Válvulas de Expansión Funcionamiento y Selección de la Adecuada

Editorial
Escrito por: Editorial Sección: Refrigeración, Sectores de la industria

Válvulas de Expansión Funcionamiento y Selección de la Adecuada

Las válvulas de expansión termostáticas son desarrolladas para regular la inyección de refrigerante líquido a los evaporadores. Esta inyección de refrigerante estará siempre regulada por un elemento termostático que está situado en la parte superior de la válvula de expansión la cual es controlada en función del recalentamiento del refrigerante.

Ing. Eduardo Velásquez

Existe una gran variedad de válvulas de expansión termostáticas, ej: R-22, R 404-A, R-717 (amoniaco). Con puerto balanceado, con carga MOP. En todas ellas el objetivo es entregar la máxima eficiencia del evaporador con un sobrecalentamiento adecuado.

Lo primero es analizar y conocer el funcionamiento de la válvula de expansión: consta de un elemento termostático (1) separado del cuerpo por medio de una membrana, el elemento termostático está en contacto con el bulbo (2) a través de un tubo capilar, un cuerpo con un asiento y orificio (3) y un muelle o resorte.

Funcionamiento

P1:     la presión del bulbo que actúa en la parte superior de la membrana y en dirección de apertura de la válvula.

P2:     la presión del evaporador, que influye en la parte inferior de la membrana y en la dirección de cierre de la válvula.

P3:     la fuerza del resorte, que influye en la parte inferior de la membrana y la única variable que es controlable por parte del técnico.

Cuando la válvula regula, hay un balance entre la presión del bulbo por la parte superior de la membrana y en contra se tendrá la presión del evaporador y la del resorte, esto con el fin de encontrar el sobrecalentamiento más adecuado de operación.

Sobrecalentamiento

El concepto de sobrecalentamiento es el calor agregado al vapor después de la vaporización en la válvula de expansión. Esto se puede medir en el lugar donde está el bulbo que es la tubería de succión. La diferencia que existe entre la temperatura del termómetro y la presión de evaporación, traducida a temperatura que le corresponde, el resultado será el recalentamiento en el evaporador, el cual está diseñado para operar con un rango de recalentamiento de 5° C. Para obtener el sobrecalentamiento total basta con cambiar el termómetro hasta el final de la tubería de succión, 30 centímetros antes del compresor, y tomar la presión de succión a la entrada del compresor. La diferencia en temperatura será el sobrecalentamiento total  el cual no deberá ser mayor a 15° C. Es muy importante aclarar que estas mediciones se deberán hacer cuando ya se haya obtenido la temperatura de cámara, si por algún motivo no se llega a la temperatura deseada se debe revisar bien el balance térmico o probables taponamientos por suciedad y/o humedad en el sistema de refrigeración.

El sobrecalentamiento sirve para asegurar que el refrigerante líquido será evaporado en su totalidad en el evaporador. Pero existen situaciones donde deberá de modificar el ajuste de sobrecalentamiento, el cual se puede hacer cuando se tienen distancias mayores a 15mts, en esta condición se podrá disminuir el sobrecalentamiento al girar el tornillo en contra de las manecillas del reloj. Se recomienda no más de un giro de 360° con el fin de cuidar el compresor, recordando que el 90% del enfriamiento de los compresores herméticos está dado por el gas de succión. Por otro lado, si el sobrecalentamiento total es muy reducido se tendrá que aumentar el mismo y esto se logra girando el tornillo a favor de las manecillas del reloj. Cabe aclarar que la presencia o ausencia de escarcha de hielo en una tubería de succión no indica o garantiza el estado físico del refrigerante.

Válvulas con igualación de presión externa

Si se usan distribuidores de líquido, siempre deberán emplearse válvulas de expansión con igualación de presión externa.

El uso de distribuidores de líquido causa generalmente una caída de presión de 14.7 psig en el distribuidor y en los tubos de distribución.

Siempre deberán utilizarse válvulas de este tipo en instalaciones de refrigeración con evaporadores o intercambiadores de calor de placas grandes, donde la caída de presión será más elevada que la presión correspondiente a 2°C.

Válvulas con carga MOP

Las válvulas con Carga MOP se usan normalmente en equipos fabricados, donde se desea una limitación de la presión de aspiración en el momento de puesta en marcha, como por ejemplo en el sector de transporte y en instalaciones de aire acondicionado.

Las válvulas de expansión con MOP tienen una cantidad muy reducida de carga en el bulbo.

Esto significa que la válvula o el elemento tienen que poseer una temperatura mayor que el bulbo. En caso contrario, la carga puede emigrar del bulbo hacia el elemento e impedir el funcionamiento de la válvula de expansión.

Carga MOP significa una cantidad limitada de carga líquida en el bulbo. Las siglas “MOP” significan Presión de Operación Máxima (Maximum Operation Pressure) y es la presión de succión/evaporación más alta permitida en las tuberías de succión/evaporación.

La carga se habrá evaporado cuando se llegue al punto MOP. Gradualmente, a medida que la presión de aspiración aumenta, la válvula de expansión comienza a cerrarse a aproximadamente 4/5 psig por debajo del punto MOP. Se cierra completamente cuando la presión de aspiración es igual al punto MOP.

MOP también se llama a veces “Protección de Sobrecarga del Motor” (Motor Overload Protection).

Cómo seleccionar la válvula de expansión

Los siguientes datos son importantes para la selección de la válvula de expansión:

•  Caída de presión a través de la válvula

•  Igualación de presión interna o externa

•  Refrigerante

•  Capacidad del evaporador

•  Presión de evaporación

•  Presión de condensación

El elemento termostático está equipado con una marca realizada a láser en la parte superior de la membrana. El código indica el refrigerante para el que está diseñada la válvula:

L = R410A

N = R134a

S = R404A/ R507

X = R22

Z = R407C

Esta marca indica el tipo de válvula (con número de código), rango de temperatura de evaporación, punto MOP, refrigerante y máxima presión de funcionamiento, PS/MWP

Identificación

El conjunto de orificio para T2 y TE2 está marcado con el tamaño del orificio (p.ej. 06).

El número del conjunto de orificio también está indicado en la tapa del embalaje.

La válvula de expansión debe instalarse en la tubería de líquido, delante del evaporador, y su bulbo sujeto a la tubería de aspiración lo más cerca posible del evaporador.

En caso de que haya compensación de presión externa, la tubería de compensación deberá conectarse a la tubería de aspiración inmediatamente después del bulbo.

Instalación

La mejor posición de montaje del bulbo es en una tubería de aspiración horizontal, en una posición entre la una y las cuatro de las agujas del reloj.

La ubicación depende del diámetro exterior de la tubería.

Nota:

El bulbo no deberá montarse nunca en la parte baja de una tubería de succión, debido a la posibilidad de que la existencia de aceite en el fondo de la tubería produzca señales falsas.

El bulbo debe poder medir la temperatura del vapor de succión recalentado y, por lo tanto, no debe situarse de manera que esté sometido a fuentes extrañas de calor/frío.

Si el bulbo está sometido a corrientes de aire caliente, se recomienda su aislamiento.

El bulbo no debe montarse detrás de un intercambiador de calor, ya que en esta posición dará señales falsas a la válvula de expansión.

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Escrito por: Editorial Sección: Refrigeración, Sectores de la industria
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94 Comentarios

  1. Roque junio 21, 20:04

    es posible q se dañe el compresor si la valvula de expancion esta muy abierta por el liquido que retorna

  2. Gildardo Yañez julio 4, 18:52

    Respetado Aurelio,
    Las válvulas de expansión ya vienen reguladas de fabrica, no es necesario ajustarlas en campo a menos que esté buscando un sobrecalentamiento específico con el que deba de cumplir la válvula. El abrir o cerrar la válvula no aumenta la capacidad de la válvula de expansión. Es decir si tengo una válvula de una tonelada de refrigeración en un sistema y el sistema es de dos toneladas el abrir el regulador de sobrecalentamiento no va a resolver el problema. Si abro el regulador hasta el tope la válvula va conservar su capacidad de una tonelada de refrigeración. Para que funcione la VTE, puede seleccionarse hasta un 25% sobre de la capacidad del evaporador, la VTE se ajustará automáticamente. Tiene que verificar que la válvula cumple con el criterio anterior. Si abre el regulador de sobrecalentamiento corre el riesgo de inundar el evaporador con líquido sin la posibilidad de evaporarlo completamente.

  3. Gildardo Yañez julio 4, 18:57

    Respetado YONATHAN GONZALEZ,
    Para poder determinar el origen del problema que nos comenta, lo primero que debe de hacer es verificar que tiene suficiente potencia de refrigeración instalada. Le recomiendo que visite la siguiente liga:
    http://www.bohn.com.mx/servicios-calculo.asp descargue el software para que pueda calcular la carga térmica de su cava. Con el resultado compare el equipo que tiene instalado. Si el resultado teórico de la máquina corresponde al equipo que tiene instalado, muy probablemente le falte aislamiento a su cámara. Si el problema persiste entonces tiene un problema con el sistema de refrigeración.

  4. Gildardo Yañez julio 4, 19:00

    Respetado Roque,
    La respuesta a su pregunta es afirmativa. Si la válvula se abre de más, el evaporador pierde la capacidad de agregar calor al refrigerante líquido. El refrigerante líquido que no se evapora llega al compresor, desplazando el aceite del cárter.

  5. Gildardo Yañez julio 4, 19:09

    Respetado Gustavo Rodriguez,
    Si la válvula no tiene modelo o marca alguna, en mi experiencia no hay forma de determinar la capacidad de válvula. Pero si puede determinar si la válvula que tiene instalada está bien dimensionada. Debe de calcular el sobrecalentamiento del sistema.
    1.- Determine el tipo de refrigerante que usa el sistema.
    2.- Tome como referencia la temperatura de la línea de la succión a la entrada del compresor, esta debe ser en grados Farenheit.
    3.- Convierta la presión de la succión a grados farenheit. Va a necesitar una tabla presión temperatura para hacer esta conversión.
    4.- A la temperatura que obtuvo en el punto 2 le resta la temperatura del punto 3
    5.- El resultado de esta resta es el sobrecalentamiento.
    6.- Por lo general debe de estar entre los 20°F máximo 30°F

  6. juan carlos samper julio 5, 09:36

    quiero saber cual es la presion que manega la valvula de expasion

  7. Gildardo Yañez julio 7, 21:05

    Una válvula termostática puede funcionar con tres o cuatro presiones, para entregar la presión de evaporación.
    Para una válvula de igualador interno:
    1.- La presión que ejerce el bulbo sobre el diafragma
    2.- La presión que ejerce el evaporador sobre el diafragma
    3.- La presión que ejerce el resorte debajo del diafragma.
    Cuando hay distribuidor en el evaporador se usa la válvula de igualador externo, este ejerce una presión sobre el resorte. Esta se convierte en la cuarta presión sobre la válvula de expansión.
    La función de la válvula termostática es la de controlar el flujo de refrigerante líquido al evaporador a una temperatura constante, controlando el sobrecalentamiento en el evaporador. Esta la razón por la cual no existe una presión que sea igual en todas las válvulas de expansión ya que esta es diferente en todos los sistemas de refrigeración. La presión de salida de la válvula varía por la presión de evaporación, por la temperatura de evaporación y varía también por el tipo de gas refrigerante que estemos usando.

  8. ellero gori julio 10, 19:38

    RESPETABLE DANFOSS. EMPEZE AD USAR VALVULAS DANFOSS EN LOS AÑOS 60. HORA SOY JUBILADO Y VIVO POR LA AMERICA LATINA. A VEZEZ ENCUENTRO AMIGOS QUE ME PIDEN ENFORMACION DE LAS VALVULAS DANFOSS. EN INTERNET ENCUENTRE TABLAS DE SELECCION EN ITALIANO CHE POR LEER LOS DATOS DEBO USAR LA LENTES Y LA LUPA PORQUE NO SE LEE LOS NUMERO. NO ENCUENTRE EL CODIGO DE IDENTIFICACION DE LA VALVULA DE EXPANSION TERMOSTATICA. CORDIALES SALUDOS ELLERO GORI

  9. arturo julio 29, 18:27

    Tengo una duda,tenia una fuga de gas en mi compresora danfos 3 hp ,la solucione,pero cambie la selenoide,y no logro bajar la temperatura osea no me enfria como antes,crees q tenga que ver la capacidad del selenoide puse uno 3/8 saludos

  10. JORGE agosto 1, 15:17

    Hola quisiera que me ayudaran, necesito saber de cuanta tonelada (valvula de expansion) lleva un compresor de 3 HP R-22

  11. luis g agosto 6, 23:46

    buenas noches para todos. tengo una cava de congelacion con un compresor copelan de 3/4 y una valvula de 1/2 en R12 mi pregunta es¿ la valvula es compatible ? y si lo fuera cuantas vuerta debo girar el vastago de la valvula para que me baje la temperatura ya que no tengo la congelacion adecuada en la cava . espero de su ayuda y colaboracion muchas gracias

  12. tomas padilla gomez agosto 15, 10:50

    tengo una vogth m 2500 eso aquivale 1 ton esa maquina se armo siepecificaciones tecnica sude que la maquina me la vendieron desintalada tenia dos compresores bristol en serie perolos probamos y estaban ponchados y le pusimo un compresor scroll ZR61 DE 5 HP PARA IGUALAR LA CAPACIDAD DE LOS DOS TIENE UNA CONDESADORA DE DOS FANES Y SEGUN EL PROPIETARIO ANTERIOR LE PUSO TRES QUE NO ES NADA ECONOMICO SUDE QUE LA MAQUINA NO METIRA COMPLETO EL HIELO LA RECARGE DE REFRIGERANTE SI ERA POR FALTA PERO SUCEDE QUE EL ACUMULADOR DE SUBCION SE CONGELA Y NO PROSPERA LA CAPACIDAD DE HIELO ADEMAS TENGO PROBLEMA CON EL DEFROST NO CAE EL HIELO COMPLETON LE ABRI LA VALVULA DE EXPACION HABER SI HABIA CAMBIO PERO LO MISMO LO QUE ME PREGUNTO SI FALTA CONDESACION SI HAY QUE CAMBIAR VALVULA SI EL COMRESOR NO ES ADECUADO

  13. jose ramon.hernandez moreno agosto 17, 18:14

    saludos a todos.muy buenos comentarios.de ciudad guayana- san felix edo bolivar- republica bolivariana de venezuela.hermanos todos.

  14. Malena Matos agosto 29, 06:40

    Hola,
    Necesito saber que tipo de válvula de expansión puedo usar para secar aceite de oliva. La idea es que el secado se realice a vacío (20 mmHg y 100 °C); la idea es que el fluido ingrese al depósito de secado a través de esta válvula. Además necesito saber cuanto calor se pierde al pasar el fluido a través de la misma para poder determinar la temperatura a la que tengo que calentar el aceite previo a la expansión por la válvula.
    Espero puedan ayudarme!
    Muchas gracias!

  15. fabio septiembre 24, 21:42

    hola necesito saber si puedo colocar una valvula danfos tx2 para 7 toneladas en freon 22.. gracias x la ayuda

  16. tecnico santiago septiembre 29, 21:20

    hola a todos ..me pongo asu dispocicion para cualquier ,,,pregunta,,gracias

  17. TOMAS PADILLA octubre 4, 20:28

    tengo una maquina con un evaporador M2500 usa r 22 si la quiero pasar a 404 cual seria el modelo de la valvula de expanxion

  18. alex octubre 25, 21:48

    de cuanto es tu compresor

  19. dogomar rodriguez octubre 27, 20:06

    mi situacion es la siguiente: tengo una retroescavadora volvo la cual su sistema de refrigeracion no funciona,ppor lo que veo se me congela la valvula y no me deja pasar el refrigerante usa r134…..yo estoy condenando la valvula pero no estoy seguro solicito alguna ayuda o comentario gracias…..saludos

  20. ALEXUÑOZ octubre 28, 19:33

    BUENAS NOCHES

    tengo la inquietud de la función dela tobera en un txv, según aumenta el numero del orificio aumenta la capacidad de refrigeración del equipo o evaporador ,limitada por a capacidad de compresor?

    ej: tengo un equipo con una tobera n°3 ,la txv esta abierta casi toda pero el evaporador no inunda completamente que debo hacer, aumentar o disminuir el numero de orificio.

    gracias por la atención y tiempo presado

  21. jorge alberto avilez alavez. octubre 28, 22:45

    hay alguna manera de manipular o ajustar la valvula de expancion electronica y que accesorios se conectan si fallan los electronicos en un equipo de a/a tipo chiller de 250t.r.

  22. carrizo walter noviembre 21, 15:54

    hola..
    queria saber si alguien sabe cuales son las tres fuerzas que actuan sobre el diafracma de la valvula txv

  23. Alvaro Urrego F. diciembre 9, 20:26

    El tecnico elimino la valvula de expansion del tanque de enfriamiento de leche, el cual tiene un sistema de enfriamiento de 5TR, en reemplazo de este le coloco un espiral de 3/16 x 70 cm de longitud. Ahora la leche se congela en el area de salida del evaporador. Se debe colocar nuevamente la valvula ?

  24. alfredo antonio duarte vazquez diciembre 21, 04:55

    queridos colegas buenas dias. tengo un inconveniente con exibidora con un motor 4461 nuevo una valvula termostatica emerson TI-MW PCN802445. empienso a cargar el refrigerate alcanza entre 15 a 18 libra en baja el motor entra a sudar, me parece que ya es suficiente la carga. pero en la salida de la valvula no comienza a escarchar, suda todo el circuito. al parecer harà falta cerrar un poco mas la valvula pero nunca era necesaria la regulaciòn siempre instalaba y quedaba perfecto con r 134. lleba mas de una hora y media mentien el mismo estado. favor alguna ayuda, gracias desde ya.

  25. alfredo antonio duarte vazquez diciembre 21, 05:08

    buenos dias queridos compañeros. alguien mas pueden ayudar a resaolver el problema que surgio con mi exibidora.
    si alguien que maneja la parte de regulaciòn de la valvula.. en la anterior
    pregunta esta la descripcion del montor y la valvula que uso. espero de las tan amables compañeros. gracias.

  26. elvin luque enero 6, 11:40

    alfredo todas las valvulas tienen un tornillo de regulacion que gira a la izquierda(abre) y a la derecha (cierra) ,abrela un poco(como medio giro )y espera 15 minutos para medir el recalentamiento del evaporador( en realidad tu analisis deberia empezar por ahi para darte una idea mejor )

  27. elvin luque enero 6, 11:44

    si alvaro debes colocar otra vez la valvula con un reemplazo exacto

  28. jose enero 24, 22:39

    hola amigo quisiera saber como calibrar el recalentamiento en la valvula de expancion

  29. pedro abril 20, 05:48

    Buenas tengo un difusor que trabajaba con R12 congelacion 5ton lo cambie a R404, pero la valvula de expancion es R12.! Debo cambiarla por una valvula R404.? O trabajaria igual.? Influye o afecta de algun modo el MOP en la valbula.? O tendria que ver algo referente al tipo de aceite que usa el refrigerante.? En fin solo quiero saber si es compatible.? Gracias.

  30. francisco. mayo 15, 21:00

    hola tengo un tanque para fabricar paleta, se cambio el motor porque por el sello tira gas, al colocar el otro compresor se cambio la valvula de expansion tenia una hermex de vt 300 para gas 22 pero donde vivo ya no encontre de las mismas y colocamos una tgm txv3 tambien para gas 22 el problema es que es diferente a la hermex, la cual tiene una entrada y una salida y la TGM tiene una entrada y una salida y adicional otro orificio con una tuerca que no se para que sirve y no congela al punto de hacer paletas y cuando tiene 3 horas trabajando cierra por completo la valvula y el manometro marca cero, podria explicarme que hago porque gas tiene pero creo que el funcionamiento del orificio que tiene adicional no queda claro y pienso que es lo que me esta fallando. gracias.

  31. juan carlos aguilar mayo 24, 19:15

    buenas noches amigo como seleccionar los orificio de la válvula de expancion según la capacidad del compresor

  32. gabriel221 junio 22, 11:40

    necesito una ayuda
    fui a reparar una cava de vino armada por un tecnico
    la cava jamas enfrio ,tiene una bocha de 1/2 hp y condesador igual , trabaja con r22
    tengo 40 de presion , el alta no lo puedo tomar ,pero
    tome la temperatura que es de 79grados
    tiene una valvula de expancion de 0,5 tnl r22
    el evaporador mide 40 x 60 cm , no enfria nada ,ni escarcha el evaporador , si me pueden dar una idea lo agradeceria , abrazo

  33. Emanuel junio 23, 22:04

    Buenas noches, quisiera saber en parte USA puedo encontrar válvulas de 55 toneladas marca sporlan en R22, gracias

  34. lomillo junio 28, 20:17

    donde puedo ver las respuestas a las preguntas?

  35. Alonso julio 5, 20:45

    Mi duda… porque se escarcha el evaporador de una camara de congelacion???

  36. Micky julio 10, 16:11

    Hola akien coresponda
    Puedo desconectar la balbula qie ase funcionar el ac dw un 1996 ford ranger
    No sesaldra el frion del ac le ago baypass y el conpresor si mefuciona.
    Gracias.

  37. BONTANG julio 14, 20:19

    buenas tardes, alguien me podría apoyar cambie un compresor de 10 tr marca copeland de un chiller de 20 tr son dos sistemas independientes, se cambio el compresor por uno nuevo antes de instalarlo se lavo el sistema con r141b, se cambio su filtro, etc. le realice su vacio de 1 hora y rompi vacio con el r410 en fase liquida después lentamente fue cargando el sistema en fase liquida pero tengo un detalle en la mirilla del sistema no veo circular liquido, tiene una válvula de expansión con igualador externo, algien me podría ayudar……….gracias

  38. jose agosto 16, 09:22

    Cambie un condensador de 5 tr, cuando arranque no tuve problemas, 15 días después la presión de succión es fija pero la presión de descarga varía de 180 psi hasta 270 y el amperaje de 19 a 26 el refrigerante es 22, alguien me puede apoyar con está falla? Gracias

  39. Gregorio septiembre 6, 17:31

    Puede resultar que 2 válvulas de expansión danfos de 1 ton con inyector Nº 3 al querer abrirlas no respondan ? Ya que con una 3º válvula pude lograr el requerimiento deseado. Desde ya, muchas gracias.

  40. TOMAS PADILLA septiembre 30, 13:52

    PARA UN COMPRESOR DE 6HP EN 404 CUAL SERIA LA VALVULA EXPASION

  41. luis narvaez octubre 6, 19:26

    Tengo un aire de 3 toneladas y un tecnico argentino me recomendo usar valvula de expansion para eliminar los capilares cual valvula podria usar y conseguir uuna buena eficiencia del equipo

  42. Sr. Luis Barcenas octubre 7, 14:59

    Necesitamos una válvula con las siguientes
    características:
    Válvula de expansión de 7.5 H.P.
    para gas R-22
    con entrada y salida
    con igualador externo de 1/4, esperando una respuesta favorable me pongo a sus órdenes, gracias.

    Saludos.

  43. kano octubre 15, 19:09

    hola, buen día para todos. Tengo una interrogante quizá no este dentro del tema pero la cuestión a tomar es el de colocar una válvula de expansión electrónica, se que existen programadores o dispositivos los cuales hacen los cálculos para la apertura y cierre de la válvula según lo requiera, pero en este caso tengo un sistema de control para automatizar y lo que requiero es la relación entre las temperaturas para controlar la válvula, la transducción análoga correspondiente a sensores de alta y baja, termistores e incluso la válvula de exp. electrónica, también puedo tomar control de la ventilación de condensador así como también compresores de capacidad variable todo lo puedo hacer desde este sistema o software, lo que requiero en si es el hacer lo que los dispositivos que existen en el comercio hacen “el calculo” teniendo ese dato, la programación la haré yo, bueno espero tener respuesta y se les agradecerá grandemente , Saludos!!! y buen día

  44. teheran octubre 15, 20:19

    hermano una pregunta compre una valvula de expancion para r404a pero solo consigo refrigerante r22 puedo utilizarla

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