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| Radiadores "en serie" en New Holland T8 |
DEL BOTIJO AL CLIMATIZADOR
Una vez más “el detalle importa”, no todos los equipos de enfriamiento que venden los fabricantes de tractores o cosechadoras son iguales. Ni tan siquiera reciben el mismo nombre.
Lo habitual es referirse al aire acondicionado (AA) como un sistema que proporciona enfriamiento. Pero un buen equipo es mucho más que eso. Un buen equipo es un sistema integrado que proporciona, además del enfriamiento, filtrado de aire, control de humedad, eliminación de neblina, descongelación de parabrisas y presurización en cabina…
FUNCIONAMIENTO
El aire acondicionado es una máquina frigorífica de compresión mecánica. Su cometido consiste en desplazar energía térmica entre dos puntos. Para conseguirlo utiliza la evaporación de un fluido refrigerante dentro de un intercambiador de calor. Durante el proceso de evaporación el fluido líquido cambia su estado a vapor.
Un compresor mecánico se encarga de aumentar la presión del vapor para su condensación dentro de otro intercambiador llamado condensador y hacerlo líquido de nuevo. El ciclo se repite, teóricamente, de forma indefinida.
Es en verdad el método de compresión el más utilizado, pero no significa que no existan otros como por ejemplo, los llamados “humidificadores” que se basan en el funcionamiento del botijo y que es un proceso adiabático en el cual se “enfría por evaporación”
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| Esquema de AA en automóvil |
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA
Compresor: es el “corazón del sistema” y toma potencia del motor del tractor mediante una correa (Ver esquema) convirtiendo la potencia mecánica en potencia frigorífica.
Del compresor parten dos tubos correspondientes a dos circuitos de diferentes presiones por los que circula un fluido especial. El compresor tiene en su interior un gas al cual comprime.
El condensador: El gas comprimido y con temperatura elevada llega al condensador donde se produce una transferencia de calor (el calor sale al exterior mediante un flujo de aire que proporciona un ventilador que puede ser el del sistema de refrigeración del motor o ser otro independiente). En realidad el condensador sólo es un intercambiador de calor pues es en él donde se baja la temperatura del gas, por condensación, y se convierte en líquido a alta presión.
El evaporador: El líquido a alta presión llega al evaporador donde se produce el “frío” que se saca hacia el habitáculo por otra corriente de aire (los ventiladores de habitáculo)
Para entender el proceso piense el lector en lo que ocurre cuando se saca el gas de un mechero y se proyectar sobre la piel. Se experimenta frío. Bien pues ese frío se debe al cambio de estado del líquido a gas.
La cantidad de calor absorbida por el evaporador (Q, W o Kcal) es función de: la superficie de intercambio; De la diferencia de T (temperatura entre exterior y la de evaporación); Del coeficiente de transmisión de calor (K; Kcal/m2/Cº; W/m2/Cº) función a su vez del material empleado en la fabricación.
El evaporador, físicamente, es similar al condensador pues también es un intercambiador.
Desde el evaporador, el líquido ya a baja presión, vuelve al compresor para recomenzar el ciclo.
Otros dispositivos se añaden según se va perfeccionando el sistema, así se encontrará: Un termostato para regular la temperatura; Un deshumidificador o desecador para controlar la humedad en el habitáculo. Se coloca entre el condensador y el evaporador (es decir en el bucle de alta presión), normalmente incorpora un depósito con un nivel de vidrio (para ver si hay burbujas que indicaría mal funcionamiento) y que se utiliza para recargar el sistema; La válvula de expansión, se coloca justo antes del evaporador, proporciona un caudal y presión estable.
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| Cabina de cosechadora Activa de Massey |
UN POCO DE HISTORIA: DEL AUTOMÓVIL AL TRACTOR
Fue un Pac-kard de 1939 el primer coche con sistema de AA. Se trataba de algo muy simple, una espiral enfriadora (evaporador muy largo) envolvía todo el habitáculo. El sistema de control era el interruptor de un ventilador.
Los primeros sistemas no disponían de embrague en el compresor, por lo que éste siempre estaba encendido mientras el motor funcionaba. Para apagar el sistema, se detenía el coche y se abría el capó para quitar la correa del compresor.
Más tarde los controles se sitúan en el asiento trasero (algo similar al entrañable Seat 600 con el mando de la calefacción)
En la incorporación del aire acondicionado el mundo agrícola ha ido por detrás al mundo del automóvil.
En los últimos tiempos se han cambiado los líquidos refrigerantes por otros menos contaminantes
También se ha ido mejorado el rendimiento; Reducido el consumo; Consiguiendo mejores diseños del compresor; Aplicando la electrónica…
OTRAS FUNCIONES DE UN BUEN EQUIPO DE AIRE ACONDICIONADO
Un buen equipo de aire acondicionado no sólo enfría el habitáculo, hace mucho más:
• Presurización: labor muy importante en un tractor agrícola pues evita que el polvo en suspensión del exterior de la cabina pueda pasar al interior, para ello se dispone de unos ventiladores que consiguen un diferencial positivo de presión en el interior. Se trata de un diferencial pequeño (no más de 25 kPa) pero suficiente para evitar la entrada de polvo o sustancias químicas provenientes de los tratamientos.
• Desempañamiento: Cuando existe diferencia de temperatura entre el aire exterior e interior los cristales se empañan. Esto es así porque la cantidad de vapor de agua que puede contener el aire (humedad de saturación) depende de la temperatura (el aire caliente puede contener más vapor de agua que el aire frío)
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| Compresor realizado en aluminio para refrigerante R134A |
Sí en una cabina el cristal esta frío por estar en contacto con el exterior, el aire interior próximo al cristal disminuye su temperatura liberando el exceso de agua que se condensa. Para evitarlo se calienta el cristal con aire caliente y así desaparecen las gotas. La forma más rápida de conseguirlo es utilizando aire del circuito de climatización pues al pasar por el vaporizador contiene menos cantidad de agua.
• Calefacción: Generalmente se dispone de un radiador, conectado con el radiador de refrigeración del motor, en el interior de la cabina. Al accionar la calefacción en realidad lo que se acciona es una válvula reguladora de caudal. El inconveniente del sistema es que el intercambio de calor no se produce hasta que el motor alcanza su temperatura de funcionamiento (unos 5 minutos aproximadamente) Para evitar el inconveniente existen tractores de alta gama que en el circuito incorporan unas resistencias eléctricas que introducen calor en el habitáculo de forma rápida.
AIRE ACONDICIONADO & CLIMATIZADOR
Aunque el principio termodinámico es el mismo existe diferencia entre AA y climatizador. La diferencia
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| Vendimiadora Gregoire. Evaporador y condensador en techo |
radica en los sensores de automatización aunque no existe una frontera clara entre ambos. El climatizador posee unos sensores que comparan temperatura interior con la exterior, programando, según necesidades que previamente haya marcado el usuario con ello se consigue que la conexión y desconexión se realiza de forma automática. También existe un termostato en el AA pero es un “todo o nada”. Un sistema climatizado “consume” menos potencia del motor pues utiliza compresores de caudal variable y desconecta y conecta más a menudo, consiguiendo un frío adecuado. Así que se puede generalizar que si sólo lleva un termostato de ambiente se le llama AA y si el control automático es mucho más sofisticado entonces se dice climatizador. En función de la complejidad del control automático se hablará de climatizadores que controlan el flujo de aire pero no las salidas, o bien climatizadores totalmente automáticos que controlan el flujo y las salidas en función de las diferencias de temperatura y la programación elegida; Incluso hay otros más desarrollados que incorporan sensor solar para intensificar la potencia del equipo si el tractor está mucho tiempo al sol; O los denominados “bizona” o “multizona” que diferencia dentro incluso del habitáculo
¿CUANTA POTENCIA CONSUME UN EQUIPO DE AA?
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| Cabina Valtra serie T |
Todos los usuarios habrán comprobado como al conectar el embrague del compresor se produce una “bajada de potencia” del tractor. En el caso de un tractor o cosechadora son normales cifras de caída de potencia de 15 a 20 CV.
La magnitud de “potencia de enfriamiento” se mide en el Sistema Internacional en vatios (W) pero se usa mucho el Sistema Técnico cuyas unidades son la caloría/hora (también se acepta en el SI) o la frigoría/hora (misma definición que la caloría/hora pero se emplea para medir el calor extraído, no el aportado). Los norteamericanos, por aquello de “ser diferentes” utilizan mucho las "toneladas de refrigeración" o BTUs
LA LEYENDA NEGRA: LA CONTAMINACIÓN
Al AA se le ha acusado, y con razón, de ser un importante contribuyente a la emisión de gases de efecto invernadero. Por una parte contribuye por “aumento del consumo” del tractor y otra directa como emisión de gases de efecto invernadero (los famosos CFC como el Freón 12)
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| Facilitando el mantenimiento. New Holland T8 |
Hasta 1930 se estuvo usando exclusivamente amoniaco y dióxido de azufre que eran muy tóxicos. Fue General Motors quien los sustituye por los clorofluorcarbonados o CFC (Freón 12, R12, CFC-12, en realidad diclorodifluorometano CCl2F2) que no son tóxicos y tienen alta estabilidad química pero atacan directamente a la capa de ozono. Por eso el protocolo de Montreal los prohíbe y los sustituye por otros de características termodinámicas similares y que son los hidrofluorocarbonados o HFC. El más usado es el R134a (con la particularidad de poseer un punto de ebullición muy bajo). No dañan la capa de ozono pero ¡son potentes gases de invernadero! Esto significa que también urge eliminarlos. Ya se está en ello.
