Elementos de controle (tubo capilar e válvula de expansão)

Elementos de Controle

O elemento de controle é mais um dos componentes importantes do sistema básico de refrigeração, sua função principal é equilibrar a quantidade de líquido e de vapor. Hoje vamos falar um pouco sobre este item.

Por que é preciso ter elemento de controle em circuitos de refrigeração?

O elemento de controle, seja ele tubo capilar ou válvula de expansão, tem a função de manter a diferença de pressão entre a região de alta e baixa (respectivamente, condensador e evaporador). Esse elemento funciona por meio da restrição da passagem do fluido refrigerante, fazendo com que ele passe de líquido aquecido a alta pressão para líquido resfriado a baixa pressão.

A partir daí, o refrigerante atinge o evaporador e inicia o processo de absorção de calor.

Como o elemento de controle atua no sistema?

Seja ele tubo capilar ou válvula de expansão, o elemento de controle cria uma resistência à passagem do fluido refrigerante. Vamos imaginar o tubo capilar, por exemplo. Esse elemento tem um diâmetro interno em torno de seis a sete vezes menor do que a tubulação de alta. É como se tivéssemos uma via expressa com seis a sete faixas para circulação de veículos e, subitamente, a partir de um determinado ponto, deixássemos apenas uma via para circulação. Isso é o que chamamos de restrição.

Na válvula de expansão o processo é um pouco diferente, mas a escolha do orifício da válvula e do número de voltas serve para ajustar a restrição que se deseja no sistema. O fluido refrigerante é forçado pela restrição, diminuindo a sua temperatura e pressão, para permitir que esteja nas condições ideais para evaporar no evaporador.

 Uma das principais diferenças entre o tubo capilar e a válvula de expansão é que no primeiro caso pode ocorrer a equalização das pressões quando o compressor está desligado, dependendo do tempo de parada, permitindo que o compressor seja de baixo torque de partida (LST). Já a válvula de expansão deve ser utilizada sempre com um compressor de alto torque de partida (HST).

 ORIENTAÇÕES GERAIS PARA A ESCOLHA

A determinação adequada do elemento de controle está associada à temperatura ou pressão correta na região de baixa. Ou seja, para um mesmo compressor, os ajustes no tubo capilar para congelamento não são os mesmos para resfriamento. O elemento de controle também varia de acordo com a capacidade de refrigeração do compressor e fluido refrigerante.

a) Tubo capilar

Em equipamentos com tubo capilar, o fluido refrigerante perde pressão em função do atrito com as paredes internas do tubo. Por isso, tanto o diâmetro interno quanto o comprimento são fatores importantes para o capilar.

A determinação do tubo capilar depende do fluido refrigerante, da temperatura que se espera na região de baixa e da capacidade do compressor.

b) Válvula de expansão

A válvula de expansão é projetada para manter um superaquecimento no evaporador. Para a refrigeração comercial são comuns dois tipos de válvula, como pode ser visto no box desta página.

Na escolha do orifício da válvula de expansão, deve-se levar em conta:

• A temperatura ou pressão que se deseja na região de baixa;
• O fluxo de massa do compressor e do fluido refrigerante.

Após a escolha do orifício, há o ajuste no número de voltas da válvula, que regula a pressão na mola. Esse ajuste deve ser realizado com o sistema ligado, buscando regular o superaquecimento no evaporador.

Deve ser lembrado que cada fabricante de válvulas tem o seu manual, que deve ser consultado sempre para se definir o modelo, o orifício e o número de voltas que se adequam melhor ao circuito de refrigeração.

Qual é melhor: Válvula de Expansão ou Tubo Capilar?

Se bem ajustados, ambos os dispositivos são capazes de manter o sistema de refrigeração funcionando da maneira adequada. A válvula de expansão permite que durante as paradas se mantenha o diferencial de pressão, fazendo com que ocorra troca de calor no instante em que o compressor parte. Porém, ela tem um custo mais elevado.

Já o tubo capilar, cujo custo é menor, permite a equalização das pressões, exigindo motor com baixo torque de partida, embora demore alguns segundos até se iniciar o processo de troca de calor.

Cada elemento de controle tem suas vantagens e desvantagens, sendo necessário avaliar qual deles se encaixa melhor para o seu sistema de refrigeração.

OS TIPOS DE VÁLVULA DE EXPANSÃO

Válvula de expansão termostática: tem um bulbo térmico com gás similar ao que circula no sistema de refrigeração, normalmente instalado em contato direto com a tubulação da saída do evaporador. Seu funcionamento depende da diferença de pressão entre o bulbo da válvula e a entrada do evaporador, regulada por uma mola ajustada pelo número de voltas. Quando se aumenta a pressão no bulbo, o diafragma permite uma maior passagem do fluido para o evaporador. Caso caia a temperatura do bulbo, ocorre o movimento inverso e o diafragma restringe a passagem de fluido. Dessa forma, a válvula atua para manter um diferencial de temperatura entre a entrada e a saída do evaporador.

Válvulas de expansão eletrônicas: contam com um termistor, sensor para tomada de temperatura, instalado na linha de sucção do compressor. O termistor se comunica com um microprocessador, que coloca em ação a válvula eletrônica, fazendo com que aumente ou diminua a passagem de fluido refrigerante líquido para o evaporador.

fonte (http://www.clubedarefrigeracao.com.br/downloads/elementos-de-controle)

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Forte abraço,

Gabriel Carvalho
Consultor Comercial de equipamentos VRF, climatização e refrigeração residencial.