Un núcleo calefactor es un dispositivo similar a un radiador que se utiliza para calentar la cabina de un vehículo . El refrigerante caliente del motor del vehículo pasa a través de un tubo de enrollamiento del núcleo, un intercambiador de calor entre el refrigerante y el aire de la cabina. Las aletas unidas a los tubos centrales sirven para aumentar el área de superficie para la transferencia de calor al aire que es forzado a pasar por ellos por un ventilador, calentando así el compartimiento de pasajeros.
Cómo funciona
El motor de combustión interna en la mayoría de los automóviles y camiones se enfría con una mezcla de agua y anticongelante que se hace circular a través del motor y el radiador mediante una bomba de agua para permitir que el radiador emita calor del motor a la atmósfera. Parte de ese refrigerante se puede desviar a través del núcleo del calentador para dar algo de calor al motor a la cabina o ajustar la temperatura del aire acondicionado.
El núcleo de un calentador es un pequeño radiador ubicado debajo del tablero del vehículo, y consta de tubos conductores de aluminio o latón con aletas de enfriamiento para aumentar el área de superficie. El refrigerante caliente que pasa a través del núcleo del calentador emite calor antes de regresar al circuito de refrigeración del motor.
El ventilador de jaula de ardilla del sistema de ventilación del vehículo fuerza el aire a través del núcleo del calentador para transferir el calor del refrigerante al aire de la cabina, que se dirige al vehículo a través de conductos de ventilación en varios puntos.
Control
Una vez que el motor se ha calentado, el termostato mantiene el refrigerante a una temperatura más o menos constante . La temperatura del aire que ingresa al interior del vehículo se puede controlar usando una válvula que limita la cantidad de refrigerante que atraviesa el núcleo del calentador. Otro método es bloquear el núcleo del calentador con una puerta, dirigiendo parte (o todo) del aire entrante alrededor del núcleo del calentador por completo, para que no se caliente (o recalentado si el compresor de aire acondicionado está activo). Algunos automóviles utilizan una combinación de estos sistemas.
Los sistemas más simples permiten al conductor controlar la válvula o la puerta directamente (generalmente mediante un botón giratorio o una palanca). Los sistemas más complicados utilizan una combinación de actuadores electromecánicos y termistores para controlar la válvula o las puertas para suministrar aire a un valor de temperatura preciso seleccionado por el usuario.
Los automóviles con función de clima dual (que permite al conductor y al pasajero establecer una temperatura diferente cada uno) pueden usar un núcleo del calentador dividido en dos, donde diferentes cantidades de refrigerante fluyen a través del núcleo del calentador a cada lado para obtener el calentamiento deseado.
Aire acondicionado
En un automóvil equipado con aire acondicionado , aire exterior o aire de cabina, si la trampilla de recirculación se ha configurado para cerrar los pasajes de aire externos, primero se fuerza, a menudo después de ser filtrado por un filtro de aire de cabina , a través de la bobina del evaporador del aire acondicionado. Esto se puede considerar como un núcleo de calentador lleno de líquido muy frío que está experimentando un cambio de fase a gas (la evaporación), un proceso que enfría en lugar de calentar el aire entrante. Para obtener la temperatura deseada, el aire de entrada puede primero ser enfriado por el aire acondicionado y luego calentado nuevamente por el núcleo del calentador. En un vehículo equipado con controles manuales para el calentador y el compresor de aire acondicionado, el uso de ambos sistemas juntos deshumidificará el aire en la cabina, ya que el serpentín del evaporador elimina la humedad del aire debido a la condensación. Esto puede resultar en un aumento de los niveles de confort del aire dentro del vehículo. Los sistemas automáticos de control de temperatura pueden tomar el mejor curso de acción para regular el funcionamiento del compresor, la cantidad de recalentamiento y la velocidad del ventilador dependiendo de la temperatura del aire externo, la temperatura interna y el valor de la temperatura del aire de la cabina o un efecto de descongelamiento rápido solicitado por el usuario.
Función de enfriamiento del motor
Debido a que el núcleo del calentador enfría el refrigerante calentado del motor transfiriendo su calor al aire de la cabina, también puede actuar como un radiador auxiliar para el motor. Si el radiador no funciona correctamente, el operador puede encender la calefacción (junto con el ventilador de la cabina a máxima velocidad y con las ventanillas abiertas) en la cabina de pasajeros, lo que produce un cierto efecto de enfriamiento en el refrigerante del motor sobrecalentado. Esta idea solo funciona hasta cierto punto, ya que el núcleo del calentador no es lo suficientemente grande ni tiene suficiente aire frío que lo atraviese para enfriar grandes cantidades de refrigerante de manera significativa.
Posibles problemas
El núcleo del calentador está formado por pequeñas tuberías que tienen numerosas curvas. Puede ocurrir una obstrucción de la tubería si el sistema de refrigerante no se limpia o si el refrigerante no se cambia con regularidad. Si se produce una obstrucción, el núcleo del calentador no funcionará correctamente. Si se restringe el flujo de refrigerante, la capacidad de calentamiento se reducirá o incluso se perderá por completo si el núcleo del calentador se bloquea. Las válvulas de control también pueden obstruirse o atascarse. Cuando se usa una puerta de mezcla en lugar de una válvula de control como método para controlar la cantidad de calor del aire, la puerta misma o su mecanismo de control pueden atascarse debido a la expansión térmica . Si la unidad de control de clima es automática, los actuadores también pueden fallar.
Otro posible problema es una fuga en una de las conexiones al núcleo del calentador. Esto puede notarse primero por el olor ( el etilenglicol se usa ampliamente como refrigerante y tiene un olor dulce); también puede causar un empañamiento (algo grasiento) del parabrisas por encima de la ventilación del calentador del parabrisas. El glicol también puede filtrarse directamente en el automóvil, causando tapicería o alfombras mojadas.
La electrólisis puede causar una corrosión excesiva que lleve a la ruptura del núcleo del calentador. El refrigerante se rociará directamente en el compartimiento de pasajeros seguido de humo de color blanco, un peligro significativo para la conducción.
Debido a que el núcleo del calentador generalmente se encuentra debajo del tablero de instrumentos dentro del vehículo y está encerrado en los conductos del sistema de ventilación, su mantenimiento a menudo requiere el desmontaje de una gran parte del tablero, lo que puede ser laborioso y, por lo tanto, costoso.
Dado que el núcleo del calentador depende del calor del refrigerante para calentar el aire de la cabina, no comenzará a funcionar hasta que el refrigerante del motor se caliente lo suficiente. Este problema se puede resolver equipando el vehículo con un sistema de calefacción auxiliar , que puede utilizar electricidad o quemar el combustible del vehículo para llevar rápidamente el refrigerante del motor a las temperaturas de funcionamiento.
Motores refrigerados por aire
Los motores que no tienen un sistema de refrigeración por agua no pueden calentar la cabina a través de un núcleo calefactor; una alternativa es guiar el aire alrededor del colector de escape del motor (muy caliente) y luego hacia el interior del vehículo. El control de temperatura se logra mezclando con aire exterior sin calentar. Los motores Volkswagen refrigerados por aire utilizan este método. Dependiendo del diseño, esto puede causar un problema de seguridad en el que una fuga en el sistema de escape comenzará a llenar la cabina de pasajeros con gases mortales.
Reutilizar para otros fines
Los núcleos térmicos para automóviles también se utilizan para proyectos de bricolaje, como para enfriar sistemas de refrigeración líquida caseros para computadoras . [1]