Valvula de Expansion Automatica (VXA)
La válvula de expansión automática es un
dispositivo de control de flujo de refrigerante liquido accionado directamente
por la presión existente en el evaporador. Solo actúa en respuesta a la puesta
en marcha del compresor, sino permanece
cerrada.
A medida que la presión en el evaporador desciende la válvula se abre y permite pulverizar refrigerante evaporado dentro del
evaporador. El flujo requerido puede ser controlado mediante un tornillo lo que
permite ajustar la presión en el evaporador al valor deseado; recordaremos que al reducirse la presión en el evaporador
se reduce la temperatura a la cual el
refrigerante líquido se evapora. Un sistema que emplea válvula de expansión
automática recibe el nombre de sistema “seco” debido a que el evaporador no se
llena nunca con refrigerante líquido sino con niebla de refrigerante evaporado.
Este tipo de válvula solamente se puede emplear en conjunto con un
control de motor operado por temperatura, nunca con control operado por presión
de succión del compresor.
Valvula de Expansion Termostatica (TXV)
La gran mayoría de las unidades comerciales
están equipadas con válvulas de expansión controladas por temperatura. Esta
válvula depende de la expansión de gas en una cámara hermética (similar a la
del termostato antes visto en refrigeración domestica), el bulbo sensor se
posiciona a la salida del evaporador y las variaciones de temperatura controlan
la apertura o cierre de la válvula de aguja que dosifica el rociado de
refrigerante liquido hacia el
evaporador. Este mecanismo permite un llenado más rápido del evaporador y un
enfriamiento más eficiente. La válvula de expansión termostática mantiene el
evaporador lleno de refrigerante
vaporizado cuando el sistema está funcionando. A medida que la
temperatura en el evaporador desciende, la válvula de expansión reduce el flujo
de refrigerante al evaporador. Tampoco habrá flujo a menos que el compresor
este funcionado.
Este tipo de válvula puede funcionar
indistintamente con control del motor operado por presión o por temperatura.
Una válvula de expansión termostática puede ser empleada en sistemas con
múltiples evaporadores.
Existen dos variantes de válvula de expansión
termostática:
1. Con
ecualización de presión interna: empleadas en
instalaciones de baja capacidad frigorífica donde la perdida de carga (?P) en evaporador es insignificante, y el evaporador es de un solo tubo (sin distribuidor de
líquido ni colector).
2. Con
ecualización de presión externa: utilizadas en grandes
instalaciones frigoríficas industriales o comerciales en las cuales la perdida
de caga (?P) en el evaporador es importante. Es el tipo de válvula que debe
emplearse cuando el evaporador sea de múltiples circuitos en paralelos unidos
en ambos extremos por distribuidor de líquido y el colector. El uso de
distribuidores causa generalmente una caída de presión de 1 bar en el
distribuidor y el tubo del distribuidor.
También son de uso obligado en instalaciones de refrigeración con
evaporadores compactos de pequeño tamaño, con por ejemplo intercambiadores de
calor de placa, en los que la caída de presión normalmente será mayor que la
presión normalmente será mayor que la presión correspondiente a 2K.
Seleccion de una Valvula de Expansion Termostatica
Para la correcta selección de una válvula
termostática se necesitan los siguientes datos:
1. Líquido refrigerante.
2. Capacidad del evaporador.
3. Presión de evaporación.
4. Presión de condensación.
5. Subenfriamiento.
6. Caída de presión a través de la válvula.
7. Igualación de presión interna o externa.
Funcionamiento
de una Válvula de Expansión Termostática
Una válvula de control termostática está
compuesta por (1) un elemento termostático separado del cuerpo de la válvula
por una membrana elástica.
Este elemento termostático se vincula con un
bulbo(2) mediante un tubo capilar y se carga con un gas con coeficiente de
dilatación térmica adecuado. La membrana elástica acciona sobre un vástago que
en su otro extremo acciona una válvula de aguja. El accionamiento de la
membrana es resistido parcialmente por un resorte de ecualización.
En su operación intervienen tres fuerzas
proporcionales a presiones de control.
F1 fuerza proporcional a
la presion ejercida por la dilatación del gas contenido en el elemento
termostático (que varía en proporción al cambio de temperatura que experimenta
el bulbo en contacto con la pared del tubo de salida de gas del evaporador). Su
accionamiento produce la apertura de la válvula.
F2- fuerza proporcional a la presión del
evaporador, actuando directamente sobre la cara inferior de la membrana y cuya
acción contribuye al cierre dela válvula.
F3- fuerza ejercida por el resorte sobre
la cara inferior de la membrana, resistiendo el movimiento de apertura de la
válvula. El ajuste de esta fuerza regula sobrecalentamiento del gas.
En condiciones de trabajo regular, existe
un balance entre las tres fuerzas.
Estas condiciones se mantienen el flujo
regulado del vapor hacia el refrigerante. Si la cantidad de vapor disminuye, el
bulbo se caliente, aumentando el valor de F1 abriendo más el paso de vapor.
Este aumento produce una reducción de la temperatura del bulbo, lo cual reduce
el valor de F1. Al desconectarse el compresor por indicación de su dispositivo
de control (termostato o persostato) la fuerza f2 desciende a cero y la válvula
se cerrara (excepto en el caso de que la fuerza F1 ejercida por la presión
del elemento termostático supere la fuerza del resorte
F3).
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