miércoles, 28 de diciembre de 2011

Válvula de Expansión Termostática


VÁLVULA DE EXPANSIÓN TERMOSTÁTICA

Una válvula de expansión termostática (a menudo abreviado como VET o válvula TX en inglés) es un dispositivo de expansión el cual es un componente clave en sistemas de refrigeración y aire acondicionado, que tiene la capacidad de generar la caída de presión necesaria entre el condensador y el evaporador en el sistema. Básicamente su misión, en los equipos de expansión directa o seca, se restringe a dos funciones: la de controlar el caudal de refrigerante en estado líquido que ingresa al evaporador y la de sostener un sobrecalentamiento constante a la salida de este. Para realizar este cometido dispone de un bulbo sensor de temperatura que se encarga de cerrar o abrir la válvula para así disminuir o aumentar el ingreso de refrigerante y su consecuente evaporación dentro del evaporador, lo que implica una mayor o menor temperatura ambiente, respectivamente.

Este dispositivo permite mejorar la eficiencia de los sistemas de refrigeración y de aire acondicionado, ya que regula el flujo másico del refrigerante en función de la carga térmica. El refrigerante que ingresa al evaporador de expansión directa lo hace en estado de mezcla líquido/vapor, ya que al salir de la válvula se produce una brusca caída de presión producida por la "expansión directa" del líquido refrigerante, lo que provoca un parcial cambio de estado del fluido a la entrada del evaporador. A este fenómeno producido en válvulas se le conoce como flash-gas.

FUNDAMENTOS

Estas válvulas son también conocidas como válvulas de estrangulamiento de regulación automática, son unos elementos que se colocan en el circuito frigorífico, inmediatamente antes del evaporador, y tienen por misión regular automáticamente la entrada de fluido frigorígeno en el mismo. Las válvulas se componen de una válvula propiamente dicha, que cierra contra su asiento, un muelle regulable de presión, y un bulbo o ampolla lleno de un gas situado en el exterior de la válvula. El equilibrio de presiones se establece como:

Presión del bulbo  =  Presión de evaporación  +  Presión del muelle

Cuando la absorción de calor desciende en el evaporador, el fluido frigorígeno sale del evaporador más frío y el gas del bulbo situado a la salida del evaporador se contrae, cerrándose la válvula y reduciendo la entrada de fluido en el evaporador. Por el contrario, cuando existe una mayor demanda de absorción de calor, el fluido frigorígeno sale del evaporador más caliente y el gas del bulbo se expande, venciendo la resistencia del muelle y abriendo al entrada de fluido en el evaporador. La colocación del bulbo en el circuito de frío es de vital importancia para su regulación, debiendo de observarse las siguientes recomendaciones de instalación:

- Tramo horizontal del tubo de salida del evaporador y por encima.
- Buen contacto con el tubo.
- Aislamiento del exterior.

De esta manera, al variar la presión de evaporación, debe variar también la presión de la mezcla líquido/vapor al interior del bulbo sensor, ya que la presión del husillo es constante, para mantener el equilibrio de presiones. Cada vez que esta condición de equilibrio se rompa, es decir aumente la presión de evaporación, habrá flujo de refrigerante hasta que la presión del bulbo se eleve lo suficiente como para establecer el equilibrio de tensiones.

Respecto de la presión ejercida por el husillo, conocido también como tornillo o resorte, esta es la necesaria para lograr el “ajuste por sobrecalentamiento” y viene ya calibrada por los fabricantes de las válvulas (5º a 10ºF). Aumentar la tensión implica incrementar el sobrecalentamiento lo que conlleva a disminuir la superficie efectiva del evaporador; disminuir esta tensión puede llevar el evaporador a una condición de sobrealimentación indeseada. Por lo tanto no se recomienda intervenir este ajuste; una intervención, es decir una regulación al husillo, implica por lo general que se ha realizado una mala selección de la válvula. No obstante lo anterior, es posible una excepcional regulación del husillo en el caso que el valor nominal de la carga térmica varíe de forma definitiva, sin que ella escape a la capacidad y rango de operación de la válvula.

Componentes de Válvula VET:
- Un cuerpo compuesto por una cámara en la cual se produce la expansión, al pasar el fluido refrigerante a ésta a través de un orificio cilindro-cónico obturado parcialmente por un vástago, y los tubos de entrada y salida del fluido.
- Un elemento o fluido potencia que actúa sobre el vástago para abrir o cerrar el paso de refrigerante a la cámara de expansión.
- Un husillo regulador o tornillo que nos limita la cantidad mínima de caudal.
- Un bulbo sensor situado a la salida del evaporador, conectado por un capilar al elemento de potencia y que actúa sobre éste.
- Una tubería de compensación de presión conectado también a la salida del evaporador, y que ayuda a funcionar al obturador. Este accesorio es necesario sólo para la VET compensada externamente.

Ventajas de la Válvula VET:
- Son especialmente adecuadas para inyección de líquido en evaporadores "secos", en los cuales el recalentamiento a la salida del evaporador es proporcional a la carga de éste.
- Regulan activamente la expansión al ser activadas por el sobrecalentamiento. La inyección se controla en función del sobrecalentamiento del refrigerante.
- El sobrecalentamiento constante en la línea de gas evita la posibilidad de ingreso de refrigerante en estado líquido a la succión del compresor.

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