El dispositivo mas comúnmente utilizado para controlar el flujo del refrigerante liquido en el evaporado es la válvula termostatica de expansión. Un orificio en la válvula controla el flujo que entra en el evaporador, siendo regulado el tipo de flujo, según se requiera, mediante un vástago y asiento de tipo aguja que varia la apertura del orificio. La aguja esta controlada por un diafragma sujeto a tres fuerzas. La presion del evaporador es ejercida debajo del diafragma y tiende a cerrar la válvula. La fuerza de un resorte de sobrecalentamiento es asimismo ejercida debajo del diafragma en la dirección de cierre. opuesta a estas dos fuerzas se encuentra la presión ejercida por la carga en el bulbo térmico que esta unido al tubo de succión a la salida del evaporador.
Es conveniente imaginarse la acción de la válvula de expansión termostatica teniendo en cuenta que la carga del bulbo térmico es el mismo refrigerante que esta siendo utilizado en el sistema. Con la unidad en funcionamiento el refrigerante en el evaporador se evapora a su presión y temperatura de saturacion. Durante el tiempo que el bulbo termico este expuesto a una temperatura superior, este ejercerá una presión mas elevada que la del refrigerante en el evaporador y, por consiguiente, el efecto neto de estas dos presiones producirá la apertura de la válvula. El resorte de sobrecalentamiento tiene una presión fija que hace que la válvula cierre siempre que la diferencia neta entre la presión del bulbo y la presión del evaporador sea inferior a la fijada para el resorte de sobre calentamiento.
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