Reguladores de flujo

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    29-Nov-2014
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    Engineering

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para apoyo de aire acondiconado y refrigeracion

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  • 1. REGULADORES DE FLUJO REFRIGERANTE S2(McMq)L.LESCANI.A CATEDRA DE REFRIGERACION Y AIRE ACONDICIONADO
  • 2. Tubo Capilar (Expansin)
  • 3. El tubo capilar es una tubera de lquido de pequeo dimetro que une el condensador en un extremo con el filtro deshidratador y el otro extremo con el evaporador. Una parte de su longitud va soldada a la tubera de aspiracin y forman as, con su reducido coste, un intercambiador de calor. Por su reducido dimetro se produce en la extremidad del tubo capilar una cada de presin, necesaria para la evaporacin. Al circular el fluido por un tubo de tan poca seccin, la friccin produce una prdida de carga y por lo tanto una reduccin de presin. A la salida del capilar se produce una expansin (aumento de volumen) brusco y se evapora parte del lquido absorbiendo calor del propio fluido, con lo cual la temperatura del mismo disminuye enfrindose.
  • 4. El uso de tubos capilares en las instalaciones tiene las siguientes ventajas 1. Gran sencillez. Si su aplicacin es correcta funcionar indefinidamente, ya que este dispositivo inyector no tiene partes mviles. 2. El tubo capilar es de menor costo que una vlvula de expansin. 3. En el grupo no es necesario colocar depsito de lquido por lo cual se abarata costo. 4. La carga de gas refrigerante es menor. 5. En las paradas se equilibran las presiones, por lo cual al ponerse en marcha el motor no tiene dificultad. En instalaciones con fluctuacin de carga interna del evaporador y evaporadores con distribuidores de lquido, se instalaran vlvulas de expansin con el objeto de regular la carga de gas en el evaporador (ver vlvulas de expansin).
  • 5. Consideracin sobre los tubos capilares Todos los sistemas de enfriamiento por compresin (aire acondicionado o refrigeracin requieren un reductor de presin o de control de flujo o dosificacin de la sustancia de trabajo (o refrigerante) del lado de alta al lado de baja presin. El Tubo Capilar como elemento dosificador del flujo de refrigerante es muy popular, para los equipos compactos de aire acondicionado y refrigeracin especialmente en equipos pequeos, por encima de 5 caballos de potencia, se aumenta la carga de refrigerante y la capacidad del compresor, haciendo mas difcil las aplicaciones con tubos capilares, y por lo tanto se recomienda que las aplicaciones sean menores de 5 CV, en refrigeracin domstica, aire acondicionado, congeladores, deshumidificadores, etc. tipo compacto o partido. En evaporadores de tiro forzado o con distribuidor de lquido con carga variante de refrigerante, se instalaran vlvulas de Expansin.
  • 6. Ajuste de la carga en sistemas con capilar Su operacin se basa en la cantidad de flujo de refrigerante (masa) en estado lquido que pasa con facilidad a travs de un tubo de dimetro pequeo, en cambio cuando est en estado de vapor su restriccin al pasar por el tubo es mayor, Conecta la salida del refrigerante del condensador a la entrada del evaporador. En algunos casos se suelda en forma paralela a la tubera de succin del compresor el tubo capilar, formando un intercambiador de calor, con el objeto de mejorar el funcionamiento y eficiencia del ciclo, aumentando el Subenfriamiento del lquido. Como las presiones de descarga y de succin del compresor ( presin de condensacin y presin de evaporacin, dependen de la temperatura ambiente y de la carga trmica del refrigerador (o enfriador) respectivamente), en las aplicaciones con tubo capilar, estas variaciones de presiones no son muy grandes, ya que estos equipos relativamente pequeos se encuentran ubicados en lugares de temperatura controlada, con variaciones de temperatura no muy grandes, por lo que las aplicaciones con tubo capilar son ideales.
  • 7. Las variaciones de carga no son grandes, por lo que en estos sistemas no se requieren recipientes de lquido (calderin), y consecuentemente la carga de refrigerante es mucho menor, casi todos los sistemas de aire acondicionado, refrigeracin domestica, etc., son con tubo capilar, y se producen millones cada ao (mas otros millones de aos anteriores), el ahorro de refrigerante por este concepto es monumental. Un gran porcentaje de estos sistemas no se carga con la cantidad correcta de refrigerante, esto conduce a una ineficiencia de operacin de los sistemas, y a daos a los compresores. Por ejemplo, un sistema que tiene una deficiencia de refrigerante de un 10 %, resulta en un 20 % de disminucin de eficiencia. Un equipo de 36000.0 Btu/h, requiere aproximadamente 2.7 Kg. de refrigerante R-22
  • 8. En sistemas con tubo capilar la carga de refrigerante es crtica, ya que si la carga es baja, el evaporador no se llena y como ya se indic, no entregar su capacidad especificada, menor confort, y trabajar ineficientemente, el retorno escaso de refrigerante al compresor, a mayor temperatura, causar un enfriamiento del motor inadecuado, deteriorndolo y finalmente su quemadura, tambin ocasionando altas temperaturas de descarga daando el plato de vlvulas. Una deficiencia pequea de carga de refrigerante, causar una gran prdida de capacidad y eficiencia en el sistema, y daos al compresor. Por otro lado la sobrecarga de refrigerante ocasiona altas presiones de descarga, y por lo tanto alto consumo elctrico, tambin causar retorno de refrigerante lquido al compresor, con la consecuente dilucin de aceite y por lo tanto la falla de lubricacin y rotura mecnica. Por lo anterior se concluye la importancia de la carga precisa de refrigerante en los sistemas con tubo capilar. Una ventaja de los sistemas de tubo capilar es que cuando el compresor para, el refrigerante,
  • 9. Una ventaja de los sistemas de tubo capilar es que cuando el compresor para, el refrigerante, continua su flujo al evaporador, por lo que las presiones del lado de alta y de baja se igualan en corto tiempo, permitiendo el uso de motores y sus componentes de bajo par de arranque El tubo capilar es de un dimetro pequeo, y por lo tanto susceptible a taparse con cualquier material extrao, y es por lo tanto necesario la utilizacin de un filtro secador en su entrada. El requerimiento rgido de la cantidad de carga de refrigerante, as como su limpieza, hacen de estos sistemas el fabricarlos en forma compacta, y que salgan de fbrica sellados. Las principales variables que afectan el funcionamiento del tubo capilar son: Sus Dimensiones largo, y su dimetro. Sus Presiones, de entrada o de condensacin, y de salida o de evaporacin, y el Subenfriamiento del Lquido a su entrada del tubo.
  • 10. Como ya se mencion el control del flujo de refrigerante en el tubo capilar viene del principio fsico de que el lquido y el vapor tienen diferencia a fluir. El lquido tiene menos resistencia que el vapor. A medida que el refrigerante entra al tubo capilar a una presin de condensado Pc, esta presin se va reduciendo a temperatura constante Tc, hasta que llega a la presin de saturacin Ps a esta temperatura, en ese lugar el refrigerante se evapora y continua por el resto de la longitud del tubo, bajando an ms su presin, en la condicin de dos fases Lquida-Vapor. El punto donde se inicia la evaporacin se denomina punto de ebullicin o de burbujeo. Cuando la temperatura ambiente aumenta, entonces aumenta la presin de descarga, el Subenfriamiento decrece, por lo tanto la restriccin del tubo se aumenta, contrarrestando el efecto del aumento de presin, o sea el tubo capilar se ajusta asimismo. Para seleccionar un tubo capilar, existen tablas de seleccin que nos proporciona el dimetro y longitud de un tubo capilar, basndose en la capacidad requerida, tipo de refrigerante, aplicacin (temperaturas). Despus, de todas maneras es necesario hacer las pruebas (prueba y error), al tubo seleccionado hasta ajustarlo a las condiciones deseadas.
  • 11. VALVULAS DE TERMO EXPANSION La vlvula de expansin termosttica o vlvula de termo expansin, es un dispositivo de medicin diseado para regular el flujo de refrigerante lquido hacia el evaporador, en la misma proporcin en que el refrigerante lquido dentro del evaporador se va evaporando. Esto lo logra manteniendo un sobrecalentamiento predeterminado a la salida del evaporador (lnea de succin), lo que asegura que todo el refrigerante lquido se evapore dentro del evaporador, y que solamente regrese al compresor refrigerante en estado gaseoso. La cantidad de gas refrigerante que sale del evaporador puede regul