Razones por las que las TXV se sobrealimentan con refrigerante

Aug 29, 2023

Las TXV controlan una cantidad determinada de sobrecalentamiento del evaporador para mantener un evaporador activo. Al controlar el sobrecalentamiento del evaporador, los sistemas de refrigeración y aire acondicionado pueden operar de manera más segura y eficiente. El artículo de este mes cubrirá las causas y los efectos de la sobrealimentación de refrigerante de una TXV, mientras que el artículo del próximo mes discutirá qué sucede si una válvula TXV alimenta insuficientemente, o priva, al evaporador.

La función principal de la TXV es medir la cantidad correcta de refrigerante en el serpentín del evaporador en todas las condiciones de carga de calor del evaporador para mantener un sobrecalentamiento del evaporador establecido. La TXV puede hacer esto siempre que no se excedan los rangos de presión y temperatura de la válvula (siempre consulte la documentación del fabricante de la válvula para obtener información detallada sobre los rangos de operación de presión y temperatura de cualquier TXV, así como las capacidades de operación de cada válvula). ).

La TXV tiene tres funciones principales:

Es importante tener en cuenta que las TXV no:

Las presiones que actúan sobre el diafragma móvil de la TXV son:

Las inundaciones y los golpes son dos conceptos importantes que los técnicos deben comprender. La inundación ocurre cuando el refrigerante líquido ingresa al cárter del compresor mientras el compresor está funcionando y solo ocurre durante el ciclo de funcionamiento. Slugging es cuando el refrigerante líquido, o el refrigerante líquido y el aceite, ingresan al cilindro del compresor mientras el compresor está funcionando. Tanto las inundaciones como los golpes pueden ser causados ​​por una TXV que sobrealimenta el evaporador.

Hay varias razones por las que esto puede suceder. La primera es una TXV sobredimensionada, que puede dejar entrar demasiado refrigerante al evaporador durante la carrera de apertura de la TXV y sobrealimentar el evaporador con refrigerante líquido. Este fenómeno puede hacer que la TXV sobredimensionada pierda el control del sobrecalentamiento del evaporador y permita que el refrigerante líquido ingrese al cárter o cilindro del compresor, según el diseño del compresor.

El segundo es el ajuste incorrecto de sobrecalentamiento de la TXV, que puede provocar una sobrealimentación de refrigerante en el evaporador. Si el sobrecalentamiento del evaporador de la TXV se configura demasiado bajo, a veces durante el ciclo de funcionamiento, especialmente cuando el evaporador está bajo una carga de calor baja, la TXV puede sobrealimentar refrigerante líquido y puede causar inundaciones y/o golpes dependiendo del diseño del compresor.

La tercera razón es si el bulbo remoto de una TXV está demasiado flojo en la salida del evaporador. Si el bulbo remoto no hace un buen contacto térmico con la línea de succión o una de sus correas se ha aflojado o roto, la válvula sobrealimentará refrigerante líquido. Recuerde, el bulbo remoto le dice constantemente a la válvula qué tan lleno o vacío está el evaporador con refrigerante vaporizado.

El bulbo remoto es el mecanismo de retroalimentación de la TXV que le da a la válvula una indicación del sobrecalentamiento del evaporador y es la única fuerza de apertura en una TXV. Por lo general, se conecta a la línea de succión con correas de latón con pernos y tuercas para mayor resistencia, lo que evita que se agite y se rompa si el agua se mete entre el bulbo y la línea de succión y se congela.

Un bulbo remoto con contacto térmico deficiente con la línea de succión detectará una combinación de temperatura de la línea de succión y temperatura ambiente. Esto promediará una temperatura más alta detectada por el bulbo remoto que si el bulbo remoto estuviera asegurado a la línea de succión y aislado. Esta temperatura más alta provocará una mayor fuerza de apertura en la parte superior del diafragma flexible de la TXV, lo que hará que la válvula se abra demasiado. Esto puede hacer que el evaporador pierda todo su sobrecalentamiento e incluso puede inundar el compresor con refrigerante líquido. Un signo revelador de esto es un cárter del compresor frío y sudoroso. Las lecturas de temperatura y presión en el evaporador tampoco mostrarán sobrecalentamiento del evaporador y una presión del evaporador (succión) más alta de lo normal. Si el foco remoto está fuera del espacio refrigerado, debe aislarse con un aislamiento impermeable de buena calidad.

Si bien las inundaciones pueden ser causadas por la sobrealimentación de TXV, existen otros factores que también podrían causarlas:

Los compresores de pistón semiherméticos enfriados por aire son más propensos a acumular líquidos que los compresores semiherméticos enfriados por refrigerante. Esto se debe a que el refrigerante a menudo ingresa directamente al cilindro de un compresor semihermético enfriado por aire sin pasar por el cilindro del motor. Los golpes pueden resultar en válvulas rotas, juntas de cabeza rotas, bielas rotas y otros daños importantes al compresor.

Los compresores de pistón, semiherméticos, enfriados por refrigerante, a menudo extraerán refrigerante líquido de la línea de succión a través de los devanados calientes del motor en el cilindro del motor, lo que ayudará a vaporizar cualquier líquido presente. Incluso si el refrigerante líquido pasa por los devanados del motor, la válvula de retención en la partición entre el cárter y el cilindro del motor evitará que entre refrigerante líquido en el cárter. Aquí se notará un alto consumo de corriente debido a los densos vapores de refrigerante que ingresan al cilindro del compresor.

La mayoría de las líneas de succión de los compresores herméticos terminan en la carcasa del compresor. Si el refrigerante líquido ingresa al compresor, el líquido caerá directamente en el aceite del cárter y eventualmente se evaporará. Esto se conoce como inundación. Las inundaciones provocan la formación de espuma en el aceite y presiones excesivamente altas en el cárter. Las gotas de refrigerante y aceite llegarán al cilindro del compresor y pronto se producirá un golpe.

Dado que los refrigerantes líquidos son más pesados ​​que los aceites de refrigeración, el refrigerante líquido que regresa al compresor se asentará debajo del aceite en el fondo del cárter del compresor. Este refrigerante líquido se evaporará gradualmente debido a las bajas presiones en el cárter. Sin embargo, partículas de aceite muy pequeñas serán arrastradas en este proceso de vaporización, lo que hará que el nivel de aceite en el cárter baje y le quite a las partes mecánicas la lubricación vital. Los compresores semiherméticos refrigerados por aire y los compresores herméticos suelen ser más propensos a las inundaciones. Los acumuladores de succión pueden ayudar en una situación de inundación, pero si la situación es grave, los acumuladores también pueden inundarse.

Las presiones del cárter pueden volverse excesivamente altas debido a la ebullición del refrigerante líquido en el cárter, lo que hace que el refrigerante y las partículas de aceite se escapen alrededor de los anillos de los pistones durante su carrera descendente. Una vez en los cilindros del compresor, serán bombeados por el compresor hacia la línea de descarga, robando la lubricación del cárter. El aceite en el sistema y no en el cárter cubrirá las paredes internas de la tubería y las válvulas y causará ineficiencias no deseadas.

Las presiones del cárter más altas de lo normal causadas por la mezcla de refrigerante y aceite de mayor densidad que se bombea a través de los cilindros del compresor provocarán un alto consumo de corriente del compresor. Esto puede sobrecalentar e incluso disparar el compresor. Las válvulas rotas también pueden ocurrir por este fenómeno. Una señal reveladora de que el cárter de un compresor se está inundando con refrigerante será un cárter frío, helado o sudoroso. Una mirilla de aceite que hace espuma con un nivel bajo de aceite también es un signo de inundación. Los consumos de corriente más altos de lo normal también estarán presentes debido a las inundaciones.

Asegurarse de que la TXV dosifique la cantidad correcta de refrigerante en el evaporador y no sobrealimente el serpentín es una forma en que los técnicos pueden ayudar a que los sistemas de refrigeración y aire acondicionado de sus clientes funcionen de manera segura y más eficiente.

John Tomczyk es profesor emérito de HVACR, Ferris State University, Big Rapids, Michigan, y coautor de Refrigeration & Air Conditioning Technology, publicado por Cengage Learning. Póngase en contacto con él en [email protected].