Tarjeta de Aire Acondicionado

La Tarjeta Electrónica de Aire Acondicionado se encarga de controlar los componentes y funciones del equipo, optimizando su rendimiento energético.

Tipo de Tarjeta Electrónica
de Aire Acondicionado
Características de equipo según Tarjeta
Electrónica del Aire Acondicionado
Tarjeta Electrónica
de Aire Acondicionado Convencional
Posee sensor de temperatura ambiente y de congelamiento del evaporador.
Posee control de velocidad del ventilador por rele o por triac (PG).
El control de temperatura del local se realiza por apagado y encendido del compresor mediante rele.
SEER Relación de eficiencia Estacional los más óptimos con valor cerca de 10.
Mayormente trabajan con R22 y R410A
Dispositivo de expansión tipo capilar.
Tarjeta Electrónica
de Aire Acondicionado Inverter
Posee Sensor de temperatura de ambiente, de congelamiento del evaporador y algunos de refrigerante
Algunos sistemas poseen sensor de presión.
Posee control de velocidad del fan por triac (PG).
El control de temperatura del local se realiza por variación de la velocidad del compresor.
SEER Relación de eficiencia Estacional Mayor a 13
Mayormente trabajan con R410A.
Válvula de expansión electrónica o capilar.
Tabla de características de equipo según la Tarjeta Electrónica de Aire Acondicionado

Componentes de una tarjeta electrónica de aire acondicionado

  • Varistor.
  • Transformador de voltaje.
  • Diodos.
  • Puente de diodos.
  • Condensador o capacitor.
  • Resistencia eléctrica.
  • Bobina.
  • Regulador de voltaje.
  • Triac.
  • Termistor.
  • Optoacoplador.
  • Compuertas.
  • Transistor.
  • Relé.
CURSO ELECTRONICA EN REFRIGERACION
ELECTRONICA EN REFRIGERACION

varistor:

Cuando la tensión que entra a la tarjeta supera un valor determinado, el varistor se cortocircuita, impidiendo que la corriente pase a través del resto de componentes, evitando dañarlos.

Transformador DE VOLTAJE:

Se usa para cambiar el voltaje de entrada de la corriente alterna. Usualmente se usa para llevar de un voltaje alto a uno más bajo.

Diodo:

Es usado para manipular el sentido de la corriente en un determinado circuito.

La serie 1N400x son diodos rectificadores para aplicaciones de corriente de menos 1 Amperio, muy usados en tarjetas electrónicas debido a la gran versatilidad y al muy bajo costo.

Serie de diodos
Rectificadores
Voltaje
1N400150
1N4002100
1N4003200
1N4004400
1N4005 600
1N4006 800
1N40071000
Diodos rectificadores mas usados en tarjetas electrónicas

La serie 1N5400 es similar a los diodos 1N4000 pero admite un amperaje de 3 amperios.

puente rectificador de diodos:

Es una configuración de diodos especialmente diseñada para manipular el sentido de una corriente alterna y convertirla en corriente continua. Necesita a la salida de capacitores para evitar los rizos después de la rectificación.

condensador o Capacitor:

Se usa para entregar un valor de carga eléctrica en un punto cuando es requerido, y estabilizar el voltaje que sale del puente rectificador.

Resistencia

Es la oposición al paso de un flujo de corriente natural. Se puede usar para manipular el paso de la corriente o el valor del voltaje.

La mayor potencia que pueda disipar una resistencia, es clave para su aplicación en los circuitos de la tarjeta electrónica. Los valores mas comunes de potencia en resistencia utilizadas en tarjetas electrónicas son:

Resistencia de 0.25WEl valor de multiplicar el voltaje
y la corriente eléctrica que pasa
por la resistencia no debe ser
mayor a 0.25.
Resistencia de 0.5WEl valor de multiplicar el voltaje
y la corriente eléctrica que pasa
por la resistencia no debe ser
mayor a 0.5.
Resistencia de
1W
El valor de multiplicar el voltaje
y la corriente eléctrica que pasa
por la resistencia no debe ser mayor a 1.
Tabla de calores de Potencia de resistencia mas comunes

Bobinas en tarjetas electrónicasina:

Es utilizada para almacenar energía, esto se logra mediante la acumulación de un campo magnético. Mayormente se usan como filtros en circuitos.

Regulador de voltaje:

Se usa para regular o estabilizar el voltaje en una parte específica del circuito, son muy conocidos en tarjetas electrónicas en refrigeración el regulador 7805 y 7812.

Nombre
del
Regulador
Voltaje
Mínimo
de
Entrada
Voltaje
Máximo
de
Entrada
7805
Voltaje Nominal
de Salida 5 V
7V25V
7808
Voltaje Nominal
de Salida 8 V
10.5V25V
7810
Voltaje Nominal
de Salida 10 V
12.5V28V
7812
Voltaje Nominal
de Salida 12 V
14.5V30V
7815
Voltaje Nominal
de Salida 15 V
17.5V30V
7824
Voltaje Nominal
de Salida 24 V
27V38V
Reguladores de voltaje mas usados en tarjetas electrónicas de aire acondicionado y refrigeración

La función del regulador de voltaje es recibir una corriente con un voltaje mayor en su primer pin o pata de la izquierda viendo el regulador de frente, y entregar un voltaje menor estabilizado en el pin o pata de la derecha o 3 viendo el regulador de frente.

Por lo tanto el pin 1 y 3 son positivos, y el pin del medio o 2 es negativo. Una variable muy importante además del voltaje, es la cantidad de corriente que soporta el regulador de la tarjeta electrónica, en la siguiente tabla podemos ver algunas corrientes comunes.

Nombre del
regulador
Corriente Máxima
Típica
78001 A a 1.5A
78H005A
78M000.5A
78L001A
Valores de corriente admitida por reguladores de voltaje típicos de tarjetas electrónicas de aire acondicionado y refrigeración

Triac:

Se usa para controlar la velocidad de turbinas. o suministrar corriente a motores.

Algunos de los TRIACS más utilizados en tarjetas electrónicas de refrigeración y aire acondicionado son:

Nombre del TriacBT136:BTA16BT137
Tipo de
Encapsulado:
TO-220TO-220TO-220
Triac equivalente NTE56041NTE5671NTE56041
Voltaje Máximo (VDRM):
600V
(VDRM):
600V
(VDRM):
600V
Corriente RMS (IT): 4A(IT): 8A(IT): 8A
Corriente Pico
no repetitiva
(ITSM): 25A(ITSM):
65A
(ITSM): 65A
Voltaje Pico
en Gate
(VGM):
5V
(VGM): 5V(VGM):
5V
Potencia media
en Gate
(PGAV): 0.5W(PGAV): 1W(PGAV): 0.5W
Potencia Pico
en Gate
(PGM):
5W
(PGM): 5W
PGM):
5W
Tabla de triacs usados en tarjeta electronica de refrigeración y aire acondicionadop.

termistor:

El sensor de temperatura informa al módulo de control el valor de temperatura de un punto mediante la caída de voltaje de una corriente a través de una resistencia de valor variable.

En la siguiente tabla para sensores de temperatura se muestra como varia la resistencia al cambiar la temperatura:

tabla de termistor de 10k:

T°CResistencia
KilOhmio
T°CResistencia
KilOhmio
T°CResistencia
KilOhmio
-10°C62.27KΩ14°C16.93KΩ38°C5.62KΩ
-9°C58.7KΩ15°C16.11KΩ39°C5.38KΩ
-8°C56.36KΩ16°C15.34KΩ40°C5.17KΩ
-7°C52.24KΩ17°C14.61KΩ41°C4.96KΩ
-6°C49.31KΩ18°C13.91KΩ42°C4.76KΩ
-5°C46.57KΩ19°C13.26KΩ43°C5.57KΩ
-4°C44KΩ20°C12.64KΩ44°C4.38KΩ
-3°C41.58KΩ21°C12.05KΩ45°C4.21KΩ
-2°C39.82KΩ22°C11.5KΩ46°C4.04KΩ
-1°C37.19KΩ23°C10.97KΩ47°C3.88KΩ
0°C35.20KΩ24°C10.47KΩ48°C3.73KΩ
1°C33.33KΩ25°C10KΩ49°C3.58KΩ
2°C31.56KΩ26°C9.55KΩ50°C3.45KΩ
3°C29.90KΩ27°C9.12KΩ51°C3.31KΩ
4°C28.34KΩ28°C8.71KΩ52°C3.19KΩ
5°C26.87KΩ29°C8.33KΩ53°C3.07KΩ
6°C25.49KΩ30°C7.97KΩ54°C2.96KΩ
7°C24.19KΩ31°C7.62KΩ55°C2.84KΩ
8°C22.56KΩ32°C7.29KΩ56°C2.73KΩ
9°C21.80KΩ33°C6.93KΩ57°C2.63KΩ
10°C20.71KΩ34°C6.68KΩ58°C2.53KΩ
11°C19.68KΩ35°C6.40KΩ59°C2.44KΩ
12°C18.71KΩ36°C6.13KΩ60°C2.35KΩ
13°C17.80KΩ37°C5.87KΩ61°C2.27KΩ
TABLA DE TERMISTOR DE 10K:

Optoacoplador:

Se usa en circuitos electrónicos para aislar circuitos entre sí, y poder realizar activación de los mismos. Los optoacopladores mas usados en tarjetas electrónicas son:

unos de los optoacopladores más usados para aplicaciones educativas son:

Modelo del
Optoacoplador
Función del
Optoacoplador
4N25Se usa para controlar salida de un transistor.
MOC3011Se usa con salida para TRIAC
MOC3010Salida a TRIAC
4N35Salida a un transistor
PC817Salida a un transistor
Optoacopladores usados en tarjetas electrónicas

Compuertas:

La compuerta lógica realiza operaciones binarias con uno o dos estados lógicos (0,1) en la entrada, obteniendo resultados booleanos (0,1) en la salida del sistema.

  • Las compuertas básicas son AND, OR y NOT.
  • Las compuertas complementarias son NAND, NOR.
  • Existe una compuerta suplementaria XOR y su compuerta complementaria XNOR.

Las modelos de compuertas mas comunes basicas en tarjetas electrónicas son:

Modelo de la compuerta
74LS08
74LS00
74LS32
74LS02
74LS86
74LS04
MODELOS DE COMPUERTAS COMUNES EN TARJETAS ELECTRÓNICAS

Transistor:

Es un interruptor electrónico usado para activar circuitos.

Modelo de
Transistor
Tipo de
Transistor
Función en la
Tarjeta electrónica

BC337 (NPN)Transistor bipolares
para uso en mediana
potencia
BC327 (PNP)Transistor bipolares
para uso en mediana
potencia
BC548(NPN)Transistor bipolares
para uso en menor
potencia
BC558 (PNP)Transistor bipolares
para uso en menor
potencia
Tabla de transistores usados en tarjetas electronicas

Relé:

Son dispositivos electromecánicos encargados de activar circuitos de potencia directamente o indirectamente. Trabajan con una bobina que al recibir polarización produce un campo magnético lo suficientemente grande para atraer el interruptor mecánico, y permitir el paso de corriente al circuito de potencia.

Fallas comunes en tarjetas de aire acondicionado:

Alguna de las fallas comunes en tarjetas de aire acondicionado las podemos enumerar en la siguiente tabla:

Fallas comunes en tarjetas de aire acondicionadoCausas de la falla
El Compresor
No enciende.
Alimentación de corriente.
Rele contactor de Tarjeta.
Falta de algún sensor de tarjeta.
Falla eléctrica de compresor.
Error de comunicación entre
tarjetas en equipos inverter.
El Compresor No apagaRele contactor de Tarjeta.
El Equipo y compresor
enciende pero
No enfría
Falta de refrigerante (No falla tarjeta)
Falla mecánica del
compresor (No falla tarjeta)
Congelamiento de
Consola interna.
Congelamiento
de tuberías.
Filtro de aire de consola interna
tapado (No falla tarjeta)
Serpentín de Evaporador
sucio. (No falla tarjeta)
Baja velocidad de
fan (triac o rele)
Sensor de congelamiento
de tarjeta en mal estado.
Sensor de temperatura
ambiente en mal estado.
En aire acondicionado
inverter no hay regulación de
velocidad del compresor.
Una sola velocidad
de fan
Problema con Rele o contactor de velocidad
de fan
Tabla Fallas comunes en tarjetas de aire acondicionado

En el siguiente vídeo, preparado por conforempresarial, hacemos un resumen de las principales partes y fallas de una tarjeta convencional, de control On – Off.

Como funciona una tarjeta electrónica de un aire acondicionado:

El Funcionamiento de la fuente de alimentación del Split Inverter es el siguiente:

  • Inicialmente se cambia el voltaje a una onda positiva usando un puente de diodos de alta potencia, sin usar transformador previamente.
  • El puente de diodos está situado en la etapa de potencia y normalmente cerca de disipadores de calor.
  • Generalmente estos diodos son de mayor tamaño, que los diodos tradicionales, usados en tarjeta con control on – off.
  • Precisamente la configuración de estos diodos, permite rectificar la corriente alterna, por ejemplo de 230 V A C en corriente continua.
  • La bobina de choque conserva constante la variación de corriente, y quita las pulsaciones del rectificador de corriente DC. 
  • El filtro activo de potencia, suprime la alta frecuencia de armónicos generados durante la rectificación, y mejora el factor de potencia. 
  • Mediante el condensador, el voltaje de salida del filtro activo de potencia, se convierte en DC estable.  
  • Como se está manejando en esta etapa alto voltaje y toda la corriente del compresor, el tamaño de estos capacitores es mucho mayor que los tradicionales de una tarjeta on – off.
  • Ahora el cerebro o controlador del módulo inverter, se encarga de manejar los transistores que van a entregar la corriente al compresor.
  • El módulo inverter, está compuesto de 6 transistores principales, alimentados del voltaje de salida del módulo dc.  
  • El módulo inverter se encarga de modificar la alimentación del motor, mediante el control P W M. 
  • La nueva corriente generada por el módulo inverter, simula una corriente trifásica, ya que se entrega por tres líneas de corriente, desfasadas 120 grados entre sí.
  • El módulo de control, puede manejar la frecuencia de activación de estos transistores, de esta manera controla la frecuencia, de la nueva corriente trifasica.
  • Al cambiar la frecuencia de activación se cambia la velocidad del motor, que se está controlando.

En el siguiente vídeo preparado por conforempresarial, se realiza una explicación de los componentes más importantes de una tarjeta de aire acondicionado o nevera.

Tarjeta de aire acondicionado inverter:

Las partes del sistema con Tarjeta de aire acondicionado inverter tipo Minisplit son:

  • Tarjeta Interna de evaporadora.
  • Sensores de la unidad interna.
  • Tarjeta externa de la unidad Condensadora
  • Sensores de la unidad externa.
  • Conexión de comunicación entre tarjetas.

tarjeta interna de evaporadora:

Se encarga de convertir el voltaje de alimentación del tipo alterno, en voltaje directo. De esta manera se alimentan sensores, actuadores y controladores que se encuentran dentro del salón a climatizar.

sensores de la unidad interna:

Se encargar de obtener el valor de las variables de interés dentro del salón a climatizar. Destacan los sensores de temperatura.

tarjeta externa condensador

Se encarga de transformar la corriente directa en alterna, emulando una corriente del tipo trifasica. En esta parte destacan los transistores swithes electrónicos de potencia del tipo IGBT.  

sensores unidad externa:

Se utilizan para obtener los valores de las variables de interés que se encuentran presentes fuera del salon. Por ejemplo temperatura del condensador, presión del refrigerante, temperatura del exterior, etc.

conexión entre tarjetas

Se encargar de llevar la información de una tarjeta a otra, y también de llevar la alimentación de corriente entre ambas partes del equipo.

Función de Componentes de Placa de Minisplit Inverter:

En el siguiente vídeo preparado por conforempresarial, se muestra la función de cada parte:

Conexión de los componentes electrónicos de un aire acondicionado inverter

Se puede presentar los siguientes casos:

  • Conexión de Tarjetas electrónicas Inverter con alimentación de corriente por unidad evaporadora.
  • Conexión de Tarjetas electrónicas Inverter con alimentación de corriente por unidad condensadora.

PARTES EXTERNAS DE LA UNIDAD CONDENSADORA INVERTER

  1. Conector del Sensor de temperatura del refrigerante a la descarga del compresor.  Para alargar la vida del equipo. 
  2. Conector del sensor de temperatura del refrigerante en la succión del compresor, para  medir el sobrecalentamiento.  Este sensor es muy importante si el equipo posee válvula de expansión electrónica.
  3. Conector de alimentación del compresor invérter, con corriente trifasica.
  4. Conector para alimentación y control del motor del ventilador, del condensador de la unidad exterior.
  5. Conector para válvula de cuatro vías, en caso que el equipo trabaje en modo calefacción.
  6. Conector de la válvula de expansión electrónica.
  7. Conector del sensor de temperatura del refrigerante, a la salida del condensador.  Para medir el subenfriamiento del refrigerante líquido.
  8. Conector del sensor de temperatura del ambiente exterior al local.
  9. Entrada de alimentación y señal desde la unidad interior.  es el punto de unión eléctrico de todo el sistema. 

PARTES EXTERNAS DE LA TARJETA DE CONTROL DE LA UNIDAD EVAPORADORA INTERNA tenemos.

  1. Conexión de Alimentación de una línea y tierra.
  2. Etapa de rectificación y regulación: Se encarga de recibir el voltaje de alimentación, por ejemplo los 220 voltios de corriente alterna, llevarlo a  voltaje de corriente continua de 12 voltios,  para alimentar a los sensores, actuadores,  y controladores.
  1. Conector del sensor de temperatura del evaporador, para evitar el congelamiento.  Este sensor sigue siendo un termistor mayormente del tipo ntc.
  2. Conector del sensor de temperatura del local, para medir la temperatura interna, y realizar las estrategias de control para mantener la climatización.
  3. Conector del display,
  1. Conector de potencia para alimentar de energía eléctrica la turbina del ventilador.
  2. Conector de alimentación y señal, del sensor de rpm del motor del ventilador.
  3. Conector para alimentar el  motor paso a paso, que controla la posición de las persianas de salida de aire.
  4. cable de comunicación con la tarjeta exterior.  Para informarle al controlador del compresor, las condiciones del ambiente dentro del local.  
  5. Relé de potencia, para alimentar de energía la unidad exterior.  En este caso estamos hablando de un aire acondicionado, que se alimenta de energía eléctrica, desde la unidad evaporadora.  
  6. Caja de conexión,  para comunicar la unidad interior con la exterio0r.  En esta parte tenemos alimentación de corriente, tierra, y cable de comunicación. 

Conexión de las tarjetas Inverter cuando la alimentación de corriente se realiza por la unidad condensadora:

Simulación de Sistema de aire acondicionado:

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