Valvulas De Expansion Tipos

ENAMM

Válvulas de Expansión TIPOS

Cdt. 3º “Ing” Oscar David Ortiz de Zevallos Martinez 17/06/09

INTRODUCCIÓN

En este trabajo lo que vamos a desarrollar son las válvulas de Expansión. Para poder entender mejor acerca de ellas, debemos partir explicando de donde se derivan. En la tecnología de la refrigeración, un dispositivo de expansión es un componente que reduce la presión de un fluido haciendo que pase de un estado de más alta presión y temperatura a uno de menor presión y temperatura. Al darse la expansión del líquido en un ambiente de menor presión, se evapora parcialmente

reduciéndose la temperatura al absorber calor del mismo. A su salida se pretende tener un aerosol, pequeñas gotas de refrigerante en suspensión, que facilite la posterior evaporación. Son empleados en sistemas de refrigeración y aire acondicionado, entre los que tenemos: • • •

El tuvo capilar (en los refrigeradores domésticos y pequeños sistemas climatizadores). La válvula de expansión (manual, termostática (VET) y/o electromecánica). El restrictor: Este dispositivo además, y según su tipo, regula el caudal de refrigerante en circulación, adecuándolo a la carga térmica a la que se ve sometido el sistema frigorífico, así como a las temperaturas del medio de trabajo.

VÁLVULA DE EXPANSIÓN

Como ya lo mencionamos anteriormente, la Válvula de Expansión, es un tipo de Dispositivo de expansión (un elemento de las máquinas frigoríficas por compresión) en el que la expansión es regulable manual o automáticamente. Una de las ventajas que nos ofrece es que regula de una manera activa la expansión, al ser activada por el recalentamiento. TIPOS DE VÁLVULA DE EXPANSIÓN: •

Manual: en la que la regulación se realiza mediante un tornillo.

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Termostática (VET), en la cual es la temperatura de calentamiento del líquido (medida por el bulbo) la que regula la expansión. Termostática con compensación de presión, para equipos medianos o grandes o que trabajen a altas presiones. Electrónica o electromecánica.

SE COMPONE DE: •

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Un cuerpo compuesto por una cámara en la cual se produce la expansión, al pasar el fluido refrigerante a ésta a través de un orificio cilindro-cónico obturado parcialmente por un vástago. Y los tubos de entrada y salida del fluido. Un elemento de potencia que actúa sobre el vástago para abrir o cerrar el paso de refrigerante a la cámara de expansión. Un regulador o tornillo que nos limita la cantidad mínima de caudal. Un bulbo situado a la salida del evaporador, conectado por un capilar al elemento de potencia y que actúa sobre éste. Un tubo de compensación de presión conectado también a la salida del evaporador, y que ayuda a funcionar al obturador.

TIPOS DE VÁLVULAS DE EXPANSIÓN VÁLVULA DE EXPANSIÓN MANUAL:

Son válvulas de aguja que constan de una varilla metálica que acaba en una punta cónica. La varilla se regula con un tornillo pudiendo aproximarse más o menos el conducto de circulación del fluido frigorífico.

VÁLVULA DE EXPANSIÓN ELECTRÓNICA:

Las válvulas de expansión electrónicas son las únicas que permiten, el funcionamiento ideal del evaporador, manteniéndolo lleno de líquido y gas refrigerante y permitiendo que sólo salga del mismo gas sobrecalentado para no dañar el compresor. Las válvulas de expansión electrónicas, además de la máxima utilización del evaporador, ofrecen una serie de ventajas con respecto a las válvulas de expansión termostáticas: Son ideales para trabajar en aquellos casos en que las cargas sufren grandes variaciones. Donde las presiones de condensación sufren grandes cambios. Ahorran energía. Esta nueva válvula de expansión electrónica está accionada por un motor paso a paso y controlada por un microprocesador. El motor paso a paso le permite una notable precisión en la regulación con 480 pasos en una carrera de 15 mm. El nuevo software de regulación implementado por Carel permite que el equipo de refrigeración ó aire acondicionado trabaje en condiciones óptimas aún con presiones de trabajo variables. Estas válvulas son ideales para la alimentación de evaporadores de equipos tales como: chillers, equipos acondicionadores con bomba de calor, equipos para cámaras frigoríficas, etc. La misma válvula y

control pueden operar en equipos de refrigeración a bajas temperaturas y son compatibles con todos los refrigerantes R22, R134, R404, R407, Amoníaco, CO2, etc. La capacidad disponible es de 2Kw hasta 50Kw. El movimiento axial del PIN, da una perfecta linealidad en el flujo refrigerante y la entrada del mismo puede ser en ambos lados, lo que la hace ideal para equipos con bomba de calor. En un chiller se puede usar esta válvula, junto con el control del chiller, ya sea Microchiller o pCO2 y mediante una salida digital de cualquiera de estos dos controles habilitar la válvula de expansión electrónica. Es decir, le avisa cuando el compresor está en marcha o no.

VÁLVULA DE EXPANSIÓN TERMOSTÁTICA:

Una válvula termostática es una válvula de regulación accionada en función de un parámetro de temperatura de agua, de aire,… Funciona como un termostato de todo o nada y actúa sobre el circuito hidráulico sobre el cual se instala. Permite una regulación precisa de la temperatura ambiente. Es el elemento que asegura la alimentación automática del fluido frigorífico a la evaporadora, para poder llenar ésta de líquido según las necesidades caloríficas.

Válvula de expansión termostática con igualización de presión interna. Casos de utilizacion: Utilizamos este tipo de válvulas en instalaciones de baja potencia frigorífica: El evaporador tiene una sola batería (sin distribuidor de líquido ni colector). Conoce el funcionamiento de la Válvula de expansión termostática. Controla mediante un orificio el flujo del refrigerante líquido en el evaporador, según se requiera, mediante un vástago y asiento de tipo de aguja que varía la abertura. La aguja está controlada por un diafragma sujeto a tres fuerzas. La presión del evaporador es ejercida debajo del diafragma y tiende a cerrar la válvula. La fuerza del resorte de sobrecalentamiento es ejercida debajo del diafragma en la dirección de cierre. Opuesta a estas dos fuerzas se encuentra la presión ejercida por la carga en el bulbo térmico que está unido al tubo de succión a la salida del evaporador; esta carga, es el mismo refrigerante que está siendo utilizado en el sistema.

Con la unidad en funcionamiento el refrigerante en el evaporador se evapora a presión y temperatura de saturación. Durante el tiempo que el bulbo térmico esté expuesto a una temperatura superior, éste

ejercerá una presión más elevada que la del refrigerante en el evaporador y, por consiguiente, el efecto neto de estas dos presiones producirá la apertura de la válvula. El resorte de sobrecalentamiento tiene una presión fija que hace que la válvula se cierre siempre que la diferencia neta entre la presión de bulbo y la presión del evaporador sea inferior a la fijada para el resorte de sobrecalentamiento. A medida que se eleva la temperatura del gas refrigerante que abandona el evaporador (un aumento en el sobrecalentamiento) la presión ejercida por el bulbo térmico colocado en la salida del serpentín se aumenta y el flujo a través de la válvula de expansión aumenta; a medida que la temperatura del gas disminuye (una disminución del sobrecalentamiento) decrece la presión ejercida por el bulbo térmico y la válvula de expansión se cierra ligeramente disminuyendo el flujo. Con un evaporador y una válvula de expansión correctamente seleccionada para la carga, la alimentación de la válvula de expansión será bastante estable en el punto de sobrecalentamiento deseado. Una válvula mal seleccionada produce un control de refrigerante inadecuado el cual puede ocasionar variaciones de presión de succión del compresor y posible retorno de líquido al compresor.

VÁLVULA DE EXPANSIÓN AUTOMÁTICA:

Una válvula de expansión automática (AEV o AXV) ó de expansión de presión controlada es una válvula operada por control de refrigerante mediante el lado de baja presión. La válvula estrangula el líquido refrigerante en la línea de líquido a una presión constante. Mientras el compresor está trabajando, el refrigerante líquido es atomizado dentro del evaporador (lado de baja presión). Un sistema que use una válvula de expansión automática es algunas veces llamado un sistema seco. El evaporador nunca se llena con líquido refrigerante pero recibe una niebla de él. Funcionamiento: la válvula de expansión abre únicamente cuando la presión del evaporador cae o baja. La caída de presión ocurre solo cuando el compresor se enciende. El control del motor (bulbo sensor) es colocado en la línea de succión este switch se abrirá y para el moto compresor. La presión del lado de baja será suficiente para cerrar la válvula de expansión. Estas válvulas son ajustables. Permiten la apertura de la aguja de la válvula en un amplio rango de presiones, las válvulas de expansión deben ser ajustadas con referencia a la presión atmosférica la cual afecta su operación. A mayores altitudes la presión atmosférica decrece. El tornillo de ajuste debe ser modificado para presiones atmosféricas bajas. Los refrigerantes con diferentes presiones de evaporación tienen diferentes valores de ajuste para las válvulas de expansión. Hay muchos y diferentes diseños de estas válvulas de expansión. Es importante recordar que la capacidad de la válvula debe ser igual que la capacidad de la bomba.

VÁLVULA DE EXPANSIÓN AUTOMÁTICA DE DIAFRAGMAS:

Las válvulas de expansión automáticas de diafragmas tienen topes para prevenir movimientos exagerados del diafragma, el diafragma tiene corrugaciones concéntricas para mejorar su flexibilidad. El diafragma separa la presión atmosférica y la presión del sistema. El control de operación es efectuado por tres fuerzas básicas. Primero la fuerza de un resorte ajustable, este comprime el diafragma abriendo la válvula. La segunda fuerza es un tornillo por debajo del diafragma. Este mueve el vástago y una bola cheque hacia arriba el cual cierra la válvula. La tercera fuerza es la presión de salida debajo del diafragma. Hay varias formas de diseño de válvulas de diafragma. Las válvulas de expansión automática sellan el orificio del refrigerante durante parte del ciclo de apagado. Para balancear la presión se diseña un orificio por el cual pasa el refrigerante a través de la válvula. Típicamente es una ranura en forma de "V" en el asiento de la válvula el by pass o la apertura de flujo es muy pequeña ella no interfiere en la operación de la válvula cuando el compresor está funcionando. Cuando se use este tipo de válvulas de expansión debe usarse una carga correcta de refrigerante. De otra manera, puede pasar líquido refrigerante a la línea de succión esto causara sudoramiento o congelamiento en la línea de succión también puede dañar el compresor.

BIBLIOGRAFÍA

1.

http://www.recal.cl/p/boilers/sicc/inst.209spte.jpg

2.

http://html.rincondelvago.com/conservacion-de-alimentos-porfrio.html

3.

http://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula_de_expansi%C3% B3n

4.

http://es.wikipedia.org/wiki/Dispositivo_de_expansi%C3%B3n

5.

http://es.he.professional.danfoss.com/Content/bc183c33136c-4e86-a5e6-3412d4859a68_MNU17414112_SIT111.html

6.

http://www.caloryfrio.com/diccionario-tecnicoprofesional/v/valvula-termostatica.html

7.

http://2.bp.blogspot.com/_HPTI81Sqbwk/R0omuN39vxI/AAAA AAAAAIM/uXbFeF643LU/S220/diafragma.jpg

8. http://refrigeracion.mforos.com/113450/2290606-valvulas-deexpansion-electronicas/