1. VÁLVULAS SOLENOIDE DE CUATRO VÍAS Existen distintos criterios de clasificación de las válvulas solenoide recogidos en la tabla 1.
Tabla 1: Clasificación de válvulas solenoides
Veamos a continuación cuáles son las principales características de algunas de estas válvulas.
1.1 Válvulas solenoide de acción directa
Este tipo de válvulas se utilizan en sistemas de poca capacidad ya que para capacidades grandes la bobina requerida sería grande, costosa y no sería factible. En las válvulas de acción directa cuanto más grande es la diferencia de presión entre la entrada y la salida, más difícil resulta abrir la válvula. Por esta razón, los fabricantes proporcionan el dato MOPD (Diferencial de Presión Máximo de Apertura), que es el valor máximo de la diferencia entre la presión a la entrada y a la salida de la válvula que garantiza la correcta apertura de la misma. En la tabla 2 se muestran diferentes parámetro de válvulas solenoide de tipo KVR de Danfoss, que este fabricante proporciona en una de sus folletos técnicos.
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Tabla 2: Algunos parámetros de válvulas solenoide tipo EVR (Folleto técnico de Danfoss)
En la primera columna de dicha tabla 2 se muestra los diferentes modelos de válvulas EVR desde el 2 al 40. Las letras NO (normalmente abierta) significan que la válvula está abierta cuando está en reposo, es decir, cuando está sin tensión la bobina del solenoide. La siguiente columna es la referente a la diferencia de presiones entra la entrada y la salida de la válvula, que puede ser desde un valor mínimo, por ejemplo, en la EVR 15 de 0,5 bar hasta una presión máxima que depende de la bobina, para una bobina que tenga una potencia en alterna de 12 W, hasta una diferencia de presión 25 bar la válvula puede funcionar perfectamente. Como podemos observar, cuanto mayor es la bobina mayor es el MOPD. Tenemos otra columna que nos indica la gama de temperatura del medio en el que puede trabajar la válvula solenoide y la siguiente columna nos indica la máxima presión con la que puede trabajar la válvula en cualquiera de sus terminales. En la última columna se facilita el parámetro Kv que nos indica el caudal de agua en m3/h que pasa por dicha válvula cuando la pérdida de presión en la válvula es de 1 bar. Sin embargo este valor no nos indica nada frigorificamente. Por ello se proporcionan tablas indicando la capacidad en kW en función donde esté situada la válvula solenoide ver tabla 3. La capacidad de la válvula depende de la fuerza de atracción de la bobina (tensión aplicada) y del diámetro del orificio de la válvula.
Tabla 3: Capacidad frigorífica con la que puede trabajar los modelos de EVR (Danfoss)
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La válvula de acción directa se usa solamente en circuitos de pequeña capacidad como hemos dicho ya que para grandes capacidades se utilizan válvulas solenoide pilotadas.
1.2 Válvulas solenoide pilotadas
Son válvulas solenoide de accionamiento con servo y también reciben el nombre de válvulas solenoide servoaccionadas. En este tipo de válvulas la bobina no actúa sobre el orificio principal, sino sobre un orificio de menor tamaño que en combinación con la presión de la línea hace que una válvula de mayor tamaño cambie de posición. Se utilizan cuando la cantidad de fluido que se quiere controlar es grande (mayor diámetro de la tubería).
Fig. 1: Válvulas solenoide servoaccionadas (Flow Controls)
1.3 Válvulas solenoide de tres vías
Funcionan de forma similar a un conmutador eléctrico. Cuando la bobina esta desexcitada, las bocas 1 y 2 están comunicadas. Con la bobina excitada, la boca 2 queda incomunicada dentro de la válvula y las bocas 1 y 3 se comunican. Se usan principalmente en unidades de refrigeración comercial y en aire acondicionado, para recuperación de calor, para reducción de capacidad en los compresores y para el desescarche con gas caliente, ya que están diseñadas para cumplir con los requerimientos en altas temperaturas y presiones que existen en el gas de descarga del compresor. Las hay pilotadas para grandes sistemas.
Fig. 2: Válvulas solenoide de 3 vías serie M36 (ALCO Controls)
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1.4 Válvulas solenoide de cuatro vías
Se emplea fundamentalmente en sistemas de bomba de calor y también para realizar desescarches en evaporadores por inversión de ciclo. Generalmente se trata de válvulas pilotadas. En la figura 3 se muestra una válvula de cuatro vías donde se indica las conexiones donde debe ir conectada. Fíjate en que cuando la máquina invierte el ciclo, la unidad que se encuentra en el interior, pasa de ejercer de condensador a actuar como evaporador o viceversa, de ahí que resulte más conveniente la denominación de los intercambiadores de calor en función del lugar físico que ocupan que lógicamente, no cambia al invertir el ciclo. En la figura 4 se muestra una válvula de cuatro vías donde se puede ver que a la línea simple conectamos siempre la descarga del compresor que es derivada al condensador, mientras que la línea del medio siempre va a la aspiración del compresor desde la unidad interior o exterior al funcionar como evaporador.
Fig. 3: Válvula de cuatro vías.
Fig. 4: Funcionamiento de la válvula de cuatro vías Para comprender mejor su funcionamiento observa la figura 5, donde se muestra dicha válvula conectada a un compresor y dos intercambiadores de calor que aparecen con la denominación INTERIOR y EXTERIOR, en referencia al lugar físico que ocupan. Cuando la bobina está excitada (recibe tensión) la unidad interior funciona como condensador y por tanto estará produciendo calor. En cambio cuando no excitamos la bobina, la unidad interior funciona como evaporador y estará produciendo frío.
Fig. 5: Válvula de cuatro vías Danfoss-Saginomiya.
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