Medición y Ajuste del Sobrecalentamiento
A menos que se especifique lo contrario, todos los fabricantes de válvulas de termo expansión, ajustan las válvulas a un sobrecalentamiento estándar, el cual es suficiente para que la válvula funcione a su capacidad nominal. Generalmente, este ajuste es suficiente para que la válvula opere adecuadamente y no es necesario cambiarlo. Algunos fabricantes ajustan el sobrecalentamiento a una "temperatura de baño", la cual es codificada alfabéticamente sobre la placa como se muestra en la figura 6.45. Así pues, una válvula con un "10A" estampado en la placa, ha sido ajustada a un sobrecalentamiento estático de 10°F (5.6°C) con un baño de 32°F (0°C). De manera similar una válvula estampada con "10C", ha sido ajustada a un sobrecalentamiento estático de 10°F (5.6°C) con un baño de 0°F (-18°C).
Con frecuencia se refiere al sobrecalentamiento como el "pulso" de la válvula de termo expansión. El sobrecalentamiento es importante para evaluar el funcionamiento de una válvula, sobre todo, para hacer un buen diagnóstico cuando se sospecha que la válvula es la que está fallando. Para conocer el sobrecalentamiento que está manteniendo una válvula de termo expansión en un sistema de refrigeración, se necesita determinar los valores que son: la presión y la temperatura del gas de succión, justo en el sitio donde está ubicado el bulbo de la válvula. Con un termómetro de precisión adecuado, se puede medir la temperatura directamente sobre la línea de succión . Se puede utilizar un termómetro de bolsillo para refrigeración, con abrazadera apropiada para el bulbo; o bien, se puede ser aun más preciso, utilizando un potenciómetro (termómetro eléctrico) con termopares (cables y sondas).
El elemento sensor de su termómetro deberá ser fijado con cinta en la línea de succión, en el punto donde está ubicado el bulbo, y deberá aislarse contra el medio ambiente. Los elementos de temperatura de este tipo, así como los termómetros, si no se aislan, darán una lectura promedio de la línea de succión y el ambiente.
La presión se puede medir por dos métodos:
1) Si la válvula cuenta con igualador externo, se puede instalar una conexión "T" en la línea del igualador externo, y medir allí directamente la presión con un manómetro calibrado. Suponiendo que se cuenta con un manómetro y medidor de temperatura exactos, este método proporcionará lecturas de sobrecalentamiento lo suficientemente exactas para todo fin práctico.
2) Si la válvula no cuenta con igualador externo, la presión se mide en la válvula de servicio de succión del compresor. Con este segundo método se pueden hacer dos consideraciones:
a) Estimar la caída de presión en la línea de succión por las conexiones, accesorios y tuberías, y sumar éste valor a la presión leída en el compresor. El resultado será la presión que se tiene en el sitio donde está ubicado el bulbo.
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b) Si el equipo es muy compacto, donde no se considera caída de presión en la línea de succión, la presión será entonces la misma que la leída en la válvula de servicio del compresor.
Puesto que las estimaciones de caída de presión en la línea de succión, generalmente, no son lo suficientemente precisas para proporcionar una perspectiva real de sobrecalentamiento, no se puede confiar en este método para obtener valores absolutos. Cabe hacer notar que el error en este caso siempre será positivo, y que el sobrecalentamiento resultante, será mayor que el valor real.
Volviendo a expresar lo anterior, el único método de verificar el sobrecalentamiento que arrojará un valor absoluto, es en el que se obtienen las lecturas de presión y temperatura a la salida del evaporador.
Otros métodos empleados arrojarán un sobrecalentamiento ficticio, el cual puede resultar engañoso, cuando se utiliza para analizar el funcionamiento de una válvula de termo expansión.
Al darse cuenta de las limitaciones de estos métodos aproximados y de la dirección del error, con frecuencia es posible determinar que la causa de una aparente avería en la válvula, se debe al uso de métodos inadecuados de instrumentación, más que a un mal funcionamiento.
Otro error más que se presentará al detectar fallas en áreas montañosas o lugares muy altos sobre el nivel del mar, es la baja presión manométrica, comparadas con las lecturas al nivel del mar. Utilice una tabla de presióntemperatura que tenga lecturas corregidas a 1500 o a 2000 m. (Ver tabla 13.6, capítulo "Psicrometría").
Ejemplos de Cómo Medir el Sobrecalentamiento
Enseguida, veremos un ejemplo de cada uno de los métodos descritos anteriormente, acerca de la medición del sobrecalentamiento.
Ejemplo 1: Cuando la válvula cuenta con igualador externo, en un sistema con R-22.
Refiriéndonos a la figura 6.46, primero determinamos la temperatura del vapor sobrecalentado a la salida del evaporador, justo en el sitio donde está ubicado el bulbo. Para hacer esto, se necesita primero limpiar el área del tubo de succión donde se va a hacer la medición, y fijar el termopar con cinta aislante. Digamos que la temperatura obtenida sea de 11°C.
Enseguida, se determina la presión de succión con un manómetro calibrado. Este manómetro se conecta a una "T", previamente instalada en la línea del igualador externo. Dependiendo de la facilidad de acceso que se tenga, la conexión "T" puede instalarse en cualquiera de los dos extremos de la línea del igualador, como se muestra en la figura 6.46. También se puede hacer una desviación, utilizando las mangueras del múltiple de servicio. Supongamos que la presión leída sea de 70 psig. De la tabla de presión-temperatura, se determina la temperatura de saturación para el R-22, correspondiente a la presión leída, que en este caso es de 5°C.
El sobrecalentamiento va a ser el valor que resulte de restar la temperatura de saturación (5°C) de la tempera-tura sensible medida en el primer paso (11°C); es decir: Sobrecalentamiento = 11°C 5°C = 6°C.
Ejemplo 2: Cuando la válvula no cuenta con igualador externo, en un sistema con R-134a. .
Refiriéndonos a la figura 6.47, el método alterno para determinar el sobrecalentamiento cuando la válvula no cuenta con igualador externo, o en instalaciones estrechamente unidas, es el siguiente: primero, determinamos la temperatura del vapor sobrecalentado a la salida del evaporador, de la misma manera que el ejemplo anterior. Digamos que la temperatura es de 2°C.
Medimos la presión de succión con un manómetro calibrado, directamente en la válvula de servicio de succión del compresor; en este caso, la presión es de 22 psig. Enseguida, estimamos la pérdida de presión por conexiones y accesorios en la línea de succión. Para nuestro ejemplo, consideramos esta caída de presión de 2 psi. Sumamos este valor a la presión obtenida en la válvula de servicio del compresor, para obtener la presión de succión a la salida del evaporador, que es la que necesitamos:
Presión de succión = 22 psig + 2.0 psi = 24 psig.
De la tabla de presión-temperatura para R-134a, determinamos la temperatura de saturación correspondiente a esta presión, que para este ejemplo es de -3°C.
Nuevamente, el sobrecalentamiento será el valor que resulte de restar la temperatura de saturación (-3°C) a la temperatura sensible medida en el primer paso (2°C); es decir:
Sobrecalentamiento = 2°C (-3)°C = 5°C.
Como regla general, el sobrecalentamiento a la salida del evaporador, independientemente del refrigerante que se está utilizando, deberá estar aproximadamente dentro de los siguientes valores:
1. Alta temp. (temp. evap. 0°C o mayor) entre 6° y 7°C.
2. Temp. media (temp. evap. -18° a 0°C) entre 3° y 6°C.
3. Baja temp. (temp. evap. abajo de -18°C) entre 1° y 3°C.