Válvula de Expansión

Conozca cómo actuar y mejorar  la eficiencia energética del sistema de refrigeración controlando correctamente el flujo de refrigerante  que se inyecta  al  evaporador.

¿Sabe cómo funciona la válvula de expansión  termostática?
¿Conoce sobre sus componentes principales y que funciones realizan?
¿Y qué sabe sobre los factores que afectan la operación y el rendimiento de  estas válvulas?
¿Le gustaría informarse sobre el procedimiento de selección de las mismas?

Como resultado del estudio y  aplicación de los conocimientos que  se presentan en  este resumen  sobre la  Válvula de Expansión  (principalmente las Termostática),  aprenderá lo básico para poder actuar sobre este fundamental componente frigorífico,  el  que participa con gran peso  en el comportamiento energético del sistema,  en su consumo eléctrico y en las emisiones de gas CO2,  el principal causante del Cambio Climático.

El dispositivo de expansión o  válvula de expansión tiene la función en el sistema de refrigeración de controlar el flujo de refrigerante líquido que entra al evaporador. El refrigerante líquido que llega al dispositivo a alta presión, fluye a través de él y se transforma en una mezcla líquido – vapor  a baja presión. Esa mezcla pasará  totalmente a fase gaseosa dentro del evaporador, absorbiendo el calor del medio que está siendo enfriado.

A mayor o menor flujo de refrigerante a través del dispositivo, se podrá absorber más o menos calor del medio a enfriar.
 
Dado que el dispositivo de expansión regula la cantidad de refrigerante  hacia el evaporador, su selección es de particular importancia para la correcta operación del sistema de refrigeración.  Una mala selección,  con un dimensionado incorrecto, o un funcionamiento deficiente del dispositivo una vez instalado,  puede causar graves consecuencias  en la eficiencia energética del sistema.  Una buena selección del dispositivo considera que  su capacidad nominal  coincide o es ligeramente superior  a la carga térmica frigorífica  que tiene que vencer el sistema.  Si se comete el error de sub dimensionar el dispositivo,  durante su operación llegará menos refrigerante   al evaporador causando una reducción en la capacidad de enfriamiento del sistema.  Por el contrario, un dispositivo sobredimensionado,  permitirá que se inyecte  al evaporador más refrigerante que el requerido, que no todo el líquido se evapore dentro del intercambiador y llegue líquido al retorno del compresor, lo que es dañino para este componente y puede averiarlo.

Estamos en presencia de un componente muy sensible y de gran impacto en la eficiencia del conjunto  del sistema de refrigeración  por la tarea que realiza. Coincide  que el comportamiento eficiente de  la válvula de expansión tiene un peso importante en la eficiencia energética del sistema, por lo que es  de suma importancia para conseguir  ahorros  de energía en  una instalación de refrigeración.

Si quiere saber más sobre el Sistema de Refrigeración y su comportamiento  le sugerimos visite el conjunto informativo: “Sistema de Refrigeración. Fundamento y aplicaciones prácticas de cada procesador. Balances energéticos”

Repasaremos el término  recalentamiento del refrigerante, recordando que es la diferencia  entre la temperatura real del vapor refrigerante  en un punto y su temperatura de saturación, obtenida midiendo la presión manométrica.   Para calcular el recalentamiento en el sistema de refrigeración se determina la diferencia entre  el valor de la temperatura a la salida del evaporador (1),  donde generalmente se sujeta el bulbo sensor, y el valor  de  la temperatura correspondiente  a  la presión manométrica del refrigerante dentro del evaporador (2). Para estas mediciones  se utiliza un termómetro digital  con una sonda superficial, que se pone en contacto con la tubería  cercano al  bulbo sensor y se toman varias temperaturas, calculando la media más probable (1).

Conocida la presión de succión, que puede ser leída en la toma del compresor,  y por supuesto  el tipo de refrigerante que circula, se calcularán las pérdidas en la línea de succión hasta el evaporador y se restarán del valor anterior. Así obtenemos la presión manométrica dentro del evaporador.  Empleando una Tabla  de propiedades para el Refrigerante se puede determinar la temperatura de saturación (2)  correspondiente a la presión manométrica dentro del evaporador antes calculada. La diferencia entre ambas temperaturas reportará el recalentamiento de operación del dispositivo de expansión. 

O  si se encuentra conectado a Internet,  mediante el Calculador_Energético   publicado gratuitamente en nuestra web“Ingeniería Energética General”  en Libre Acceso, al cual se puede acceder activando el vínculo  “Propiedades de los refrigerantes.  Recalentamiento – Subenfriamiento”   En este calculador podrá obtener el recalentamiento directamente.

Revisar el recalentamiento es el primer paso para un análisis simple del funcionamiento de la válvula de expansión. Otras observaciones, algunas populares, pueden conducir a una falsa conclusión. Tener presente siempre que si no se está alimentando correctamente al evaporador en relación con la carga frigorífica, el recalentamiento será alto. O si se está operando con sobre capacidad el sistema frigorífico, la válvula no podrá mantener el recalentamiento de diseño.  

Muchas veces las causas de un descontrol en el recalentamiento no radican en la válvula de expansión, se encuentra en alguna otra parte del sistema. Hay diferentes causas que pueden ocasionar un mal funcionamiento de la válvula. Si quiere saber más sobre las Válvulas de Expansión en el sistema frigorífico, consulte nuestro artículo online “Válvula de Expansión Termostática".

Nunca será suficiente continuar recalcando  que todo lo que haga ineficiente al sistema de refrigeración, generalmente  provoca un sobre consumo eléctrico y de manera inducida,  daña  el medio ambiente al emitirse  mayor cantidad de gas carbónico  durante la generación eléctrica.  Las válvulas de expansión juegan un importante papel en el funcionamiento eficiente del sistema de refrigeración y el su gasto eléctrico o energético. Conocerlas y saberlas hacer funcionar bien  puede aportar grandes beneficios para todos.

¿Ha tenido alguna experiencia que pueda aportar más información a este tema? si es así, participe y deje su comentario.


Gracias,

RenéRD
Ingeniería Energética General
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