1. Selección de la válvula de expansión
La capacidad de una VET debe elegirse en función de las posibles variaciones de funcionamiento y de la potencia frigorífica de la instalación. Si elegimos una VET muy pequeña conducirá entre otros problemas a: Una potencia frigorífica insuficiente Un aumento del recalentamiento Riesgo de acumulación de líquido en el condensador y, en consecuencia paro de compresor por el presostato de alta (excesivo subenfriamiento en el condensador).
Si elegimos una VET demasiado grande conducirá a: Funcionamiento inestable de la VET con ciclos cortos de apertura/cierre Riesgo de golpe de líquido en el compresor Dificultad de ajuste del recalentamiento
La capacidad de la VET no solo va a ser función de su tamaño sino además de: La diferencia de presión en ambos extremos de la VET Subenfriamiento
La selección de la válvula de expansión termostática se realiza conociendo los siguientes datos:
Refrigerante Capacidad del evaporador Presión de evaporación Presión de condensación Subenfriamiento Caída de presión a través de la válvula Igualación de presión interna o externa, conexiones, carga del bulbo, …
Vamos a ver un ejemplo de selección selección de un VET de Danfoss del tipo T2/TE2, donde los valores de la instalación son: Refrigerante Capacidad del evaporador Presión de evaporación Presión de condensación Subenfriamiento Perdida de carga en la línea de líquido Tipo VET de Danfoss Características
R-404A 5 kw 4,3 bar (Temperatura evaporación -10 ºC) 15,3 bar (Temperatura condensación 32,6 ºC) 10K 0,6 bar T2/TE2 Igualador externo presión, las conexiones son de abocardar, gama N y sin MOP
Vamos a determinar los códigos que tenemos que proporcionar a Danfoss para realizar el pedido de la VET (T2/TE2) adecuada a nuestros datos de la instalación, que corresponderán para: el elemento termostático el orificio las tuercas para abocardar
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Determinación del cuerpo de la válvula: Con todos los datos dados podemos elegir el cuerpo de la VET (ver tabla 1).
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Tabla 1: Elección del cuerpo una VET tipo TS2 (Catalogo Danfoss)
Tabla 2: Valores del MOP para las diferentes gamas de temperaturas (Catalogo Danfoss)
El modelo es TES 2 sin MOP (referencia 068Z3403) 2)
Determinación del tamaño del orificio: Lo primero que vamos a calcular es la perdida de carga a través de la VET ( ∆P ). Si la caída de presión en la tubería de líquido son 1 bar, tenemos:
∆P = PENTRADA - PSALIDA = (P ALTA – PLINEA DE LIQUIDO) - PBAJA = (15,3 – 0,6) – 4,3 = 10,4 bar
Pasamos ahora a elegir la capacidad de la válvula eligiendo un orificio. Necesitamos saber el refrigerante (R-404A), la temperatura de evaporación (- 10 ºC) y la potencia frigorífica del evaporador (5 kw). No obstante si el subenfriamiento es superior a 4 K, la capacidad de la VET que necesitamos va a ser menor ya que sabemos que un aumento del subenfriamiento aumenta la potencia frigorífica del evaporador. Por lo tanto la potencia frigorífica debe ser corregida utilizando un factor de corrección Fc que obtenemos de la tabla proporcionada por el fabricante (ver tabla 3). Como en nuestro ejemplo el subenfriamiento es de 10K, el factor de corrección será de Fc = 1,1.
Tabla 3: Factor de corrección del subenfriamiento (Catalogo Danfoss)
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Para hallar la capacidad nominal Qn que debe tener la VET a elegir en el catalogo, debemos utilizar la expresión facilitada por el fabricante:
Q N =
Q EVA
Q N
Fc
=
5 1,1
=
4,5 kw
Como vemos al trabajar con un subenfriamiento mayor de 4K necesitamos menos potencia frigorífica de la VET para conseguir el mismo enfriamiento. Luego estos 4,5 kw representan la capacidad de la VET que debemos elegir en el catalogo mostrado en la tabla 4. Así pues, para elegir la VET adecuada a nuestro ejemplo, cogeremos un valor igual o inmediato superior al valor nominal Qn, esto es, la de 4,8 kw y corresponderá con el tipo de válvula: TS2-1.2 orificio 03. Para ver el código que corresponde al orificio vamos a la tabla 5, donde el fabricante nos proporciona el tamaño del orificio para la gama N y cada refrigerante, esto es: 068-2006.
Tabla 4: Selección del orificio en función de la capacidad de la VET (Catalogo Danfoss)
Tabla 5: Códigos para los diferentes orificios con filtro
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Por último, al tratarse de una VET con entrada y salida abocardada, tendremos que realizar el pedido también de las rocas. Para ello acudimos a la tabla 6 donde podemos ver, las dimensiones de los diámetros de entrada x salida para nuestra VET de 3/8 x ½ in (10 x 12mm). Luego en el pedido que realizaremos especificamos: Elemento termostático, 068Z3400 (tipo de válvula TS29). 1 orifício 03, 068-2006 1 tuerca abocardada de 3 ⁄ 8 in (10 mm), 011L1135 (conexión entrada) 1 tuerca abocardada de 1 ⁄ 2 in. (12 mm), 011L1103 (conexión salida)
Tabla 6: Roscas para conexión abocardada de VET (Danfoss)
Cada fabricante presenta los datos de selección de una forma distinta, aunque básicamente son todos muy parecidos, y en muchos casos suelen facilitar programas informáticos para la selección adecuada de las VET´s. Es recomendable que descargues los correspondientes a ALCO CONTROLS y DANFOSS, que puedes encontrar en las direcciones URL siguientes: http://www.ecopeland.com/alcoliterature.cfm?section=alco5 http://www.danfoss.com/Spain/BusinessAreas/Refrigeration+and+Air+Conditioning/Software/ Dado que la selección es muy simple utilizando la hoja de cálculo (Excel) de ALCO CONTROLS vamos a describir como seria la utilización del programa Coolselector de selección de dispositivos de Danfoss.
Fig. 1: Selección de una VET utilizando el programa Coolselector (Danfoss)
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La influencia de alguno de los factores comentados anteriormente en la capacidad de la válvula es la siguiente:
Capacidad del evaporador. Cuanto mayor sea, más grande deberá ser la capacidad de la válvula. Caída de presión. Al aumentar la caída de presión en la VET, mayor deberá ser su capacidad. Subenfriamiento. Cuanto mayor sea el subenfriamiento, menor capacidad se necesita que tenga la VET. Debemos tener en cuenta que un subenfriamiento excesivo disminuye la capacidad del evaporador. Temperatura de evaporación. Cuanto menor sea la temperatura de evaporación menores serán los cambios de presión para una determinada variación de la temperatura de evaporación, ya que la curva p-T es más plana a bajas temperaturas de evaporación, tal como se puede observar en la curva P-T.
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