Curso de Instalaciones Frigoríficas: 16. Válvula de expansión termostática

En la clase número 16 del curso de instalaciones frigoríficas veremos cómo funciona el dispositivo de expansión empleado con más frecuencia en las instalaciones frigoríficas comerciales e industriales: la válvula de expansión termostática.

Además de analizar su principio de funcionamiento, veremos en que casos procede instalarla con igualador externo, y dónde colocar el bulbo y realizar la conexión del igualador. Sigue leyendo para obtener un poco más de contexto.

Dispositivos de expansión

Hemos estudiado ya que el dispositivo de expansión es uno de los cuatro elementos básicos de toda planta frigorífica que funciona de acuerdo con un ciclo de compresión de vapor. La función del dispositivo de expansión permitir el paso del refrigerante desde la zona de alta presión hacia la zona de baja presión, manteniendo las presiones diferentes.

En el dispositivo de expansión el refrigerante líquido caliente procedente del condensador es obligado a pasar por un orificio de diámetro muy pequeño. Al pasar, el refrigerante sufre una gran pérdida de presión que provoca que, a la salida del dispositivo, parte del líquido se vaporice, absorbiendo calor del líquido que lo rodea. Esta formación de vapor provoca una reordenación de la energía interna del refrigerante de modo que, por cada kilo de líquido caliente que entra al dispositivo de expansión, a la salida obtenemos una fracción de liquido y otra fracción de vapor a baja presión y baja temperatura, y en condiciones de saturación.

Válvulas de expansión

Las válvulas de expansión son dispositivos de expansión que, además de realizar la función descrita en el apartado anterior, tienen algún tipo de órgano de mando que permite regular el caudal de refrigerante que entra al evaporador.

Clasificación de los dispositivos de expansión

Los tipos de dispositivos y válvulas de expansión más habituales son los siguientes:

• Dispositivos de expansión fijos (sin regulación de caudal), que encontramos de dos tipos:
  • Tubos capilares, propios de los muebles refrigerados y las máquinas de aire acondicionado de gama básica y poca potencia.
  • Restrictores fijos, tapones con orificios calibrados propias de algunas máquinas de aire acondicionado de pequeña potencia.
• Válvulas de expansión, que permiten el ajuste del caudal inyectado en el evaporador, y que pueden ser:
  • Manuales: La posición del órgano de mando y la diferencia de presiones entre alta y baja determinan el caudal.
  • Presostáticas o automáticas: El mecanismo de mando ajusta el caudal de forma mecánica, tratando de mantener constante la temperatura de evaporación. Solo son adecuadas en aplicaciones con carga frigorífica constante en las que se requiera temperatura de evaporación constante.
  • Termostáticas: Ajustan el caudal en función del recalentamiento útil, son las de uso más común, ya que se comportan bien ante variaciones de la carga térmica.
  • Electrónicas: Dotadas de solenoides o motores paso a paso, su grado de apertura se determina en función de la programación de un automatismo. Indicadas donde se requiera elevada eficiencia energética.
  • De flotador: existen versiones para instalar en las zonas de alta o baja presión. Están indicadas en instalaciones inundadas (amoniaco o CO₂) y tratan de mantener constante el nivel en un recipiente.

Vídeo de la lección

A continuación encuentras el vídeo de la lección en el que profundizamos en el funcionamiento de una válvula de expansión termostática.