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CAPITULO IV. EL ELEMENTO DE EXPANSION

ING ANTONIO OSPINO

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Tabla de contenido del capítulo 4.1. ELEMENTOS DE EXPANSION ....................................................................... 3 4.1.1. TUBOS CAPILARES. ................................................................................ 4 4.1.1.1. SELECCIÓN DE TUBOS CAPILARES ............................................... 6 4.1.1.2. CARACTERISTICAS DE FUNCIONAMIENTO DEL CAPILAR ......... 10 4.2. VÁLVULAS DE EXPANSIÓN TERMOSTÁTICAS ( VET ) O TXV .................. 10 4.2.1. INFLUENCIA DE LA PERDIDA DE PRESION EN EL FUNCIONAMIENTO DE LA TXV ........................................................................................................ 12 4.2.2. TIPOS DE VALVULAS TERMOSTATICAS ............................................. 14 4.2.2.1. VÁLVULAS DE EXPANSIÓN TERMOSTÁTICA CON COMPENSACIÓN INTERNA: ........................................................................ 14 4.2.2.2. VÁLVULAS DE EXPANSIÓN TERMOSTÁTICAS DE COMPENSACIÓN EXTERNA. ....................................................................... 15 4.2.2.3. NORMAS DE COLOCACIÓN DEL BULBO: ..................................... 16 4.2.2.4. SELECCIÓN DE VALVULAS EXPANSIÓN TERMOSTATICAS. ...... 17 4.2.2.5. TIPOS DE CARGA EN VALVULAS. ................................................. 17 4.2.2.6. CARACTERISTICAS FUNCIONAMIENTO DE LA TXV .................... 17 4.2.2.7. EL ORIFICIO EN VALVULAS TERMOSTATICAS ............................ 18 4.2.28. AJUSTE DE RECALENTAMIENTOS EN LAS VET. .......................... 18 4.3. DISTRIBUIDORES ......................................................................................... 21 4.4. VÁLVULA DE EXPANSIÓN AUTOMÁTICA O PRESOSTATICA................... 22 4.5. VÁLVULA DE EXPANSIÓN MANUAL ........................................................... 23 4.6. VÁLVULAS DE FLOTADOR: ......................................................................... 23 4.7. VÁLVULA DE EXPANSIÓN ELECTRÓNICA. ................................................ 23

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4.1. ELEMENTOS DE EXPANSION La misión de los elementos de expansión es la de disminuir la presión del liquido refrigerante y por ende su temperatura. También se controla, en el mismo proceso, el flujo o paso del mismo.

VER VIDEO: http://youtu.be/EjKD0uLKToc En el proceso de disminución de presión ( IN - OUT ) , que como se observa en el diagrama, ocurre a entalpía constante, es decir; la entalpia del refrigerante a la entrada del elemento de expansión es la misma a la salida del mismo en un sistema ideal. Debido a la misma disminución de presión, se presenta que a la salida del elemento de expansión se presente burbujas de vapor ( Flash Gas ), tal como se observa en el ciclo; por eso es muy importante el subenfriamiento del refrigerante líquido, a medida que se disminuye la presión de baja, mas importante es el subenfriamiento. Los diferentes tipos de elementos de expansión son: • • • • • • •

Tubo capilar. Válvula de expansión termostática. Válvula de expansión automática. Válvula manual. Válvula de flotador en alta presión. Válvula de flotador en baja presión. Válvula electrónica.

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4.1.1. TUBOS CAPILARES. Son dispositivos de expansión aplicados a sistemas de refrigeración de pequeño porte o capacidad. El capilar tiene dos funciones en especial: • •

Reducir la presión del refrigerante líquido que sale del condensador. Regular la cantidad de flujo que entrará al evaporador

Los tubos capilares se utilizan habitualmente como elementos de expansión en pequeñas instalaciones por las razones siguientes: • Facilidad de instalación. • Bajo coste. • Fiabilidad, no hay piezas en movimiento. • Permiten la utilización de compresores de bajo par de arranque por el buen equilibrio de presiones. • Permiten la rápida igualación de presiones entre alta y baja.

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5 Cuando el refrigerante líquido entra dentro del tubo capilar se produce una estrangulación, (aumenta la velocidad y disminuye la presión) debido a esto parte del líquido se evapora al cambiar de presión. Para evitar que se evapore todo el líquido antes de entrar al evaporador se suele soldar junto con la línea de aspiración para evitar que robe calor del exterior. Cuando ponemos en marcha el compresor empezamos regar el evaporador, se evapora y va avanzando el refrigerante, se suele colocar un termostato en la línea de aspiración antes del compresor para pararlo cuando llegue el refrigerante en estado líquido. Al parar el compresor todo el refrigerante pasa al evaporador al no haber nada que lo impida y gracias a la diferencia de presiones. Por esta razón no se puede utilizar recipiente en instalaciones con tubo capilar y hay que tener cuidado al dimensionar el filtro ya que este podría hacer de recipiente. Al estar las presiones igualadas el motor arranca sin muchos esfuerzos. Los equipos congeladores suelen llevar un separador de partículas para evitar los golpes de líquido. En la placa de características del equipo ha de llevar el peso de refrigerante que ha de llevar la instalación ya que la carga es crítica. El tubo está calibrado, la potencia frigorífica está en función con el diámetro y la longitud del tubo. La carga exacta para estos equipos es cuando todo el refrigerante está evaporado en el evaporador en el momento en que el compresor está parado. Ajustamos las condiciones de trabajo de los equipos con tubo capilar con la carga de refrigerante. Una carga escasa es causa de una temperatura de evaporación demasiada baja, lo que tiene como consecuencia la disminución del rendimiento frigorífico y por lo tanto aprovechamiento solamente parcial del evaporador. En cambio una carga demasiado fuerte es causa de una presión demasiado elevada y conduce a la sobrecarga del compresor pudiéndole llegar golpes de líquido. Los capilares se ajustan en función de su longitud y su diámetro interno. Se reconocen por la dimensión de su diámetro externo. L: Longitud del capilar

L DI

DE

DE: Diámetro externo DI: Diámetro interno

A MAYOR LONGITUD DE CAPILAR

IGUAL CAUDAL DE REFRIGERANTE

CON IGUAL DI

MENOR PRESION DE BAJA

A MENOR LONGITUD DE CAPILAR

MAYOR PRESION DE ALTA IGUAL CAUDAL DE REFRIGERANTE

CON IGUAL DI

MAYOR PRESION DE BAJA MENOR PRESION DE ALTA

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6 A MENOR DIAMETRO INTERNO DE CAPILAR

MENOR CAUDAL

CON IGUAL LONGITUD

MENOR PRESION DE BAJA

A MAYOR DIAMETRO INTERNO DE CAPILAR

MAYOR PRESION DE ALTA MAYOR CAUDAL

CON IGUAL LONGITUD

MAYOR PRESION DE BAJA MENOR PRESION DE ALTA

Las medidas de tubos capilares comerciales están: NOMENCLATURA

026 031 036 042 044 049 050

DIÁMETRO EXTERIOR EN mm 1.82 2.1 2.2 2.36 2.76 2.51 2.89

DIAMETRO INTERIOR EN mm 0.6604 0.7874 0.9144 1.058 1.1 1.2446 1.2700

DIÁMETRO EXTERIOR EN IN 0.072 0.083 0.087 0.093 0.109 0.099 0.114

DIAMETRO INTERIOR EN IN 0.026 0.031 0.036 0.042 0.044 0.049 0.050

054

2.69

1.3716

0.106

0.054

059

2.84

1.5

0.112

0.059

064

3.17

1.6255

0.125

0.064

070

3.17

1.7780

0.125

0.070

075

3.17

1.9050

0.125

0.075

080

3.68

2.0320

0.145

0.080

085

3.68

2.1590

0.145

0.085

090

3.68

2.286

0.145

0.090

USO

NEVERAS NEVERAS NEVERAS BOTELLEROS BOTELLEROS BOTELLEROS BOTELLEROS AIRE ACONDICIONADO AIRE ACONDICIONADO AIRE ACONDICIONADO AIRE ACONDICIONADO AIRE ACONDICIONADO AIRE ACONDICIONADO AIRE ACONDICIONADO AIRE ACONDICIONADO

La nomenclatura del capilar indica el diámetro interior del capilar en milésimas de pulgadas, por ejemplo el capilar 031, tiene un diámetro interno de 0.031 pulgadas.

4.1.1.1. SELECCIÓN DE TUBOS CAPILARES La escogencia de las dimensione de un tubo capilar, son obtenidas generalmente por pruebas del producto, pero para facilitar su escogencia, se presenta a continuación tablas en función de la capacidad frigorífica, temperatura de evaporación y temperatura de condensación. Para el caso de las tablas hay que tener en cuenta que: • La temperatura de condensación para obtenerse las tablas fue de 54ºC o de 129ºF. Las presiones en los refrigerantes para obtener dicha temperatura de condensación son: ING ANTONIO OSPINO

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7 REFRIGERANTE

PRESION ABSOLUTA BAR 13.4 21.3 14.6 22.9 25.3

R 12 R 22 R 134ª R 502 R 404 A • •

PSIG 194.3 308.9 211.7 332.12 366.9

L es la longitud del tubo capilar en metros. D es el diámetro interno del capilar en milímetros. REFRIGERANTE R - 22 CAPACIDAD BTU/HR

TEMPERATURA DE EVAPORACION / PRESION 7,2 ºC o 44,96ºF - 6,7 ºC o 19.94ºF 6,25 BAR o 90,6 PSI 3,98 BAR o 57,72 PSI L D L D

1400 - 1600 1600 - 1800 1800 - 2000 2000 - 3000 3000 - 4000 4000 - 5000 5000 - 6000 7000 8000 9000 10000 12000 14000 16000 18000

3,6 4,2 4 2,3 2,1 3,6 3,4 2,4 3,9 2,4 3,3 2,4 3,6 2,2 3,0 2,1

1 1,2 1,2 1,2 1,2 1,5 1,5 1,5 1,8 1,8 2 2 2,2 2,2 2,5 2,5

5 4,6 4,5 3,9 3,6 3,0 2,8 3,5 3,3 5,4 5,2 3,2 3,0 2,1 3,3 3,4

1 1 1 1 1 1 1 1,2 1,2 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,8 2

NOTA: L = LARGO EN METROS D = DIAMETRO INTERNO EN MILIMETROS LA TEMPERATURA DE CONDENSACION PARA OBTENER LA TABLA FUE DE 54ºC

Otros fabricantes recomiendan la siguiente tabla para aires acondicionados con R – 22:

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8 CAPACIDAD CAPACIDAD SISTEMA EN SISTEMA EN BTU/HR TR 4000 0,33 4500 0,38 5000 0,42 5500 0,46 6000 0,50 6500 0,54 7000 0,58 7500 0,63 8000 0,67 8500 0,71 9000 0,75 9500 0,79 10000 0,83 10500 0,88 11000 0,92 11500 0,96 12000 1,00 12500 1,04

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CAPILAR 42 54 54 64 64 31 70 70 70 75 75 80 80 80 80 85 85 85

LONGITUD EN PULGADAS 65 80 72 100 88 72 98 78 80 84 72 84 74 68 80 84 71 63

LONGITUD EN CMS 165 203 183 254 224 183 249 198 203 213 183 213 188 173 203 213 180 160

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9 REFRIGERANTE R - 134A CAPACIDAD BTU/HR 200 - 300 300 - 400 400 - 500 500 - 600 600 - 700 700 - 800 800 - 900 900 - 1000 1000 - 1100 1100 - 1200 1200 - 1300 1300 - 1400 1400 - 1500 1500 - 1600 1600 - 1700 1700 - 1800 1800 - 1900 1900 - 2000 2000 - 2500 2500 - 3000 3000 - 4000 4000 - 5000 5000 - 6000 7000 8000 9000 10000 11000

TEMPERATURA DE EVAPORACION / PRESION ABSOLUTA 7,2 ºC ( 44,96ºF ) - 6,3 ºC ( 20,66ºF ) - 23,3 ºC ( -9,94ºF ) 3,77 BAR ( 54,6 PSI ) 2,32 BAR ( 33,6 PSI ) 1,15 BAR ( 16,67 PSI ) D D D L L L 3,5 0,6 3,2 0,6 2,5 0,6 4,1 0,7 2,1 0,6 3,2 0,7 3,9 0,7 3,0 0,7 4,6 0,8 3,9 0,8 4,5 0,8 3,0 0,7 4,1 0,8 3,9 0,8 3,9 0,8 3,0 0,8 3,1 0,8 2,5 0,8 3,3 0,8 2,8 0,8 2,1 0,8 2,8 0,8 2,5 0,8 5,6 1 2,5 0,8 2,1 0,8 5,3 1 5,8 1 5,4 1 4,9 1 5,5 1 5,2 1 4,4 1 5,1 1 4,7 1 3,6 1 4,8 1 4,5 1 3,5 1 4,1 1 3,9 1 3,0 1 3,9 1 3,7 1 2,8 1 3,6 1 3,3 1 5,8 1,2 3,5 1 3,1 1 5,5 1,2 3,0 1 2,5 1 4,9 1,2 2,8 1 6,2 1,2 4,7 1,2 6,0 1,2 5,6 1,2 4,3 1,2 5,6 1,2 5,4 1,2 4,1 1,2 5,3 1,2 4,8 1,2 3,8 1,2 4,9 1,2 4,6 1,2 3,6 1,2 4,5 1,2 4,3 1,2 3,3 1,2 4,4 1,2 4,1 1,2 3,2 1,2 4,1 1,2 3,9 1,2 3,0 1,2 4,0 1,2 3,8 1,2 2,9 1,2 3,7 1,2 3,5 1,2 2,6 1,2 3,6 1,2 3,3 1,2 2,5 1,2 3,2 1,2 2,8 1,2 2,3 1,2 3,0 1,2 2,5 1,2 2,1 1,2 6,1 1,5 5,5 1,5 4,5 1,5 5,9 1,5 5,3 1,5 4,3 1,5 4,1 1,5 3,9 1,5 2,8 1,5 3,9 1,5 3,7 1,5 2,6 1,5 2,5 1,5 5,5 1,8 4,3 1,8 2,3 1,5 5,3 1,8 4,0 1,8 3,9 1,8 3,7 1,8 4,8 2 3,7 1,8 3,5 1,8 4,1 2 2,5 1,8 3,2 2 2,8 2 3,3 2,2 3,1 2,2 2,8 2,2 2,5 2,2 4,1 2,5 3,5 2,5 3,2 2,5 2,8 2,5

NOTA: L = LARGO EN METROS D = DIAMETRO INTERNO EN MILIMETROS LA TEMPERATURA DE CONDENSACION PARA OBTENER LA TABLA FUE DE 54ºC

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10 REFRIGERANTE R - 502

CAPACIDAD BTU/HR 1000 - 2000 2000 - 3000 3000 - 4000 4000 - 5000

REFRIGERANTE R - 404

TEMP EVAPORACION PRESION -23,3 ºC o -9,94ºF 2,57 BAR o 37,2 PSI L D 3,5 1,2 2,8 1,2 3 1,6 2,3 1,6 3 1,8 2 1,8 3,5 2 3 2

CAPACIDAD BTU/HR 1000 - 2000 2000 - 3000 3000 - 4000 4000 - 5000

TEMP EVAPORACION PRESION -23,3 ºC o -9,94ºF 2,72 BAR o 39,4 PSI L D 4,0 1,2 3,2 1,2 3,5 1,6 2,6 1,6 3,5 1,8 2,3 1,8 4,0 2 3,5 2

NOTA: L = LARGO EN METROS D = DIAMETRO INTERNO EN MILIMETROS LA TEMPERATURA DE CONDENSACION PARA OBTENER LA TABLA FUE DE 54ºC

Como resumen se puede deducir y emplear que: USO

NEVERAS BOTELLEROS AIRE ACONDICIONADO

TEMP EVAPORACION O SATURACION DE BAJA PRESIÓN -23 ºC A -20 ºC - 6.7 ºC A – 4 ºC 7.2 ºC A 10 ºC

TEMP CONDENSACIÓN O SATURACIÓN DE ALTA PRESIÓN 45 ºC – 50 ºC 45 ºC – 50 ºC 45 ºC – 50 ºC

4.1.1.2. CARACTERISTICAS DE FUNCIONAMIENTO DEL CAPILAR Al emplear un capilar en un sistema de refrigeración se tienen las siguientes características de funcionamiento: • • • • • • •

El enfriamiento es constante. El flujo de refrigerante es constante y sin interrupciones. Al apagar el sistema las presiones de alta y baja tienden a igualarse rápidamente. Se emplea con compresores LST y HST. Sencillos de construir y baratos. Son exclusivos del sistema donde están operando. Su ajuste por lo general es por prueba y error.

VER VIDEO: http://youtu.be/YV0ZKplqiWQ

4.2. VÁLVULAS DE EXPANSIÓN TERMOSTÁTICAS ( VET ) O TXV Estas válvulas son dispositivos que trabajan por accion de temperarturas del evaporador que son censadas por un bulbo y no por accion de presión como lo hacen las presostáticas. Las válvulas de expansión termostáticas están formadas o constituidas en su mayoría por:

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12 El refrigerante proveniente del condensador, pasa a través del orificio, donde se reduce su presión; este es el elemento que disminuye la temperatura del liquido refrigerante y la capacidad del la válvula depende de este mismo. Existen desde el número 00 al número 06 en la marca Danfoss y del 00 al 12 en otras marcas. El bulbo es un elemento cargado con el mismo refrigerante que hay que controlar. La presión que ejerce este refrigerante depende de la temperatura al final del evaporador y actúa sobre el orificio calibrado de la válvula. La presión del bulbo es presión de apertura (a más temperatura mayor apertura); cuando la temperatura a la salida del evaporador es alta, esta misma produce un incremento de presión en el refrigerante contenido en el bulbo sensor de la válvula, esa presión hace que la membrana de combe hacia abajo y desplace el vástago en la misma dirección, haciendo que entre más refrigerante al evaporador. Después de entrar al, evaporador, el refrigerante líquido se expansiona aumentando a presión de baja del sistema, y el refrigerante ira salida más frio, esto hace que la presión ejercida por el refrigerante en el bulbo disminuya y esto hace que el vástago vuelva a subir, cerrando cada vez más el paso de refrigerante al evaporador, manteniendo el recalentamiento para el cual fue programada. Tornillo de recalentamiento, va ajustado de fábrica con 4ºC a 5ºC (respecto la presión de baja), la presión que ejercemos con el tornillo contrarresta la presión del bulbo. Pcierre = Ptornillo + Pbaja

Papertura = Pbulbo

El elemento termostático puede estar cargado con: • CARGA LIQUIDA: El bulbo está cargado con el mismo refrigerante que se emplea en el sistema • CARGA LIQUIDA CRUZADA: Esta compuesta por una mezcla de refrigerantes que poseen la característica de que la relación presión – temperatura cruce en algún punto la curva de saturación del refrigerante del sistema. Tanto la carga líquida como la cruzada tienen suficiente liquido en todo el conjunto termostático, como que para trabajando a cualquier temperatura, siempre exista algo de liquido tanto en el bulbo como en el capilar, como en la cámara de la membrana. • CARGA GASEOSA Y CARGA GASEOSA CRUZADA: La diferencia con respecto a las cargas de líquido es que las gaseosas y gaseosas cruzadas, parte de esa carga gaseosa se condensará formando una pequeña cantidad del líquido cuando la válvula trabaje dentro de su rango normal de temperaturas. • CARGA DE ABSORCION: Consiste en un gas no condensable y un material absorbente localizado en el bulbo sensor. A medida que la temperatura del bulbo aumenta, el material expulsado del material absorbente incrementa la presión del bulbo y a medida que el bulbo se enfría, el gas es absorbido por el material absorbente. VER VIDEO: http://youtu.be/-kuQnUMgxA8

4.2.1. INFLUENCIA DE LA PERDIDA DE PRESION EN EL FUNCIONAMIENTO DE LA TXV Realmente, a medida que el refrigerante circula por la tubería del evaporador, este mismo va perdiendo presión. El recalentamiento del refrigerante se produce en al tramo final del evaporador. Si no hay pérdida de presión la presión de entrada será igual a la de salida y el recalentamiento de la válvula será el ajustado en el tornillo de ajuste. El recalentamiento es entonces la diferencia entre la temperatura de salida del refrigerante en el evaporador y la temperatura de saturación bajo ING ANTONIO OSPINO

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13 la misma presión. En este caso, la presión de baja es de 58 Psi y la temperatura a la entrada del evaporador es de 0ºC y la de salida es de 5º C a la misma presión, entonces el recalentamiento es de 5ºC. La presión ejercida por el evaporador es de 58 Psi, la presión ejercida por el bulbo debido al recalentamiento es de 70 Psi, entonces la presión ejercida por el tornillo de regulación debe ser de 12Psi.

En el caso que exista una pérdida de presión, en este caso de 7 Psi, La presión a la entrada del evaporador es de 58 Psi, y su temperatura de saturación es de 0º C; el tornillo esta ajustado para un recalentamiento de 5ºC, pero como existe una pérdida de presión de 7 psi, su presión de salida es de 51 Psi, para la cual su temperatura de saturación es de -4º C. en el evaporador habrá un recalentamiento efectivo de 9 ºC; o sea, que la zona de recalentamiento se alarga y por consiguiente disminuye el rendimiento del evaporador.

Para compensar este efecto, se hace una compensación externa a la válvula. En la misma no afecta la presión existente a la entrada del evaporador, sino la que está a la salida del evaporador o la presión de succión o aspiración. La presión que experimenta el bulbo sensor ahora es menor y se tendrá un mismo efecto como si no existiese la pérdida de presión. ING ANTONIO OSPINO

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4.2.2. TIPOS DE VALVULAS TERMOSTATICAS 4.2.2.1. VÁLVULAS DE EXPANSIÓN TERMOSTÁTICA CON COMPENSACIÓN INTERNA: Una vez entra el refrigerante en el evaporador va robando calor del medio a enfriar y se va evaporando. Hasta el momento que no llegue líquido al bulbo y lo enfríe la válvula de expansión no cerrará. Cuando conseguimos enfriar el bulbo y el recalentamiento es de 4ºC empezamos a cerrar la válvula. Una vez cerrada la válvula, aumenta el recalentamiento y por lo tanto la presión del bulbo vuelve abrir la válvula. Poseen dos tomas de conexión, una de entrada de refrigerante y otra de salida del mismo. Este tipo de válvulas no son recomendables para evaporadores que existan grandes pérdidas de presión o muy grandes. Se pueden emplear en evaporadores con caídas de presión menores de 0.2 bares, entonces: Presión bulbo sensor = evaporador

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Presión resorte ajuste recalentamiento + Presión entrada o salida

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15 Su conexión sería:

Las válvulas de expansión termostáticas internas se pueden emplear en los siguientes casos: • • •

Evaporadores con caídas de presión menores de 0.2 bares o 3 psi. Capacidades menores de 1 TR. Evaporador sin distribuidor.

4.2.2.2. VÁLVULAS DE EXPANSIÓN TERMOSTÁTICAS DE COMPENSACIÓN EXTERNA. Poseen tres puntos de conexión: uno de entrada de refrigerante, otro de salida y tubo para el tubo de compensación. Cuando las pérdidas de carga en el evaporador son considerables se emplean válvulas de expansión de compensación externa. Estas a diferencia de las anteriores toman la presión de baja al final del evaporador justo detrás del bulbo, de esta manera aunque existan pérdidas de carga la presión de baja es más exacta. Por ejemplo si tenemos pérdidas de presión la presión de baja es de 0,6 bar pero al principio tengo 1,1 bar.

En una válvula con compensador queda anulado el efecto de la presión a la entrada del evaporador sobre la membrana y es reemplazado por el efecto de la presión a la salida del evaporador, entonces:

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16 Presión bulbo sensor = Presión resorte ajuste recalentamiento + Presión succión Su conexión sería:

Las válvulas de expansión externa se deben emplear si: • • •

Capacidad evaporador mayor de 1 TR. Evaporador con distribuidor Caídas de presiones mayores de 3 psi o de 0,3 bares en el evaporador.

4.2.2.3. NORMAS DE COLOCACIÓN DEL BULBO: • Debe estar bien amarrado al tubo, no debe ir con cinta aislante o tiras de plástico, se debe colocar con la presilla metálica que suele acompañar. • Colocarlo en una superficie limpia y lisa, no se debe colocar sobre un codo, curva o soldadura o acople. • Ubíquelo en una sección del tubo limpia y recta paralela a la línea de succión, antes de las trampas de aceite. • El bulbo tiene una hendidura que es la que se aloja sobre el tubo. • No colocar el bulbo en la parte baja del tubo ya que por esa parte es por donde circula el aceite que hace de capa aislante. • Colocar su aislamiento. • Para tubos entre ¼” y ¾” el bulbo se coloca entre las 1 y las 4 del reloj. • En tubos con diámetros externos mayores a 7/8” la posición del bulbo sensor de ser a las 8 o 4 horas en el reloj. El bulbo se debe colocar siempre en tramos horizontales, en los casos que sólo se pueda colocar en un tramo vertical se colocará con el bulbo hacia arriba. Se debe aislar siempre el bulbo para que no le afecte en su funcionamiento las corrientes de aire, se debe colocar siempre dentro del medio a enfriar. El tubo de compensación exterior debe estar entre 10 o 15 cm después del bulbo.

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17 4.2.2.4. SELECCIÓN DE VALVULAS EXPANSIÓN TERMOSTATICAS. Se seleccionan teniendo en cuenta: • • • • • • • • • • • • •

El tipo de refrigerante. Carga térmica del recinto o capacidad del evaporador. Capacidad de la válvula y orificio. Tipo de evaporador. Subenfriamiento Igualación interna o externa Tipo de carga. Temperatura de evaporación. Temperatura de condensación. Diferencia de presión a través de la válvula. Presión de condensación. Presión de evaporación. Caída de presión a través de la válvula

4.2.2.5. TIPOS DE CARGA EN VALVULAS. • CARGA N ( CARGA LIQUIDA O LIQUIDA CRUZADA ): Las válvulas con este tipo de carga se usan en la mayoría de sistemas de refrigeración, en la que no es requerido una limitación en la presión, y en las que el bulbo puede llegar a tener una temperatura mayor que el elemento termostático o en sistemas con altas temperaturas de evaporación. • CARGA B ( CARGA GASEOSA O GASEOSA CRUZADA ) CON MOP ( PRESION OPERATIVA MAXIMA ): Las válvulas con MOP se emplean en sistemas donde se requiere limitar la presión de evaporación en el momento de la puesta en marcha del equipo. Estas válvulas tienen una cantidad de carga líquida en el bulbo. Las siglas MOP significan Maximun Operation Pressure, y es la máxima presión de succión o de baja mas alta permisible es las tuberías de succión. La carga del bulbo se habrá evaporado cuando llegue al punto MOP, a medida que la presión de succión aumenta, la válvula comienza a cerrarse y se cierra cuando llega al punto MOP. Se recomienda su empleo en sistemas con temperaturas de evaporación menores de los -20 grados Celsius. • CARGA DE ABSORCION ( CON CARGA N, O CON CARGA B Y MOP ): También denominadas carga MOP con lastre, se emplean en sistemas de aire acondicionado o intercambiadores térmicos de placa, donde hay una gran transferencia de calor o dinámica elevada. El bulbo de esta válvula posee internamente un material poroso, que da un efecto de amortiguación sobre la regulación de la vet La válvula abre despacio cuando la temperatura del bulbo aumenta y cierra rápido cuando la temperatura del bulbo disminuye.

4.2.2.6. CARACTERISTICAS FUNCIONAMIENTO DE LA TXV • El flujo de refrigerante varía de acuerdo a la temperatura censada por el bulbo de la válvula. • El flujo de refrigerante es máximo al inicio del enfriamiento y nulo cuando llega a la temperatura de enfriamiento.

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18 • Debido a que cuando esta frío el sistema, la válvula cierra el paso de refrigerante, se aconseja a usar el sistema de protección de los presóstatos para evitar que se crean presión excesiva en la línea de lata y presiones de vacío o muy baja en la tubería de succión. • La válvula posee un vástago de ajuste para determinar el recalentamiento. • Al apagarse el sistema, debido a que el bulbo controla el paso de refrigerante, la igualación de las presiones entre alta y baja es muy lenta. • Se debe emplear compresores de tipo HST. • Se requiere un sistema de desconexión para el compresor en caso de cierre total del flujo de refrigerante por parte de la válvula que evite una sobre presión en la tubería de descarga y una baja presión en la tubería de succión. • Para tratar de evitar la formación de gas refrigerante en la línea de líquido, se subenfría el refrigerante que sale del condensador. • Trate en lo posible ubicar la VET dentro del recinto para mejorar el subenfriamiento del sistema. • Emplee intercambiadores de calor siempre y cuando lo permita el sistema. Se encuentran para conexiones roscadas y soldadas de 3/8” X ½”, 5/8” X 7/8”, 7/8” X 1-1/8”, 1-1/8” X 1-3/8”, 1-1/8” X 1-5/8”. NOTA: Para seleccionar una válvula de expansión tenga en cuenta la capacidad de la misma, el tipo de conexión, el tipo de evaporador y sobre todo el tipo de refrigerante.

4.2.2.7. EL ORIFICIO EN VALVULAS TERMOSTATICAS Es el elemento que realiza la estrangulación o reducción de presión del refrigerante que entra a la válvula. La válvula se encarga de regular su flujo o circulación por el sistema. Los orificios vienen identificados con un número que puede ir del 0 al 12, dependiendo del fabricante de la válvula. Con este número y dependiendo del tipo de refrigerante, se puede establecer la capacidad de la válvula. A mayor número de orifico, mayor es su diámetro. Al momento de instalar una orificio e instalar una vet, es muy importante tener en cuenta las siguientes recomendaciones: • El refrigerante al pasar por la vet, produce un sonido constante. • Verificar el recalentamiento del refrigerante con la temperatura de saturación a presión baja y con la temperatura del refrigerante a la salida del evaporador. Si hay mucho recalentamiento, desenrosque el tornillo de ajuste de la válvula; si hay poco o ningún recalentamiento, enrosque el tornillo de regulación de la vet. • Verificar las presiones de alta y baja del sistema. Si se tiene una alta presión en la succión y baja presión en la descarga, es síntoma que el orificio seleccionado es muy grande, pruebe con otro de menor número; si la presión de succión es muy baja y la de descarga es muy alta, pruebe con un orificio de mayor número. • A mayor número de orificio, mayor es el flujo de refrigerante, el cual es recomendado para equipos de mayor capacidad; para equipos de menor capacidad, se recomiendan orificios de bajo número.

4.2.28. AJUSTE DE RECALENTAMIENTOS EN LAS VET. Con el tornillo de ajuste, se pueden ajustar recalentamientos y presiones en los sistemas de refrigeración y climatización:

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Ahora conociendo lo que pasa en el interior de la valvula:

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VER VIDEO: http://youtu.be/X8EZYtqCglA

4.3. DISTRIBUIDORES Si dividimos un evaporador en varias secciones conseguimos un mayor rendimiento ya que reducimos las pérdidas de carga y se mantiene una temperatura de salida del evaporador más uniforme. Para ello se utilizan distribuidores que pueden ser de caída de presión o de efecto Venturi.

La distancia entre la válvula de expansión y el distribuidor ha de ser mínima, a la salida, la longitud de los tubos que alimentan a cada tramo de evaporador también ha de ser mínimo y además han de tener todos la misma longitud así evitamos que un tramo esté mejor regado que otro. El de efecto Venturi reparte la misma proporción de gas y líquido en cada tubo ya que gracias a la

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22 reducción que lleva aumenta la velocidad y mezcla el gas y el líquido. La pérdida de presión que ejerce este distribuidor es de ½ kilo y funciona en cualquier posición.

Cortesía Danfoss.

4.4. VÁLVULA DE EXPANSIÓN AUTOMÁTICA O PRESOSTATICA Físicamente es parecida a la termostática pero sin bulbo. Esta válvula mantiene la presión del evaporador constante, debido a que actúa por la presión existente en el evaporador.

Cuando se ha ajustado el tornillo de regulación éste mismo presiona al resorte de regulación y empuja el vástago hacia la membrana. Cuando la presión en el evaporador baja, hace que la membrana se combe hacia abajo, haciendo que el vástago descienda y el refrigerante penetra entonces al evaporador hasta aumentar nuevamente la presión y la membrana vuelve nuevamente a su posición original. Mientras menos ajuste la presión la tensión del resorte de regulación, más elevada será la presión en el evaporador para que el vástago baje; por el contrario, si el resorte de regulación se tensiona bastante, la presión en el evaporador tendrá que ser mucho más baja, para ING ANTONIO OSPINO

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23 que la presión atmosférica y la ejercida por el resorte de compresión sean suficientes para hacer descender el vástago. Durante la operación del equipo, esta válvula mantiene un perfecto equilibrio, permitiendo la entrada de refrigerante cuando desciende la presión en el evaporador e impide que sobrepase un límite fijado; por tanto, la presión en el evaporador se mantiene constante. En lo que respecta a la regulación del sistema empleando esta válvula junto a un termostato, de tenerse la precaución que si el termostato se fija a una temperatura demasiado baja, la válvula mantendrá una presión elevada, en relación a dicha temperatura y ello tendrá como resultado un exceso de refrigerante líquido en el evaporador, retornando por la línea de succión y formación de escarcha en la misma. Las válvulas presostáticas se emplean en pequeñas instalaciones y controlando la presión de un solo evaporador por válvula.

4.5. VÁLVULA DE EXPANSIÓN MANUAL Es parecida a una llave de paso, se utiliza en grandes instalaciones bajo la supervisión de un mecánico.

4.6. VÁLVULAS DE FLOTADOR: Se usa en evaporadores inundados, mantienen un nivel de líquido en el evaporador. A medida que se evapora el líquido la bolla abre la válvula y entra líquido en el evaporador. El gas evaporado se va al condensador.

4.7. VÁLVULA DE EXPANSIÓN ELECTRÓNICA. Está formado por una válvula solenoide conectada a un microprocesador el cual lleva un programa y dos sondas, una conectada al principio y otra al final del evaporador. Podemos trabajar con mucha precisión, hasta con 1ºC de recalentamiento.

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24 Una de las más usadas es la que tiene pulsos para control de la extrangulación:

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VER VIDEO: http://youtu.be/YxT-JxOgfB0

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