En la tecnología de refrigeración, se utilizan dispositivos como lo son las válvula de expansion de aires acondicionados. Para reducir la presión de un fluido, esta hace que pase de una temperatura y presión alta a una menor. De esa manera, el líquido pasa a aerosol o gotas de refrigerante en suspensión, que facilitan la evaporación de mismo y así resulta el correcto funcionamiento del equipo.
Son varios los implementos empleados para lograr este objetivo, y en este artículo aprenderás el funcionamiento de la válvula de expansión en refrigeración, que es el dispositivo más usado en los sistemas de refrigeración. Juega un papel importante en tu aire acondicionado para que puedas disfrutar de una buena temperatura aun en los días de verano.
¿Qué es una válvula de expansión?
Una válvula de expansión es un dispositivo que regula el flujo del líquido refrigerante en las máquinas frigoríficas por compresión y su función es enfriar o transformar el refrigerante para que circule a través de las bobinas del evaporador.
La válvula de expansión es uno de los componentes indispensables en el sistema de refrigeración, en conjunto con el compresor, condensador y evaporador. De estas piezas depende el correcto funcionamiento del sistema refrigerante de aire acondicionado, neveras y vehículos.
Esta pieza es de gran importancia en el sistema frigorífico, debido a su capacidad de controlar el refrigerante y su adaptabilidad a las variantes que pueda tener el ciclo de refrigeración.
La elección de la válvula correcta brinda una adecuada alineación del refrigerante al evaporador, protege al compresor de posibles daños y garantiza un buen funcionamiento del equipo.
Funciones de la Valvula de expansion de aires acondicionados
La válvula juega un papel importante en el sistema continuo de la industria refrigeración, aire acondicionado y su tecnología. De esta depende el óptimo funcionamiento y se encarga de los siguientes procesos:
- gobierna la perdida de presión para la evaporación del refrigerante.
- Controla el flujo del refrigerador en el evaporador.
- Controla la temperatura en la que sale el vapor.
Si estos procesos se realizan correctamente, el aire acondicionado de casa, oficina y vehículo funcionarán correctamente y además protege el compresor y demás elementos del sistema refrigerante.
Tipos de válvula de expansión en refrigeración
Existen varios tipos de válvulas de expansión que regulan el flujo del refrigerante al evaporador y regula la presión para asegurar su buen funcionamiento. Cada válvula se adapta a las necesidades del sistema de refrigeración. A continuación explicaré el funcionamiento de cada tipo de válvula.
Manual
Mayormente es utilizada como un auxiliar que se encarga de nivelar el flujo del refrigerante y se instala en una tubería de desviación. También es empleada para el control de caudal a través del purgado de tuberías.
Es una válvula de aguja que se opera manualmente y la regulación de la refrigeración se ejecuta mediante un tornillo de ajuste. Por lo tanto, no se realzan ajuste automático de acuerdo a los cambios de carga de enfriamiento. Este debe abrirse manualmente.
El operador del equipo debe estar presente en cada carga de sistema. Por lo que hoy en día ya no se utiliza este tipo de válvula. Sin embargo, en el pasado fue implementada en comercios e industrias que tenían cargas relativamente estables.
Válvula de Expansión Termostática
También conocida como VET, es controlada por un bulbo sensor, que se encarga de abastecer al evaporador con la cantidad correcta del líquido refrigerante para el correcto funcionamiento de la misma.
Tiene una alta eficacia y se adapta fácilmente a cualquier aplicación de refrigeración. Mantiene un grado constante de sobrecalentamiento al momento de salir el vapor.
Tiene una estructura diferente a la válvula anterior. A continuación están las características específicas de este tipo de válvula de expansión:
Cuerpo
El cuerpo de la válvula de expansión está fabricado en latón. Esta pieza le da soporte al resto de los componentes internos. Está diseñado para que al conectarse con los demás elementos quede totalmente hermético.
Existen dos clasificaciones según la forma de su cuerpo:
- Las rectas: tienen la conexión de entrada y salida en la misma línea, y
- las angulares: Forman un ángulo de 90 grados entre la entrada y salida.
Conexiones de entrada y salida
Es donde se conecta el sistema de refrigeración con la válvula. Usualmente, la salida tiene una medida mayor que la entrada y además algunas tienen una malla, para evitar la acumulación y obstrucción de los conductos con partículas sólidas.
Dependiendo del peso, esta puede tener terminaciones enroscadas o soldadas.
Orificio de expansión, aguja y asiento
Es ahí donde se realiza el proceso de refrigeración. En dicho orificio pasa el refrigerante en las cantidades necesarias, para evitar el sobrecalentamiento.
Elemento termostático
Esta combinado por un diafragma y un sensor. los cuales ponen en funcionamiento el gas refrigerante que circula por el sistema.
Ajuste de sobrecalentamiento
En la parte inferior del orificio de expansión se ubica un resorte que ejerce una fuerza en sentido contrario del bulbo sensor, cuya función es ajustar la presión para evitar el sobrecalentamiento.
Conducto de igualación interna y externa
Cuando se habla de igualación interna, la presión se ejerce desde la salida de la válvula, esto se aplica en un sistema de bajo tonelaje sin distribuidor. En el caso contrario si el evaporador tiene una mayor capacidad y un distribuidor se aplica la igualación externa colocando una conexión de ¼ desde el cabezal del evaporador.
Otro factor importante para el funcionamiento de la válvula en el sistema de refrigeración es su instalación, debe ubicarse en la entrada del evaporador. Esta tiene conexiones soldables y es necesario colocar un paño mojado durante la soldadura para evitar dañar las uniones o demás elementos internos. Utilizando la soldadura adecuada para evitar el calentamiento excesivo de la pieza.
Luego se instala el bulbo sensor de forma horizontal y cerca de la salida del evaporador. Es relevante acotar que el bulbo jamás debe ser instalado en la parte baja de la tubería de succión, debido a que si existiera aceite en el fondo de la tubería podría producir señales falsas. Tampoco debe instalarse detrás del inter-calentador.
Por último el ecualizador se instala después de la válvula para que el bulbo y el ecualizador queden antes de la trampa de succión y el equipo tenga un adecuado funcionamiento.
Termostática con compresión de presión externa
También conocida como VEXT, es una variante de la termostática (VET) usada para equipos medianos y grandes que trabajan con variedad de carga térmica y alta presión.
Al usar un distribuidor de líquido, será necesario emplear una válvula de expansión externa, ya que esta genera caída de la presión de 14. 7 psi. Siempre será necesario instalar este tipo de válvulas en sistemas de refrigeración con evaporadores o intercambiadores de calor de placa grande, que generan una caída de presión mayor a 2 °C.
Válvula de Expansión Electrónica o electromecánica
Son manejadas por un control electrónico, que envía las señales a un sensor de temperaturas a un circuito integrado. De esa forma se mantiene una temperatura de acuerdo a los parámetros permitidos para el funcionamiento del equipo.
Son ideales para trabajar con gran variedad de carga, donde la presión de condensación sufre varios cambios. Está asociada a un motor paso a paso, que le permite una presión en la regulación con 480 pasos en carrera de 15 mm. El nuevo software implementado por Carel permite un funcionamiento óptimo aun en condiciones variantes de trabajo.
Trabajar con una válvula de expansión electrónica tiene una gran variedad de ventajas con respecto a la válvula de expansión termostática.
- Regula el sobrecalentamiento
- Amplía el rango de regulación de 0 a 100%
- Es compatible con una gran variedad de refrigerantes.
- No requiere de una calibración periódica.
- Mayor rapidez en respuesta frente a variaciones del entorno (apagado-encendido).
- Cierre hermético.
- Ahorro energético
- Reducción de costo de mantenimiento.
Estas válvulas son usadas en equipos fríos, equipos con bombas de calor, cámaras frigoríficas. Además, es compatible con los refrigerantes R22, R134, R0404, R407 Amoniaco, CO₂, entre otros.
Válvulas de expansión Automáticas
Esta válvula se compone de un tornillo de ajuste, resorte, diafragma, vástago y asiento. Esta es operada por control de refrigerante por el lado de baja presión. Su funcionamiento se basa en estrangular el líquido refrigerante para ejercer una presión constante.
De esa manera, el compresor trabaja y el refrigerante es atomizado dentro del evaporador. Se lo suele llamar sistema de válvula seco, debido al que el evaporador nunca se llena de líquido refrigerante. En su lugar, recibe una neblina de este que garantiza el funcionamiento del equipo.
Este tipo de válvula de expansión es ajustable, permite la apertura de la aguja en un amplio rango de presiones y se regula tomando como referencia la presión atmosférica. A mayor altitud, la presión decrece. Hay diferentes diseños de válvulas automáticas, es importante chequear que la capacidad de la misma sea igual a la de la bomba.
Nunca debes usarse este tipo de válvula junto a un presostato de baja que actué sobre el motor, debido a que el correcto funcionamiento del presostato depende del cambio de presión en el evaporador durante la marcha y este proceso no puede darse si se utiliza una válvula de expansión automática.
Por lo tanto, este tipo de válvula tiene un bajo rendimiento en condiciones duras de carga frigorífica. Es recomendable adaptarlas a sistemas de refrigeración de carga relativamente constante como la de los refrigeradores domésticos o de heladerías.
¿Dónde debe ser colocada la válvula de expansión de aires acondicionados?
Aunque te sugerimos contactar ayuda profesional sobre la instalación y debida ubicación de este componente, no está de más conocer su posicionamiento. Siempre es bueno tener información de interés, que nos pueda ayudar en un futuro y te permita identificar dicha pieza en cualquier momento.
Este componente debe ubicarse en la tubería que regula el líquido, específicamente en frente de la zona del evaporador. La parte de su bulbo debe estar adaptada a la tubería que procede allá aspiración, cercano al evaporador.
Exceptuando cuando exista una compensación generada por una presión externa. Cuando esto ocurre, la tubería correspondiente a la compensación se debe conectar a la de aspiración. La forma más eficiente de realizar el procedimiento es en posición horizontal con una inclinación de 45º aproximadamente.
También debe considerarse ciertos puntos como evitar colocarlo en un sitio donde pueda haber altas emisiones de calor. Por eso, su ubicación no debe está en la zona baja, donde pueda esta la tubería de succión. Esto impide que ejecute su proceso de medición de temperatura.
¿Cómo elegir una válvula de expansión de aires acondicionados?
Existen una serie de elementos importantes al momento de seleccionar la válvula adecuada para el tipo de sistema de refrigeración que tiene el equipo. A continuación, ten en cuenta estos puntos al momento de elegir la válvula correcta.
- La caída de presión de la válvula, esta debe estar acorde con la capacidad de la bomba y compresor.
- Igualación de presión interna y externa
- Líquido Refrigerante apto para cada tipo de válvula.
- Capacidad del evaporador
- Presión de evaporación
- Presión de condensación
Al tomar en cuenta estos elementos, podrás seleccionar el tipo de válvula ideal para el sistema de refrigeración a montar o a reparar. De eso dependerá el correcto funcionamiento del equipo.
Si bien estos son los principios básicos para elegir esta pieza, es importante que conozca bajo a que presión opera tu equipo. En este caso, el elemento termostático, te da a conocer el gas refrigerante que puede soportar a través de un código. Entre ellos podemos destacar:
- la letra X, se refiere al refrigerante R22,
- la L, trabaja con el gas R410A.
En cambio, la inicial N, indica el fluido R134a y por último las letras S y Z, están capacitadas para soportar la presión del refrigerante R404A y R407C, respectivamente.
Pero no solo eso se debe tomar en cuenta, debido a que, existen otros criterios que miden la temperatura y la presión máxima durante el funcionamiento, entre otros.
Para identificarlo debemos ver la marca que posee los orificios que están diseñados para T2 y también para TE2, ya que ahí conoceremos el tamaño equivalente. Esto también lo podemos conseguir en la cubierta del embalaje.
¿Dónde comprar válvula de expansión de aires acondicionados?
Este componente resulta necesario en todo el equipo que necesiten optimizar la presión. Entre ellos los equipos de aires acondicionados, que durante su proceso requiere de forma indispensable tener este elemento, si no lo posee simplemente el equipo no realizará su trabajo.
Si tu equipo presentó una falla, y el técnico diagnosticó que el problema deriva de la válvula de expansión, entonces es hora de comprar una. Hoy en día, adquirirlas es muy sencillo: las puedes encontrar en tiendas especializadas en refrigeración o departamentales. No obstante, no olvides que también lo puedes conseguir vía online.
Sí, a pesar de ser un componente técnico, también los puedes conseguir en tiendas online como Makro, Home Depot e incluso en Amazon, que es por excelencia la primera opción para comprar en la Web. Allí podrás encontrar diferentes tipos de válvula, cada una con características diferentes para equipos específicos. Por lo tanto, es importante que el técnico te oriente, cuál buscar para tu equipo.
Otros componentes
En la tienda departamental online Amazon conseguirás más que válvulas, ya que existe un mundo de componentes y elementos para tu equipo ambientador, tanto para su funcionamiento como para su reparación y mantenimiento. Tal es el caso de manómetros, que es útil para medir el gas, recuperador de gas, entre otros.
Poseen una variedad de componentes que te pueden sacar de apuros, que puedes obtener al mejor precio. Aunque lo último sea lo de menos, ten presente que:
“El precio es lo que se paga. El valor es lo que se obtiene.”
Refrigerantes
Dentro de un sistema frigorífico circulan gases refrigerantes que sirven para reducir o mantener la temperatura de un ambiente por debajo de la temperatura del entorno. Es una tarea compleja que requiere de un buen dispositivo de refrigeración y el refrigerante adecuado.
El proceso por el cual pasa el líquido refrigerante se llama ciclo de refrigeración. Tanto la válvula de expansión como el evaporador juegan un papel importante en este proceso. Y este ciclo se repite cuantas veces sea necesario para mantener la temperatura adecuada y dar como resultado el frío.
Cada válvula de expansión usa un tipo determinado de refrigerante. para saber cuál corresponde a tu sistema de refrigeración, observa en la parte superior de la membrana de la válvula, ahí encontrarás el código que indica el tipo de refrigerante que necesitas comprar.
Algunos códigos de refrigerante:
R410A R134a R404A R22 R407C
Como mencioné anteriormente, este código te indica que tipo de refrigerante utiliza tu válvula, además del rango de temperatura de evaporación y la presión a la que debe funcionar. Algunas válvulas de expansión aceptan varios tipos de refrigerantes y otras no. Infórmate correctamente antes de aplicarlo para evitar dañar el equipo.
Tipos
Uno de los refrigerantes más utilizados en el mundo es el R404A, por su capacidad de trabajar para baja, mediana y altas temperaturas, pero el año pasado hubo una prohibición de su uso en Europa, por el reglamento Europeo F-Gas (2020). Aunque ya los fabricantes están sacando sustitutos de este refrigerante, que no causen daño en la capa de ozono. A continuación menciono algunos:
- R410A: es un refrigerante fluorado libre de cloro (sin CFC’s ni HCFC’s). Tiene un elevado rendimiento energético, por lo que facilita ahorro en mantenimientos futuros.
- R-407A: es una mezcla de gases HCF no azeotrópica, que no produce daño a la capa de ozono. Se usa en equipos nuevos de bajas y medias temperaturas.
- R-407F: tiene una mezcla de gas HFC y PCA bajo, que ofrece un mayor rendimiento.
- R-134A: es un refrigerante libre de cloro (sin CFCs ni HCFCs).
- R-449A: es a base de hidrofluoro-olefina (HFO) y tiene una potencia del calentamiento bajo (PCA).
- R-448A: es una mezcla de HFO y HFC que ofrece una mayor eficiencia energética. Se combina con MT y BT.
- R-450A: es una mezcla de 1234ze y 134ª, es sustituto de 134ª. Se aplica a sistemas de refrigeración de alimentos, transportes, etc.
Existe una lista de refrigerante que tendrán fecha límite de uso, hasta el 31 de diciembre de 2021, según la normativa europea F-Gas. Quedarán prohibidos los refrigerantes que contengan un PCA superior a 150 para el uso en nuevos frigoríficos de uso comercial, así como para centrales frigoríficas multicompresor de uno comercial de más de 40 kW.
Síntomas de averías
Tu equipo puede darte señales para informarte que algo no está funcionando correctamente. Es importante estar atentos a cambios que puedan darse en el aire acondicionado o congelador, para detectar posibles fallas. A continuación te menciono algunos de los signos de alarma.
- Desmejora en el funcionamiento del aire acondicionado.
- Formación de escarcha o hielo en la cubierta del compresor
- Ruidos provenientes del compresor
- Irregularidad en el flujo de aire, debido a un funcionamiento desigual de la válvula
- Cambios bruscos de temperatura, debido una falla en la presión del sistema. .
Ante alguno de estos signos es fundamental llamar al técnico, para evitar un mayor deterioro del equipo y solventar el problema. De no hacer caso a la falla podría agravarse y terminar fundiendo el sistema de refrigeración.
Problemas y fallas del sistema de refrigeración
Como en todo aparato tecnológico, la falta de mantenimiento o el uso incorrecto del mismo, puede generar fallas dentro del equipo, que pueden requerir reparación o cambio de una pieza. Te mencionaré algunos de los problemas más frecuentes que pueden presentarse en un sistema de refrigeración.
- Sobrealimentación: esta falla ocurre cuando la cantidad de refrigerante que llega al evaporador es mayor a la capacidad de evaporación que tiene la válvula, lo que ocasiona que el líquido refrigerante se devuelva al compresor.
- Compresión ineficiente: verificar que el compresor tenga una capacidad adecuada para el equipo. Si es más pequeño no funcionará correctamente.
- Suciedad: los residuos de polvo o suciedad que pasen el filtro pueden alojarse entre la aguja y la válvula de expansión, causando problemas para cerrar.
- Goteo: puede haber una fuga de refrigerante en el asiento de la válvula y esto puede dañar los componentes internos del sistema de refrigeración.
- Congelamiento: Si por alguna razón ves que la tubería de tu equipo acondicionador presenta algún tipo de congelamiento que no es común, desde acudir a tu técnico de confianza. Posiblemente tengas un escape de gas o también puede deberse a falta del mismo.
Si tu aire acondicionado, nevera, congelador o vehículo presenta alguna de estas fallas, debes buscar a un técnico a la brevedad posible. Él hará la reparación o reemplazo de la válvula o cualquier otro elemento del sistema de refrigeración. Recuerda que la vida útil de estos dispositivos depende del buen uso y mantenimiento que solo los profesionales pueden ofrecer.
Preguntas y respuestas
¿Qué precio tiene una válvula de expansión de aire acondicionado?
Son componentes económicos que su precio depende en gran medida de la capacidad que requiere tu equipo acondicionador. Los precios en los que puedes conseguir en el mercado oscilan entre 13,00 euros a 50,00 euros aproximadamente.
¿Puedo conseguir válvula de expansión de aires acondicionados para mi coche?
Sí. En el campo de refrigeración automotriz existe una gran variedad de válvulas para coches de diferentes modelos. Para elegir bien, eliges los códigos de compatibilidad que poseen.
¿Se requiere de un profesional para ajustar válvula de expansión de aires acondicionados?
Por supuesto. El ensamblaje de esta pieza es de gran relevancia para el equipo y es sumamente delicado. La instalación debe ser óptima, si no, sufres el riesgo de dañar tu unidad de aire por completo.
¿Existen piezas que puedan sustituirla?
No. Este elemento es único y está diseñado para su trabajo. Si en dado caso sustituimos o elegimos una válvula inadecuada, no cumplirá lo establecido. En cambio, puede empeorar los resultados y contribuir a la perdida total del equipo.
¿Cuál es la mejor válvula?
En el caso de esta pieza, decir cuál es la mejor es relativo. Puesto que, todo depende de lo que necesite tu equipo y los componentes. Para elegir la mejor para ti, es imperativo que conozcas la presión con que trabaja y el material con que esté elaborado.
¿Qué hacer cuando sospechamos de una avería de esta pieza?
Si es evidente una fuga de gas refrigerante, el primer paso es desconectar el aire del sistema eléctrico y esperar que todo el fluido sea expulsado. No te acerques pues el olor puede ser tóxico. Por último, solicitan asistencia técnica para el diagnóstico del daño.
Concluimos
Ahora que tienes el conocimiento de la importancia que tiene este componente en nuestro aire acondicionado, es importante que lo apliques en el momento que requieras adquirir esta pieza. De este modo puede indicar la reparación de tu equipo de forma exitosa.
Elige según la presión nominal, los materiales con que estén elaborados para sostenerse ante la presión ejercida por la unidad condensadora y evaporadora. Igualmente, ten presente las sugerencias de técnico especializado en refrigeración. Él te guiará para que tengas la mas adecuada para tu equipo acondicionador.
No olvides compartir esta valiosa información, con tus familiares amigos y conocidos tambien detallale donde los pueden adquirir, como por ejemplo en tiendas online como Bricodepot o Makro, recuerda que de esto depende el buen funcionamiento de los equipos de tu hogar y oficina.