Pese a que existen numerosos dispositivos que pueden cumplir funciones similares a las válvulas termostáticas de expansión, éstas siguen vigentes y teniendo una enorme aceptación en el mercado de Latinoamérica.Por Santiago Jaramillo H.
El ingeniero Fernando Parra, representante de la compañía Emerson Climate Technologies, expone que para que se produzca el efecto refrigerante en el evaporador, la regulación del flujo de líquido al mismo, se puede lograr mediante diferentes tipos de dispositivos de expansión, como pueden ser: un tubo capilar, una esprea, una válvula manual, una válvula automática, una válvula flotadora, una válvula eléctrica de expansión, y otros más, sin embargo, hoy por hoy, para el mercado americano, y en especial en el latinoamericano, sigue siendo la válvula termostática de expansión la más popular y conveniente. Esta también es conocida mediante las siglas TVE, VTE, TXV.
Asimismo, nuestro invitado advierte que sin válvula termostática de expansión no hay sistema de refrigeración mecánico. Este dispositivo de control de flujo produce también la caída de presión y temperatura necesarios para lograr el efecto refrigerante esperado, de manera que el mismo se pueda evaporar a una temperatura más baja de aquello que se desea enfriar, para que la carga térmica pueda fluir hacia el refrigerante y ser removida.
Lo que produce el efecto refrigerante en el evaporador es el proceso de evaporación del refrigerante ya que los líquidos para cumplir este proceso necesitan calor.
La válvula termostática de expansión opera con base al sobrecalentamiento en la salida del evaporador. En sí, una válvula termostática de expansión lo que hace es controlar el sobrecalentamiento del gas de salida del evaporador respondiendo a su presión y temperatura.
“La carga térmica del espacio refrigerado se ve reflejada en el sobrecalentamiento del gas de salida del evaporador, siendo que a mayor carga térmica, el sobrecalentamiento tiende a aumentar, y el resultado es que la válvula va abriendo para reponer el líquido faltante en el evaporador para que éste termine siempre en el mismo punto un poco antes de la salida del evaporador; por el contrario, cuando la carga térmica se ha ido abatiendo, se refleja en una disminución del sobrecalentamiento del gas de salida, con lo cual la válvula tiende a cerrar para alimentar un poco menos líquido al evaporador, de manera que el fluido termine siempre en el mismo lugar manteniendo constante el sobrecalentamiento. Lo que opera a la válvula de expansión es el sobrecalentamiento del evaporador. En otras palabras, el sobrecalentamiento del evaporador es el reflejo de la carga térmica a remover, la misma que hace que la válvula opere”, complementa el representante de Emerson Climate Technologies.
Por lo tanto: la válvula termostática de expansión es un regulador de flujo que responde a las variaciones de carga térmica reflejadas en el sobrecalentamiento del gas de salida, para que alimente siempre la cantidad precisa de líquido al evaporador, y trabaje siempre al 100% de su capacidad. Esto es es proporcionando el máximo efecto refrigerante, con el mínimo consumo de energía y bajo las condiciones seguras de operación para el compresor.
La anterior afirmación es complementada por el ingeniero Parra, al exponer que “esto solo se cumplirá cuando la válvula haya sido adecuadamente seleccionada, aplicada, e instalada, así como de que el sistema esté adecuadamente cargado de refrigerante, que sea operado bajo las condiciones para las cuales ha sido diseñado y que no haya pasado por ahí alguno de esos 'seudo-técnicos' que acostumbran solucionar los problemas del sistema de refrigeración en el único lugar que nunca debieron tocar, la VTE, o sea, el ajuste de la válvula”, recalca.
Por su parte, Fernando Becerra, gerente de ventas de la División de Aire Acondicionado y Refrigeración de Danfoss (Colombia) S.A., destaca que la importancia de las válvulas radica en la búsqueda del aumento en la eficiencia en los sistemas, situación que hace necesario el uso de válvulas de expansión termostáticas u electrónicas, ya que esta es la única manera de ajustar el caudal de refrigerante al evaporador de acuerdo a las variaciones de condiciones del sistema.
Avances y novedades
En el aspecto de avances y novedades definitivamente las válvulas de expansión electrónicas son una llamativa alternativa en la industria, claro está sin desconocer las bondades y ventajas que ofrecen las termostáticas.
Las válvulas electrónicas se hacen indispensables en sistemas con variaciones grandes de carga térmica, mayores a un 20% de la carga de diseño, ya que una válvula termostática no maneja variaciones mayores a dicho porcentaje. Estas también se hacen atractivas en sistemas en donde se requieren respuestas rápidas, y se mejora el consumo de energía del sistema y la humedad del cuarto si es el caso.
Otra de las ventajas es el mantenimiento de un superheat constante para grandes variaciones de carga y alta velocidad de respuesta, así como que son de mayor precisión y desempeño que cualquier válvula mecánica, pero para su funcionamiento requieren adicionalmente de un controlador que impacta el costo.
Principales fallas y sus correctivos
El representante de la compañía Danfoss (Colombia) S.A., expresa que una rutina de mantenimiento siempre será importante, por eso se debe incluir de manera obligada en nuestros itinerarios, incluyendo, claro está, una verificación del sobrecalentamiento en el evaporador realizando las mediciones de presión de evaporación y temperatura a la salida del evaporador.
Así mismo, en una anterior oportunidad Becerra nos había hablado de que se debe diseñar una secuencia de control adecuada para lograr precisión y seguridad para los productos a refrigerar y para los componentes del sistema de refrigeración; asimismo, hace hincapié en hacer una buena selección de controles de acuerdo a las condiciones y necesidad del sistema. Una vez se cumplan los anteriores puntos, el mantenimiento de los elementos de control mecánicos se reduce al mínimo. Para elementos electrónicos se deben hacer rutinas de verificación de lecturas, conexiones, etc.
Por su parte, Fernando Parra recomienda evitar tocar o mover el ajuste de sobrecalentamiento de la válvula, especialmente si no se tiene un amplio conocimiento de refrigeración y de la operación de la VTE.
“Un sistema de refrigeración que tradicionalmente estuvo trabajando bien, y un día presenta fallas, lo más seguro es que la misma no está en la VTE, sino en alguna otra parte del sistema. Hay que buscarle primero por otro lado que no sea en la VTE, y solo hasta haber agotado todas las posibilidades, intentar en ésta haciendo una lectura de sobrecalentamiento para poder tomar acciones correctas. Un problema en la VTE es remoto, y difícilmente representaría un 5% de las fallas del sistema de refrigeración”.
Parra también subraya que las fallas típicas de la válvula podrían ser porque se zafó o se aflojó el bulbo sensor de sobrecalentamiento, o porque se perdió la carga del bulbo por alguna fisura del capilar. Una válvula mal seleccionada, mal aplicada, mal instalada, o movida, no es una falla de la válvula de expansión, esta solo responde a las variables a las que se ve sujeta.
“Una acción posible para el mantenimiento de las VTE es revisar si hay suciedad en el cedazo. Si hay suciedad (contaminación), definitivamente no es un problema de la VTE. Lo grave es que a ese sistema no se le ha dado mantenimiento, o es inadecuado, o lo hace alguien que no está calificado para ello y que posiblemente entienda muy poco o nada de refrigeración. En principio, una VTE que no ha sido tocada (ajuste de sobrecalentamiento) no debería fallar”, concluye nuestro invitado de Emerson Climate Technologies.
