Control de Fluo dee Refrigerante en un aire acondicionado

EL CONTROL DE FLUJO REFRIGERANTE (TUBO CAPILAR).

El control de flujo es un elemento del sistema que se utiliza para disminuir la presión del refrigerante y controlar su paso hacia el evaporador según las calorías en las que se encuentre el espacio acondicionado. 

Existen diferentes tipos de controles de flujo de uno de ellos el que se utiliza en aire acondicionado se llama tubo capilar. Según Dossat (1980), Pág. 422, es el más simple de los controles de flujo del refrigerante, consiste de una tubería de longitud fija, de diámetro pequeño, instalada entre el condensador y el evaporador, generalmente se coloca por el lado de la tubería del liquido. Debido a la gran resistencia por fricción que resulta de su longitud y diámetro pequeño y por efecto de estrangulamiento resultante de la formación gradual de gas en el tubo a medida que la presión del líquido se reduce hasta un valor menor a la presión de saturación.

Para cualquier longitud de tubo y diámetro especificados la resistencia del tubo es fija o constante, de modo que la razón de flujo líquido a través del tubo en cualquier instante de tiempo es proporcional al diferencial de presión que se tiene a través del tubo (diferencia entre la presión de evaporación y la presión de condensación del sistema).

El tubo capilar difiere de los otros controles de flujo refrigerante, en que no cierra ni detiene el flujo líquido hacia el evaporador durante el ciclo de paro. Cuando para el compresor, se igualan las presiones en los lados de alta y baja presión a través del tubo capilar abierto y el residuo de líquido que se tiene en el condensador para pasar hacia el evaporador de presión menor, donde permanece hasta que nuevamente se inicia el ciclo del compresor. ver figura No.1

Fig. 1 Tubo Capilar

La restricción del dispositivo determina el desempeño del sistema.

 Elemento de Control

     Si el Flujo de refrigerante AUMENTA:

Ø    El consumo de energía es mayor.
Ø    La temperatura del evaporador es mayor.

Ø    Menor tiempo para lograr la temperatura.

Si el Flujo del refrigerante DISMINUYE:

Ø    El consumo de energía es menor.
Ø    La temperatura del evaporador es menor

Ø    Mayor tiempo para lograr la temperatura.

El dispositivo de expansión para controlar el flujo de refrigerante (figura 3), manteniendo una diferencia de presión entre los lados de baja y alta presión del sistema.

Figura 3   Tubo capilar de una unidad individua).

Con el fin de llevar un enfriamiento uniforme al evaporador y disminuir la caída de presionen el mismo en los sistemas de aire acondicionado es común que se encuentren varios circuitos de capilares entrando al evaporador.

Fig, 4 Control de flujo en una aire acondicionado tipo ventana

En el aparato minisplit el control de flujo varía, pudiéndose encontrar del tipo de orifico calibrado cuyo diámetro dependerá de la capacidad, considerando el nivel de restricción que debe existir para lograr una evaporación adecuada en el evaporador y así lograr el enfriamiento necesario del espacio.

Fig.5  Control de flujo en un aire acondicionado tipo mini split.

El sistema de alimentación de refrigerante utilizado en las unidades fabricadas durante muchos de los últi­mos años ha sido el tubo capilar. Algunos sistemas an­teriores emplearon la válvula de expansión automática (figura 6). Este tipo de válvula tiene la ventaja de que controla la presión que, a su vez, regula la tempe­ratura del evaporador. La formación de hielo sobre el serpentín queda así evitada por el control ejercido so­bre la presión

De todos modos, como sea que se utilizan actual­mente más tubos capilares que válvulas de expansión automáticas en los acondicionadores de aire individua­les, trataremos a continuación únicamente sobre dicho dispositivo de alimentación.

Figura 6   Algunas unidades emplean la válvula de ex­pansión automática.

La mayoría de uni­dades incorporan un intercambiador de calor entre el dispositivo de alimentación (tubo capilar) y la línea de aspiración (figura 7).

Figura 7.    Tubería de aspiración unida al tubo capilar para construir un intercambiador de calor.

En la mayor parte de estas unidades se constituye un intercambiador de calor entre el tubo capilar y la línea de aspiración. Con este sistema de intercambiador se añade algo de recalentamiento al gas aspirado y sé subenfría, a la vez, el refrigerante en la primera sección del tubo capilar. La presión y temperatura del refrige­rante se reduce a lo largo del tubo sin producir un in­tercambio de calor (figura 8). El tubo se halla más frío a la salida (cuando entra en el evaporador) que a la entrada (cuando sale del condensador). Cuando este tubo capilar se junta a la línea de aspiración, el resul­tado que se obtiene es de protección para el compre­sor. El aumento de subenfriamiento en el tubo capilar puede ayudar, además, a que el fabricante obtenga una mayor capacidad en el evaporador. Podrá observarse que este intercambio de calor mejora la función del tubo capilar, perjudicando a la de la línea de aspiración en todo cuanto hace referencia a su eficiencia. No se produce cambio alguno en el rendimiento de toda la unidad.

Figura 8 Presiones y temperaturas normales a lo largo del tubo capilar y el intercambiador de calor constituido en la línea de aspiración