El primer sistema de aire acondicionado moderno fue desarrollado en 1902 por un joven ingeniero eléctrico llamado Willis Haviland Carrier. Este fue diseñado con el objetivo de solucionar los problemas de humedad en la Compañía de Litografía y Publicidad Sackett-Wilhelms en Brooklyn, Nueva York. La pasta de papel de la planta, a veces absorbía la humedad del aire caliente del verano, volviendo difícil aplicar las técnicas de tintado en capas propias de la época.
Carrier trató de que el aire de dentro del edificio soplara a través de tubos refrigerados. Debido a que el aire refrigerado pasaba a través de estos tubos, no había humedad producida por el aire caliente del verano, por lo que este proceso logró reducir la humedad en la planta y estabilizar el contenido del papel. Reducir la humedad ha sido considerado uno de los efectos secundarios del aire acondicionado, además de ser capaz de reducir la temperatura existente en el edificio o estancia. Gracias a este invento,surgió una nueva tecnología
Willis Haviland Carrier se dio cuenta de que había desarrollado algo con un gran potencial. Por esto, no tardaron mucho tiempo en aparecer los sistemas de aire acondicionado en los teatros y tiendas, ayudando a que los meses de verano tan largos y calurosos se volvieran más llevaderos.
Actualmente, el proceso que se utiliza, reduce la temperatura ambiente de la habitación siguiendo un principio científico muy simple. El resto se logra con la aplicación de algunas técnicas mecánicas inteligentes. A día de hoy, el funcionamiento del aire acondicionado es muy parecido a la aplicación de otro aparato que reside en nuestros hogares – el refrigerador o nevera. Los condicionadores de aire no tienen la carcasa exterior de un refrigerador. En lugar de eso, las paredes de tu hogar son las encargadas de mantener el aire frío dentro y el aire caliente, en su exterior.
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Fundamentos del aire acondicionado
Los condicionadores de aire utilizan la refrigeración para enfriar el interior de la habitación, teniendo en cuenta una destacada ley física: Cuando un líquido se convierte en un gas (mediante un proceso conocido como fase de conversión), absorbe calor. Estos aparatos se benefician de esta fase de conversión forzando a que determinados componentes químicos se evaporen y condensen una y otra vez en un sistema cerrado de bobinas.
Los componentes involucrados son los refrigerantes que cuentan con la capacidad de cambiar a temperaturas relativamente bajas. También contiene ventiladores que mueven el aire caliente que se encuentra en interior hacia las bobinas llenas de refrigerante. De hecho, el aire acondicionado central tiene un sistema entero de conductos, diseñado para canalizar el aire hacia y desde las bobinas de refrigeración.
Cuando fluye el aire caliente sobre el frío, las bobinas del evaporador disminuyen la presión, el refrigerante que se encuentra en su interior absorbe el calor a medida que cambia del estado líquido al gaseoso. Para mantener el sistema de frío de manera eficiente, el aire acondicionado tiene que devolver el gas refrigerante a líquido, una y otra vez.
Esquema sencillo sobre el funcionamiento de un aparato de aire acondicionado
Para hacer esto, un compresor empuja el gas a una presión alta, generando un aumento del calor. Todo este calor “extra” generado por la compresión del gas es evacuado fuera de casa con la ayuda de un segundo conjunto de bobinas conocido como bobinas del condensador, y un segundo ventilador. A medida que el gas se enfría, vuelve al estado líquido, y el proceso vuelve a comenzar una y otra vez. Piensa en ello como si se tratase de un ciclo elegante que nunca tiene fin: el líquido refrigerante, la fase de conversión a gas/ la absorción de calor, la compresión y la fase de transición, volviendo al estado líquido otra vez.
Es fácil ver que hay dos cosas distintas dentro de un aparato de aire acondicionado. El refrigerante se encarga de enfriar el interior de la casa, mientras que el gas resultate está siendo comprimido y enfriado por conversión, para ser devuelto al estado líquido otra vez.
Partes del aparato de aire
El mayor trabajo que una máquina de aire acondicionado tiene que hacer es enfriar el aire de dentro de la estancia. Esta no es su única función. Se encarga de monitorizar y regular la temperatura del aire a través de un termostato, cuenta con un filtro que elimina las partículas del aire a partir de su circulación y, funciona como deshumidificador.
La reducción de la temperatura en el volumen de aire húmedo hace que se libere una parte de su humedad. Por eso hay desagües y recipientes cerca o unidos a estos aparatos, donde pueden descargar el agua que absorben de la humedad del ambiente.
No obstante, las partes principales de una máquina de aire acondicionado enfrían y mueven el aire en dos direcciones: hacia dentro y hacia fuera de la estancia:
Evaporador – Recibe el líquido refrigerante
Condensador – Facilita la transferencia de calor
Válvula de expansión – Regula cómo fluye el refrigerante dentro del evaporador
Compresor – Una bomba que presuriza el refrigerante
El lado frío, de una máquina de aire acondicionado, contiene el evaporador y un ventilador encargado de llevar el aire desde las bobinas refrigeradas hasta la habitación. Por su parte, el lado caliente contiene el compresor, el condensador y a otro ventilador encargado de enviar el aire caliente generado en la compresión hacia el exterior de la estancia.
Entre ambos conjuntos de bobinas, hay una válvula de expansión. Esta se encarga de regular la cantidad de líquido refrigerante comprimido y de moverlo hacia el evaporador. Una vez se encuentra en el evaporador, el refrigerante experimenta una caída de presión, expandiéndose y volviendo a convertirse en gas.
En la actualidad el compresor es una gran bomba eléctrica que presuriza el gas refrigerante como parte del proceso de volver a convertirlo en líquido. Existen algunos sensores adicionales, temporizadores y válvulas, pero el evaporador, el compresor, el condensador y la válvula de expansión son los componentes principales de una máquina de aire acondicionado.
Esquema del funcionamiento de un sistema de aire acondicionado central
Aunque esta es la configuración convencional de estos aparatos, existen varias variaciones dentro de ellos. El aire acondicionado de ventana cuenta con estos componentes, amontonados dentro de una caja de metal relativamente pequeña, que se instala en una ventana abierta. Son útiles para lugares pequeños, mientras que para lugares grandes como hospitales, hoteles o edificios, se recomienda el aire acondicionado centralizado. Este es controlado a través de un termostato, encargado de administrar el sistema de calor de toda la estancia.
Soy estudiante de A/C, me pareció muy buena información, muchas gracias