«Un aire acondicionado funciona absorbiendo aire cálido del interior y enfriándolo a través de un conjunto de bobinas conocido como evaporador. El aire enfriado luego se circula de nuevo en la habitación. Esta extracción de calor de la habitación proporciona un ambiente interior fresco y cómodo durante el clima caluroso.»
Imagínate estar afuera en el calor abrasador de un día de verano particularmente caluroso haciendo mandados ineludibles. El calor es tan insoportable que parece ser el día más caluroso en la historia de la humanidad. Pero hay algo que te mantiene en pie: saber que estarás en tu casa con aire acondicionado en una hora.
Finalmente, llega el momento: abres la puerta y entras en tu casa. Una ráfaga de aire fresco envuelve cada célula de tu cuerpo y te sientes inmediatamente mejor.
Estoy seguro de que todos han tenido esta experiencia al menos una vez en su vida: la «revolución del enfriamiento» que los aires acondicionados han traído a la sociedad humana no puede ser subestimada. Aunque las generaciones anteriores tenían ventiladores y otras formas de mantenerse frescos en los días calurosos, nunca han sido tan asombrosamente efectivos como los modernos aires acondicionados en términos de capacidad de enfriamiento.
En este artículo, hablaremos sobre los aires acondicionados y lo que hacen, y cómo lo hacen, lo que los convierte en una necesidad casi indispensable en las áreas urbanas.
¿Cómo funciona un aire acondicionado?
Un aire acondicionado funciona de manera similar a una bomba que extrae el calor de una habitación y lo expulsa al exterior. Este proceso involucra un mecanismo con gas refrigerante, bobinas intercambiadoras de calor y un compresor. El funcionamiento de los aires acondicionados se basa en un principio fundamental de la física: la absorción de calor cuando un líquido se transforma en gas. En esencia, los aires acondicionados transfieren el calor del interior de una habitación al exterior. Vamos a profundizar en el funcionamiento de esta maquinaria intrincada que asegura tu comodidad.
Componentes clave de un aire acondicionado
Refrigerante
El refrigerante es el componente más importante de un aire acondicionado. Es el gas que se mueve a través de las bobinas intercambiadoras de calor de la unidad, absorbiendo calor dentro de una habitación y expulsándolo al exterior. El refrigerante circula dentro del aire acondicionado en un ciclo de evaporación y condensación, contribuyendo a la reducción de la temperatura del aire dentro de una habitación. Los refrigerantes más comúnmente utilizados incluyen HCFCs (hidroclorofluorocarbonos) como el R-22, HFCs (hidrofluorocarbonos) como el R410A y R32, y HCs (hidrocarburos) como el R290.
Evaporador
Un evaporador es esencialmente una bobina intercambiadora de calor responsable de recolectar el calor del interior de una habitación mediante el uso de gas refrigerante. Este componente se llama evaporador porque es donde el refrigerante líquido absorbe calor (de la habitación) y se transforma en gas. Generalmente, está construido de cobre o aluminio, metales elegidos por sus excelentes propiedades de conducción de calor. El evaporador cuenta con tubos de cobre/aluminio a través de los cuales fluye el refrigerante, junto con aletas conectadas a los tubos para mejorar la transferencia de calor entre el refrigerante y el aire exterior.
Compresor
Como su nombre indica, este componente comprime el gas refrigerante a un estado de alta presión y alta temperatura. El compresor funciona como una bomba, tomando gas refrigerante del evaporador (o la unidad dentro de la habitación), comprimiéndolo para elevar tanto la presión como la temperatura, y posteriormente transfiriendo el gas de alta presión/alta temperatura al condensador ubicado fuera de la habitación.
Condensador
Un condensador es otra bobina intercambiadora de calor situada fuera de la habitación. Recibe su nombre porque es el lugar donde el gas caliente se condensa en líquido. Cuando el gas de alta presión/alta temperatura llega al condensador, un ventilador sopla aire ambiental sobre la intercambiadora de calor, enfriando el gas refrigerante y transformándolo en líquido. Este procedimiento permite que el refrigerante libere el calor que absorbió de la habitación. Al igual que los evaporadores en construcción, los condensadores suelen estar hechos de cobre o aluminio, pero están alojados en una unidad fuera de la habitación.
Válvula de expansión
Un componente esencial de las unidades de aire acondicionado, una válvula de expansión está posicionada entre el condensador y el evaporador. Regula la cantidad de refrigerante que fluye hacia el evaporador. La válvula de expansión convierte el refrigerante líquido de alta presión del condensador en un líquido de baja presión/baja temperatura. Posteriormente, este líquido de baja presión/baja temperatura se dirige al evaporador, donde el ciclo continúa.
Estos son los principales componentes de un aire acondicionado. Veamos cómo trabajan juntos para que un aire acondicionado haga lo que hace.
AC: Principio de funcionamiento del aire acondicionado
Para resumir, aquí hay un proceso de 4 pasos por los cuales un aire acondicionado funciona:
- El refrigerante comienza como un líquido de baja presión/baja temperatura en la bobina del evaporador dentro de la casa. Aquí, absorbe calor del aire interior. Este aire enfriado se circula por toda la casa. Mientras tanto, el refrigerante se convierte de un líquido a un gas de baja presión a medida que absorbe calor.
- Este gas se transporta a la unidad ubicada fuera de la casa. Aquí, se utiliza un compresor para transformar este gas refrigerante en alta presión y alta temperatura.
- Luego se mueve a la bobina de condensación donde el calor previamente absorbido de tu hogar se libera al aire exterior. Un ventilador sopla aire sobre el condensador, enfriando y convirtiendo el refrigerante de nuevo en un líquido de alta presión.
- El refrigerante se mueve de nuevo al interior de la casa (unidad interior) a través de la válvula de expansión, comenzando el ciclo nuevamente. El calor del interior de tu casa se transfiere así al exterior, enfriando el interior de tu hogar.
Desmintiendo el mito
Muchas personas creen que un aire acondicionado, con la ayuda de las máquinas instaladas en él, genera aire enfriado que puede enfriar una habitación tan rápidamente. Esto también podría explicar por qué consume tanta electricidad. Sin embargo, en realidad esto es un error. Un aire acondicionado no es un dispositivo mágico; no genera aire enfriado. Solo utiliza algunos fenómenos físicos y químicos muy efectivamente para mover el calor de la habitación al exterior.
¿Qué sucede cuando enciendes el aire acondicionado?
Cuando enciendes un aire acondicionado y ajustas la temperatura deseada, digamos 20 grados Celsius, el termostato instalado detectará que hay una diferencia entre la temperatura del aire de la habitación y la temperatura que has elegido.
Todo el proceso (explicado anteriormente) se repite una y otra vez hasta que se alcanza la temperatura deseada. En resumen, un aire acondicionado succiona aire cálido una y otra vez, lo enfría y lo empuja de nuevo a la habitación hasta que no quede aire cálido por enfriar.
Aunque dependamos tanto del aire acondicionado, es sorprendente que no fue diseñado originalmente para la comodidad humana. ¡La motivación para el primer sistema de aire acondicionado moderno fue eliminar ciertos problemas en los procesos de producción de una editorial! Creer que una máquina que se suponía iba a apoyar la publicación de periódicos a gran escala podría un día convertirse en una parte integral de cada hogar moderno es algo, ¿verdad?