Regulaciones en la Válvula de Expansión Termostática

Sobrecalentamiento “Superheat”

El sobrecalentamiento se mide en lugar donde se sitúa el  bulbo en la tubería de succión del compresor. Su valor se calcula como la diferencia entre la temperatura que se mide el bulbo y la presión de evaporación/temperatura de evaporación en el mismo lugar.

Esta parámetro se especifica en (K) o (ºC)  y se emplea como señal reguladora de inyección de líquido a través de la válvula de expansión. La mezcla de líquido-vapor  de refrigerante que ingresa al evaporador debe haberse vaporizado por completo en algún punto antes de llegar a la salida del evaporador. El bulbo sensor de la válvula termostática se posiciona a cierta distancia de la salida del evaporador, en la línea de succión del compresor.

En este tramo desde el punto donde se ha se ha completado la vaporización y el lugar donde se ha instalado el bulbo, el vapor esta sobrecalentado., lo que significa que su temperatura es superior a su temperatura de saturación. Si bien este gradiente de sobrecalentamiento reduce la capacidad del evaporador, es necesario para el funcionamiento reduce la capacidad del evaporador, es necesario para el funcionamiento estable de la válvula. De control del flujo.

Un sobrecalentamiento por encima de 8ºC se considera anormal, en tanto que si es inferior a 5ºc es débil puesto que crea una situación de riesgo para el compresor po la posible aparición de golpes de líquido.

Normalmente esto sucede con una válvula mal regulada o mal seleccionada.

El bulbo debe medir la temperatura del vapor de aspiración y por lo tanto no debe situarse de manera que sea influenciado por  fuentes extremas de calor o frio. Si el bulbo se encuentra en ambiente con corrientes de air caliente se recomienda su aislamiento.

Tampoco debe montarse después de un intercambiador de calor o en las proximidades de componentes de circuito con grandes masas por cuanto esto producirá señales falsas a la válvula de expansión.

La fuerza aplicada por resorte de regulación válvula puede ajustarse mediante un tornillo a un valor que determina  que diferencia entre la temperatura del bulbo y temperatura del gas en el evaporador se abrirá  la válvula. Este valor se denomina sobrecalentamiento estático. Para el control de la válvula desde su apertura hasta su valor nominal, es necesario  un nuevo aumento de la presión del bulbo (a presión de succión constante), o sea un calentamiento adicional del bulbo (sobrecalentamiento) para controlar la fuerza ascendente causada por la tensión del resorte.

Este sobrecalentamiento adicional se denomina sobrecalentamiento de apertura. La suma de estos dos sobrecalentamientos se denomina sobrecalentamiento de operación o total.

Montaje de la válvula de expansión y sujeción del bulbo termostático de la válvula de expansión.

La  válvula de expansión se monta en la tubería de líquido delante del evaporador y su bulbo se sujeta firmante con abrazaderas a la salida del evaporador lo as cerca posible de este, en la sección horizontal del tubo de succión  del compresor de tal manera que el contacto físico entre bulbo y tubo sea óptico. La posición ideal puede ser cualquiera que sea conveniente, excepto en la cara inferior del tubo sea óptimo.  La posición ideal pude ser cualquiera que sea conveniente, excepto en la cara inferior del bulbo y tubo pues en caso de presencia de aceite en la tubería la transferencia térmica en esta zona sería peor. En el caso de válvulas con ecualización de presión externa, el punto de conexión de la línea de ecualización en tubería de succión inmediatamente después del bulbo (nunca entre este y evaporador) y ubicado en la cara superior de dicho tubo.

Tal como se indicara anteriormente, él  debe instalarse en la parte horizontal de la tubería de aspiración, inmediatamente después del evaporador y no debe instalarse en un colector de aspiración o en una tubería vertical después vertical después de una trampa de aceita. Siempre debe montarse delante de posibles bolsas de líquido.

El subenfriamiento se define como la diferencia entre la temperatura del líquido y la presión del condensador/temperatura a la entrada de la válvula de expansión, se mide en grados Kelvin (K) o en (ºC).

El subfriamiento del refrigerante es necesario para evitar burbujas de vapor en el líquido a la entrada de la válvula. Las burbujas de vapor merman la capacidad de la válvula y por consiguiente reducen el suministro de líquido al evaporador. Un subenfriamiento del orden de 4˷5 K normalmente suficiente.

Cargas de las válvulas de Expansión Termostáticas

Las válvulas de expansión  pueden venir con tres  tipos de carga:

Carga universal.

Carga MOP (Máximum Operación  Pressure).

Carga MOP con lastre.

Las válvulas de expansión con carga universal son empleadas  en la mayoría de instalaciones de refrigeración en las que no se exige una limitación de presión y en las que el bulbo puede llegar a tener una mayor temperatura que el bulbo puede llegar a tener una mayor temperatura que el elemento, o en altas temperaturas de evaporación/ alta presión de evaporación

Estas válvulas tienen una carga liquida en el bulbo. La cantidad de carga es tan grande que siempre quedará carga en el bulbo a pesar de que el elemento se encuentre más frio o más caliente que el bulbo.

Las válvulas con cargas MOP se usan normalmente en unidades de fábricas, donde se desea una limitación de la presión de aspiración en el momento de puesta marcha, como por ejemplo en el sector de trasporte y en instalaciones de aire acondicionado. Las válvulas de expansión con MOP tiene una cantidad muy reducida de carga en el bulbo esto significa que la válvula o el elemento tiene que tener una temperatura mayor que el bulbo. En caso contrario la carga puede emigrar  del bulbo esta en concordancia con la Máxima Presión Operativa y es la más alta presión de aspiración/evaporación vaya aumentando, la válvula de expansión comenzará a cerrarse, unos 0,3˷0,4 bar por debajo del punto MOP, y se cerrara completamente cuando la presión de aspiración se igual al punto MOP.

Las válvulas de expansión con carga MOP con lastre se usan preferentemente en instalaciones de aire acondicionado e intercambiadores térmicos de placa que tienen una alta transmisión.

Con carga MOP con lastre se puede conseguir un menor sobrecalentamiento, equivalente 2˷ 4 K (ºC) que con otros  tipos de carga. El bulbo de la válvula de expansión termostática contiene un material altamente poroso y de gran área superficial en relación a su peso.

La carga MOP con lastre tiene un efecto amortiguador sobre la regulación de la válvula de expansión. La válvula se abre despacio cuando la temperatura del bulbo aumenta y cierra rápido cuando la temperatura del bulbo aumenta y cierra rápido cuando la temperatura del bulbo disminuye.

Ajustes de la válvula de expansión termostática (TXV)

La válvula de expansión se suministra con un ajuste de fábrica que normalmente es adecuado para la mayoría delos casos. Si fuese necesario un ajuste personalizado emplee el tornillo de regulación provisto. Haciendo girar el tornillo en sentido horario se aumenta el recalentamiento y en sentido contrario se disminuye.

Un funcionamiento inestable del evaporador puede eliminarse con el siguiente procedimiento: aumentar el recalentamiento girando el tornillo en sentido horario hasta que el funcionamiento inestable desaparezca.

Seguidamente, girando en sentido contrario gradualmente hasta que la inestabilidad aparezca para finalmente volver a girar en sentido horario lo suficiente para eliminar la inestabilidad. Una oscilación de ±0,5ºC en el sobrecalentamiento no debe considerarse funcionamiento inestable.

Un recalentamiento excesivo en el evaporador puede ser provocado por falta de refrigerante. Una reducción de sobrecalentamiento se puede conseguir haciendo girar gradualmente el tornillo de regulación en sentido antihorario hasta que el funcionamiento inestable desaparezca. Desde esta posición se gira en sentido contrario hasta que desaparezca  la inestabilidad. Una oscilación ±0,5 ºC en el sobrecalentamiento no debe considerarse funcionamiento inestable.

Si no puede encontrar un un punto d regulación en el cual el evaporador no presente inestabilidad puede ser debido a que la capacidad de la válvula sea demasiado grande, siendo necesario sustituirla por otra de menor capacidad o si se trata de una válvula de orificio intercambiable, cambiar solamente  el orificio. En caso de que el sobrecalentamiento del evaporador sea excesivo ello puede deberse a que la válvula sea demasiado pequeña, siendo necesaria su sustitución o la sustitución del orificio por uno mayor, si se trata de una válvula de orificio intercambiable.