DIAGRAMA DE TEMPERATURA Y PRESION EN AIRE ACONDICIONADO

Con el dominio del diagrama de presión vs volumen específico podrás saber si el refrigerante se encuentra en estado líquido, gaseoso o mezcla de  liquido-gas en cualquier punto del sistema de aire acondicionado.  Por supuesto, teniendo los datos de presiones y temperaturas.

Este diagrama se encuentra formado por una campana o línea de saturación y representa a la izquierda el límite del refrigerante que  se encuentra en estado líquido pero con un poco más de calor empezará a evaporarse y se convertirá en una mezcla de líquido-gas, como se encuentra dentro de la campana. A la derecha esta línea de la campana o línea de saturación  que  representa el  límite  en que el  refrigerante deja  de ser mezcla líquido-gas  y se convierta en solo gas. También se pueden dar los procesos inversos, es decir, se puede pasar de mezcla líquido-gas a solo liquido y de solo gas a mezcla líquido-gas.

Las líneas de presión antes de la campana describen una pendiente positiva, indicando que a mayor temperatura mayor es la presión. Luego cuando pasa la línea de saturación de la campana ocurre el cambio de fase, manteniéndose a temperatura constante. Después de salir de la campana el comportamiento es también de una inclinación positiva, a mayor temperatura mayor es la presión.

Cuando ocurre el cambio de fase la temperatura se mantiene constante aunque el refrigerante sigue recibiendo calor. Este calor recibido permite que el refrigerante siga evaporándose. En la gráfica siguiente los puntos 1 y 2 tienen la misma presión y temperatura, la diferencia es que en el punto 2 el refrigerante tiene mayor porcentaje de gas que en el punto 1.   

En la siguiente gráfica el punto 1 es líquido saturado, es decir, se encuentra en el límite para empezar a evaporarse. En el punto 2 se le llama vapor saturado y está en el límite de dejar de ser mezcla para ser completamente gas.  

         

Si en la misma línea de presión se baja del punto 1 al 1’ se dice que el refrigerante mantuvo la presión pero disminuyo la temperatura pasando al completo estado líquido, ocurriendo en este caso un subenfriamiento. Si por el contrario el refrigerante pasa del punto 2 al 2’ ocurriría un sobrecalentamiento.

Para el estudio del sistema de aire acondicionado se consideran dos presiones (presión de alta y presión de baja), esto despreciando las pequeñas caídas de presión por doblado, fricción, longitud y elevación de tuberías. La presión de baja que va desde la salida del sistema de expansión (tubo capilar o valvula de expansión) hasta la succión del compresor y la presión de alta que va desde la salida del compresor hasta la entrada del sistema de expansión.

Con estos conocimientos previos podemos entender el ciclo del aire acondicionado y los diferentes estados en los que podemos conseguir al refrigerante.

El ciclo del aire acondicionado inicia cuando el refrigerante entra al compresor (1), en estado de gas sobrecalentado, para luego salir con mayor  presión  y temperatura  en el punto (2). Después el refrigerante entra en el condensador  y se  empieza a  retirar el calor del refrigerante al ambiente disminuyendo la temperatura hasta llegar a la línea de la campana donde empezará a ocurrir la condensación y en el punto (3) se considera líquido subenfriado. A la salida del sistema de expansión (4) el refrigerante se encuentra como mezcla gas-liquido a baja presión, facilitando la evaporación gracias al intercambio de calor entre el serpentín y el ambiente. Este cambio de fase ocurre a temperatura constante y culmina el ciclo cuando entre nuevamente el refrigerante al compresor. Quedando el diagrama de temperatura vs volumen específico de la siguiente forma:

Si quieres saber los valores aproximados que deberían tener las presiones de alta y baja para un aire acondicionado revisa en este blog el post de compresores de aire acondicionado

Ahora los invito a ver unos vídeos que considero de mucha importancia para seguir entendiendo el comportamiento del refrigerante en el ciclo de aire acondicionado.