, para que la absorcin de humedad del aire ambiental se mantenga reducida en el deshidratador.

208_025

procedente del condensador

Tamiz filtro

23

Tcnica de refrigeracinVlvula de expansinLa vlvula de expansin es el sitio en el que el agente frigorfico se distensa en el evaporador, hacindolo enfriar. Constituye el sitio de la divisin entre los lados de alta y baja presin en el circuito frigorfico. Con la vlvula de expansin se regula el flujo del agente frigorfico hacia el evaporador en funcin de la temperatura que tiene el vapor del agente frigorfico a la salida del evaporador. En el evaporador slo se distensa la cantidad de agente frigorfico que resulta necesaria para mantener una climatizacin refrigerada uniforme en el evaporador. Regulacin El flujo del agente frigorfico se gestiona por medio de la vlvula de expansin, en funcin de la temperatura.Termostato con tubo de sensor y agente frigorfico

208_022

Si aumenta la temperatura del agente frigorfico que sale del evaporador, el agente Diafragma frigorfico en el termostato se expande. El flujo a travs de la vlvula de bola aumenta hacia el evaporador. hacia el compresor Si baja la temperatura del agente frigorfico (baja presin) que sale del evaporador, el volumen del agente frigorfico se reduce en el termostato. Debido a ello se reduce a su vez el flujo hacia el evaporador en la vlvula de bola. La vlvula termosttica de expansin trabaja en accin conjunta de 3 diferentes fuerzas: 1. La presin en el tubo del sensor depende de la temperatura que tenga el agente frigorfico intensamente calentado. Acta como fuerza de apertura (P F) sobre el diafragma. 2. La presin del evaporador (PSa) acta en direccin opuesta al diafragma. 3. La presin del muelle regulador (P Fe) acta en la misma direccin que la presin del evaporador. 24del condensador (alta presin)

P F

P Sadel evaporador (baja presin)

hacia el evaporador (baja presin)

P FeVlvula de bola Muelle regulador208_015

Las vlvulas de expansin vienen preajustadas. No se las debe alterar. No se debe plegar el tubo del sensor, porque va cargado con un gas especial.

Vlvula de expansin nueva generacinVa integrada tambin entre los lados de alta y baja presin del circuito frigorfico, directamente ante el evaporador.

hacia el compresor (baja presin)

Escape del evaporador (baja presin) Diafragma

Cabezal trmico con carga de gas especial Taladros de compensacin de presin del condensador (alta presin)

Varilla de mbolo

hacia el evaporador (baja presin)

208_017

Muelle regulador

Vlvula de bola

El funcionamiento de la vlvula de expansin se gestiona trmicamente. Posee una unidad de regulacin con cabezal trmico y vlvula de bola. En el cabezal trmico hay un diafragma por un lado, dotado de una carga de gas especial. El lado opuesto est comunicado con el escape del evaporador (baja presin) a travs de taladros de compensacin de presin. La vlvula de bola se acciona por medio de una varilla de mbolo.

La temperatura reinante por el lado de baja presin determina la presin del gas especial y, con sta, la cantidad de agente frigorfico que se ha de rociar. La vlvula de expansin se incorpora siempre dotada de un aislamiento de proteccin trmica. Si falta el aislamiento de proteccin trmica en la vlvula se altera la curva caracterstica de regulacin programada.

25

Tcnica de refrigeracin

Debido a un aumento de la carga de refrigeracin - aumenta la temperatura a la salida del evaporador; debido a ello aumenta la presin (pa) de la carga de gas en el cabezal trmico.

pa

A travs del diafragma y la varilla de mbolo aumenta la seccin en la vlvula de bola. El agente frigorfico fluye hacia el evaporador y absorbe calor al pasar de la zona de alta a la de baja presin. En el evaporador se extrae calor al aire pasante.

208_018

208_019

Si la temperatura del agente frigorfico baja a la salida del evaporador se produce una cada de presin (pb) en el cabezal trmico.pb

208_020

La seccin en la vlvula de bola se reduce nuevamente, reducindose a su vez el caudal de paso hacia el evaporador.

208_021

La relacin de apertura de las vlvulas depende de la temperatura reinante a la salida del evaporador (baja presin). La compensacin de la presin se realiza de forma regulada.

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EvaporadorEl evaporador trabaja segn el principio de un intercambiador de calor. Es parte integrante del climatizador y va integrado en la caja de la calefaccin. Estando activado el climatizador se extrae calor al aire que pasa entre las aletas del evaporador fro. Este aire se enfra, deshidrata y depura.

Retorno de agente frigorfico (gaseoso) Alimentacin de agente frigorfico (vapor)

208_029

Evaporador de tubos de seccin redonda

208_030

Funcionamiento El agente frigorfico que deja pasar la vlvula de expansin se distensa en el evaporador, enfrindose intensamente durante esa operacin. Pasa al estado gaseoso, ponindose en ebullicin. Al ebullir en el evaporador, las temperaturas son bastante inferiores a las de congelacin del agua. El calor necesario para la evaporacin lo extrae el agente frigorfico de su entorno en nuestro caso, lo extrae del aire que pasa por el evaporador. Este aire refrigerado se conduce hacia el habitculo. La humedad del aire refrigerado se condensa en los sitios del evaporador, en los que las temperaturas resultan inferiores a las del punto de roco. Se produce agua condensada. El aire se deshidrata. De esa forma mejora sensiblemente la climatizacin del habitculo, dotndose rpidamente de un aire de buena calidad. Las partculas suspendidas en el aire se asientan adicionalmente a la humedad en el evaporador. El evaporador tambin depura el aire de esa forma.

La eventual existencia de charcos de agua bajo el vehculo (agua condensada) no representa por ello ninguna avera.

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Tcnica de refrigeracinCircuito frigorfico con estrangulador

I

H G

F

Presin de trabajo

HD= Alta presin ND= Baja presin

Representacin esquemtica de un circuito frigorfico con estranguladorND HD E

H208_034

I

A

B

C

D

1 D B

A

21 MPa = 10 bar

C

Presiones y temperaturas en el circuito

1Compresin Presin hasta 2 MPa (20 bares) Temperatura hasta 70 oC

2Condensacin Presin hasta 2 MPa (20 bares) Refrigeracin alrededor de aprox. 10 oC

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Leyenda Alta presin Baja presin

Componentes: A Compresor con acoplamiento electromagntico B Conmutador de baja presin C Condensador D Empalme para Servicio, alta presin E Estrangulador F Evaporador G Conmutador de baja presin H Empalme para Servicio, baja presin I Depsito colector

G

3 4 E F208_007

El rociado del agente frigorfico lquido en el evaporador se lleva a cabo por medio de un estrangulador, contrariamente al circuito dotado de vlvula de expansin. En climatizadores con regulacin por estrangulador, en lugar del depsito de lquido en el lado de alta presin se instala un depsito colector por el lado de baja presin. Se utiliza como depsito y como proteccin para el compresor (golpe de ariete). Ver tambin pgina 31.

Todos los dems componentes son idnticos a los del circuito con vlvula de expansin. Segn la configuracin y las necesidades del caso, puede haber en el circuito otros empalmes ms, para trabajos de Servicio o bien para sensores con funciones de vigilancia. Las presiones y temperaturas dependen del estado operativo momentneo del sistema. Los valores indicados se establecen despus de un cierto lapso de tiempo, segn sea la temperatura exterior momentnea (ver Manual de Reparaciones).

3Expansin de 2 MPa (20 bares) a > 0,15 MPa (1,5 bares) Temperatura de 60 oC a > 4 oC

4Evaporacin Presin hasta > 0,15 MPa (1,5 bares) Temperatura > 4 oC

1208_033

29

Tcnica de refrigeracinEstranguladorEl estrangulador es un sitio estrecho en el circuito frigorfico, directamente ante el evaporador. Este sitio estrecho estrangula el paso del agente frigorfico. Antes del estrangulador, el agente frigorfico est sometido a alta presin y es caliente. Al pasar por el estrangulador se produce una rpida cada de la presin. El agente frigorfico se enfra a baja presin. El estrangulador constituye as el sitio de divisin entre los lados de alta y baja presin en el circuito frigorfico. Un elemento de estanqueidad garantiza que el agente frigorfico slo pase por el estrangulador en el sitio estrecho. FuncionesTamiz pulverizador

208_035

Determinacin del caudal de agente frigorfico. Esto se realiza con ayuda del taladro calibrado. A travs de ste nicamente puede pasar una cantidad de agente frigorfico equivalente a la presin momentnea. Mantener la presin por el lado de alta presin del circuito frigorfico estando el compresor en funcionamiento, manteniendo as a su vez el agente frigorfico en estado lquido. En el estrangulador se produce una cada de la presin. Debido a una evaporacin parcial del agente frigorfico tiene lugar un enfriamiento ante la entrada al evaporador. Pulverizacin del agente frigorfico. El estrangulador lleva instalado un tamiz para captar impurezas antes de llegar al sitio estrecho. Detrs el sitio estrecho se encuentra un tamiz para la pulverizacin del agente frigorfico antes de su llegada al evaporador.

Hacia el evaporador

Taladro calibrado

Tamiz para impurezas Anillo trico; sella el lado de alta presin contra el de baja presin208_016

Obsrvese la posicin de montaje. La flecha sobre el estrangulador indica hacia el evaporador.

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Depsito colectorEn la parte de baja presin de los climatizadores con estrangulador se encuentra el depsito colector. Se instala en un sitio caliente del vano motor (reevaporacin). Se utiliza como depsito de expansin y depsito para el agente frigorfico y el aceite para mquinas frigorficas, sirviendo a su vez de proteccin para el compresor. El agente frigorfico gaseoso procedente del evaporador ingresa en el depsito. Si existen trazas de humedad en el agente frigorfico, stas se captan en el deshidratador integrado. El agente frigorfico gaseoso se colecta arriba, en la parte en que se encuentra la caperuza de plstico, y es aspirado por el compresor a travs del tubo en U, encontrndose garantizadamente en estado gaseoso. De esa forma se tiene asegurado con este sistema, que el compresor aspire nicamente agente frigorfico gaseoso, sin gotas en estado lquido, garantizando as la proteccin del compresor. El aceite para mquinas frigorficas se colecta en el fondo del depsito. El agente frigorfico gaseoso aspirado por el compresor absorbe aceite para mquinas frigorficas a travs de un taladro que tiene el tubo en U. Un tamiz filtrante impide que pueda pasar aceite sucio a travs del taladro.hacia el compresor

208_036

Sitio para la aspiracin del agente frigorfico gaseoso Caperuza de plstico

del evaporador

Deshidratador

El depsito colector se debe mantener cerrado el mayor tiempo posible antes del montaje (tapones de cierre en los empalmes), con objeto de mantener reducida la cantidad de humedad que el deshidratador pueda absorber del aire ambiental.

Tubo en U Tamiz filtrante Taladro para aceite de mquinas frigorficas208_037

31

Regulacin del sistema1

10

9

7 6

8 2 4

5 3 t pUn climatizador slo funciona, si todos los componentes del sistema trabajan a la perfeccin. Si se avera un componente pueden alterarse las presiones de trabajo, no pudindose descartar daos derivados de esa particularidad en el sistema y en el motor. Para evitar ese fenmeno se instalan equipos de vigilancia en el circuito frigorfico. Una unidad de control procesa las seales de stos y gestiona la desconexin y conexin peridica del compresor, as como el rgimen de revoluciones del ventilador. Con ello se consigue, que el nivel de presin en el circuito frigorfico se ajuste siempre a valores normales. En los sistemas equipados con un compresor no regulado, las seales de los equipos de vigilancia tambin se utilizan para efectuar adaptaciones a las necesidades de rendimiento frigorfico del sistema. (Desactivacin y activacin del climatizador en funcin de las necesidades de rendimiento frigorfico. Al mismo tiempo se practican medidas preventivas contra un posible engelamiento del evaporador). El grfico muestra la configuracin bsica.208_054

No en todos los casos tienen que existir necesariamente y estar interconectados as todos los equipos que se muestran en la figura.El grfico muestra la regulacin del sistema en un climatizador sencillo, de mando manual. 1 Conmutador para climatizador 2 Vlvula de descarga de sobrepresin en el compresor 3 Ventilador para lquido refrigerante 4 Conmutador de presin para climatizador 5 Transmisor de temperatura del lquido refrigerante 6 Termoconmutador para ventilador del lquido refrigerante 7 Transmisor de temperatura del evaporador 8 Turbina de aire fresco 9 Unidad de control del motor 10 Acoplamiento electromagntico

Unidad de control para climatizador (y/o unidad de control para ventilador de lquido refrigerante, segn el tipo de sistema de que se trate)

32

30 15 X 31

30 15 X 31

S

J 257 E 35

J 257

J 301 J 32 A F 18-t

t1

t2

G 153

G 62 N 25

p2

p1

F 129

M

V7 J 101

31

31

208_055

t pBatera Conmutador para climatizador Termoconmutador para ventilador de lquido refrigerante t1 = 95 oC t2 = 103 oC F129 Conmutador de presin para climatizador P1 = 0,2 MPa (2 bar)/3,2 MPa (32 bar) P2 = 1,6 MPa (16 bar) G62 Transmisor de temperatura del lquido refrigerante G153 Transmisor de temperatura del evaporador J32 Rel para climatizador J101 Rel para II velocidad del ventilador para lquido refrigerante J257 Unidad de control Mono-Motronic J301 Unidad de control para climatizador N25 Acoplamiento electromagntico V7 Ventilador para lquido refrigerante S Fusible A E35 F18Ejemplo sencillo de las funciones de activacin y desactivacin del compresor (a travs del acoplamiento electromagntico N25) y del ventilador para lquido refrigerante.

Cdigo de colores: Positivo Negativo Seal de entrada Seal de salida Seal en ambas direcciones

En los climatizadores de ltima generacin, el conmutador de presin para climatizador se sustituye por un transmisor de alta presin. (Ver pgina 36)

33

Regulacin del sistemaComponentes del sistema de proteccinConmutador para climatizador E35

208_068

Vlvula de descarga de sobrepresin

El conmutador para la activacin del climatizador establece la comunicacin hacia el compresor a travs del acoplamiento electromagntico. En los sistemas con regulacin automtica, arrancan al mismo tiempo el ventilador para lquido refrigerante y la turbina de aire fresco. En los climatizadores manuales hay que seleccionar el escaln de velocidad 1 para la turbina de aire. La unidad de control del motor recibe informacin de que ha sido activado el sistema, con lo cual eleva el rgimen de ralent del motor (compensando as las cargas debidas al trabajo del compresor). El conmutador puede tener conectado a continuacin un conmutador de temperatura exterior. Este ltimo evita que el climatizador pueda ser puesto en funcionamiento al hacer temperaturas inferiores a 5 C. La vlvula (antiguamente era un precinto de ruptura por reventn) va instalada directamente en el compresor o en el depsito de lquido. Abre a unos 3,8 MPa (38 bares) y cierra al haber cedido la presin (aprox. 3,0 - 3,5 MPa / 30 - 35 bares). Segn la versin de que se trate, puede estar instalado un disco de plstico, que se revienta en cuanto ha respondido la vlvula.

t p

208_056

Transmisor de temperatura del evaporador G153

En tal caso hay que buscar la causa de la sobrepresin en el propio sistema. El precinto de ruptura slo se debe sustituir estando vaco el sistema. Detecta la temperatura entre las aletas de refrigeracin en el evaporador. La seal del transmisor pasa a la unidad de control del climatizador. Si las temperaturas del evaporador son muy bajas se desactiva el compresor. Desactivacin a eso de 1 C hasta 0 C; activacin a eso de +3 C De esta forma se impide el engelamiento del evaporador, causado por la congelacin de agua condensada. Hay sistemas que, en lugar de este transmisor, montan el conmutador para la temperatura del evaporador E33. Se encarga de interrumpir directamente la alimentacin de la corriente para el acoplamiento electromagntico. Otros sistemas regulan esta funcin a travs de un conmutador de temperatura exterior.

208_061

34

Conmutador de presin F129

Para vigilar y/o limitar las condiciones de la presin en el circuito frigorfico cerrado, por el lado de alta presin se procede a instalar un conmutador de alta presin y uno de baja presin. Si intervienen presiones inadmisibles en el sistema se desactiva el compresor por medio del acoplamiento electromagntico. Los conmutadores de presin pueden estar instalados directamente en la tubera o en el depsito de lquido. El conmutador de presin F129 es una versin combinada triple, para:208_057

asegurar el caudal de aire de refrigeracin (circuito del ventilador) asegurar las condiciones de la presin.

Trabaja en las siguientes condiciones:

p > 3,2 MPa =208_058

A una presin positiva de aprox. 2,4 a 3,2 MPa (24 a 32 bares) desactiva el acoplamiento electromagntico por intervencin de la unidad de control para el climatizador. Esta presin positiva puede surgir p. ej. si el condensador tiene una suciedad intensa.

t p

p < 0,2 MPa =208_059

Si la presin es demasiado baja (0,2 MPa / 2 bares) desactiva el acoplamiento electromagntico por intervencin de la unidad de control para el climatizador. Esto puede ocurrir p. ej. si hay fugas de agente frigorfico.

p > 1,6 MPa =208_060

A una presin positiva de 1,6 MPa (16 bares) se encarga de hacer funcionar el ventilador a un escaln de velocidad superior. De esa forma se alcanza el rendimiento ptimo del condensador.

35

Regulacin del sistemaTransmisor de alta presin G65 Es una nueva generacin para la vigilancia del circuito frigorfico. Es un sensor de presin electrnico. Viene a sustituir al conmutador de presin para climatizador F129. Los analizadores electrnicos en las unidades de control del climatizador y del motor han sido adaptados correspondientemente. El transmisor de alta presin est incorporado, igual que el conmutador de presin F129, en el tubo de alta presin. Detecta la presin del agente frigorfico y transforma la magnitud fsica de la presin en una seal elctrica. A diferencia del conmutador de presin para el climatizador, no slo se detectan los umbrales de presin previamente definidos, sino que tambin se vigila la presin del agente frigorfico en todo el ciclo de trabajo. Con ayuda de las seales se detectan las cargas que supone el climatizador para el motor y se reconocen las condiciones de presin reinantes en el circuito frigorfico. Con la unidad de control para el ventilador del lquido refrigerante se procede a activar y desactivar el siguiente escaln de velocidad superior para el ventilador y se gestiona la funcin del acoplamiento electromagntico del compresor. Si la unidad de control para el ventilador del lquido refrigerante no detecta ninguna seal, se encarga de desactivar el compresor por motivos de seguridad. Es posible adaptar la marcha al ralent del motor exactamente a la potencia absorbida por el compresor. Las operaciones activacin desactivacin de los escalones de velocidad para el ventilador se llevan a cabo de forma decalada, con un breve tiempo de retardo. De esa forma, apenas si resultan perceptibles las variaciones de rgimen del ventilador para lquido refrigerante al funcionar el motor al ralent, y particularmente en el caso de los motores de potencias inferiores aumentan los niveles de confort. En la memoria de averas de la electrnica del motor se inscribe la avera del transmisor de alta presin.

208_062

Aplicaciones de la seal en la unidad de control del motor en la unidad de control para el ventilador del lquido refrigerante

t pFuncin supletoria

Ventajas

Mensaje de averas en el autodiagnstico

p. ej.: 00819 Transmisor de alta presin G65 Seal muy baja

36

Funcionamiento del transmisor de alta presin2V/Div 5ms/D

A

La presin del agente frigorfico se aplica contra un cristal de silicio. Segn la intensidad de la presin, el cristal se deforma en una mayor o menor medida. El cristal de silicio est integrado en el sensor, conjuntamente con un microprocesador, y se alimenta con tensin.

0 B

208_109

El cristal de silicio tiene la propiedad de modificar su resistencia elctrica en funcin de su deformacin. Segn sea el desarrollo de la presin, vara correspondientemente tambin una tensin de medicin captada en el cristal de silicio. La tensin de medicin se transmite hacia un microprocesador, en el cual se transforma en una seal modulada en anchura de los impulsos (A = anchura del impulso; B = distancia de la seal).

A presin baja

Seal modulada en anchura de los impulsos Microprocesador Tensin Tensin de medicin Cristal de silicio (resistencia)208_063

Habiendo una presin baja, el cristal slo se deforma levemente. De ese modo se opone slo una baja resistencia elctrica a la tensin aplicada. La variacin de la tensin es leve.

t p

Seal de anchura variable

El microprocesador del transmisor de alta presin transmite una reducida anchura de los impulsos al haber una presin baja. Las seales de anchura variable se generan con una frecuencia de 50 Hz por segundo. Eso equivale a una duracin del perodo de 20 ms = 100 %. Habiendo una presin baja de 0,14 MPa (1,4 bares), la anchura de los impulsos es de 2,6 ms. Esto equivale a un 13 % de la duracin del perodo.

Duracin del perodo 20 ms

Anchura del impulso 2,6 ms

208_064

37