Los acondicionadores de aire domésticos y semiindustriales son de dos tipos, según el diseño y el principio de funcionamiento: sistemas monobloque y split. Los monobloques, a su vez, se dividen en dispositivos móviles, de ventana y evaporativos, y sistemas divididos: en pared, casete, conducto, columna y piso-techo (universal).
- La base de los principios de funcionamiento de diferentes sistemas climáticos.
- Cómo funcionan los sistemas divididos y sus variedades
- Trabajo de enfriamiento
- Trabajos de calefacción
- Aires acondicionados de precisión
- Aires acondicionados inverter
- Sistema de climatización por conductos
- Cómo funcionan los acondicionadores de aire móviles
- Enfriamiento
- Calefacción
- Refrigeración y calefacción con acondicionadores de aire de ventana.
- Enfriamiento
- Calefacción
- Cómo funcionan los acondicionadores de aire evaporativos
- Enfriamiento
- Calefacción
La base de los principios de funcionamiento de diferentes sistemas climáticos.
Los sistemas split y los acondicionadores de aire móviles, así como de ventana, tienen un principio de funcionamiento diferente, pero se basan en la propiedad de cualquier líquido de tomar calor durante la evaporación y liberarlo durante la condensación. En estos dispositivos de enfriamiento, el líquido de trabajo es gas - freón. Circula en circuito cerrado para bloques de dos componentes y monobloques.
La temperatura de transición de fase, cuando el gas se vuelve líquido y luego vuelve a su estado normal, depende de la presión de funcionamiento; cuanto más alta es, más alta es la temperatura de transición de fase.
Para que el freón líquido hierva y tome calor del aire, el compresor crea presión en el evaporador, en el cual la temperatura de transición de fase es más baja que la temperatura ambiente. Cuando el compresor crea una presión en la que la temperatura de transición de fase es superior a la del aire, el freón vuelve a tomar un estado gaseoso y emite el calor llevado al exterior, es decir, a la calle, a través de la unidad exterior.
Si consideramos el principio de funcionamiento de un aire acondicionado de piso sin conducto de aire, aquí se usa la misma propiedad de un líquido, pero la sustancia de trabajo es agua, no freón. No hay circuito cerrado dentro del instrumento. El líquido es bombeado por la bomba de desagüe y se evapora bajo la influencia del aire caliente, emitiendo el frescor al exterior. De hecho, es más un evaporador, no un acondicionador de aire, ya que humedece bien el aire, pero enfría mediocre.
Cómo funcionan los sistemas divididos y sus variedades
El freón circula en circuito cerrado. Consiste en:
- serpentín interno - intercambiador de calor evaporativo;
- serpentín externo - intercambiador de calor de condensador;
- conexión de tubos de cobre - línea de freón;
- un compresor que aumenta la presión;
- tubo capilar en sistemas domésticos;
- válvula termostática (TRV) para unidades semiindustriales.
El tubo capilar y la válvula de expansión tienen un sinónimo común: dispositivo de estrangulamiento. Proporcionan una diferencia de presión entre la condensación y la evaporación del refrigerante debido a la resistencia hidráulica en toda su longitud.
Los acondicionadores de aire que pueden calentar el aire tienen una válvula de 4 vías que cambia funcionalmente dos intercambiadores de calor en lugares: el exterior es responsable de la evaporación del refrigerante y el interior es responsable de su condensación.
Trabajo de enfriamiento
El freón ingresa al compresor, donde su presión aumenta 3 veces y la temperatura aumenta en 50-60 ° C, es decir, se produce compresión.Luego ingresa al condensador y se sopla con aire más frío, después de lo cual se convierte en un estado líquido. El aire pasa a través del intercambiador de calor del condensador y es calentado por el calor generado por el freón.
Luego, el refrigerante fluye hacia un tubo capilar en espiral o una válvula de expansión, donde su presión disminuye, la temperatura disminuye y ocurre poca evaporación. El intercambiador de calor evaporativo se purga con aire ambiente, pero cuando se suministra freón más frío, se enfría. Al mismo tiempo, el refrigerante toma su calor y entra en su estado original. Entonces se repite el ciclo.
Cuando se trabaja en frío, el esquema de acción del aire acondicionado de sistema dividido consta de 4 etapas principales: compresión, condensación, rarefacción y evaporación.
Trabajos de calefacción
La esencia del principio de funcionamiento del aire acondicionado de sistema dividido para calefacción no cambia. Cuando la válvula de 4 vías cambia las funciones de las unidades, cuando cambia la dirección del flujo de refrigerante, el aire es tomado de la calle por la unidad exterior, donde el freón se evapora, y es entregado a la habitación por la unidad interior. en el que el refrigerante vuelve a entrar en fase gaseosa.
Cuanto menor es la temperatura del aire exterior, más difícil es extraerle calor, ya que la diferencia entre la temperatura del aire y la temperatura de evaporación del freón disminuye, por lo tanto, la capacidad calorífica disminuye debido a la igualación de sus valores.
Aires acondicionados de precisión
- Es capaz de funcionar 24/7/365 durante 10 años, mientras que un sistema dividido doméstico no durará más de 2 años.
- Tiene un potente ventilador, por lo que la calidad de refrigeración es superior a la de un split. Las corrientes de aire de una temperatura determinada se distribuyen uniformemente por toda la habitación.
- El freón, el agua o el glicol pueden actuar como sustancia activa.
- La humidificación del aire se realiza mediante un generador de vapor tipo electrodo.
Los acondicionadores de aire de precisión se utilizan en salas de servidores donde es necesario mantener continuamente una cierta temperatura y humedad.
Aires acondicionados inverter
El principio de funcionamiento de un acondicionador de aire inverter es el mismo que el de un acondicionador de aire convencional. La diferencia entre los equipos climáticos de tipo inversor está en el control del modo de funcionamiento. En un sistema dividido convencional, cuando se alcanza la temperatura establecida, el compresor se apaga. Cuando la temperatura sube, el ventilador se pone en marcha. Por tanto, el sistema funciona a plena capacidad, pero de forma intermitente.
Los motores inversores tienen una placa de convertidor de frecuencia que cambia la frecuencia estándar de la red eléctrica. El ventilador no deja de funcionar cuando se alcanza la temperatura normal: ralentiza gradualmente la rotación, y cuando el aire se calienta en 1 grado, aumenta el número de revoluciones por unidad de tiempo.
Las ventajas de dicho control están en la durabilidad del equipo y en el ahorro de electricidad hasta un 30% en comparación con los sistemas divididos sin inversor.
Sistema de climatización por conductos
Un sistema de conductos de aire de entrada y salida sale de la unidad interior del acondicionador de aire de conducto, a través del cual se toma aire caliente y se suministra aire frío a una o varias habitaciones.
Los equipos de este tipo tienen la función de mezclar aire fresco de la calle hasta en un 30%.
La instalación de un acondicionador de aire de tipo conducto se realiza mejor en la etapa de construcción del edificio: la unidad se instala debajo del techo junto con el sistema de ventilación.
Cómo funcionan los acondicionadores de aire móviles
Enfriamiento
Con el primer flujo, el condensador se enfría con el aire ya enfriado que lo atraviesa. El flujo caliente se retira al exterior a través de una manguera de descarga corrugada. Se necesita una segunda corriente de aire para enfriar la habitación. Al pasar por el evaporador, el aire caliente emite calor al freón y baja su temperatura, luego de lo cual regresa a la habitación a través de las rejillas de distribución del cuerpo.Al mismo tiempo, el compresor crea la presión requerida y el ventilador centrífugo proporciona entrada de aire y expulsión de los intercambiadores de calor. Así es como se construye el principio de funcionamiento de los acondicionadores de aire móviles para refrigeración.
Si hablamos del principio de funcionamiento de un acondicionador de aire móvil con conducto de aire, la diferencia es que hay dos compartimentos sellados en la caja con dos bobinas diferentes. En el inferior hay un intercambiador de calor de condensación, y en el superior hay uno evaporativo.
Calefacción
Cuando se calienta, el monobloque suele funcionar en modo ventilador calefactor, y el conducto de aire se cierra desde el exterior con un tapón para que el aire frío del exterior no entre en el dispositivo. El acondicionador de aire aislado del ambiente externo puede funcionar en cualquier helada.
El principio de funcionamiento del acondicionador de aire para calefacción en este caso no se basa en redirigir el refrigerante en la otra dirección, sino en el calentamiento eléctrico debido a elementos calefactores cerámicos, que convierten un dispositivo móvil en un calentador típico.
Refrigeración y calefacción con acondicionadores de aire de ventana.
El funcionamiento de la unidad de ventana prácticamente no difiere del principio de funcionamiento del aire acondicionado de piso. También tiene dos compartimentos: en uno hay un intercambiador de calor evaporativo, y en el exterior, uno de condensador.
Enfriamiento
Cuando se enfría, el freón circula entre las dos bobinas. Un ventilador centrífugo extrae aire de la habitación, lo pasa a través de un filtro grueso y lo sopla alrededor del intercambiador de calor evaporativo. Debido a la diferencia de temperatura y presión inyectada, el aire emite calor al freón y se enfría, regresando a la habitación. El refrigerante en este momento se mueve al intercambiador de calor en el exterior de la unidad de ventana, donde el calor se transfiere al aire soplado por el ventilador axial a través de las rejillas laterales.
Calefacción
Si hablamos del principio de funcionamiento de un acondicionador de aire de tipo ventana para calefacción, aquí también se utilizan elementos calefactores incorporados, que permiten convertir el dispositivo de refrigeración en un calentador completo. Hasta -15 ° C, dicho monobloque calentará el aire de la habitación correctamente.
Cómo funcionan los acondicionadores de aire evaporativos
Los acondicionadores de aire evaporativos no tienen circuitos de freón con intercambiadores de calor y compresores. La unidad de suelo airless contiene los siguientes elementos:
- ventilador;
- bomba de drenaje;
- hidrofiltro poroso;
- filtro de aire grueso;
- recipiente para agua fría.
El fluido de trabajo es agua fría, en la que además se coloca hielo para un enfriamiento más eficiente.
Enfriamiento
No es necesario eliminar la humedad, ya que se libera en la habitación junto con el aire enfriado, por lo que estos dispositivos monobloque también se denominan humidificadores o acondicionadores de aire por evaporación.
El ciclo de enfriamiento consta de varias etapas:
- el hidrofiltro se impregna con agua procedente de un recipiente especial bajo la influencia de una bomba de drenaje;
- el flujo de aire pasa a través de un filtro mecánico y entra en el hidrofiltro;
- aquí le da su calor al agua, y comienza a evaporarse, mientras se enfría y humedece el flujo de aire.
El funcionamiento de un acondicionador de aire sin conducto de aire consiste en que el agua cambia de estado líquido a gaseoso y absorbe el calor del aire.
Calefacción
Si consideramos el principio de funcionamiento de un acondicionador de aire-evaporador para calefacción, entonces no es diferente de las unidades de ventana y las móviles con un conducto de aire. Un elemento calefactor está integrado en la carcasa de la unidad de evaporación montada en el piso, que permite que el dispositivo funcione en el modo de un calentador de ventilador calentado eléctricamente. No hay restricciones sobre la temperatura exterior.
Los principios de funcionamiento de todos los acondicionadores de aire: los sistemas de piso, ventana y split se basan en la propiedad de un líquido de tomar y emitir calor durante la evaporación y la condensación, pero el ciclo de enfriamiento o calefacción puede variar mucho debido a las características de diseño del dispositivo.
