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Dispositivo de control de flujo | 3ra Entrega

dispositivos

En previas publicaciones hemos visto algunos de los conceptos esenciales para entender el amplio ámbito de la refrigeración. Con el fin de complementar la información que ya hemos aprendido, les traemos esta tercera parte de conceptos de refrigeración. Cabe recalcar que en esta sección nos centraremos definir los diferentes tipos de dispositivos de control de flujo.

¿Qué son los dispositivos de control de flujo? Son aquellos componentes del sistema de refrigeración encargados de regular el flujo del refrigerante líquido en los evaporadores. Son conocidos por dividir el sistema de refrigeración, al igual que el compresor, en la parte de alta presión y de baja presión.

Ilustración 1. Funcionamiento de dispositivo de control de flujo.

Diferentes tipos de dispositivos de control de flujo:

• Tubo capilar: este dispositivo de control es el más básico de todos, se encuentra formado por un pequeño tubo perforado a lo largo de su interior, pero esta perforación es muy pequeña. Dispositivos como este solo se encuentran en equipos que poseen gabinete y en sistemas inundados (un 75% del volumen del equipo es refrigerante). A este dispositivo no se le considera una válvula debido a que no cuenta con un mecanismo de ajuste y por tal motivo no es controlable de otra manera, excepto por la perforación de su interior. Por lo tanto, el tamaño del tuvo debe estar adecuado al sistema específico.

Ilustración 2. Tubo Capilar.

• Válvula termostática de expansión (VTE): este dispositivo es el más usado en los sistemas de refrigeración. Funciona con ayuda de la temperatura y la presión, y tiene una abertura que controla el flujo del refrigerante; mientras una aguja se encarga de controlar la velocidad del flujo mediante un bulbo que siempre contiene líquido. Para esto se mide y compara la temperatura del compresor con la del bulbo, y la aguja abrirá la válvula dependiendo de las necesidades del evaporador. A mayor temperatura del evaporador, mayor será la abertura de la válvula.

Ilustración 3. Válvula termoeléctrica de expansión.

 

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Ilustración 4. Válvula automática de expansión.

• Válvula automática de expansión (VAE): se encarga de controlar el flujo del refrigerante de la línea del líquido manteniendo la presión constante en el evaporador. El sistema funciona de forma semejante al del VTE, pero en lugar de controlar la temperatura controla la presión del evaporador. Esta válvula no permitirá que el líquido vaya al compresor a menos que se reduzca la presión del mismo.

• Válvula termoeléctrica de expansión (VTEE). Este dispositivo consta de dos partes, la válvula que controla el flujo y un sensor eléctrico que mide el calor por medio de termistores. El termistor se define como un conductor eléctrico que cambia su conductividad (capacidad para conducir electricidad) cuando existe un cambio en la temperatura. A mayor temperatura, los termistores conducen mayor electricidad. Cuando el evaporador tiene una temperatura elevada los termistores aumentan el voltaje provocando que el sensor interprete el incremento en el voltaje como un aumento en la temperatura, incitando a que la válvula se abra y permita un mayor flujo de refrigerante.

De esta manera, se podría decir que los dispositivos de control de flujo cargan con la responsabilidad de evitar que el líquido llegue al compresor, evitando así daños en el mismo.

Ilustración 5. Válvula termoeléctrica de expansión (VTEE).

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Dispositivos de control de flujo, 3a Entrega

A lo largo de esta y anteriores publicaciones hemos visto distintos conceptos que nos ayudan a entender de mejor manera el ámbito de la refrigeración. Con el fin de completar la información obtenida y aprendida, les hemos traído esta tercera parte de los conceptos de refrigeración. Hoy nos enfocaremos en definir los diferentes tipos de dispositivos de control de flujo.
Para empezar debemos hacernos primero esta pregunta ¿qué son los dispositivos de control de flujo? Se conocen con este nombre a aquellos componentes del sistema de refrigeración encargados de regular el refrigerante líquido en los evaporadores. Son conocidos por dividir el sistema de refrigeración, de igual manera que lo hace el compresor, en alta y baja presión.

Funcionamiento de dispositivo de control de flujo

Diferentes tipos de dispositivos de control de flujo:

• Tubo capilar: este dispositivo de control es el más básico de todos, se encuentra formado por un pequeño tubo perforado a lo largo de su interior, pero esta perforación es muy pequeña. Dispositivos como este solo se encuentran en equipos que poseen gabinete y en sistemas inundados (un 75% del volumen del equipo es refrigerante). A este dispositivo no se le considera una válvula debido a que no cuenta con un mecanismo de ajuste y por tal motivo no es controlable de otra manera, excepto por la perforación de su interior. Por lo tanto, el tamaño del tuvo debe estar adecuado al sistema específico.

Tubo Capilar

• Válvula termostática de expansión (VTE): este dispositivo es el más usado en los sistemas de refrigeración. Funciona con ayuda de la temperatura y la presión, y tiene una abertura que controla el flujo del refrigerante; mientras una aguja se encarga de controlar la velocidad del flujo mediante un bulbo que siempre contiene líquido. Para esto se mide y compara la temperatura del compresor con la del bulbo, y la aguja abrirá la válvula dependiendo de las necesidades del evaporador. A mayor temperatura del evaporador, mayor será la abertura de la válvula.

Válvula termoeléctrica de expansión

 

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• Válvula automática de expansión (VAE): se encarga de controlar el flujo del refrigerante de la línea del líquido manteniendo la presión constante en el evaporador. El sistema funciona de forma semejante al del VTE, pero en lugar de controlar la temperatura controla la presión del evaporador. Esta válvula no permitirá que el líquido vaya al compresor a menos que se reduzca la presión del mismo.

Válvula automática de expansión (VAE)

• Válvula termoeléctrica de expansión (VTEE). Este dispositivo consta de dos partes, la válvula que controla el flujo y un sensor eléctrico que mide el calor por medio de termistores. El termistor se define como un conductor eléctrico que cambia su conductividad (capacidad para conducir electricidad) cuando existe un cambio en la temperatura. A mayor temperatura, los termistores conducen mayor electricidad. Cuando el evaporador tiene una temperatura elevada los termistores aumentan el voltaje provocando que el sensor interprete el incremento en el voltaje como un aumento en la temperatura, incitando a que la válvula se abra y permita un mayor flujo de refrigerante.

De esta manera, se podría decir que los dispositivos de control de flujo cargan con la responsabilidad de evitar que el líquido llegue al compresor, evitando así daños en el mismo.

Válvula termoeléctrica de expansión (VTEE)

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Tubos capilares en sistemas de refrigeración

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foto-1Los tubos capilares son dispositivos de expansión en sistemas de refrigeración pequeños, como el aire acondicionado residencial, refrigeradores domésticos, vitrinas de refrigeración de media temperatura comercial, enfriadores de botellón, etc.

Los refrigerantes, R22, R404A, R502, R134a, entre otros, siguiendo el ciclo normal de refrigeración, entrarán al capilar. Podemos señalar las medidas de capilares más comunes, que son de 1 a 6 metros de largo x 0.5 a 2 mm de diámetro. Estos datos deben ser de acuerdo a la capacidad del compresor y temperatura del sistema.

El capilar cumple dos tareas: reducir la presión del refrigerante líquido que sale del condensador hacia el evaporador y regular el flujo másico (la cantidad de líquido) del refrigerante que va hacia el evaporador para el efecto de enfriamiento.

De esta forma, si el vapor refrigerante no está completamente en forma de líquido, el flujo másico será reducido, teniendo por consiguiente un bajo enfriamiento y recalentamiento del refrigerante que llega al compresor. Por otra parte, si existiera exceso de refrigerante acumulado en el condensador, la presión y la temperatura en el condensador aumentarán y la capacidad en el evaporador disminuirá.

foto-2“Una vez que se ha definido bien un capilar, nuestro sistema trabajará eficientemente y con buena capacidad de enfriamiento”

La presencia de humedad dentro del sistema, residuos de sólidos, tubo capilar obstruido o doblado, podrá ocasionar variación del flujo refrigerante teniendo como resultado bajo desempeño del equipo. Por esta razón se debe tener cuidado en el manejo del capilar, estos deben estar tapados y se debe retirar el tapón apenas lo utilice. Las dimensiones son de acuerdo a su operación en el sistema; Por lo tanto, variaciones de temperatura de condensación o cambio de carga térmica reducen su eficiencia.

 LA CARGA INSUFICIENTE DE REFRIGERANTE:

Este efecto traerá como consecuencia utilizar el evaporador parcial y menor capacidad de refrigeración.

LA CARGA DE REFRIGERANTE EXCESIVA:

La presión del condensador se elevará, sobrecargando la función del compresor y bajando la capacidad del condensador.

En algunos casos el refrigerante puede llegar líquido al compresor dañándolo.

 Para sistemas que trabajan con 134a, como este refrigerante, posee un efecto de refrigeración superior al R12. Se reduce el flujo másico para una determinada capacidad. Como resultado, se necesita tener un diámetro interno menor o su largo de entre 10 a 20% más al mismo capilar del R12.

 Para sistemas con refrigerante como el R 404A, que posee un efecto de refrigeración superior al R502, se reduce el flujo másico requerido para una determinada capacidad. Como consecuencia, el capilar necesita aumentar su largo hasta un 15% y su diámetro al mismo que el R502.

 Aquí algunas tablas para selección del capilar. Esta información fue tomada del manual de buenas prácticas en refrigeración y aire acondicionado.
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