El tipo más simple de
válvula de control ideado con el objeto de controlar la entrada de líquido
refrigerante al interior del evaporador, lo constituye el estrangulador o
restrictor. Este dispositivo no es otra cosa que un orificio de restricción,
cuyo diámetro es mucho más pequeño que el de las tuberías o conductos que posee
el evaporador.
El restrictor permite la
entrada del líquido refrigerante al interior del evaporador, en cantidad
proporcional a la diferencia de presión existente entre la presión de succión y
la de compresión o en otras palabras, el líquido agente refrigerante en estado líquido,
es obligado a pasar a través del restrictor, en la cantidad exigida por la
diferencia de presión que existe entre el condensador y el evaporador.
La presión que por acción
del compresor se manifiesta en el condensador, forza al agente refrigerante a
pasar a través de un filtro por la línea líquida y de esta al restrictor, desde
donde el refrigerante en estado líquido pasa al evaporador a baja presión,
evaporándose casi instantáneamente y absorbiendo el calor circundante. La
necesidad del filtro en la línea líquida es el hecho de que debido a la
pequeñez del orificio del restrictor, cualquier partícula de materia extraña
arrastrada por el refrigerante podría obstruir el restrictor provocando la
falla del sistema.
El restrictor une a su
simplicidad de construcción y bajo costo, la ventaja de no poseer dispositivos
móviles, lo que simplifica su funcionamiento y elimina posibilidades de fallas.
A las ventajas antes mencionadas debe agregarse otra no menos importante debido
al hecho de que el restrictor permite igualar las presiones entre el lado de
alta y el de baja del sistema cuando el compresor se detiene, lo que se realiza
es lo siguiente: Al detenerse un equipo de refrigeración, comienza a circular a
través del restrictor una cierta cantidad adicional de líquido refrigerante
hasta lograr el equilibrio de presiones entre el lado de alta y el lado de
baja. Esto constituye una ventaja. Por cuanto al reducir la presión que existe
en el lado de alta, el compresor arrancara con una carga mucho menor, lo que
representa un menor consumo de energía por parte del motor que acciona al
compresor.
Este proceso no ocurre
cuando la presión existente en el lado de alta presión del sistema se mantiene
en sus valores de régimen durante los periodos de inactividad del equipo.
TUBO CAPILAR
El tubo capilar es
prácticamente un restrictor, pero en lugar de ser un orificio es propiamente un
tubo restrictor, pues está constituido por un simple tubo de diámetro interno
muy pequeño, de aproximadamente un milímetro, cuyo largo puede variar entre uno
y seis metros.
Al igual que el restrictor,
el tubo capilar es un dispositivo de control que no posee piezas móviles y su
aplicación se ha generalizado tanto que se lo emplea muy especialmente en la
fabricación de unidades selladas, como también en unidades abiertas de tipo
familiar y en equipos comerciales de pequeña potencia.
Debido al reducido diámetro
interno del tubo capilar, la fricción que se produce entre él y el líquido en
su trayectoria hacia el evaporador, hace que en esta forma quede refrigerada la
cantidad de refrigerante que alimenta dicho dispositivo. Como en el caso del
restrictor, la cantidad de refrigerante que se provea al evaporador, será
proporcional a la diferencia de presiones que existe entre la succión y la
compresión.
También en el caso del tubo
capilar y por las mismas razones expuestas para el restrictor, se hace
necesario intercalar un filtro entre la salida del condensador y el tubo
capilar, en este último provoca la igualación de presiones entre la línea de
alta y la de baja presión al detenerse el equipo.
El termostato de
refrigerador tiene sólo una función: controlar el sistema de del
refrigerador encendiéndolo o apagándolo para asegurarse que la temperatura del
congelador permanezca en el rango correcto entre y 40
grados Fahrenheit. En los modelos libres de congelamiento, un termostato
separado con un temporizador controla el ciclo de descongelamiento. Los
termostatos generalmente están ubicados dentro del congelador entre las paredes
interiores con un sensor extendido dentro del compartimento de enfriamiento.
Hay tres tipos generales de termostatos: de presión de vapor, bimetálicos y
transistorizado.
EL TERMOSTATO – TIPOS Y CARACTERÍSTICAS
Los termostatos son
dispositivos que controlan la temperatura en un determinado punto accionando un
control eléctrico (todo o nada), que a veces puede ser conmutado, con el cual
se realizará un control sobre un elemento de accionamiento eléctrico.
Existe una gran variedad de
termostatos. En el funcionamiento
de una máquina frigorífica podemos encontrar termostatos para controlar la temperatura de los fluidos con los
que el refrigerante intercambia calor, bien sea en el evaporador o en el
condensador, y controlar el funcionamiento de la máquina si la temperatura de
estos fluidos sobrepasa o desciende ciertos valores.
TERMOSTATO
DE AMBIENTE
Su misión es la de controlar la puesta en marcha y paro de algún
elemento, para de esta forma, poder mantener las condiciones deseadas de
temperatura en el interior del local o recinto que se desea climatizar.
Pueden ser de
bimetal o bien montar un elemento sensible que normalmente está constituido
por un fuelle y un bulbo, y que en su interior contiene una carga de fluido.
Cuando la temperatura del bulbo termostático se eleva, la presión existente
dentro del elemento termostático hace extender o dilatar el fuelle, y por medio
de unos elementos mecánicos de enlace provoca el cierre de los contactos del termostato a una determinada temperatura. Cuando
la temperatura baja, de nuevo la reacción del bulbo termostático al contraerse
provoca la apertura de los contactos.
Cualquiera que sea el tipo de termostato, el elemento sensible debe
emplazarse siempre en la corriente de aire en movimiento (convección), cuidando
que no sea influenciado por las corrientes de aire caliente que se originan al
abrir la puerta de la cámara.
El bulbo no debe fijarse en ninguna de las paredes de la cámara y se
debe evitar su instalación en la caída de aire frío del evaporador.
TERMOSTATO
ANTIHIELO
Este tipo de termostato actúa como
elemento de seguridad en los evaporadores enfriadores
de líquidos, detectando la formación de hielo en la superficie del evaporador,
ya que ello podría dañarlo, además de que cuando el evaporador se escarcha
disminuye su capacidad frigorífica, puesto que el propio hielo actúa como aislante.
TERMOSTATO
DE DESESCARCHE
El termostato de desescarche controla la formación de hielo sobre la
superficie de los evaporadores de aire con expansión directa, por ejemplo en
las bombas de calor durante el funcionamiento en invierno, ya que actúa
invirtiendo el ciclo de funcionamiento y con ello se consigue el desescarche
de la batería exterior, inyectando al serpentín los gases calientes
provenientes de la descarga del compresor.
TERMOSTATO
PARA FINAL DE DESESCARCHE
Este tipo de termostato tiene por misión interrumpir la alimentación
eléctrica de las resistencias de desescarche instaladas en el evaporador.
Encontraremos termostatos fijos que normalmente montan un bimetal en su
interior y a través de una grapa especial está en contacto con uno de los tubos
del evaporador, una vez finalizado el desescarche y a partir de cierta
temperatura positiva, desconecta la alimentación eléctrica a las resistencias.
También encontraremos termostatos con bulbo y con temperatura final de
desescarche regulable, asegurando de esta forma la eliminación del hielo al
poder regular la temperatura final más adecuada según la posición del bulbo.
Algunos de estos termostatos incluyen un retardo para la puesta en
marcha de los ventiladores del evaporador, ya que al final del desescarche se
pondrá en marcha el compresor durante un tiempo, y a continuación, cuando el
evaporador ya esté frío, pondrá en marcha los ventiladores, evitando de
esta forma que el calor provocado por las resistencias durante el desescarche
sea transmitido al ambiente de la cámara.
TERMOSTATOS
PARA EVAPORADORES
Este tipo de termostatos son los empleados en refrigeración doméstica y
comercial, como botelleros, vitrinas expositoras, fabricadores de hielo, etc.
Llevan un bulbo que va fijado en un punto del evaporador, normalmente el
último tramo, a efecto de poder asegurar una temperatura óptima en el
interior del compartimento refrigerado.
En refrigeradores domésticos de un compartimento, el
propio termostato monta en el mando de regulación un botón para efectuar
los desescarches, el cual al accionarlo abrirá los contactos que alimentan
al motor y no volverá a rearmarse hasta que en el evaporador no se alcance una
temperatura aproximada de cinco grados positivos, asegurando de esta forma que
no haya hielo en la
superficie del evaporador .
En refrigeradores domésticos de dos compartimentos y un solo motor, los
desescarches en el compartimento conservador se realizan a través de una
resistencia instalada en la parte trasera de la placa del evaporador, la cual
entra en funcionamiento durante las paradas del compresor, conectada
eléctricamente en serie con la bobina de trabajo del compresor.
Los desescarches en los compartimentos congeladores siempre tienen que
ser manuales, desconectando la instalación de la corriente eléctrica, o bien
situando el mando del termostato en la posición de paro.
Los refrigeradores domésticos del tipo “combi” se acostumbran a instalar
un avisador (luz roja) que se enciende cuando la temperatura en
el departamento congelador aumenta unos 6 ºC sobre la temperatura
consignada en el termostato para el arranque.
TERMOSTATOS
DE DOS ESCALONES
Este tipo de termostato se encuentra
habitualmente en instalaciones de aire acondicionado en
las que se requiera un control automático en los ciclos de frío y de calor con
una zona muerta intermedia.
Eléctricamente consta de un doble contacto conmutado para poder realizar
las funciones, aunque también es aplicable como control de temperatura normal,
utilizando para ello uno de los conmutadores para el funcionamiento de la
instalación y el otro como seguridad.
TERMOSTATOS
ELECTRÓNICOS
En los termostatos electrónicos el control de las temperaturas se
realiza por medio de sondas que pueden ser de coeficiente térmico positivo
(CPTC) o negativo (CNTC) instaladas en unos puntos concretos según su cometido.
Una de las
principales características de estas sondas es que varían su resistencia en
relación a la temperatura que detectan, mandando dicho valor a un módulo electrónico
para que actúe en consecuencia. Normalmente los termostatos electrónicos
integran más funciones y tienen más prestaciones que los termostatos mecánicos.
Podemos encontrar desde termostatos electrónicos con sólo una salida
para el relé que alimenta al compresor, hasta tener varias salidas de
relés para poder controlar, además, el principio y final de los desescarches,
el retardo de los ventiladores, señales de alarma , temperaturas de consigna y
ambiente interior, etc.
Los márgenes de regulación de temperaturas son muy ámplios, es normal
encontrar márgenes de temperaturas comprendidas entre -60 y +90 °C con un error
máximo de un 1%. Además, el diferencial permite ser regulado de 0,5 a 10 °C con
mucha fiabilidad, factor muy importante para el buen funcionamiento de la
instalación.
REGULACIÓN
DEL TERMOSTATO
Según el tipo de termostato, además de poder regular la temperatura de
corte a través del mando principal, tendremos acceso a la regulación del
diferencial que debe existir entre ésta temperatura y la de arranque.
La diferencia normal entre la apertura y cierre del circuito está entre
2 y 8 °C, siempre dependiendo de las necesidades y características de la
instalación, aunque normalmente con un diferencial de 4 o 5 °C ya se le da el
tiempo necesario para que se igualen las presiones de los circuitos de alta y
de baja, obteniéndose a la vez un control de la temperatura correcto.
En refrigeradores que como sistema de
arranque emplean un relé de intensidad sin condensador de arranque y
la expansión se efectúe a través de tubo capilar, el termostato tendrá que
tener un diferencial lo suficientemente amplio como para dejar que se lleve a
cabo la igualación de presiones entre los circuitos de alta y baja durante el
tiempo de parada, de lo contrario el protector térmico “Klixon” desconectará la
alimentación eléctrica del motor debido al aumento de consumo provocado por la
alta presión existente en el condensador que no le permitirá arrancar.
