Acondicionador autónomo

Historia

En el siglo XIX, el científico e inventor británico Michael Faraday descubrió que comprimiendo y licuando el amoníaco se podía enfriar el aire cuando se dejaba evaporar el amoníaco licuado.

En 1842, el médico estadounidense Dr. John Gorrie utilizó la tecnología de los compresores para crear hielo, que utilizaba para enfriar el aire de sus pacientes.^[] Con el tiempo, esperaba utilizar su máquina de hacer hielo para regular la temperatura de los edificios e incluso pensó en refrigerar ciudades enteras con un sistema de unidades de aire acondicionado centralizado.

Aplicaciones de aire acondicionado

Los ingenieros de climatización dividen a grandes rasgos las aplicaciones del aire acondicionado en confort y proceso.

Las aplicaciones de confort tienen como objetivo proporcionar un ambiente interior que permanezca relativamente constante en un rango preferido por los seres humanos a pesar de los cambios en las condiciones climáticas externas o en las cargas térmicas internas.

El objetivo de las aplicaciones de procesos es proporcionar un entorno adecuado para un proceso industrial o comercial, independientemente de las cargas térmicas internas y las condiciones meteorológicas externas. Aunque a menudo se encuentran en el mismo rango de confort, son los requisitos del proceso los que determinan las condiciones, no las preferencias humanas. Las aplicaciones de proceso incluyen:

• Quirófanos de hospitales en los que el aire se filtra a niveles altos para reducir el riesgo de infección y la humedad se controla para limitar la deshidratación del paciente. Aunque las temperaturas suelen estar en el rango de confort, algunos procedimientos especializados, como la cirugía a corazón abierto, requieren temperaturas bajas (unos 18 °C, 64 °F), y otros, como los neonatales, temperaturas relativamente altas (unos 28 °C, 82 °F).

• Salas limpias para la producción de circuitos integrados y productos farmacéuticos, etc., en las que se requieren niveles extremadamente altos de limpieza del aire y control de la temperatura y la humedad para el éxito del proceso.

• Instalaciones para la cría de animales de laboratorio. Dado que muchos animales normalmente sólo se reproducen en primavera, mantenerlos en salas que reflejen las condiciones primaverales puede hacer que se reproduzcan durante todo el año.

• El aire acondicionado de los aviones. Aunque nominalmente está destinado a proporcionar comodidad a los pasajeros y a la refrigeración de los equipos, el aire acondicionado de los aviones presenta un proceso especial debido a la baja presión del aire en el exterior de la aeronave.

Otros ejemplos son:

• Centros de procesamiento de datos
• Fábricas textiles
• Instalaciones para pruebas físicas
• Plantas y zonas de cultivo
• Instalaciones nucleares
• Minas
• Entornos industriales
• Áreas de cocción y procesamiento de alimentos

Tanto en las aplicaciones de confort como en las de proceso, el objetivo no es sólo controlar la temperatura (aunque en algunas aplicaciones de confort es lo único que se controla), sino también factores como la humedad, el movimiento del aire y la calidad del aire.

Fundamentos y teorías del sistema de aire acondicionado

Ciclo de refrigeración

En el ciclo de refrigeración, una bomba transfiere el calor de una fuente de menor temperatura a un disipador de mayor temperatura. El calor fluye naturalmente en la dirección opuesta. Este es el tipo más común de aire acondicionado. Un sistema de aire acondicionado refrigerado funciona de forma muy parecida bombeando el calor fuera de la habitación en la que se encuentra.

Este ciclo aprovecha la ley universal de los gases PV = nRT, donde P es la presión, V es el volumen, R es la constante universal de los gases, T es la temperatura y n es el número de moléculas del gas (1 mol = 6,022×10²³moléculas).

El ciclo de refrigeración más común utiliza un motor eléctrico para accionar un compresor. En un automóvil, el compresor es accionado por una polea en el cigüeñal del motor, y ambos utilizan motores eléctricos para la circulación del aire. Dado que la evaporación se produce cuando se absorbe el calor, y la condensación se produce cuando se libera el calor, los acondicionadores de aire están diseñados para utilizar un compresor que provoque cambios de presión entre dos compartimentos y bombee activamente un refrigerante alrededor de un sistema cerrado. El líquido refrigerante, o refrigerante, se bombea al compartimento refrigerado (la bobina del evaporador). La baja presión hace que el refrigerante se evapore llevándose el calor. En el otro compartimento (el condensador), el vapor del refrigerante se comprime y se hace pasar por otra bobina de intercambio de calor, condensándose en un líquido que luego rechaza el calor previamente absorbido del espacio refrigerado.

Un sencillo diagrama estilizado del ciclo de refrigeración: 1) bobina de condensación, 2) válvula de expansión, 3) bobina de evaporación, 4) compresor.

Consecuencias para la salud

El aire acondicionado tiene tanta influencia en la salud humana como cualquier sistema de calefacción genérico.Los sistemas de aire acondicionado mal mantenidos (especialmente los grandes sistemas centralizados) pueden favorecer ocasionalmente el crecimiento y la propagación de microorganismos como la Legionella pneumophila, el agente infeccioso responsable de la legionelosis. El aire acondicionado puede tener un efecto positivo para los alérgicos y asmáticos.

En las olas de calor graves, el aire acondicionado puede salvar la vida de los ancianos. Algunas autoridades locales han creado incluso centros públicos de refrigeración en beneficio de quienes no tienen aire acondicionado en casa.

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