1️⃣ Válvulas de expansión primera parte

LA VÁLVULA DE EXPANSIÓN PRIMERA PARTE

• A continuación vas a conocer las válvulas de expansión termostáticas, que son fundamentales para el control de flujo refrigerante en las instalaciones frigoríficas.

• Después del compresor, la válvula de expansión, es para mi, el dispositivo más importante en un sistema de refrigeración.

• Este dispositivo es muy pequeño comparado con el compresor, el evaporador o el condensador, pero tiene una importancia mayúscula.

FUNCIONAMIENTO

• La válvula de expansión marca la frontera entre alta presión y baja presión en sentido descendente al igual que el compresor en sentido ascendente.

• A través de esta válvula el sistema frigorífico pasa de alta presión y alta temperatura a baja presión y baja temperatura, y todo esto se produce por un pequeño orificio que tiene este aparato.

• Este orificio es regulable, es decir, abre y cierra automáticamente en función de las necesidades del sistema, permitiendo entrar más o menos refrigerante al evaporador. También tenemos un ajuste manual dentro de un rango.

• Es importante saber que cuanto más lleno este el evaporador mejor rinde el sistema frigorífico, siempre que no sobrepasemos el evaporador y nos llegue refrigerante líquido al compresor.

• La válvula de expansión se instala a la entrada del evaporador.

TIPOS DE VÁLVULA DE EXPANSIÓN

Válvula de expansión automática

• Está completamente en desuso y fue el peor sistema de expansión que se pudo inventar, aunque en su momento pudo ser una revolución.

FUNCIONAMIENTO

• Entra el refrigerante por la parte inferior izquierda (flechas naranjas) pasa por el orificio calibrado y se expansiona, empuja el diafragma y en función de la regulación manual, pasa más o menos refrigerante y sale al evaporador por la parte superior derecha (flechas azules).

• El defecto de estas válvulas es que:

• Abren en función de la presión de evaporación, es decir, cuando el producto a enfriar está muy caliente, abren muy poco, y cuando el producto a enfriar está muy frío abren mucho. Es la antítesis de un funcionamiento adecuado.

Válvula de expansión termostática

• Es la evolución de las válvulas automáticas, esta válvula controla el paso de refrigerante a través de un agujero calibrado, y lleva un sensor de bulbo para detectar el recalentamiento y actuar en consecuencia.

• En la imagen siguiente se ve la válvula de este tipo más simple que hay.

COMPONENTES DE ESTA VÁLVULA

• Diafragma. Es la separación física entre el cuerpo de la válvula y el sensor de temperatura (bulbo) incluyendo el capilar. El diafragma es flexible se desplaza en función de la temperatura del bulbo y la tensión del resorte.

• Igualador interno. Orificio que comunica la salida de la válvula al evaporador con el diafragma. En función de la presión de evaporación el diafragma se desplazara más o menos en un sentido u otro.

• Orificio intercambiable. Dependiendo de la potencia frigorífica necesaria podemos poner un orificio que nos de más potencia o menos.

• Filtro. Como veis en la figura, el filtro está a la entrada del oficio para evitar la entrada de impurezas del circuito.

• Resorte regulable. Este resorte se puede tensionar con el tornillo de ajuste para forzar la entrada de más refrigerante o al contrario.

• Tornillo de ajuste. Este tornillo es necesario para acercarnos al recalentamiento que escojamos cuando la instalación está lejos del punto de equilibrio.

• Bulbo y capilar del bulbo. Dentro del bulbo y en su capilar, hay un refrigerante que llega hasta el diafragma, y este puede estar en estado líquido o gas y es el que transmite el recalentamiento del evaporador a la válvula, y por lo tanto, abre o cierra el orificio de la misma.

• Vamos a ver un poco mejor el funcionamiento.

• Cuando arranca el compresor, la válvula esta en estado de equilibrio, una posición determinada por la presión dentro del evaporador, al cabo de unos segundos o minutos, si el bulbo nota la llegada de refrigerante en estado líquido, este, por el gas que lleva dentro, se encoge y reduce su presión en la campana a donde llega el capilar, como consecuencia el diafragma se desplaza, por lo tanto, la aguja sube y cierra el paso de refrigerante.

• Como veis en la figura anterior en cuanto detecta mucho refrigerante el bulbo se enfría se reduce la presión en la parte alta del diafragma y la válvula cierra.

• Después de cerrar el paso de refrigerante, en una determinada cantidad, el bulbo comienza a experimentar una ligera subida de temperatura, con lo cual aumenta la presión del gas que tiene dentro y empuja el diafragma hacia abajo como se ve en la figura anterior, la aguja empuja el émbolo del orificio y se produce una apertura aumentando la entrada de refrigerante, esto proceso es continuo mientras el sistema frigorífico este en marcha.

• Muy fácil, ¿ verdad ?. Resulta que este sistema tiene una pega, es muy lento, vale y ¿ ahora qué hacemos ?. Los científicos ante las quejas de los frigoristas inventaron la válvula de expansión con igualador externo. A grandes problemas grandes soluciones y además muy simples.

• Lo vemos mejor en un dibujo.

• Antes teníamos un hueco en la válvula, que comunica el diafragma por su parte inferior con el tubo de salida de refrigerante al evaporador, y ahora esa comunicación la hacemos a través de un tubo desde el final del evaporador hasta la cámara que está en la parte inferior del diafragma.

• Al poner un igualador externo lo que hacemos es compensar muy rápido la bajada de presión al final del evaporador, a medida que aumenta el tamaño de los evaporadores, mas necesario es el equilibrador externo para estos.

• No os olvidéis de que el bulbo sigue haciendo su función pero con presiones más reales y por lo tanto, la reacción es más rápida.

TIPOS DE CARGA DENTRO DE LOS BULBOS

• Este tema es muy extenso, por lo que voy a sintetizarlo lo máximo.

1- Carga universal.

2- Carga liquida.

3- Carga MOP ( presión máxima de operación).

4- Carga gaseosa.

5- Carga con lastre.

6- Carga liquida cruzada.

7- Carga de absorción.

8- Carga gaseosa cruzada.

• De todas ellas voy a describir un poco la carga MOP, las demás no considero que tengan demasiada importancia, puesto que cada fabricante tiene una como la suya universal y le llama a su manera.

CARGA MOP

• Se usan en evaporadores en los que se desea limitar la presión de aspiración en el momento del arranque del sistema frigorífico.

• Éstas válvulas tiene solo carga de vapor dentro del bulbo, esto implica que el cuerpo de la válvula tiene que estar más caliente que el bulbo para funcionar bien.

EJEMPLO REAL

• Esto me pasó atendiendo un servicio de avería de un tanque de leche. Imaginaros el tanque lleno de leche caliente, válvula de expansión en contacto con el exterior en pleno invierno a -5ºC, el bulbo caliente por transmisión del calor de la leche. Resultado, el sistema no funciona.

• Diagnostico: válvula de expansión averiada, hasta que me di cuenta de que era una válvula mop.

• Solución: Reubicar bulbo y aislar la válvula de la temperatura exterior, muy simple.

• Bueno ahora tocaría hablar del recalentamiento, pero primero voy a hacer una reflexión, creo que va a ser un poco transversal, y en la segunda parte hablaré del recalentamiento, que viene más a colación con las válvulas de expansión electrónicas.

• Vamos con ello:

• Cuando trabajo con válvulas de expansión termostáticas sólo tengo en cuenta las que llevan “MOP”, las demás tengan la carga que tengan, no presto mucha atención, tienen que hacer su función, y si no la hacen, las cambio por otras que si hacen bien su trabajo.

• Sinceramente, el tema del recalentamiento está un poco sobrevalorado, es decir, yo no instalo una válvula de expansión termostática y me pongo a pensar que recalentamiento le dejo, para mi eso es absurdo, lo que busco es el equilibrio de la instalación, como consecuencia la válvula de expansión se quedará con un recalentamiento acorde al mejor equilibrio que pueda conseguir.

• Intento aprovechar al máximo el evaporador, para reducir consumos, mejorar el COP y eso me dará un recalentamiento que en la mayoría de los casos no tengo ni idea de cuanto es.

• Aprendí refrigeración en la escuela del siglo XX, como ahora en el siglo XXI están muy de moda estos conceptos, algunos clientes quieren saber los recalentamientos, subenfriamientos etc, de sus instalaciones, y como consecuencia hay que medir ese dato y comunicarlo.

• Relajense señores, esto hoy por hoy es muy muy fácil, y lo vamos a ver en la segunda parte.

Y hasta aquí este capítulo, un saludo para tod@s.