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FUNDAMENTOS DEL AIRE ACONDICIONADO
Jose Abdón Rodrigo
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Contenidos
1.1) Introducción
1.2) Presión
1.3) Calor Temperatura
1.4) Calor Sensible Latente
1.5) Aire Acondicionado
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1.1 Introducción

• Al estudiar el Aire Acondicionado, es muy
  importante conocer los principios básicos
  fundamentales de Física y Termodinámica. También
  se han de conocer las Unidades de medida, puesto
  que será necesario para poder realizar los
  cálculos correspondientes.

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Presión
1.2.1) Que es la presión?
1.2.2) Unidades de Presión
1.2.3) Presión Atmosférica
1.2.4) Vacío
1.2.5) Presión Absoluta y Manométrica
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Masa

• i. Masa es la cantidad de materia que compone
  una sustancia.
• ii. La unidad de Masa (sistema S.I.) es el Gramo
  y su múltiplo el Kilogramo.

En el caso del agua bajo condiciones normales de
presión y temperatura 1cm3 (volumen) 1g (masa)
1cm
1cm
1cm
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Fuerza

• Puede definirse, como empuje o arrastre
• La Fuerza tiene la tendencia a poner un cuerpo en
  movimiento, pararlo, hacer que cambie de
  dirección, de tamaño y hasta de forma.
• La unidad (sistema S.I.) es el Newton (N) que
  equivale a la fuerza capaz de comunicar a un
  cuerpo de 1 kg. De masa una aceleración de 1
  metro por segundo al cuadrado (m/s2).

1m
Force
1kg
1m/s2
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Peso

• Es la medida de la fuerza ejercida sobre un cuerp
  por la atracción de la gravedad de la Tierra.
• La unidad (sistema S.I.) es el kilogramo fuerza
  (kgf)

Mass 1kg
Aceleración/Fuerza 9.807 m/s2
Peso 1kgf
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Que es Presión?

• Es la fuerza ejercida por unidad de superficie.
• Cuando se ejerce una fuerza sobre una área, la
  presión en todos los puntos de dicha superficie
  es la misma y puede calcularse por

(P) Presión (F) Fuerza total / (A) Área total
Área total
Área unitaria
Fuerza Total
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Que es Presión?
HIELO
AGUA
VAPOR
PRESIÓN
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Unidades de Presión

• kgf/cm2
• Pa (Pascal) o N/m2
• psi (Libras por pulgada al cuadrado) o Ibf/in2

Fuerza (Peso) 1kgf
Área de la superficie inferior 1cm2
1kg/cm2
Presión 1kgf/cm2
1cm
1cm
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Presión Atmosférica

• Es la medida de la presión ejercida por la
  Atmósfera sobre la superficie de la Tierra.
• El valor de la presión atmosférica, es de
  1.033kgf/cm2 o 760 mmHg.

Presión Atmosférica 1.033kgf/cm2
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Presión Atmosférica

• Barómetro

Vacío
760mm
Mercurio (Hg)
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Vacío

• Vacío existe vacío, cuando el valor de la
  presión es menor que el de la presión atmosférica
• Vacío Parcial es una presión inferior a la
  atmosférica, pero que no alcanza un valor de
  vacío perfecto.
• Vacío Perfecto Es la presión que no puede
  reducirse más allá, también se denomina Vacío
  Absoluto, por ejemplo la que existe en el espacio
  exterior.

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Vacío
Vacío Perfecto
Presión Atmosférica
Vacío Parcial
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Tabla de Conversión de unidades
Sist. S.I
Sist. Métrico
Sist. Angl.

• 2

• kgf/cm

• atm

• mmHg

• kPa

• psi

• in.Hg

• 1

• 0.9678

• 735.6

• 98.07

• 14.22

• 28.96

• 1.033

• 1

• 760

• 101.3

• 14.7

• 29.92

• 0.00136

• 0.0013

• 1

• 0.1333

• 0.0193

• 0.03937

• 0.0102

• 0.0099

• 7.501

• 1

• 0.145

• 0.2953

• 0.07031

• 0.0681

• 51.71

• 6.895

• 1

• 2.036

• 0.03453

• 0.0334

• 25.4

• 3.386

• 0.4912

• 1

Presión atmosférica
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Presión Absoluta Manométrica
Kgf/cm2 abs
Kgf/cm2 G
21.03 kgf/cm2
20 kgf/cm2
11 kgf/cm2
10 kgf/cm2
Presión Atmosférica
0 mmHg / 0 kgf/cm2
1.033 kgf/cm2 or 760 mmHg
400 mmHg
360 mmHg
Vacío perfecto
760 mmHg
0 mmHg
Abs G Atm (medio gt atm) OR abs 760mmHg -
G (medioltatm)
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CALOR Y TEMPERATURA
Que es Calor?
Transmisión de Calor
Temperatura
Unidades de Calor
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Que es el Calor?

• El Calor es una forma de Energía.
• El calor fluye siempre de los cuerpos mas
  calientes a los cuerpos mas fríos.

Sustancia Caliente
Sustancia mas Fría
CALOR
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Transmisión del Calor

• Existen 3 formas de transmisión del Calor

1) Radiación El calor se transmite por medio de
ondas.
3) Convección - El calor se transmite utilizando
el movimiento de un fluido o del aire
Convección
Radiación
20
Transmisión del Calor
30C
30C
21
Transmisión del Calor
30C
27C
22
Temperatura

• Es la medida del nivel de intensidad
• de calor de una sustancia.
• Hay 2 tipos de escalas termométricas

a) Centígrada El pto. de Congelación
del agua es de 0C - El pto. De
ebullición del agua es de 100C
b) Fahrenheit - El pto. de Congelación del agua
es de 32F
- El pto. de ebullición del agua es
de 212F
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Temperatura

• 2 tipos de escalas de temperatura absoluta
  

a) Kelvin (K) - Usa la escala C - pto. De
congelación -273C
b) Rankin (R) - Usa la escalaF - pto.
de congelación - 460F
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Conversion de Temperatura
1) C F Temp. F (180/100 x Temp.
C) 32 2) F C Temp. C
100/180 x (Temp. F - 32) 3) C K
Temp. K Temp. C 273
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Conversion de Temperatura
4) K C Temp. C Temp. K - 273 5)
F R Temp. R Temp. F 460 6) R
F Temp. F Temp. R - 460
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Unidades de Calor

• Caloria (cal) / (kcal)
• Joule (J) / (kJ)
• British thermal unit (Btu)

19C o F
18C o F
1g o kg
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Tabla de Conversión
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CALOR SENSIBLE Y LATENTE
Cambio de Fase (Agua)
Calor Sensible
Calor Latente
Sobrecalentamiento Subenfriamiento
Temperatura de Saturación
Ábaco de Saturación R22 H2O
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Cambio de Estado
Liquido
Gases
Solido
30
Cambio de fase en el Agua
F
D
100
E
50
Temperatura (C)
B
0
C
-50
A
Presión Atmosférica
A to B
B to C
C to D
D to E
E to F
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Calor Sensible

• Es el calor que causa un cambio en la
  temperatura de una substancia

Calor
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Calor Latente

• Es el Calor que causa una modificación de estado
  en una substancia, sin que varie su temperatura

Calor
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Calor Sensible Latente
100
50
Temperatura (C)
0
-50
Presión Atmosférica
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Sobre-calentamiento Sub-enfriamiento

• Vapor sobrecalentado

Cuando la temperatura del vapor aumenta sobre la
temperatura de saturación, se denomina
sobrecalentamiento y se dice vapor
sobrecalentado
Líquido subenfriado
Cuando la temperatura del líquido disminuye por
debajo de la temperatura de saturación, se
denomina subenfriamiento y se dice líquido
subenfriado
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Sobre-calentamiento Sub-enfriamiento

• Mezcla de
• líquido-vapor

Vapor sobrecalentado
Líquido subenfriado
Calor Latente
Calor Sensible
Calor Sensible
Vapor
Líquido
Vapor saturado
Líquido saturado
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Sobre-calentamiento Sub-enfriamiento
Cantidad de sobrecalentamiento (S.H.) temp. de
vapor (SH) - temp. saturación correspondiente a
La presión de evaporación Temp. Aspiración
- Temp. evaporación
Cantidad de subenfriamiento (S.C) Temp. de
saturación correspondiente a la presión de
condensación Temp. de líquido Temp. de
condensación -Temp. de líquido
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Temperatura de Saturación

• Es la máxima temperatura a la que una
  sustancia se halla en estado líquido o de cambio
  de estado (de líquido a vapor).

En estado líquido Cualquier aumento de calor
(calor latente) dará lugar al cambio de estado en
dicha sustancia.
La Temperatura es directamente proporcional a la
presión.
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Gráfico de saturación del R-22 y H2O
25
Zona de vapor recalentado en R 22
Zona de líquido subenfriado en R 22
Presión Absoluta (kgf/cm2 abs)
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Zona de líquido subenfriado en H2O
5
1
Zona de vapor recalentado en H2O
0
-40
0
40
100
Temperatura (C)
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AIRE ACONDICIONADO
Que es el Aire Acondicionado ?
Carga Térmica
Refrigerante
Propiedades del Refrigerante
Ciclo de Refrigeración
Componentes del sistema de refrigeración
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Que es el Aire Acondicionado ?

• Control de la humedad
• Control de la temperatura
• Limpieza del aire
• Distribución del aire

Polvo
Humedad
Calor
Distribución
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Carga Térmica

• Es la cantidad de Calor que debe ser evacuada
  de un local, para lograr mantenerlo en las
  condiciones de confort deseadas.

Carga Térmica Total

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Refrigerante

• Se requiere un elemento de transporte del
  calor desde el local al exterior, por ejemplo el
  R 22 como fluido de trabajo del ciclo de
  refrigeración para aire acondicionado

Exterior
Calor
Interior
Calor
heat
Calor
Calor
Calor
heat
Calor
Calor
Calor
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Propiedades del refrigerante

• Económico
• No Tóxico
• No explosivo
• No corrosivo
• No inflamable
• Estable
• Gran calor latente de cambio de estado
• Fácil de evaporar y condensar
• Fácil de detectar (en caso de fuga)

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Principio del aire acondicionado
El refrigerante absorbe el calor del local
El calor se disipa desde el fluido refrigerante
hacia el ambiente exterior
Exterior
Interior
Para disipar el calor del local en un ambiente
exterior a 35º C, la Temperatura del
refrigerante ha de ser superior a esta temp.
(exterior Compresor
Para disipar el calor del local en un ambiente
exterior a 35º C, la Temperatura del
refrigerante ha de ser superior a esta temp.
(exterior Compresor
Para absorber el calor del local (interior) a 27º
C, la Temperatura del refrigerante debe ser
inferior a esta temp. (interior Expansión
Para absorber el calor del local (interior) a 27º
C, la Temperatura del refrigerante debe ser
inferior a esta temp. (interior Expansión
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Ciclo del Aire Acondicionado

• El ciclo está definido por 4 procesos
  fundamentales

1) Expansión
2) Vaporización
3) Compresión
4) Condensación
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(No Transcript)
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Air-conditioning cycle
Principio del aire acondicionado
The heat from the indoor is absorbed by the
refrigerant.
The heat is removed from the refrigerant to the
outdoor
El calor se disipa desde el fluido refrigerante
hacia el ambiente exterior
Exterior
Interior
Para disipar el calor del local en un ambiente
exterior a 35º C, la Temperatura del
refrigerante ha de ser superior a esta temp.
(exterior Compresor
Para absorber el calor del local (interior) a 27º
C, la Temperatura del refrigerante debe ser
inferior a esta temp. (interior Expansión
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• Ciclo del Aire Acondicionado

2) Vaporización Es el proceso mediante el cual,
el lìquido refrigerante entrante en el
evaporador, se evapora absorbiendo calor del
espacio acondicionado.
Room air
Cooled air
Drain water
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Air-conditioning cycle
Principio del aire acondicionado
El calor del local, se absorbe por el
refrigerante en la evaporación
The heat is removed from the refrigerant to the
outdoor
El calor se disipa desde el fluido refrigerante
hacia el ambiente exterior
Exterior
Interior
Para disipar el calor del local en un ambiente
exterior a 35º C, la Temperatura del
refrigerante ha de ser superior a esta temp.
(exterior) Condensación
Para absorber el calor del local (interior) a 27º
C, la Temperatura del refrigerante debe ser
inferior a esta temp. (interior Evaporación
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Ciclo del Aire Acondicionado
3) Compresión Es el proceso de compresión y
bombeo del refrigerante vapor procedente del
evaporador, descargándolo a alta temperatura en
forma de vapor recalentado.
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(No Transcript)
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Ciclo del Aire Acondicionado
4) Condensación Es el proceso de licuefacción
del refrigerante vapor a alta presión procedente
del compresor entrando en el condensador que se
halla a a menor temperatura, para su posterior
circulación en forma de refrigerante líquido.
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Air-conditioning cycle
Principio del aire acondicionado
The heat from the indoor is absorbed by the
refrigerant.
The heat is removed from the refrigerant to the
outdoor
El calor se disipa desde el fluido refrigerante
hacia el ambiente exterior
Exterior
Interior
Para disipar el calor del local en un ambiente
exterior a 35º C, la Temperatura del
refrigerante ha de ser superior a esta temp.
(exterior Compresor
Para absorber el calor del local (interior) a 27º
C, la Temperatura del refrigerante debe ser
inferior a esta temp. (interior Expansión
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Ciclo del Aire Acondicionado
Condensation
Compression
Vaporization
Expansion
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Componentes del sistema de refrigeración
HPS
LPS
Compresor
Silenciador
Evaporador
Acumulador
Ventilador
Ventilador
Condensador
Filtro
Recipiente de Líquido
Válvula de Expansión
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Gracias por su atención