El refrigerante ya condensado en estado líquido, lo vamos almacenando en el "RECIPIENTE DE LÍQUIDO". Los equipos domésticos no lo precisan habitualmente
Para alimentar de refrigerante el evaporador, se hace a través de un CONTROL DE FLUJO DE REFRIGERANTE, también llamado DISPOSITIVO DE EXPANSIÓN o ESTRANGULACIÓN.
Este dispositivo tiene como misión:
- Reducir bruscamente la presión del refrigerante para que este se pueda evaporar en el evaporador.
- Suministrar al evaporador toda la cantidad de refrigerante que este sea capaz de evaporar.
- Si la válvula de expansión está muy abierta puede suministrar al evaporador tal cantidad de refrigerante, que este no pueda evaporarlo todo. Entonces dicho vapor saturado muy húmedo (incluso líquido), puede llegar al compresor, originando "golpes de líquido".
Por el contrario si el control de flujo de refrigerante o válvula de expansión está muy cerrado el refrigerante saldrá del evaporador excesivamente recalentado, ocasionando en el evaporador una falta de rendimiento y una utilización parcial del mismo.
Delante del dispositivo de expansión, el refrigerante está a una temperatura por encima del punto de ebullición. Al reducirle rápidamente su presión, se produce un cambio de estado de vaporización, empezando el refrigerante a hervir dentro del evaporador.
Los controles de flujo de refrigerante más utilizados en las instalaciones frigoríficas son:
- Restrictor.
- Tubo capilar.
- Válvula de expansión presostática.
- Válvula de expansión termostática.
- Válvula de expansión termostática con tubo de equilibrio o compensador exterior de presión.De todos los dispositivos los más empleados son:
En instalaciones pequeñas; aparatos de ventanas, consolas, compactos de pequeña potencia, el tubo capilar.
En aparatos de mediana y gran potencia las válvulas de expansión termostática y las termostáticas con el tubo de equilibrio externo.
TUBO CAPILAR
Funcionamiento:
El tubo capilar es una tubería de líquido de pequeño diámetro que une el condensador con el evaporador. Una parte de su longitud va soldada a la tubería de aspiración y forman así, con su reducido coste, un intercambiador de calor.
Por su reducido diámetro se produce en la extremidad del tubo capilar una caída de presión, necesaria para la evaporación.
Al circular el fluido por un tubo de tan poca sección, la fricción produce una pérdida de carga y por lo tanto una reducción de presión. A la salida del capilar se produce una expansión (aumento de volumen) brusco y se evapora parte del líquido absorbiendo calor del propio fluido, con lo cual la temperatura del mismo disminuye enfriándose.
El uso de tubos capilares en las instalaciones tiene las siguientes ventajas:
- Gran sencillez. Si su aplicación es correcta funcionará indefinidamente, ya que este dispositivo inyector no tiene partes móviles.
- El tubo capilar es de menor costo que una válvula de expansión.
- En el grupo no es necesario colocar depósito de líquido por lo cual se abarata.
- La carga de gas refrigerante es menor.
- En las paradas se equilibran las presiones, por lo cual al ponerse en marcha el motor no tiene dificultad.
VÁLVULA PRESOSTÁTICA
En la figura adjunta se muestra un esquema de una válvula automática de expansión.
La válvula consta principalmente de una aguja y su asiento, un fuelle o diafragma de presión y un resorte, cuya tensión puede variarse por medio de un tornillo de ajuste. Generalmente se instala un filtro en la entrada del líquido de la válvula para evitar la entrada de materias extrañas que puedan taponarla.
La función de la válvula automática de expansión es mantener una presión constante en el evaporador, dándole más o menos superficie, en función de los cambios de carga del mismo. Las características de presión constante de la válvula resultan de la acción recíproca de dos fuerzas opuestas.
(1) La presión del evaporador.
(2) La presión del resorte.
La presión del evaporador aplicada a un lado del fuelle o diafragma actúa moviendo la válvula en dirección de cierre, mientras que la presión del resorte, que actúa en lado opuesto del fuelle o diafragma, trabaja moviendo la válvula en la dirección de apertura. Cuando el compresor está trabajando, la válvula funciona manteniendo la presión del evaporador en equilibrio con la del resorte.
Tal como indica su nombre, el trabajo de esta válvula es automático y, una vez ajustada la tensión del resorte para la presión deseada en el evaporador, de manera que se amntenga la presión deseada en el mismo, independientemente de su carga.
Por ejemplo, supóngase que la tensión del resorte se ajusta para mantener una presión constante en el evaporador de 0,7 kg/cm2. Siempre que la presión del evaporador tienda a bajar de este valor, la presión del resorte excederá a la del evaporador, haciendo que la válvula se mueva en la dirección de apertura aumentando así el flujo del líquido al evaporador y llenando más superficie del mismo. A medida que la superficie del evaporador crece, el ritmo de la vaporización aumenta y la presión del evaporador se eleva hasta que se establece el equilibrio con la presión del resorte.
En caso de que la presión del evaporador se eleve sobre el valor deseado de 0,7 kg/cm2 inmediatamente vence a la presión del resorte, haciendo que la válvula se mueva en la dirección de cierre, estrangulando así el flujo del líquido al evaporador y reduciendo la cantidad de superficie efectivadel mismo. De esta forma disminuye el ritmo de vaporización quedando la presión del evaporador por debajo de la del resorte tendiendo a abrir.
Es importante destacar que las características de operación de la válvula automática de expansión son tales que la válvula cerará totalmente cuando el compresor se pare y permanecerá cerrada hasta que vuelva a arrancar.
La principal desventaja de la válvula automática de expansión es su escasa eficiencia en comparación con la de otros controles de flujo refrigerante. Debido a la relación evaporador-compresor, es evidente que mantienen constante la presión y requiere que su ritmo de vaporización sea también constante.
Para obtener lo anterior, se necesita una estrangulación rigurosa del líquido, limitando así la cantidad de superficie efectiva del evaporador, cuando la carga es intensa y la capacidad de transferencia de calor por unidad de superficie del evaporador es alta.
Fuente de información:
