Mantenimiento de sistemas de climatización. TMVG0209 Miguel Ángel Acedo Zambrana |
ic editorial
Mantenimiento de sistemas de climatización. TMVG0209
Autor: Miguel Ángel Acedo Zambrana
1ª Edición
© IC Editorial, 2014
Editado por: IC Editorial
C.I.F.: B-92.041.839
Avda. El Romeral, 2. Polígono Industrial de Antequera
29200 ANTEQUERA, Málaga
Teléfono: 952 70 60 04
Fax: 952 84 55 03
Correo electrónico: iceditorial@iceditorial.com
Internet: www.iceditorial.com
IC Editorial ha puesto el máximo empeño en ofrecer una información completa y precisa. Sin embargo, no asume ninguna responsabilidad derivada de su uso, ni tampoco la violación de patentes ni otros derechos de terceras partes que pudieran ocurrir. Mediante esta publicación se pretende proporcionar unos conocimientos precisos y acreditados sobre el tema tratado. Su venta no supone para IC Editorial ninguna forma de asistencia legal, administrativa ni de ningún otro tipo.
Reservados todos los derechos de publicación en cualquier idioma.
Según el Código Penal vigente ninguna parte de este o cualquier otro libro puede ser reproducida, grabada en alguno de los sistemas de almacenamiento existentes o transmitida por cualquier procedimiento, ya sea electrónico, mecánico, reprográfico, magnético o cualquier otro, sin autorización previa y por escrito de INNOVACIÓN Y CUALIFICACIÓN, S. L.; su contenido está protegido por la Ley vigente que establece penas de prisión y/o multas a quienes intencionadamente reprodujeren o plagiaren, en todo o en parte, una obra literaria, artística o científica.
ISBN: 978-84-16109-56-2
Nota de la editorial: IC Editorial pertenece a Innovación y Cualificación S. L.
El Certificado de Profesionalidad es el instrumento de acreditación, en el ámbito de la Administración laboral, de las cualificaciones profesionales del Catálogo Nacional de Cualificaciones Profesionales adquiridas a través de procesos formativos o del proceso de reconocimiento de la experiencia laboral y de vías no formales de formación.
El elemento mínimo acreditable es la Unidad de Competencia. La suma de las acreditaciones de las unidades de competencia conforma la acreditación de la competencia general.
Una Unidad de Competencia se define como una agrupación de tareas productivas específica que realiza el profesional. Las diferentes unidades de competencia de un certificado de profesionalidad conforman la Competencia General, definiendo el conjunto de conocimientos y capacidades que permiten el ejercicio de una actividad profesional determinada.
Cada Unidad de Competencia lleva asociado un Módulo Formativo, donde se describe la formación necesaria para adquirir esa Unidad de Competencia, pudiendo dividirse en Unidades Formativas.
El presente manual desarrolla la Unidad Formativa UF1106: Mantenimiento de sistemas de climatización,
perteneciente al Módulo Formativo MF0628_2: Sistemas de seguridad y confortabilidad de vehículos,
asociado a la unidad de competencia UC0628_2: Mantener los sistemas de seguridad y confortabilidad de vehículos,
del Certificado de Profesionalidad Mantenimiento de los sistemas eléctricos y electrónicos de vehículos.
Índice
Portada
Título
copyright
Presentación del manual
Índice
Capítulo 1 La climatización en los vehículos
1. Introducción
2. Misión. Conducción más segura
3. Condiciones de confort verano-invierno. Cargas externas e internas
4. Parámetros de temperatura, humedad relativa, velocidad del aire y calidad
5. Procesos del climatizador: enfriar, calentar, deshumectar, renovar y filtrar el aire
6. Bloqueo de la radiación solar por los cristales
7. Esquema básico de un climatizador. Funciones de las compuertas
8. Sistemas multizona o multicircuito
9. Escalas y unidades de temperatura
10. El calor y sus unidades
11. Cambios de estado. Calor sensible y latente
12. Presión absoluta y relativa. Unidades de presión
13. Leyes fundamentales de los gases
14. Ciclo frigorífico teórico sobre el diagrama de Mollier
15. Resumen
Ejercicios de repaso y autoevaluación
Capítulo 2 Impacto ambiental de los refrigerantes y normativa medioambiental correspondiente
1. Introducción
2. Cambio climático. Protocolos de Kioto y de Montreal
3. Agotamiento de la capa de ozono. ODP
4. Calentamiento atmosférico y efecto invernadero de los gases. PCA
5. Utilización de refrigerantes alternativos
6. Reglamentación europea: Reglamento (CE) nº 1005/2009 del Parlamento Europeo, Directiva 2006/40/CE del Parlamento Europeo, Reglamento (CE) nº 842/2006
7. Reglamentación española: Real Decreto 795/2010
8. Resumen
Ejercicios de repaso y autoevaluación
Capítulo 3 El sistema frigorífico, componentes y sus características. Gases refrigerantes y aceites lubricantes
1. Introducción
2. Compresores de pistones en línea y axiales, de paletas, de espiral y de cilindrada variable
3. Embrague electromagnético
4. El condensador. Partes de intercambio de calor
5. El electroventilador y su gestión. Posición relativa al condensador
6. Filtro deshidratador y su posición relativa en el circuito
7. Acumulador de líquido
8. Válvulas de expansión tipo L con sensor externo, tipo H con sensor interno y válvula de expansión tipo OT
9. El evaporador, partes de intercambio de calor. Drenaje
10. Mangueras, racores, juntas tóricas, válvulas de servicio y válvulas de seguridad
11. Filtros de partículas, de carbón activado, de plasma y de polen
12. Propiedades termodinámicas del R-134 y otros gases utilizados
13. Propiedades de los lubricantes. Poliolester y P.A.G.
14. Botellas para el transporte y el almacenaje de gases refrigerantes
15. Manipulación y trasiego de gases refrigerantes
16. Normas de prohibición de vertidos a la atmósfera
17. Estación de carga, recuperación y reciclaje de gas refrigerante
18. El puente de manómetros integrado en la estación de carga
19. Uso prohibido de estaciones de carga antiguas y puentes no integrados
20. Resumen
Ejercicios de repaso y autoevaluación
Capítulo 4 Dispositivos de regulación y control de la climatización
1. Introducción
2. Esquema eléctrico básico. Fusibles y relés principales
3. Presostatos separados. Presostatos trinary y cuatrinary. Sondas de presión
4. Termostato antihielo. Termostatos mecánicos. Sondas PTC y NTC de temperatura exterior y de habitáculo, de temperatura de mezcla de aire y de evaporación
5. Sonda de radiación solar y de humedad relativa
6. Variadores electrónicos de velocidad de ventiladores
7. Motores y servomotores eléctricos de compuertas de aire
8. Electroválvulas y actuadores neumáticos de compuertas de aire
9. Panel de mandos del climatizador
10. Arquitectura organizativa del climatizador y comunicación con la central gestión motor
11. Resumen
Ejercicios de repaso y autoevaluación
Capítulo 5 Diagnosis de averías y procesos de reparación
1. Introducción
2. Extraer todo el gas, pesaje y reciclado. Drenaje del aceite extraído
3. Realizar vacío en el circuito o a componentes separados
4. Cargar aceite o añadir aceite al sistema
5. Añadir tinte contraste para detectar fugas
6. Control de estanqueidad mediante vacío
7. Pruebas de estanqueidad con nitrógeno seco
8. Carga completa del gas refrigerante
9. Comprobación de temperatura y rendimiento del sistema
10. Carga parcial de gas refrigerante
11. Detección de fugas con detector electrónico y lámpara ultravioleta
12. Sustitución de obuses de válvulas de servicio
13. Averías más frecuentes
14. Árbol de causa-efecto. Manuales de taller
15. Diagnosis mediante puente de manómetros y temperaturas
16. Menú de averías incorporado en máquinas de diagnosis
17. Retirada de elementos del sistema para la reparación de otros sistemas
18. Procedimientos de sustitución o reparación de componentes
19. Resumen
Ejercicios de repaso y autoevaluación
Bibliografía
El sistema de climatización de un vehículo es una parte fundamental de este, ya que contribuye a mantener la confortabilidad en su interior.
Para comprender su funcionamiento es esencial conocer cuáles son los parámetros que influyen en la variación de las condiciones ambientales en el habitáculo interior, así como los procesos que tienen lugar dentro del climatizador, para lo cual también se explican los conceptos relativos a los principios físicos en los que se basan las transformaciones que se producen en las sustancias contenidas en el sistema y las propiedades físicas de las sustancias que intervienen en estos procesos.
La climatización dentro del mundo del automóvil tiene varias misiones o funciones que siempre están controladas o manejadas por el conductor y los ocupantes del vehículo, según también donde lleve los mandos de climatización.
Nota
Alguna de estas misiones va directamente ligada a conseguir una conducción más segura para los ocupantes del vehículo y para los demás usuarios de la vía, ya sean otros conductores o peatones.
Las misiones que cumple la climatización son:
1 Confortabilidad para los ocupantes del vehículo.
2 Conseguir una circulación mejor y de más recorrido para el circuito de refrigeración.
3 Eliminar el vaho concentrado en los cristales del vehículo según la climatología externa, facilitando y mejorando la conducción.
Mandos de climatización
Actividades
1. Buscar el material con el que los fabricantes de vehículos elaboran los asientos.
2. Buscar el material con el que se están fabricando los salpicaderos de los vehículos.
El ser humano se siente a gusto si su entorno está a una temperatura y una humedad del aire determinadas, es decir, se siente en una situación de confort. Por ello, esta es una parte de seguridad activa, sobre la que ejerce una influencia positiva.
Área | Con climatizador | Sin climatizador | |
---|---|---|---|
Cabeza |
![]() |
23º C | 42º C |
Tórax | 24º C | 40º C | |
Pie | 28º C | 35º C |
Temperatura en un turismo de clase media tras una hora de circulación a una temperatura ambiental de 30 ºC y una radiación solar directamente incidente
Nota
Una temperatura y una humedad del aire determinadas influyen sobre la seguridad de conducción y la no existencia de fatiga.
Las condiciones de confort en invierno y en verano no son las mismas. A continuación se explican cuáles deben ser las condiciones interiores según las temperaturas del exterior:
1 Si hay una temperatura externa de -20 ºC, para tener un buen confort, el interior del vehículo debe tener una temperatura de unos 28 ºC, con un caudal de aire de 8 kg/min, que equivale a 6 m3/min.
2 Teniendo una temperatura exterior de unos 40 ºC, en el interior se debe poner la temperatura a unos 23 ºC, con un caudal de aire de 10 kg/min, que equivale a 7,7 m3/min.
3 Con una temperatura exterior de unos 11 ºC, se debe poner la temperatura del interior a unos 20 ºC, con un caudal de aire de 4 kg/min, equivalente a 3 m3/min.
La siguiente gráfica muestra las curvas de confortabilidad ambiental en función de la temperatura y el caudal del aire:
Una carga externa es la radiación solar o climatología, que afecta principalmente al interior del vehículo y, por consiguiente, al conductor y a su seguridad de conducción.
Sabía que...
La temperatura del asfalto también influye como carga externa sobre la temperatura del vehículo.
La temperatura ideal para conducir está entre los 20 ºC y los 22 ºC, que es el margen agradable. Las temperaturas dentro de ese intervalo equivalen a la carga climatológica A (véase imagen siguiente).
La radiación solar intensa incidiendo sobre un vehículo puede llegar a aumentar la temperatura del interior en más de 15 ºC por encima de la temperatura atmosférica.
Aquí es donde llega el mayor peligro para el conductor y los ocupantes del vehículo, aumentando la temperatura corporal e intensificándose la frecuencia cardiaca. El cerebro recibe una cantidad menor de oxígeno (área B de la imagen).
En el área C de la figura es donde llega la mayor sobrecarga para el cuerpo, causando el llamado estrés climatológico.
Las cargas internas están generadas por los materiales y los colores que componen el interior del vehículo, influyendo activamente en la temperatura ambiental de dentro. Si los colores de la tapicería son más oscuros, la temperatura aumentará más, y si el tapizado y el interior del vehículo son de un material que absorbe las radiaciones solares, aumentará más aún.
Interior de color oscuro
También puede intervenir en dicha carga interna la propia temperatura del motor, siendo más elevada cuanto más caliente esté.
Nota
La ubicación del motor dentro del vehículo también interviene, puesto que si está dentro del compartimiento del habitáculo tiene más influencia térmica en el ambiente.
Como ya se ha comentado con anterioridad, la confortabilidad de la conducción depende mucho de la temperatura exterior y de cómo se regule la interior. Además de la temperatura, otros parámetros a tener en cuenta en el cálculo de la sensación térmica de los ocupantes de un vehículo son:
1 Velocidad del aire: se mide en m/s (metro/segundo). En las proximidades de la piel humana existe una cantidad de aire que permanece inmóvil y a temperatura muy parecida a la de la piel. El movimiento del aire desplaza a este y permite un intercambio de calor con el ambiente, mejorando con ello el rendimiento de evaporación del sudor, lo que modifica las condiciones térmicas del cuerpo.
2 Humedad relativa: hay que tener en cuenta que el aire contiene una determinada cantidad de vapor de agua, denominada humedad ambiental. En función de la temperatura, el aire puede contener cantidades de humedad distintas. Al máximo de humedad que puede contener una unidad de volumen de aire a una temperatura determinada sin que esta empiece a condensarse se le llama humedad absoluta. Para esa temperatura, a la cantidad de humedad que contiene el aire, pero que no llega a condensarse, se le denomina humedad relativa. Cuando en un ambiente cálido y con humedad desciende la temperatura, se produce la condensación del vapor de agua que contiene dicho sistema: el aire se vuelve frío y más seco.Nota: por ejemplo: si a determinada temperatura, el aire tiene una humedad relativa del 60%, quiere decir que del 100% de vapor que podría contener antes de empezar a condensarse, solo tiene un 60%.
1 La calidad del aire: en el interior del habitáculo es imprescindible para desarrollar una conducción segura. Se obtiene cuando el aire está exento de polución atmosférica, de polvo, de suciedad o de polen, y por tanto es apto para ser respirado sin que cause sensaciones de malestar o favorezca reacciones alérgicas. Actualmente, los controles y las reglamentaciones sobre las características de los combustibles han aumentado, mejorando con ello la calidad de los usados. Sin embargo, el número de vehículos ha aumentado de forma desproporcionada, siendo estos el principal contaminante de las ciudades.Nota: una persona normal respira entre 360 y 900 litros de aire/hora.
Aplicación práctica
Llega al taller un vehículo en el que, cuando se acciona la función de desempañado de cristales en el climatizador, no se desempeña dicha función. Es decir, la climatización funciona, pero no gestiona el desempañado. ¿Cuál puede ser el motivo?
SOLUCIÓN
El problema puede haber sido ocasionado por no haber colocado bien la temperatura de desempañado o también porque se haya estropeado el motor de la trampilla que abre la salida de aire para los cristales; con lo cual hay que proceder a sustituir dicho motor.
Sabía que...
Se ha descubierto que las emisiones de anhídrido carbónico derivadas de la combustión del petróleo influyen directamente en el calentamiento global del planeta, causando el temido efecto invernadero.
El climatizador del vehículo es un único sistema que realiza los procesos de enfriar, calentar, deshumectar, etc., solo que para cada uno de ellos acciona unos elementos u otros del sistema de climatización. Los procesos que a continuación se detallan y se explican son los que se realizan en un climatizador de vehículos:
1 Enfriar: cuando se necesita una temperatura baja en el interior del habitáculo, lo que hace es llevar el aire que sale del evaporador por medio de los conductos y las trampillas necesarias del grupo de climatización hasta llegar al interior de dicho habitáculo.Cuando la climatización no es automática, solo se podrá regular si se quiere frío o calor, con un nivel de caudal de aire mayor o menor. La introducción de aire frío sería constante. Este sistema enfría hasta un mínimo de unos 11-12 ºC.En un sistema de climatización automática, por medio de la información aportada por los sensores o las sondas de temperatura, se regula automáticamente a la temperatura que se le haya indicado en el cuadro de mando del climatizador.
2 Calentar: en esta función, el aire que proviene del evaporador por medio del grupo de climatización se desvía por el conducto indicado haciéndolo pasar por el radiador de calefacción (contiene líquido refrigerante a temperatura de motor), introduciéndolo por las canalizaciones de aire necesarias hasta llegar al interior del habitáculo.Nota: si el climatizador no es automático, introducirá calor en función de la posición en la que se coloque el mando selector de temperatura en el panel de mandos del conductor, haciendo que se abra más o menos la trampilla de calor en relación con la de aire frío.
Actividades
3. Buscar los distintos tipos de refrigerantes de climatizadores que existen y anotar cuáles son.
4. Buscar y anotar los distintos tipos de cristales usados en los vehículos.
1 Deshumectar: el aire del ambiente lleva una cantidad de humedad (agua) incluida que va en función de la época del año (estación meteorológica) y de la zona o el país donde se encuentre. El climatizador, según indiquen los captadores de humedad en el aire, le resta más o menos moléculas de agua al aire que se va a introducir en el habitáculo para que este sea más idóneo para ser respirado por el hombre. Esto se consigue porque, al pasar el aire por el evaporador, según tenga este la temperatura interna más alta o menos, le resta la humedad necesaria.Nota: estos procesos del climatizador son los mismos, pero no se realizan de igual forma en un aire acondicionado con regulación manual y en un climatizador con regulación automática.
2 Renovar el aire: este proceso permite renovar, o no, el aire interior del habitáculo accionando el mando correspondiente del tablero de climatización. Si se coloca en la función recirculación, manda información a la trampilla encargada de dejar el paso al aire de la atmósfera para que no abra dicha compuerta; y si se acciona la función renovar, hace lo contrario, abriendo dicha trampilla y permitiendo la entrada de aire de la atmósfera.Nota: esta función se usa en renovar para que el aire interior no se vicie (contamine en exceso) y en recirculación para cuando se pasa con el vehículo por alguna zona donde haya malos olores.
3 Filtrar el aire: este proceso es continuo y se realiza siempre que el climatizador esté en posición on. El circuito está provisto de un filtro de partículas el cual tiene la misión de retener las partículas de hasta 0,5 y 1 micra de diámetro existentes en la atmósfera. Está colocado en la entrada de aire de la caja de climatización o bien dentro de la misma, a continuación del evaporador. En esta última posición, además de filtrar el aire, no dejaría pasar malos olores provenientes de la humedad del evaporador.