los acondicionadores de aire en los automóviles

Los acondicionadores de aire para automóviles funcionan de la misma manera que los del hogar y la oficina, solo que son mucho más pequeños., La parte del enfriador (que incorpora una válvula de expansión y un evaporador) se monta detrás del salpicadero del automóvil, el disipador de calor (que incorpora una unidad de compresor y un condensador) se instala cerca de la rejilla del radiador del automóvil (donde el aire pasa mientras conduce), y las dos cosas están conectadas por un circuito de tuberías a través del cual fluye el refrigerante cuando se enciende el aire acondicionado. A diferencia de una unidad estática en un edificio, que es completamente alimentada por electricidad, la unidad de compresor en un automóvil es alimentada por el cigüeñal (impulsado por el motor, En otras palabras)., Por lo general, hay un calentador (por lo que se puede ajustar la temperatura del compartimiento de pasajeros) y un deshumidificador (a veces llamado unidad receptora/secadora) también. Al igual que en el aire acondicionado normal, el refrigerante circula entre el gas y el líquido, la presión alta y baja, y la temperatura alta y baja.

ilustraciones: cómo funciona el aire acondicionado del automóvil (simplificado).1) El evaporador absorbe el calor del compartimiento de pasajeros, lo que hace que el refrigerante en su interior hierva y se convierta de un líquido de baja presión en un gas de baja presión., 2) el refrigerante fluye fuera del compartimiento en el compresor teniendo el calor con él. Entra en el compresor como un gas de baja presión y temperatura relativamente baja.3) El compresor aprieta el refrigerante para que se convierta en un gas de alta presión y alta temperatura.4) El refrigerante fluye hacia el condensador y (sorpresa, sorpresa) se condensa: abandona su calor a la atmósfera, por lo que se convierte de nuevo en un líquido de alta presión y baja temperatura y fluye (a través del receptor/secador, no se muestra) en la válvula de expansión.5) la válvula de expansión permite que el refrigerante se expanda en un líquido de baja presión.,6) el refrigerante líquido de baja presión entra en el evaporador y todo el ciclo se repite. Con el tiempo, el calor es aspirado desde el interior del compartimiento de pasajeros al aire exterior, enfriando el automóvil.

cómo los acondicionadores de aire pueden dañar el medio ambiente

usted probablemente ama la sensación de aire fresco en un día caluroso, pero no se olvide de que la ley llamada la conservación de la energía! Siempre hay un precio a pagar por conseguir algo bueno en nuestro universo., En este caso, el precio es la energía que tienes que usar para hacer funcionar la unidad de aire acondicionado; usar energía significa que hay un impacto en tu bolsillo y en el planeta también en forma de problemas ambientales como el calentamiento global. Los ecologistas dicen que deberíamos usar menos aire acondicionado, lo que suena más fácil de lo que es en un clima realmente caluroso., Es importante recordar que el aire acondicionado no se trata solo de lujo o comodidad: una habitación con aire acondicionado puede hacerte mucho más productivo en el trabajo y también puede tener importantes beneficios para la salud; algunos médicos de salud pública han sugerido que el mayor uso del aire acondicionado en los Estados Unidos es una de las razones por las que hay menos muertes relacionadas con el calor allí que en Europa, donde el aire acondicionado se usa menos., A veces se argumenta que si las personas no tienen aire acondicionado, es más probable que usen cosas como ventiladores eléctricos, que funcionan de manera muy ineficiente (reorganizando el aire caliente en lugar de eliminarlo y generando calor con sus propios motores eléctricos). Pero los ventiladores de escritorio eléctricos más grandes (típicamente clasificados 25-50 vatios) utilizan una fracción tanta electricidad como los acondicionadores de aire más pequeños (típicamente clasificados en 750-1000 vatios); podría usar alrededor de 20-30 ventiladores y consumir la misma o menos energía que una unidad de CA compacta!,

foto: el agujero de ozono sobre la Antártida que fue causado por la contaminación con CFC, principalmente de aires acondicionados,refrigeradores y aerosoles. Foto Cortesía de la NASA en los Comunes.

entonces, ¿cuál es el daño ambiental? Consideremos primero la energía. Cada vez que encienda el aire acondicionado en su automóvil, agrega un 10-20 por ciento adicional a su consumo de combustible (y un 10-20 por ciento adicional al precio que paga en la Gasolinera)., A velocidades bajas, abrir una ventana en su lugar suele ser una mejor opción, aunque a velocidades más altas crea resistencia al aire (arrastre) y desperdicia más energía de la que ahorra. En casa, usar el aire acondicionado agregará mucho a su factura de electricidad; cuando el médico Tom Murphy probó científicamente su aire acondicionado, descubrió que usó «más energía eléctrica en dos días de la que gastamos normalmente en un mes.»Usted podría intentar otras estrategias como abrir las ventanas toda la noche, pero cerrarlas bien a primera hora de la mañana y durante todo el día para mantener el aire caliente fuera de su casa., En climas realmente calurosos, puede encontrar que simplemente no puede prescindir del aire acondicionado; aún así, puede reducir drásticamente cuánto le cuesta (y cuánta energía está utilizando) simplemente girando el termostato a un ajuste ligeramente más alto.

Las unidades de aire acondicionado solían tener otro efecto muy dañino en el medio ambiente también. Hasta finales del siglo XX, la mayoría de los productos químicos refrigerantes utilizados conocidos como clorofluorocarbonos (CFC) (llamados así porque están hechos de los productos químicos cloro, flúor y carbono), que también se utilizaron ampliamente en refrigeradores.,Cuando los viejos acondicionadores de aire y refrigeradores se rompieron para desguace al final de su vida útil, los productos químicos del refrigerante escaparon a la atmósfera. Flotando hacia la estratosfera (la atmósfera superior), dañaron rápidamente la capa de ozono de la Tierra: el protector solar natural que nos ayuda a protegernos de los dañinos rayos ultravioleta del Sol. La mayoría de los acondicionadores de aire modernos evitan los CFC (ahora prohibidos en muchos países bajo un acuerdo global llamado Protocolo de Montreal) y usan productos químicos refrigerantes alternativos en su lugar (típicamente clorofluorocarbonos halogenados o HCFC)., Si miras de cerca nuestra foto superior, puedes ver que el ventilador tiene una etiqueta verde «amigable con el ozono», lo que significa que no hay refrigerantes CFC dentro.

Aquí para quedarse?

Me encanta o lo detesto, no vamos a deshacernos de nuestros acondicionadores de aire en el corto plazo;en los Estados Unidos, por ejemplo, todas las tendencias apuntan hacia otro lado. Según una encuesta realizada en 2009 por la administración de Información Energética de los Estados Unidos (EIA, por sus siglas en inglés), el 87 por ciento de los hogares estadounidenses ahora tienen aire acondicionado, con un aumento dramático en todas las regiones del país desde 1980., Las expectativas cambiantes han ayudado a impulsar esa tendencia: alrededor del 90 por ciento de las casas nuevas ahora están equipadas con aire acondicionado. Las casas acomodadas son más propensas a usar sistemas de aire acondicionado centralizados que enfrían todo el edificio; las casas más pobres dependen de unidades de aire acondicionado más pequeñas, basadas en habitaciones, instaladas en ventanas o paredes. Aunque los sistemas centralizados son abrumadoramente los más populares en el Sur, Medio Oeste y oeste del país, las unidades basadas en habitaciones siguen siendo significativamente más populares en el noreste más frío., No es sorprendente que un estudio de 2017 Del Eiafundiera que el aire acondicionado residencial consume el 18 por ciento de la electricidad de los hogares estadounidenses y causa un aumento dramático en el consumo durante los meses de verano.

¿quién inventó los aires acondicionados?

foto: uno de los diseños de aire acondicionado de Willis Carrier. Este diagrama es parte de la patente estadounidense de Carrier # 675,144, presentada en 1933 y reeditada en 1941, que encontrará entre las referencias a continuación. Imagen cortesía de la Oficina de Patentes y Marcas.,

Si no podía vivir sin su aire acondicionado, agradezca a Willis Carrier (1876-1950). Él fue el hombre que fue pionero en esta «materia fresca» en las primeras décadas del siglo 20. Aquí está uno de sus primeros diseños-y tenga en cuenta lo cerca que se asemeja a mi boceto rápido arriba. ¿Cómo funciona? El aire caliente se extrae de una habitación (1), se mezcla con aire fresco (2), se acondiciona y se devuelve a la habitación mediante un ventilador (3). El calor es eliminado por las tuberías del enfriador del refrigerador en el centro del conducto (4), que son alimentadas y controladas por un sistema de bombas, compresores, válvulas y termostatos (5).,

enfriadores de aire evaporativos

Si se apaga el aire acondicionado por la idea de facturas eléctricas costosas y dañar el planeta, los enfriadores de aire que funcionan por evaporación son otra opción a considerar.

el enfriamiento por evaporación puede sonar complejo, pero es bastante familiar para todos nosotros. Los perros se mantienen frescos sin acondicionadores de aire solo por el pellizco de sus lenguas y jadeo; corredores calientes utilizan un similartrick, sudando profusamente para arrojar el calor de sus cuerpos., Cuando el agua líquida se evapora y se convierte en vapor de agua, absorbe el calor, conocido como el calor latente de evaporación, que tiene que eliminar de algo cercano (un perro jadeante o un atleta sudoroso, tal vez). Poniendo esta ciencia en práctica, podemos usar la evaporación para eliminar el calor de una habitación siempre que tengamos un suministro práctico de agua Cerca.

Los enfriadores de aire portátiles (a veces conocidos como enfriadores de aire evaporativos o «enfriadores de pantano») se parecen un poco a los acondicionadores de aire en las ruedas, pero funcionan de una manera muy diferente., Cuando un acondicionador de aire funciona como un refrigerador, expandiendo y luego comprimiendo un refrigerante químico para trasladar el calor del interior de un edificio al exterior, un enfriador de aire succiona el aire, lo pasa a través o cerca del agua para enfriarlo, y luego lo sopla de vuelta a la habitación. Hay dos tipos sutilmente diferentes de enfriador de aire:

• uno de ellos pasa el aire a través de una especie de «esponja» llena de agua, evaporando gotitas de agua en el aire, enfriándolo y haciéndolo más húmedo al mismo tiempo., Esto se llama evaporación directa porque el aire y la lámina de agua intercambian calor al entrar en contacto directo.
• en una configuración ligeramente diferente, el aire entrante sopla a través de un intercambiador de calor con agua fría que circula en la dirección opuesta.Aquí, el agua y el aire no entran en contacto, por lo que esto se llama evaporación indirecta. La evaporación indirecta implica mover dos corrientes de fluido en lugar de una, que necesita un ventilador/bomba adicional,por lo que tiende a usar más energía (Electricidad).

Artwork: How an evaporative cooler works., 1) el aire caliente y seco es aspirado a través de una rejilla.2) el aire pasa a través de una almohadilla empapada con agua fría. 3) parte del agua se evapora, enfriando el aire y haciéndola más húmeda. Un ventilador sopla el aire frío y húmedo de vuelta a la habitación. 4) se agrega más agua a la almohadilla por un tanque interno que necesita rellenarse periódicamente.

Los enfriadores de aire pueden ser mucho más baratos que los acondicionadores de aire, pero no se enfrían tan dramáticamente., En el lado positivo, son mucho másportables; en el lado negativo, tienen tanques internos que necesitan rellenarse periódicamente con agua (y hielo, si lo desea, para mejorar el rendimiento) o conectarse permanentemente a un suministro de agua con una longitud de manguera de jardín. Generalmente funcionan mejor en climas cálidos y secos, donde la humedad es bastante baja (menos del 60 por ciento),porque una humedad más baja significa una evaporación y enfriamiento más efectivos.,

a diferencia de los acondicionadores de aire, que funcionan mejor cuando mantiene las puertas y ventanas cerradas, los enfriadores de aire deben colocarse en una buena corriente de aire cerca de una ventana abierta (donde entra el aire fresco seco) y con una puerta abierta(para que el aire de escape húmedo salga). Eso tiene sentido si lo piensas:el agua que estás agregando al flujo de aire está «empapando» el calor de la habitación, y si expulsas constantemente aire húmedo mientras permites que el aire seco entre en su lugar, estás continuamente removiendo calor., Los enfriadores de aire que funcionan por evaporación directa (adición de agua) también se pueden usar como humidificadores,aunque, en ese caso, las puertas y ventanas deben mantenerse cerradas para permitir que la humedad aumente.