Cuando la temperatura comienza a ser demasiado caliente en el exterior, mucha gente busca la comodidad de un interior con aire acondicionado. Al igual que otros muchos inventos y elementos que tenemos a nuestro alrededor, el aire acondicionado es una de esas cosas que vemos todos los días pero a lo que no prestamos demasiada atención. Sin embargo, posiblemente alguna vez te hayas parado a pensar como funcionan estos casi indispensables dispositivos, sobre todo en verano.
Los aires acondicionados vienen en varios tamaños, con diferentes capacidades y con precios variables. El más común que solemos ver continuamente, es el de ventana, que es el modo más fácil y económico de enfriar un área no demasiado grande. Es el que probablemente tengamos en casa y que podemos ver en las fachadas de las casas y edificios. Otro tipo muy común en ciudades es el que utiliza una unidad condensadora, la cual se suele instalar en la parte de atrás de la edificación, aunque también pueden ir colocados en los tejados.
Estos suelen utilizarse más para oficinas, las cuales necesitan un aire acondicionado generalizado. Aunque todas estas máquinas tienen aspectos y formas que las distinguen entre ellas, todas funcionan bajo los mismos principios. Veremos a continuación como funcionan exactamente.
La mayoría de la gente piensa que los aires acondicionados bajan la temperatura de sus casas simplemente echando aire frío dentro de la casa. Lo que ocurre en realidad es que el aire caliente de la casa esta siendo retirados y reciclado de vuelta al ambiente en forma de aire frío.
Este ciclo continua hasta que el termostato llega a la temperatura deseada. Un aire acondicionado es básicamente un refrigerador sin la caja insulada. Usa la evaporación del refrigerante, como por ejemplo el freón, para poder proveer del frío necesario. Las mecánicas del ciclo de evaporación del freón son las mismas tanto en un refrigerador como en un aire acondicionado. ¿Cómo es este ciclo de evaporación en un dispositivo de aire acondicionado? Lo cierto es que el sistema es muy sencillo y tiene básicamente los siguientes pasos:
- El compresor comprime el gas de freón causando que se caliente y se convierta en gas freón de alta presión.
- Este aire caliente se desplaza por un conjunto de bobinas para poder disipar su calor, y lo condensa en un líquido.
- El freón líquido se mueve por una válvula de expansión y en el proceso se evapora para enfriarse y convertirse en un gas freón de baja presión.
- El gas frío viaja por una combinación de bobinas que permite al gas absorber calor y enfriar el aire dentro del edificio.
Mezclado en el freón hay una pequeña cantidad de un aceite muy ligero. Este aceite lubrica el compresor. Los aires acondicionados también ayudan a limpiar el aire de la casa. Muchas unidades internas tienen filtros que atrapan polvo, polen, esporas y otros elementos que causan alergia a las personas, como también humo y suciedad que puede haber en el aire.
Muchos aires acondicionados también funcionan como humidificadores. Lo que hacen es coger el exceso de agua en el aire y lo usan para enfriar la propia unidad antes de deshacerse del agua por un tubo en la parte externa. Otras unidades usan la humedad condensada para mejorar la eficiencia reutilizando el agua enfriada en el sistema.
Este es más o menos el concepto general de lo que es un aire acondicionado. Como se puede ver no es nada complicado y muy efectivo.
Aire acondicionado de ventana
Una de estas unidades de aire acondicionado integra todo lo que se necesita para mantener un espacio climatizado, y está hecho de tal manera que encajan perfectamente en una vivienda (mejor dicho en la fachada) por lo que se integra como un electrodoméstico más.
Si miramos dentro de una de estas unidades, veremos que contiene un compresor, una válvula de expansión, una bobina caliente (en la parte externa), una bobina fría (en la parte interna), dos ventiladores y una unidad de control. Los ventiladores vuelcan aire sobre las bobinas para mejorar su habilidad de disipar el calor (al aire exterior) y el frío (la habitación siendo enfriada. Cuando nos metemos en aplicaciones de aire acondicionado más grandes, es momento de echar un vistazo a las unidades de sistema divididos. Un aire acondicionado de sistema dividido separa el lado caliente del lado frío del sistema.
El lado frío, que consiste de una válvula de expansión y la bobina fría, está generalmente localizado en un sistema que pueda gestionar el aire de forma efectiva. Este sistema expulsa el aire a través de la bobina y enruta el aire por todo el edificio usando una serie de conductos. La parte caliente, conocido como la unidad de condensación, está en el exterior del edificio.
La unidad consiste en una bobina larga en forma de espiral como si fuera un cilindro. Dentro de la bobina hay un ventilador que empuja aire por la bobina. También hay un compresor resistente al agua un dispositivo lógico de control. Este método ha evolucionado con los años porque tiene un coste bajo, y también porque normalmente resulta en un reducido ruido dentro de la casa (suele haber más ruido en el exterior de la vivienda). Aparte del hecho de que los lados fríos y calientes están separados y la capacidad es más alta (haciendo las bobinas y compresores más grandes), no hay diferencia entre un sistema dividido y un sistema de aire acondicionado de ventana.
En almacenes, edificios grandes, centros comerciales y otras edificaciones de gran tamaño, las unidades de condensación normalmente pueden ser encontradas en los tejados y pueden ser varias y ocupar mucho espacio.
De forma alternativa, puede haber muchas unidades pequeñas en el tejado, cada una de ellas conectadas en un conducto de aire que enfría zonas específicas en el edificio. En edificios muy grandes y particularmente en edificios con muchas plantas, el sistema de aire acondicionado dividido puede empezar a dar algún problema.
Si la tubería entre el condensador y el conducto de aire excede una distancia determinada, la distribución se puede volver complicada de manejar. Lo mismo pasa con la cantidad de conductos o su longitud, lo cual puede ser un problema. Cuando nos encontramos problemas de este tipo, entra en escena otro sistema llamado sistema de enfriamiento por agua.
Aire acondicionado por agua
En un sistema de aire acondicionado por agua, todo el mecanismo que lo compone se suele localizar en el tejado del edificio. Enfría el agua entre los 4 y 7 grados centígrados, y el agua es entonces transportada por el edificio en tuberías que están conectadas a aberturas de aire según se necesite. No hay un límite práctico para la longitud de las tuberías si está bien aislada.
En todos los sistemas descritos al principio del artículo, el aire es usado para disipar el calor de la bobina externa. En sistemas grandes, la eficiencia puede ser mejorada de forma significativa usando una torre de enfriamiento. Este tipo de torre crea un flujo de agua medianamente templada. El agua viaja a través de un intercambiador de calor y enfría las bobinas calientes de la unidad de aire acondicionado.
Comprar al principio un sistema como este puede ser costoso, pero el ahorro de energía puede ser importante al cabo del tiempo (especialmente en áreas donde hay una humedad baja), por lo que el sistema se amortiza bastante rápido. Estas torres de enfriamiento vienen en todos los tamaños y formas.
Todas trabajan bajo los mismos principios; la torre empuja aire por medio de un flujo de agua por lo que alguna de esta agua se evapora. Entonces, una corriente de aire sopla por la tubería donde se ha evaporado el aire en ángulos rectos por donde fluye el agua. La evaporación enfría el flujo de agua.
Al perderse algo de agua en la evaporación la torre de enfriamiento constantemente añade agua al sistema para compensar la diferencia. La cantidad de enfriamiento que se consigue con una de estas torres depende de la humedad relativa del aire y la presión barométrica.
Cuando andas por detrás de un edificio y encuentras una unidad que tiene grandes cantidades de agua circulando por una tubería de plástico grueso, habrás encontrado una torre de enfriamiento. En muchas oficinas, universidades o edificios en general, las torres de enfriamiento y el equipamiento de aire acondicionado son centralizados, y el agua enfriada es direccionada incluso entre edificios por kilómetros de tuberías.
Por motivo de los crecientes costes de la electricidad y la tendencia a evitar los agentes contaminantes, mucha gente se está decidiendo por métodos de enfriamiento alternativos para proteger el medioambiente y ahorrar dinero. Incluso las grandes compañías están cambiando los la forma de utilizar estos dispositivos para mejorar su imagen pública y rebajar costes.
Los sistemas de enfriamiento por hielo son un modo que los negocios están combatiendo los altos costes eléctricos durante el verano. Los sistemas de hielo son tan simples como suenan. Grandes tanques de agua se congelan durante la noche, cuando la demanda de energía es más baja. Al día siguiente, un sistema muy parecido a un aire acondicionado convencional mueve el aire frío del hielo en el edificio.
El sistema de enriamiento por hielo ahorra dinero, rebaja la polución, reduce la sobrecarga en los circuitos, y se puede usar en sistemas tradicionales. El inconveniente es que son algo caros de instalar y requieren mucho espacio. Aun con los altos costes de instalación, ya hay más de tres mil sistemas funcionando por todo el mundo.
