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REFRIGERACIÓN Y AIRE ACONDICIONADO Página 1

TEORÍA

REFRIGERACIÓN

Y AIRE

ACONDICIONADO

ENVÍO 2 N

Prohibida la reproducción total o parcial de esta lección sin autorización de sus editores, derechos reservados


ELEMENTOS DE EXPANSIÓN

En un sistema de refrigeración el “elemento de expansión” es el que permite y regula el

paso del líquido refrigerante del lado de alta al evaporador, ocasionando a la vez la caída de

presión requerida para su correcto funcionamiento. Esta caída de presión se consigue

mediante el estrangulamiento del líquido refrigerante proveniente del condensador, ya que

el elemento de expansión sea del tipo que sea, tiene un paso de diámetro muy reducido

comparado con el de tuberías del sistema.

Los elementos de expansión se pueden clasificar de acuerdo al modo de regular el paso

del refrigerante en la siguiente forma:

1. Manteniendo una presión constante en el evaporador

“válvula de expansión automática”

2. Manteniendo un sobre calentamiento constante

“válvula de expansión termostática compensada internamente”

“válvula de expansión termostática compensada externamente”

“válvula de expansión termostática con by-pass”

3. De acuerdo al nivel de líquido en el evaporador

“válvula de flotador de baja presión”

4. De acuerdo al nivel de líquido en el lado de alta presión

“válvula de flotador de alta presión”

5. De acuerdo a las diferencias entre las presiones de alta y baja

“tubo capilar”

VÁLVULA MANUAL DE EXPANSIÓN

El primer tipo de elemento de expansión fue el que se regulaba manualmente y que para

cada condición del sistema requería un nuevo ajuste. Hoy han dejado de usarse y

prácticamente se encuentran obsoletos, pero fue el primer dispositivo empleado, quién dio

origen a los actuales elementos de expansión.

Este dispositivo no es más que una válvula manual, a través de la cual se suministra el

líquido refrigerante al evaporador. Para aumentar la cantidad de refrigerante que llega al

evaporador, la válvula debe abrirse, para disminuir este caudal la válvula debe cerrarse.


VÁLVULA AUTOMÁTICA DE EXPANSIÓN

Entre los elementos del grupo1, corresponde señalar a las válvulas automáticas de

expansión, qué regulan una presión constante dentro del evaporador mientras está

funcionando el compresor.

En la figura observamos que el elemento de mando que es una membrana , está sujeto

en el lado de arriba, a la presión atmosférica (Pa) y a la fuerza ajustada del resorte de

contrapresión (Pf), es decir que ambas presiones son prácticamente constante.

Ejerce presión en el lado inferior del elemento de mando: la presión dentro del

evaporador (Pb) y el resorte de regulación (Pr), siendo variable la tensión de éste por el

accionamiento del tornillo de regulación.

Dado un ajuste determinado del muelle de regulación, la membrana se comba

ligeramente hacia abajo, en cuanto se reduzca la presión del evaporador, prevaleciendo

entonces la presión en el lado de arriba de la membrana (Pa) y (Pf), desplazando entonces

la espiga de transmisión a la aguja de su asiento en la tobera, con la que se abre una rendija

entre la aguja y la tobera. Entonces el agente frigorífico penetra en el evaporador, hasta que

suba la presión del mismo volviendo con esto la membrana a su posición anterior.

Supongamos que el compresor está en funcionamiento y que la presión de baja es tal

que la válvula está abierta y está regulada, por ejemplo, para mantener una presión en el

evaporador Pb=15 lb/pulg2 relativas. Si las condiciones de uso para presión en un momento

dado esta sobre el valor establecido digamos, 16 lb/pulg2, la fuerza de cierre Pb, resulta

mayor que la PF y la válvula comienza a cerrarse dejando pasar menos refrigerante al lado

de baja; como el compresor continúa aspirando los vapores del refrigerante , la presión de

éstos disminuye, dando lugar a que la fuerza del resorte desplace nuevamente la aguja en el

sentido de abrir, permitiendo entrar, otra vez, más refrigerante al evaporador. La presión Pb


vuelve a subir etcétera. Estas oscilaciones de mayor o menor apertura y recíprocamente, se

repetirán durante el funcionamiento del equipo, variando, por ejemplo, la presión de baja

entre 14 y 16 lb/pulg2, es decir manteniendo una presión media de 15 lb/pulg

2 en el

evaporador.

El valor de la presión media de funcionamiento se regula de acuerdo a las necesidades,

accionando el tornillo de regulación. Girándolo hacia adentro del cuerpo de la válvula,

aumenta la presión del resorte de regulación y por lo tanto disminuye la presión media Pb

de aspiración y recíprocamente.

Cuando la unidad se detiene, los vapores que se forman en el evaporador no salen del

mismo, provocando un aumento de la presión de baja que al manifestarse en la membrana

de la válvula, hace que la misma se cierre completamente, evitando la entrada de

refrigerante al evaporador.

Al ponerse la unidad nuevamente en funcionamiento, la válvula no abre

inmediatamente, pues si bien la presión va disminuyendo a medida que el compresor aspira

los vapores del evaporador, la válvula recién se abrirá cuando la presión de esos vapores es

tal que la fuerza PF del resorte, resulta mayor que la Pb, de cierre. En nuestro caso,

supongamos que a presión de baja haya subido durante el tiempo de parada hasta el valor

de 35 lb/pulg2; de acuerdo a lo dicho arriba, a válvula permanecerá cerrada hasta que la

presión de baja adquiera un valor próximo a las 15 lb,pulg2.

Todos los tipos y marcas de válvulas automáticas de expansión están basados en el

principio de funcionamiento descrito y que representamos gráficamente por la curva de la

figura 3 que, como es evidente resume lo explicado. Es decir, que durante el

funcionamiento a válvula automática mantiene la presión de aspiración oscilando, zona BC,

Figura 2.- Esquema de una válvula de expansión automática.


alrededor de un valor medio, representado por la línea punteada que constituye el valor

establecido a la presión de baja; cuando el equipo se detiene dicha presión sube hasta un

valor más o menos grande representado por los puntos A y D; durante los primeros

instantes del arranque la presión de aspiración decrece rápidamente de acuerdo a los

segmentos descendientes AB, DE, etcétera. En el mismo gráfico se representan, también,

los lapsos de funcionamiento y de parada.

En la figura 4 podemos observar el aspecto básico de una válvula de expansión

automática. El cuerpo de esta válvula está construido de una sola pieza de latón estampado

en caliente.

Figura Nº 3.- Gráfico de funcionamiento de una válvula automática de expansión

Figura 4


La Construcción de cobre al berilio de su membrana le confiere propiedades de gran

flexibilidad y regulación exacta a las distintas presiones de ajuste. La aguja de acero

inoxidable y su asiento de material sintético especial le confieren una gran duración aún en

condiciones extremas de trabajo. El ajuste a la presión deseada puede hacerse desde un

cómodo regulador sin intervención de llave ni herramienta alguna, lo que facilita el trabajo

aún cuando la válvula se encuentre en un punto de difícil acceso. En la conexión de entrada

lleva un filtro de impurezas de gran capacidad que fácilmente puede sacarse para su

limpieza o reposición. Sus reducidas dimensiones y poco peso facilitan el montaje en

cualquier posición y lugar.

La válvula puede montarse en cualquier posición en la tubería de líquido inmediata al

evaporador y con la dirección de paso que indica la flecha.

VALVULA DE EXPANSIÓN TERMOSTÁTICA COMPENSADA

INTERNAMENTE

El segundo grupo está constituido por las válvulas de expansión termostática, que

regulan el suministro del fluido refrigerante al evaporador, de acuerdo a las variaciones en

el "sobrecalentamiento" de los vapores del refrigerante, a la salida del evaporador. Como

sabemos, se dice que un vapor está sobrecalentado cuando su temperatura es mayor que la

temperatura de saturación, a igualdad de presión Por ejemplo, en el caso del R12 a la

presión de 20 lb/pulg2, la temperatura de saturación (o de ebullición) es de -8

0C. Si la

temperatura del fluido a la salida del evaporador fuera, justamente, de -120C, diríamos que

no hay sobrecalentamiento o que es nulo 00C. En este caso puede ser a) una mezcla del

líquido en ebullición con vapor saturado, o b) vapor saturado solamente, arrastrando

pequeñas gotitas líquidas. Si la temperatura de fluido refrigerante es más elevada que la de

saturación, tendremos únicamente vapor con un sobrecalentamiento medido por la

diferencia entre las temperaturas de salida (ts) y de entrada (te). Por ejemplo si ts es igual a

-20C, el sobrecalentamiento es igual a + 6ºC.

Un evaporador bien calculado, debería siempre dar un sobrecalentamiento. La

experiencia enseña que en general el aprovechamiento del evaporador y de la carga de

refrigerante es óptima, en aplicaciones de refrigeración común, cuando el

sobrecalentamiento oscila entre 5 ó 6°C Las válvulas de expansión termostática, vienen casi

sin excepción calibradas de origen como para mantener un sobrecalentamiento próximo a

los 5ºC. Este valor lo denominaremos "sobrecalentamiento normal". Como veremos, toda

válvula de este tipo tiene un tornillo con el cual se puede variar dicho valor aumentándolo o

disminuyéndolo. Sin embargo, debe considerarse como una práctica rigurosa NO TOCAR

dicho tornillo.

Pasemos ahora a describir la constitución y funcionamiento de ese tipo de válvulas. En

la figura damos un corte esquematizado de una válvula termostática. Como se ve, consta de

un cuerpo metálico, hueco, E, constituye el tubo de entrada que comunica con el orificio

restrictor, que determina la caída de presión requerida al pasar por, el líquido refrigerante.


Durante este paso, como sabemos, parte del líquido (entre un 10% y un 20%) se vaporiza

enfriándose el total, hasta la temperatura de ebullición correspondiente a la presión de baja.

El interior del cuerpo de la válvula se ve, así, inundado por una mezcla de

aproximadamente 85% de líquido y 15% de vapor saturado, que hirviendo penetra al

evaporador por el caño de salida S. Una parte esencial de estos elementos de expansión es

el conjunto que suele denominarse "tren termostática" que consta de un fuelle o

compartimiento que va unido a un bulbo, por un tubo capilar. La base MN, del fuelle puede

desplazarse paralelamente a sí misma, moviendo la aguja, por medio del vástago.

El bulbo, está cargado con un fluido volátil (amoníaco cloruro de metilo, Freón) en

cantidad tal que en todas las condiciones de trabajo, parte del mismo se encuentra en estado

líquido. El resto del espacio interior libre del tren termostática está ocupado por vapor a una

presión P1, igual a la de saturación de dicho fluido correspondiente a la temperatura del

bulbo. Si la temperatura de éste aumenta, sube la presión de los vapores en el fuelle,

aumentando la fuerza P1 que tiende a mover la aguja, en el sentido de abrir el orificio

restrictor o tobera: si la temperatura del bulbo baja la presión en el fuelle disminuye,

decreciendo la fuerza P1 Ahora bien, como la válvula está directamente conectada al

evaporador, la presión reinante en el interior de la misma es igual a la presión de baja Pb, o

presión de aspiración que actúa sobre MN, en sentido opuesto a la P1 Estas válvulas tienen

además un resorte antagónico, compensador, cuya fuerza elástica Pr actúa también sobre la

aguja A, tendiendo a cerrar el orificio restrictor.

En resumen, dejando de lado detalles de construcción, pérdidas por roce, etcétera, en

una válvula termostática actúan sobre la aguja de cierre y apertura las siguientes tres

fuerzas:

1) La fuerza P1, debida a la presión del vapor saturado del líquido contenido en el

bulbo. Esta fuerza es transmitida por medio del vástago, a la aguja, tendiendo a

abrir el orificio restrictor.

2) La fuerza Pb, proveniente de la presión que existe en el evaporador (presión de

baja), que como dijimos antes puede apreciarse en la figura es antagónica a la

anterior tendiendo cerrar el orificio.


3) La fuerza Pr, debida a la tensión elástica del resorte, que se suma a la Pb en el

sentido de cerrar la entrada de la válvula Pr es regulable con el tornillo de

regulación. Supondremos en lo que sigue que las variaciones de longitud del

resorte R son tan pequeñas que la fuerza elástica Pr es constante.

Para que la válvula termostática cumpla correctamente con su función debe instalarse

en el equipo de acuerdo a la figura.

La entrada E, está unida a la línea de líquido (o de alta) mientras que la salida S lo está

directamente al evaporador. El bulbo B, se fija horizontalmente a la salida del evaporador.

Luego, la temperatura del fluido del bulbo será, en cada momento aproximadamente igual a

la temperatura del refrigerante que abandona el evaporador.

Ilustraremos ahora, el accionamiento de una válvula termostática. Supondremos a título

de ejemplo que su bulbo está cargado, al igual que la unidad refrigeradora, con R12 y que

en un instante dado de su funcionamiento, la presión del sistema valga 10 lb/pulg2

relativas. Admitamos que la carga del refrigerante es la correcta y que por lo menos a la

entrada del evaporador existe cierta cantidad del mismo líquido hirviendo. En estas

condiciones la temperatura de dicho fluido a la entrada del evaporador tc = -170C, pues ésta

es la temperatura de ebullición del R12 a la presión de 10 lb/pulg2. Si en el lugar donde está

ubicado el bulbo B (salida del evaporador) tenemos una temperatura ts = -120C, el

sobrecalentamiento será igual a 5ºC. Ahora bien, a la temperatura de -12ºC, el

sobrecalentamiento será igual a 5ºC. Ahora bien, a la temperatura de -12ºC, la presión del

vapor saturado que actúa en el fuelle es de 15 lb/puíg2. Si la superficie móvil MN, fuera

Figura Nº5.-Esquema de una válvula termostática


igual a 2 pulg2, la fuerza actuante sobre la aguja tendiendo a abrir el orificio, valdrá: Pa = 15

Ib/pulg2 * 2 pulg

2 = 30 Ib.

Dado que en el interior del cuerpo de la válvula reina la presión de baja establecida, la

fuerza Pb, actúa sobre MN, en sentido opuesto y debida a esta presión será:

Pb = 10 lb/pulg2 x 2 pulg

2 = 20 lb

Luego, el empuje resultante para provocar la apertura de O, será 30 lb - 20 lb = 10 lb.

Admitamos que la fuerza elástica de R, sea justamente igual a 10 lb. La acción conjunta de

Pb y Pr (20 lb + 10 lb) igual a 30 lb, que tienden a empujar a aguja, para que cierre el

orificio, resultaría ser exactamente balanceado o equilibrado por la P2. Cualquier aumento

en él sobrecalentamiento (unas décimas de grado) haría mayor la fuerza P1 y la válvula se

abriría más mientras que si el sobrecalentamiento resultara (unas décimas de grado) menor

que 50C, haría que Pb+ Pr, sean mayor que P1 y la válvula se cerrará. Se comprende que

una válvula tal, tendrá a mantener pues, durante su funcionamiento un sobrecalentamiento

constante, aproximadamente, de 50C, abriéndose más o menos o cerrándose del todo y

alimentando el evaporador con un caudal de refrigerante variable de modo que se cumpla

aquella condición.

En general, la regulación de origen o de fábrica de las válvulas termostáticas,

corresponde, como dijimos antes, precisamente, a un sobrecalentamiento próximo a los

50C. En consecuencia, salvo raras excepciones, no se debe tocar su tornillo de regulación.

Figura N°6 – Esquema de una válvula termostática y su evaporador en funcionamiento


La elección de este valor del sobrecalentamiento, como normal, se basa en consideraciones

prácticas para el óptimo aprovechamiento del evaporador, de la carga de refrigerante, del

retorno, etcétera.

La capacidad de alimentación de una válvula termostática (como de una automática,

etc.) depende directamente del diámetro de su orificio restrictor. Por ello, se deberá elegir la

válvula termostática de acuerdo a la capacidad frigorífica del equipo en el cual se la

aplicará. Cada una lleva en su cuerpo grabadas las características de la misma que permiten

la selección de aquélla que conviene a cada caso.

A continuación describiremos en forma elemental las características salientes de un

sistema de refrigeración equipado con válvula termostática. Admitimos que la unidad está

funcionando a régimen, es decir funcionando y parando, alternativamente y manteniendo

una temperatura prácticamente constante en el interior del gabinete o recinto refrigerado.

Ya sabemos que durante la marcha las presiones de baja Pb y de alta Pa son bien diferentes.

Lapso o intervalo de parada. Al detenerse la unidad, la presión del vapor del

refrigerante en el evaporador (presión de baja Pb), sube al principio rápidamente haciendo

que la fuerza Pb, más la Pr del resorte, provoquen el cierre completo de la válvula casi

inmediatamente después de parada la unidad.

El crecimiento inicial rápido de Pb., proviene como es evidente del hecho que el

refrigerante líquido contenido en el evaporador en el instante de parada, sigue hirviendo y

generando una gran cantidad de vapor, que ya no es aspirado por el compresor. Junto con la

presión aumenta la temperatura de ebullición; el salto de temperatura entre el ambiente

refrigerado y el evaporador, se hace cada vez menor, luego disminuye el flujo de calor

hacia el refrigerante y la generación de vapores se hace más lenta, hasta que eventualmente

todo el líquido se transforma en vapor. Por ello, el crecimiento de la presión Pb, durante el

lapso de parada Se hace cada vez más lento.

Conviene tener presente que la temperatura del fluido del bulbo también sube durante

este lapso, al aumentar la temperatura del evaporador, lo que provoca el crecimiento de la

fuerza P1, que actúa en el interior del fuelle tratando de abrir la válvula. Pero este efecto, es

mucho menor y más lento que el anterior, por lo cual apenas si retrasa algo el instante del

cierre.

Lapso de funcionamiento. Transcurrido cierto tiempo, el sistema reinicia

automáticamente el funcionamiento. La aspiración del compresor reduce rápidamente la

presión baja Pb que actúa en el interior del cuerpo de la válvula, mientras que la tensión del

bulbo varía mucho más lentamente debido, como antes, a la "inercia térmica" del

evaporador y del bulbo. Luego, en pocos segundos la fuerza P1, resulta mayor que Pb, más

Pr; y la válvula se abre totalmente permitiendo de nuevo la entrada del fluido refrigerante al

evaporador por el orificio restrictor (fig. 7). Como sabemos, simultáneamente se produce la

expansión durante la cual una parte del líquido se vaporiza (10 a 200/o), enfriando la mezcla

hasta la temperatura de ebullición correspondiente. Esta mezcla circula por la serpentina del

evaporador hacia la salida del mismo y a medida que avanza absorbe calor (calor latente de

vaporización) del compartimiento refrigerado, que está a una temperatura bastante mayor


que el refrigerante vaporizándose, por ebullición. Cuando más nos alejamos de la entrada E,

del enfriador donde tenemos la temperatura te, dicha ebullición (en nuestro caso te = -

170C), aumenta el por ciento de vapor, (saturado) a costa del líquido. Supongamos que en

cierto punto.

P, figura más o menos próximo a la salida F, se ha vaporizado todo el líquido, en P,

tenemos pues, 100% de vapor saturado seco (porque no está mezclado con líquido a la

temperatura de saturación (te = -170C). A partir de ese lugar hacia F, circularía únicamente

vapor que por estar a una temperatura inferior a la del recinto refrigerado, absorberá calor

(sensible) aumentando su temperatura, por lo cual llegará al lugar de ubicación del bulbo,

sobrecalentado cierto número de grados.

Como explicamos, si este sobrecalentamiento es mayor que aquél para el cual está

ajustada la válvula, ésta permanecerá abierta y apenas el sobrecalentamiento baja unas

décimas de grado respecto al valor de calibración, se producirá el cierre del orificio

restrictor, por la aguja. En general durante el intervalo de funcionamiento la aguja se

desplaza abriendo y cerrando más o menos el orificio restrictor según que el valor

instantáneo del sobrecalentamiento del fluido saliente sea mayor o menor que el de origen.

Colocación del bulbo. La colocación del bulbo es de extrema importancia, y en algunos

casos determina el buen o mal funcionamiento del sistema. Las reglas fundamentales

establecen que el bulbo debe encontrarse a las mismas condiciones de temperaturas

existentes en la superficie del evaporador. A fin de asegurar el cierre perfecto de la válvula

cuando el compresor deja de trabajar, el bulbo debe sujetarse en la línea de aspiración

donde la temperatura sea la misma que la del evaporador durante el ciclo de parada. En las

instalaciones de cámaras y gabinetes, el bulbo debe colocarse siempre dentro del espacio

refrigerado, junto a la tubería de aspiración. Cuando se trate de instalaciones con

evaporadores de aire forzado debe procurarse siempre que el emplazamiento del bulbo

quede fuera de las corrientes de aire del ventilador.

Figura Nº7 Gráfico de funcionamiento de una válvula termostática de expansión


El bulbo se sujeta a la tubería de aspiración, por medio de dos abrazaderas, en el punto

donde se desea detener el hielo. Deberá quedar por lo menos un metro de tubería de

aspiración en el interior de la cámara, detrás del bulbo, llamado generalmente "tubo seco".

Nunca se colocará cercano a una pared o próximo a tuberías o partes sólidas de hierro o

metálicas, ya que las fluctuaciones de temperatura serían de este modo retardadas.

Es conveniente montar el bulbo encima de una parte del tubo de aspiración que esté en

posición horizontal, como se indica en la figura, a fin de conseguir las mejores condiciones

de mando para la válvula. No debe montarse encima de un codo o de un tubo curvado,

porque sólo efectúa contacto en algunos puntos con la consiguiente transmisión térmica

insuficiente, retardando la relación de la válvula.

Cuando no se disponga de un tramo de tubo horizontal, siendo por lo tanto inevitable

montar el bulbo en posición vertical, es preferible que el gas aspirado circule por el tubo en

dirección de arriba para abajo y no de abajo para arriba por el motivo siguiente. En el tubo

ascendente, anterior a este tramo, se depositan aceite y refrigerante que son arrastrados

hacia arriba en golpes periódicos, siempre que el codo se haya llenado hasta cierto punto,

dando así lugar a una influencia intermitente sobre el bulbo que ocasiona fuertes

oscilaciones en la regulación.

Puede también dar lugar a dificultades de regulación el montaje horizontal delante del

tramo ascendente del tubo de aspiración, debido igualmente a la acumulación del aceite que

siempre arrastra el refrigerante. Esta forma de montaje puede dificultar el funcionamiento

de la válvula especialmente cuando se pone la instalación en marcha después de un período

de parada.

El refrigerante sin evaporar que contiene el evaporador se recoge durante la parada en el

tramo bajo del serpentín, en el punto donde se encuentra el bulbo. En el momento de

ponerse en marcha, este refrigerante entra seguidamente en evaporación, sufriendo el bulbo

una baja temperatura muy fuerte. Tan sólo después de la completa evaporación del

refrigerante que contiene el tubo de aspiración y después del calentamiento consiguiente, el

bulbo será capaz de abrir la válvula, siendo la consecuencia una fuerte depresión que puede

Colocación defectuosa del bulbo en una curva

Figura 9

Correcta

Incorrecta


llegar cerca del vacío. El trabajo normal no empezará mientras no se haya evaporado

completamente el contenido de refrigerante en el tubo de aspiración. Resulta, pues,

indispensable dar al tubo delante del tramo vertical una forma de sifón para que el aceite y

refrigerante que contenga sea arrastrado inmediatamente y el bulbo no sufra influencias

falsas.

La fijación del bulbo debe realizarse empleando la abrazadera metálica que se entrega

normalmente con la válvula. No se recomienda el empleo de alambres, cuerda o cinta

aislante, que hacen siempre mal contacto con el tubo de aspiración.

En la figura siguiente se muestra el aspecto físico y corte de una válvula de expansión

termostática. Su cuerpo está construido de una sola pieza de latón estampado en caliente.

La construcción de cobre al berilio de su membrana le confiere propiedades de gran

flexibilidad y regulación exacta a las distintas presiones de ajuste. La aguja de acero

inoxidable y su asiento de material sintético especial le confieren una gran duración aún en

condiciones extremas de trabajo. En la conexión de entrada lleva un filtro de impurezas de

gran capacidad que fácilmente puede sacarse para su limpieza o reposición. Sus reducidas

dimensiones y poco peso facilitan el montaje en cualquier posición y lugar.

La válvula debe colocarse en la tubería de líquido a la entrada del evaporador y con la

dirección de paso que indica la flecha. No ejerce ninguna influencia el que la válvula esté

montada en cualquier posición; ni temperaturas extrañas cambian las condiciones de

funcionamiento. El llenado del elemento sensible con carga líquida especial, asegura un


funcionamiento correcto en una amplia gama de temperaturas, sin importar que la válvula

se encuentre en un lugar más frío o más caliente que el bulbo. El bulbo se coloca en la

tubería de aspiración después del evaporador, en el punto donde se quiera detener el

escarchado, obteniendo un buen contacto térmico utilizando la abrazadera y tornillos que se

proveen con la válvula a tal efecto.

Sobrecalentamiento: Un gas está sobrecalentado cuando se encuentra a una

temperatura superior a la del líquido del cual fue formado.

Ejemplo:

VÁLVULA DE EXPANSION TERMOSTÁTICA CON "BY PASS"

Para su aplicación en algunos sistemas especiales de refrigeración en los que es

necesario que la igualación de las presiones de alta y bala, tenga lugar en un tiempo mucho

menor que el que normalmente se obtiene con una válvula termostática común, se recurre a

la colocación de un "by pass", que no es otra cosa que un tubo capilar, calibrado y

Construcción interna mostrando el

funcionamiento de la válvula.

Válvula de expansión termostática

Figura 10 - Válvula de expansión termostática

+ -

17ºC 12ºC 0ºC


calculado, que une la parte de alta presión y la de baja presión, en el cuerpo mismo de a

válvula, como se ve en la figura.

En efecto, durante el lapso de parada de una unidad equipada con válvula termostática,

ésta al cerrar establece una diferencia de presiones que tienden a nivelarse durante el

tiempo de parada, por la pérdida de calor hacia el medio ambiente en el lado de alta presión

y por la ganancia de calor del evaporador en la parte de baja. Con el capilar conseguimos

que dicha igualación se acelere por el paso de los vapores calientes de alta presión al lado

de baja. Durante el período de funcionamiento, el paso de refrigerante a través del capilar,

no afecta el rendimiento ni las condiciones de marcha de la unidad.

En equipos accionados, por ejemplo, por un motor de explosión, es necesario facilitar

su arranque disminuyendo la presión de alta, en estos casos la colocación del citado "by

pass" nos posibilita esta condición.

Vista de una válvula

termostática con

“by pass”

Vista de una válvula termostática con "by pass" FIGURA 12

Capilar

"V.E.T" Con By - pass

Zona de alta

Comp.

Condensador Evaporador

Zona de baja


Válvulas de expansión termostáticas con compensación exterior de presión

Cuanto más elevado sea el rendimiento del evaporador, y más larga la tubería, tanto

mayor será también su resistencia a la circulación. Esta resistencia no sólo influye en la

cantidad de refrigerante que circula por el evaporador, sino que también de manera notable

en el funcionamiento de la válvula de expansión.

En la válvula de construcción normal la conexión con el evaporador y la cavidad de

mando debajo de la membrana, tiene comunicación en el interior del cuerpo de la válvula,

produciéndose así una compensación interior de presiones. Cuando mayor sea la resistencia

de un evaporador a la circulación, tanto mayor será también la diferencia de presión entre

su entrada y la salida. Pero es la presión más elevada a la entrada del evaporador la que, en

la válvula normal, ejerce presión sobre el lado inferior de la membrana, obrando con ello

contra la presión del bulbo.

En las válvulas de expansión termostáticas con compensación exterior de presión, la

cavidad del interior de la válvula que se encuentra bajo la presión que existe o la entrada

del evaporador (pb), está separada de la cavidad que ocupa la membrana por una pared

intermedia, encontrándose esta cavidad conectada con el extremo de salida del evaporador

por el tubo exterior de compensación de presión. El paso del vástago de transmisión por la

pared intermedia que da impermeabilizado por un prensaestopas de movimiento ligero.

Con esta compensación exterior de presión se elimina la influencia de la resistencia a la

circulación en el evaporador sobre los procesos de mando y, por consiguiente, sobre el

funcionamiento de la válvula, puesto que es solamente la presión de aspiración más baja en

el extremo de salida del evaporador (pc), lo que, independiente de la resistencia a la

circulación, ejerce su influencia sobre la membrana.

Se sobreentiende que la resistencia a la circulación en el evaporador ni se reduce ni

queda anulada; es exclusivamente su influencia sobre los procesos de mando en la válvula,

la que queda eliminada.


En la figura se muestra el esquema de conexión de una válvula de expansión

termostática con compensación exterior de presión y el aspecto físico de una válvula de

este tipo.

En los evaporadores del tipo inundado la válvula que permite la entrada del refrigerante

al evaporador se la denomina "válvula de flotador". De acuerdo a la ubicación de la misma

en el equipo se la denomina flotante de baja presión o flotante de alta presión.

Figura 14 - esquema de una Válvula termostática con compensación exterior de presión.

Pared intermedia


VÁLVULA DE FLOTADOR DE BAJA PRESIÓN

Dentro del tercer grupo tenemos el flotante de baja presión que regula la entrada de

refrigerante al evaporador de acuerdo al nivel de líquido en el mismo. Como puede

observarse en la figura el evaporador lleva un cabezal dentro del cual un flotador, flota en

el refrigerante que inunda al mismo. Una aguja A, vinculada al flotador por un juego de

palancas, es la encargada de regular la entrada de refrigerante a través del orificio restrictor

o, donde se produce la expansión del mismo. Cuando el evaporador está totalmente

inundado, el flotador se eleva empujando la aguja hasta obturar el orificio O. impidiendo la

entrada de líquido.

Por otra parte, al disminuir el nivel de líquido el flotante baja permitiendo la entrada de

refrigerante al evaporador, al desplazarse la aguja A. Los vapores de refrigerante formados,

son aspirados por S.

Este tipo de válvula es utilizada en instalaciones industriales, donde varios

evaporadores son accionados por una única unidad condensadora. De esta forma cada

evaporador funciona independientemente, por cuanto una vez que ha colmado su

capacidad, cierra el paso de líquido proveniente de la unidad condensadora, hasta tanto se

vaporice parte del mismo, ocurrido lo cual abre nuevamente.

Figura 16. Válvula de flotador de baja presión


SISTEMA CON VÁLVULA DE FLOTADOR DE BAJA PRESIÓN

VÁLVULA DE FLOTADOR DE ALTA PRESIÓN

Dentro del cuarto grupo se encuentra el flotante de alta presión que regula el paso de

refrigerante, de acuerdo al nivel de líquido en el lado de alta presión. Como puede

observarse en la figura, esta constituido por un flotador, que mediante un juego de palancas

acciona la aguja que regula la salida de líquido que va al evaporador.

COMP

H2O

F

Condensador

enfriado por H2O

H2O

Válvula de flotador de

baja presión

Evaporador tipo inulado

Unidad condensadora

9000 B.T. U/hrs.

C.1 C.2 C.3

3000 B.T.U/hrs. 3000 B.T.U/hrs. 3000 B.T.U/hrs.


El refrigerante en estado líquido que viene del condensador entra, inundando el cuerpo

de la válvula donde se encuentra el flotador, el cual al elevarse permite el pasaje de líquido

a través del orificio restrictor o tobera, donde se produce una expansión del mismo que sale,

directamente hacia el evaporador.

Cuando disminuye el nivel de líquido, el flotador baja cerrando el orificio restrictor.

Habiendo funcionado la unidad un cierto tiempo, la mayor cantidad de refrigerante se

encuentra en el evaporador, siendo por consiguiente bajo el nivel del líquido en el cuerpo

de esta válvula, lo cual da lugar a que cierre.

Al comenzar un nuevo ciclo, el compresor de la unidad aspira los vapores producidos

en el evaporador y después que se condensan, inundan el cuerpo de la válvula dando lugar,

al elevarse el flotante, a la salida del refrigerante, que nuevamente se dirige al evaporador.

Como es fácil deducir, la carga de refrigerante de la unidad es crítica, por cuanto un

exceso de la misma haría aparecer retorno (escarcha) en el caño de aspiración. Por el

contrario la falta de refrigerante no permite que se eleve el flotador quedando obsturado el

orificio restrictor, dando lugar a que la unidad trabaje en vacío. En la figura se indica con la

letra B, un disco que tiene por finalidad impedir que el líquido que ingresa, caiga

directamente sobre el flotador.

Figura 19. Esquema de un flotante de alta


Algunos modelos vienen provistos de una varilla regulable desde el exterior que tiene

por finalidad trabar, abierto, el mecanismo. Su utilización es de suma importancia en caso

de reparaciones, pues posibilita el hacer vacío a todo sistema.

Por otro lado en caso de transporte, permite asegurar el mecanismo con posibles

desperfectos ocasionados por golpes.

La fijación del flotante a la base de la unidad se realiza por medio del tornillo de

fijación. La presión de aspiración de la unidad equipada con flotante de alta, disminuye a

medida que la misma vaya enfriando, siempre que la carga de refrigerante sea correcta.

Como elementos de expansión y de suministro de refrigerante al evaporador, ambos

flotantes el de alta y el de baja, son óptimos en cuanto al rendimiento del evaporador que

estando inundado en su casi totalidad, permite el aprovechamiento de toda su superficie

para la transmisión de calor.

SISTEMA CON VÁLVULA DE FLOTADOR DE ALTA PRESIÓN


TUBO CAPILAR

Entre los elementos de expansión del grupo 5, encontramos el tubo capilar, que regula

el paso de refrigerante de acuerdo a la diferencia entre las presiones de alta y baja.

Todo fluido al circular por una tubería experimenta una caída de presión, que es mayor

si el fluido se encuentra en estado de vapor. La magnitud de esa caída de presión, depende

entre otros factores, del diámetro y de la longitud de la tubería. Este fenómeno es

aprovechado para diseñar elementos de expansión de longitud y diámetro determinados,

que se adaptan a las condiciones de funcionamiento de cada unidad. La caída de presión se

produce a todo lo largo del tubo capilar, pues el refrigerante que ingresa a alta presión,

experimenta una disminución notoria de presión, luego de recorrerlo.

Para cada valor de la presión corresponde uno de temperatura de saturación, luego para

mantener este par de valores, parte del líquido que recorre el capilar irá vaporizándose,

tomando para ello, calor que es entregado por el mismo líquido, que va disminuyendo así,

su temperatura. A medida que se vaya formando vapor, la caída de presión va haciéndose

más pronunciada, por lo cual en el último tramo es más acentuada que al comienzo.

Generalmente se aprovecha el tubo capilar como intercambiador de calor, soldando al

mismo la tubería de aspiración, como representamos en la figura.

Los vapores fríos de la aspiración absorben calor del líquido, de alta presión y

temperatura que circula por el capilar, con lo que disminuye la cantidad de refrigerante que

se vaporiza en el capilar, dejando de esta forma un mayor margen de refrigerante líquido

que ingresará en ese estado al evaporador.

Las condiciones óptimas de trabajo de una máquina equipada con un tubo capilar se

consiguen solamente para una carga de refrigerante determinada, que por lo tanto es crítica.

Esto debido a que el evaporador debe estar lleno de líquido sin que se produzca retorno y el

condensador debe estar lleno de vapor saturado sellando solamente con líquido la salida del

mismo.


LAS VENTAJAS DEL TUBO CAPILAR

1. Su simplicidad y bajo costo de fabricación.

2. Durante el lapso de parada permite la llamada “igualación” de las presiones de alta y

baja; y el compresor arranca en consecuencia en condiciones de poca carga.

3. En los equipos herméticos permite emplear motores de menor torque de arranque; esto

es de capital importancia, gracias a la igualación de las presiones.

4. A diferencia de otros elementos de expansión, el capilar no tiene partes móviles ni

elementos de regulación.

5. Requiere carga de refrigerante menor, ya que elimina la necesidad del depósito líquido,

lo que hace más económico el sistema.

La condición de funcionamiento óptimo de un equipo con capilar se obtiene cuando el

balance entre la capacidad de aspiración del compresor es tal, que la entrada al capilar,

queda sellada con líquido, sin que el mismo se acumule en el condensador. La

determinación de un capilar para un equipo dado, constituye una labor delicada que además

involucra la fijación de la carga exacta del refrigerante.

INTERCAMBIADOR DE CALOR

Con el tubo capilar conseguimos, a un bajo costo, la fabricación del intercambiador de

calor; el cual nos proporciona dos importantes mejoras al sistema que son:

1. Aumenta la producción frigorífico por sub enfriamiento del líquido.

2. Se evita la condensación sobre la tubería de aspiración.


LA INYECCIÓN MÚLTIPLE

La subdivisión de un evaporador en secciones de tamaño igual trae siempre todo una

serie de ventajas importante.

1. Reducción de la resistencia a la circulación del refrigerante

2. Transmisión mejor de temperatura por mojado más intenso de la superficie interior de

la tubería con refrigerante líquido.

3. Absorción del calor en toda la superficie del evaporador, debido al recorrido más corto

del agente frigorífico.

4. Escarchado igual por reparto más uniforme del refrigerante sobre todo el largo de los

tubos.

Todas estas ventajas dan lugar a un fuerte aumento de rendimiento. Dondequiera que la

inyección múltiple resulte posible, podemos recomendar su empleo ya que gracias a la

inyección múltiple podemos transformar un evaporador de tipo seco en semi-inundado

CONDICIÓN PREVIA PARA SU APLICACIÓN

Para realizar la inyección múltiple es preciso instalar a la salida de la válvula de

expansión un distribuidor de líquido. El objeto de este distribuidor es llevar a cada sección

del evaporador la misma cantidad de líquido. Por consiguiente hay que tener en cuenta los

puntos siguientes:

1. Subdivisión del evaporador en secciones de igual tamaño.

2. Igual número de curvas y longitud de tubería en cada sección del evaporador.

3. Los capilares de distribución entre el distribuidor de refrigerante y las diferentes

secciones del evaporador, deben coincidir todos en largo y diámetro, dependiendo el

largo de la distancia más larga entre la cabeza de distribución y la sección más

distante del evaporador.


Distribuidor de líquido


CONTROLES AUTOMATICOS DE TEMPERATURA Y PRESION

La misión de un control de temperatura o presión consiste en regular automáticamente

el funcionamiento del sistema de modo que produzca y mantenga en el recinto refrigerado,

la temperatura de régimen deseada. En efecto, durante el funcionamiento del sistema la

temperatura del recinto refrigerado disminuye gradualmente, pero al llegar a una

determinada temperatura interior prefijada se hace necesario detener la marcha del equipo.

Como es evidente, por el uso mismo del sistema, esta temperatura deberá ser inferior a la

temperatura ambiente en varios grados centígrados. Luego, durante el intervalo de parada

una vez anulado el efecto frigorífico del equipo, la temperatura interior del recinto

aumentará debido a: 1) el calor que penetra al recinto desde el exterior a través de las

paredes del mismo; 2) por el mismo intercambio del aire “frío” del recinto interior con el

aire caliente del exterior, si durante la parada se efectúan aperturas de puertas; 3) por el

calor que entregan los productos a enfriar. Cuando debido a estas causas, la temperatura del

recinto asciende algunos grados centígrados, respecto a la temperatura “de corte”, el

sistema debe ser puesto nuevamente en marcha en forma automática.

Esto lo realiza un control cuyo mecanismo es sensible alas variaciones de temperatura o

de presión. Como indicamos a continuación este mecanismo conecta y desconecta la fuente

de energía eléctrica que alimenta el compresor.

En la práctica se emplean dos tipos de controles automáticos: los de temperatura y los

de presión, que de acuerdo a sus características de funcionamiento, a su capacidad eléctrica

y a su ubicación y uso, se pueden clasificar como sigue:

1. Termostato: (control automático de temperatura)

a) Familiares (de contacto)

b) Comerciales e industriales (ambientales)

2. Presostatos: (control automático de presión)

a) De alta presión

b) De baja presión

CONTROL AUTOMATICO DE TEMPERATURA

“TERMOSTATOS”

Pasemos ahora a describir los elementos esenciales y el funcionamiento de un control

de temperatura llamado también termostato. Como se representa en el esquema, un control

de temperatura consta de un bulbo que contiene una pequeña cantidad de fluido volátil; este

bulbo está comunicado con un fuelle, a través de un tubo capilar. Cuando la temperatura del

bulbo varía, cambia también la presión del vapor de dicho fluido, dentro del fuelle. El fuelle

está fijo por una de sus bases cuerpo o caja del control, mientras que su otra base está en

libertad de desplazarse y transmitir dicho movimiento a través de un vástago a la palanca

AP. El resorte regulador se puede comprimir más o menos con el tornillo de regulación de

“rango”, cuya cabeza apoya sobre la caja. En el punto A, nace la palanca AP, que pivotea

alrededor de O, en cuyo extremo P, están los contactos móviles que cierran o abren el

circuito o línea de alimentación del motor eléctrico del equipo.


Según el esquema, tenemos dos fuerzas antagónicas: 1) la fuerza F1, proveniente de la

tensión variable de los vapores del fluido contenido en el bulbo y que tiende a mover la

palanca AP, en el sentido de cerrar los contactos P. Esta fuerza aumenta al elevarse la

temperatura del lugar donde va ubicado el bulbo y viceversa. 2) la fuerza F2 opuesta a la

anterior, proveniente de la tensión elástica del resorte, que tiende a abrir el circuito eléctrico

alejando los contactos entre sí. Esta fuerza se puede variar por medio del tornillo de rango.

Al comprimir más el resorte, tendrá que ser mayor la temperatura para la cual se cierre el

circuito y recíprocamente. Se comprende así que al cambiar la tensión del resorte

cambiarán las temperaturas de corte y conexión del circuito alimentador del motor del

equipo, pudiéndose por ello obtener distintas temperaturas medias en el recinto refrigerado.

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

- Bulbo sensor:

Si el bulbo se rompe se descarga, el circuito queda abierto y el compresor no parte.

- Rango (conexión y desconexión):

Este tornillo influye sobre la conexión y desconexión simultáneamente, sin modificar

prácticamente su diferencial, cada vuelta en el sentido horario aumenta los valores.


+ Descanso - Descanso

- Trabajo + Trabajo

- Diferencial (conexión):

El tornillo del diferencial afecta a la temperatura de conexión, y cada vuelta en el

sentido horario reduce el diferencial.

TERMOSTATOS FAMILIARES “DE CONTACTO”

Los controles empleados en las unidades de refrigeración familiar, son del tipo de

temperatura, es decir, que el mecanismo está gobernado por las reacciones del fluido

refrigerante con que van cargados los bulbos de estos controles, que deben ir adosados

firmemente a la salida del evaporador.

Su diferencia fundamental en el modo de operar, con respecto a los controles

comerciales e industriales radica en que son del tipo de contacto y que durante el ciclo de

parada no deben permitir la descongelación del evaporador que, como ya sabemos, en este

tipo de unidades constituye el recinto para la fabricación de “cubitos” de hielo. De no ser

así, provocaríamos la fusión del hielo que se encuentra en las cubeteras.

Finalmente, digamos que se encuentran ubicados dentro del mueble de la unidad y que

llevan una perilla graduable de fácil acceso para el usuario con la cual se pueden

seleccionar las temperaturas más convenientes. En ciertos tipos la perilla se encuentra

colocada sobre un frente que indica las zonas de mayor y menor temperaturas, como así

también la posición en la cual se consigue descongelar el evaporador, operación que debe

realizarse periódicamente. En otros tipos, estas indicaciones vienen impresas en la misma

perilla.

En estos controles existe un punto llamado parada, en el cual el circuito queda

permanentemente interrumpido, no volviendo la unidad a marchar, mientras no se desplace

la perilla de dicha posición. Llevándola hacia máximo se obtienen temperaturas más bajas;

por el contrario, desplazándose hacia mínimo la temperatura de trabajo aumenta.

Como lo deja entrever su denominación el bulbo de estos controles, se apoya

directamente sobre la pared del evaporador, cubierto por una chapa metálica que se

atornilla en el mismo. En algunos casos se coloca sobre el caño de retorno adherido por una

grampa metálica. El bulbo debe ubicarse lo más cerca posible de la zona de salida del

fluido refrigerante que se encuentra en el evaporador con lo que se consigue mayor

rendimiento de éste y además como dicha zona se encuentra en la parte más profunda del

mueble, se lo protege contra variaciones locales de temperatura en el ambiente refrigerado,

como por ejemplo, el abrirse la puerta del refrigerador.

Consideraciones para regular los distintos tipos de controles: Para llevar a cabo las

operaciones de regulación de los diferentes tipos de controles, es necesario el auxilio de un

termómetro cuyo rango de lectura, sea del orden de –30° hasta 50°C. Dicho termómetro


debe colocarse en el centro del recinto refrigerado evitando que incida directamente sobre

él, la corriente de aire frío que se origina en las proximidades del evaporador.

Con la ayuda del termómetro calibramos el control de forma de mantener entre los

límites apropiados, las temperaturas de trabajo de la unidad: para lo cual el control de

temperatura o presión, será el encargado de poner en marcha o provocar la detención del

compresor del sistema.

Finalmente señalemos que para lograr una correcta calibración, debe cuidarse al instalar

el control, que el capilar que une el tubo con el fuelle, no se encuentre en contacto con el

evaporador o cualquier otro punto de menor temperatura que la del bulbo. Ello daría lugar a

la condensación del fluido con el se cargan los bulbos y por consiguiente se producirían

reacciones falsas del elemento termostático.


Termostato para refrigerador familiar de una puerta

- Diseñado para el uso de refrigeradores domésticos y pequeños equipos frigoríficos de

similar capacidad eléctrica. Es indicado también para enfriadores de agua y bebidas.

Termostato para refrigerador familiar con descongelamiento semiautomático

- De igual aplicación que el anterior, su sistema semiautomático combina además dos

operaciones separadas en una misma unidad. Oprimiendo el botón central de la perilla

se inicia el período de descongelamiento luego del cual, en forma automática se reinicia

el ciclo normal.

Termostato para refrigerador familiar de dos puertas

- Diseñado para refrigeradores de dos puertas, donde el sistema tiene dos evaporadores,

en serie; uno de congelación y otro de mantención. Este último generalmente es una

placa evaporadora, donde se fija el bulbo del termostato.

Al completar el semiciclo de marcha, ambos evaporadores, alcanzan en superficie un

igual valor térmico de aproximadamente –20°C.

El comportamiento de mantención debe mantener un valor del orden de 5°C sobre cero,

es decir un salto de temperatura entre la superficie de la placa del evaporador y los

productos a enfriar de un orden superior a los 20°C.

El evaporador de congelación no requiere ni siquiera ser controlado, ya que cuanto más

baja es su temperatura mejor conserva los alimentos o productos perecibles.


APERTURA INSTANTANEA DE LOS CONTROLES AUTOMÁTICOS DE

TEMPERATURA Y PRESIÓN

Los contactos del interruptor se abrirían y cerrarían lenta y gradualmente al contraerse y

dilatarse el fuelle con los cambios casi imperceptibles de presión. Cuando se abre

lentamente un interruptor que controla una cantidad considerable de energía eléctrica existe

una tendencia a que la electricidad continúe fluyendo a través del pequeño espacio entre los

contactos inmediatamente después que éstos se han separado. Esta corriente, denominado

arco, quemaría y picaría rápidamente los contactos y, por tanto, para mantenerlos en buenas

condiciones, es necesario que se produzca una apertura rápida, o sea una acción

instantánea, la cual extingue el arco instantáneamente, alargando de manera súbita el

espacio entre los contactos.

La apertura instantánea de los interruptores utilizados en refrigeración se consigue de

diversas formas. Los tres métodos más comunes son:

- Mediante un resorte de acción rápida:

- Mediante un imán permanente:


- Mediante un interruptor basculante de mercurio:

TERMOSTATOS COMERCIALES E INDUSTRIALES

“AMBIENTALES”

Los termostatos comerciales e industriales son de tipo ambientales, en este caso el

bulbo no se instala pegado al evaporador, sino que se debe colocar en el lugar donde

corresponde la temperatura media de la cámara, y en los sistemas de aire forzado, dentro de

la corriente de aire del evaporador.

Los hay de cuatro tipos que son:

Termostato de ambiente tipo bimetal

Este termostato es más conocido de todos y está formado por un espiral, construido por

dos metales de distinto coeficiente de dilatación, que se dilata o contrae de acuerdo con las

variaciones de temperatura, accionando el interruptor acoplado a uno de sus extremos. Los

tipos más modernos van provistos de un termómetro que señala la temperatura alcanzada.

Estos termostatos llevan un dispositivo para regular la temperatura deseada.

La ruptura brusca del interruptor se obtiene por medio de un interruptor basculante de

mercurio, motivo por el cual su instalación debe ser perfectamente bien nivelada.

Estos termostatos se utilizan principalmente en aire acondicionado.


Termostatos de ambiente tipo de bulbo

Este tipo de termostato, tiene como característica principal, que se instala fuera del

lugar cuya temperatura ha de controlar, lo que representa realmente una ventaja con

respecto a los demás.

Su bulbo sensor se fija en la pared interior de la cámara por medio de un soporte; la

ruptura brusca del interruptor se obtiene, a través de un imán permanente.

Estos termostatos se utilizan principalmente en refrigeración industrial.

Termostato de

ambiente tipo bimetal


Termostato de ambiente tipo bulbo arrollado

Es una variante del tipo de bulbo y es extraordinariamente sensible, ya que su bulbo va

arrollado en forma de espiral.

La ruptura brusca del interruptor se obtiene, a través de un imán permanente.

Termostato de ambiente tipo de fuelle

Otro tipo de termostato de ambiente es el que funciona por la evaporación del líquido

contenido dentro de un fuelle con una cubierta metálica exterior, que se halla en contacto

con el aire ambiente dentro de la cámara.

La ruptura brusca del interruptor se obtiene por medio de un resorte de acción rápida.


CONTROLES AUTOMÁTICOS DE PRESIÓN

“PRESOSTATOS”

Estos se clasifican en dos tipos, que son:

1) Presostatos de baja presión.

2) Presostatos de alta presión.

PRESOSTATOS DE BAJA PRESIÓN

El presostato de baja presión como su nombre lo indica, actúa de acuerdo con los

cambios naturales de presión en el lado de baja del sistema. Aunque difieren en ligeros

detalles de construcción, se basan en el mismo principio de los termostatos, consistiendo en

un fuelle metálico conectado por medio de una tubería de cobre a la línea de aspiración del

sistema. Cuando está parado el compresor, y la presión de baja sube en proporción con el

aumento de temperatura, dicho fuelle se extiende hasta que; llegando al límite previamente

ajustado, hace funcionar el mecanismo interruptor estableciendo el contacto que pone en

marcha el motor.

Con el trabajo del compresor va disminuyendo la temperatura y la correspondiente

presión; el fuelle entonces se encoge, retomando su estado normal hasta llegar a un punto

de presión previamente establecida para la parada del equipo, en que nuevamente actúa el

mecanismo interruptor desconectando al motor.

El punto de puesta en marcha se determina por la presión existente cuando se alcanza la

máxima temperatura y el de parada se fija por la temperatura mínima requerida.

Como es natural, la duración de los ciclos de parada y puesta en marca del sistema

depende de la temperatura que se desee obtener y del uso que se haga del sistema.

Es importante señalar que el control de baja presión no puede adaptarse para funcionar

en los sistemas que empleen válvulas de expansión automáticas, debido a que estas

mantienen una presión constante en el lado de baja durante el ciclo de funcionamiento,

mientras que en los sistemas con válvulas de expansión termostáticas o de flotador se

experimenta una disminución gradual de presión en el período de marcha y de aumento

durante el de parada.

Puede suceder en determinadas circunstancias que con el presostato de baja presión no

se pueda controlar de una manera satisfactoria la temperatura de una instalación. Se da este

caso con relativa facilidad, sobre todo en las regiones frías cuando el compresor está

instalado a la interperie, dándose temperaturas de ambiente inferiores a la máxima del

refrigerante para la que está regulado el presostato. En estos casos se hace impredecible el

empleo de termostato para la regulación del sistema que actuará, por consiguiente, de

acuerdo con la temperatura interior de la cámara o refrigerador.

En la figura se ilustra uno de los más conocidos controles de baja presión.

Estos se gradúan fácilmente por medio de la tuerca reguladora, que al atornillarse,

oprimiendo el resorte, consigue elevar el punto de parada, y a la inversa, destornillando o

aflojando dicho resorte disminuye la presión de parada. Una vez regulado dicho punto, se

ajusta el tornillo diferencial hasta obtener que el arranque funcione a la presión deseada.

Naturalmente, cuanto más se atornille dicho diferencial, tanto más se disminuye la


diferencia de presión entre los puntos de conexión o desconexión, o sea, los puntos de

arranque y parada.

En todos los casos de apertura y cierre de los contactos (que pueden ser metálicos o con

basculante de mercurio) se efectúa de una manera brusca a través de un dispositivo de

palancas y resortes. En el modelo ilustrado, la ruptura brusca se obtiene por medio de un

imán permanente. En los presostatos con interruptor basculante de mercurio debe tenerse en

cuenta que es absolutamente necesario montarlos en un plano vertical a fin de obtener un

funcionamiento perfecto.

PRESOSTATO DE ALTA PRESIÓN

Estos se instalan en el sistema para la protección de la máquina contra los excesos de

presión, que actúa por la acción de un fuelle conectado por medio de un tubo de cobre con

la parte de alta presión del sistema.

Este presostato no controla la temperatura ni el tiempo de funcionamiento del equipo,

sino que sirve simplemente como seguridad para evitar accidentes, por ejemplo: Si se trata

de un condensador enfriado por agua, puede suceder que estando el compresor en marcha

falte el agua por cualquier circunstancia. En este caso el motor seguirá funcionando y la

presión dentro del condensador seguirá subiendo hasta llegar a ser muy elevada, pudiendo

producir inconvenientes tales como sobrecarga del motor eléctrico, para evitarlo, se coloca

un control de este tipo.

La regulación de la parte de alta presión de corte debe ser aproximadamente de 180

Ib/pulg2 y la reconexión alrededor de las 100 Ib/pulg

2.

El tornillo de ajuste de alta nos permite ajustar la presión de corte en el lado de alta,

cuyo valor ya indicamos. Girándolo en el sentido de las agujas del reloj, la presión

aumenta, disminuyendo al girarlo en sentido inverso.


PRESOSTATO COMBINADO DE ALTA Y BAJA PRESIÓN

En espacios muy reducidos, donde no es posible instalar ambos presostatos, se utiliza

este modelo, el cual incluye en una misma carcaza ambos controles.

En la figura se muestra un control de este tipo con escalas calibradas para la regulación

de presiones; su tornillo para el ajuste de rango en la parte de baja y con su correspondiente

tornillo para el diferencial. Por otro lado el tornillo de ajuste de alto nos permite ajustar la

presión de corte en el lado de alta, cuyo valor ya indicamos.

Las escalas de presión impresas en los presostatos, solo sirven a modo de referencia, ya

que esta puede estar impresa en Lb/p2 ó Kg/Cm

2 ó Bar.

La regulación de un presostato estará ligada y relacionada con el tipo de sistema, si es

de refrigeración o aire acondicionado y el tipo de refrigerante utilizado, ya que estos dos

factores determinarán las presiones de trabajo de dicho sistema.


SISTEMA CON PRESOSTATOS DE ALTA Y BAJA PRESIÓN

Línea 220 v


CUESTIONARIO Nº 3

ESTIMADO ALUMNO:

Este cuestionario tiene por objeto que Ud. mismo compruebe la evolución de su

aprendizaje.

Lea atentamente cada pregunta y en hoja aparte escriba la respuesta que estime correcta.

Una vez que ha respondido todo el cuestionario compare sus respuestas con las que

están en la hoja siguiente.

Si notara importantes diferencias le sugerimos vuelva a estudiar la lección.

Conserve en su carpeta todas las hojas, para que pueda consultarlas en el futuro.

1.- ¿Para que sirven los dispositivos de expansión?

2.- La válvula de expansión termostática regula el flujo

3.- Entre las ventajas del tubo capilar tenemos

4.- ¿Los Interruptores utilizados en Refrigeración son?

5.- La válvula de retención nos permite realizar

6.- La deshidratación del sistema nos ayuda a eliminar


RESPUESTAS Nº 3

1.- Provocar una caída en la presión y regular el flujo de refrigerante

2.- Manteniendo un recalentamiento constante en el evaporador

3.-

Permite el flujo en ambas direcciones

Permite que se equiparen las presiones

Es más económico

4.- Termostato y Presostato

5.- Vacío y carga del sistema

6.- La humedad

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