Válvulas: en pro del ahorro energético Jueves 22 de Octubre de 2009 09:44

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Válvulas: en pro del ahorro energético
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Si hay elementos en los sistemas de refrigeración que contribuyan de gran manera en ese afán de los fabricantes por ahorrar energía son la válvulas de expansión. En el presente artículo se repasarán algunas características de estos importantes equipos dentro de la industria.

Por: Héctor Gómez Pérez

El consumo racional de energía es un tema principal en la agenda actual de la industria de la refrigeración. Por tal motivo, los fabricantes se han dado a la tarea de investigar y de lanzar al mercado equipos y sistemas con el mejor rendimiento en la materia. Algo que de un lado demuestra una conciencia por los temas medioambientales y de otro representa un respiro monetario para los usuarios de los equipos al disminuir el pago de servicios públicos.

Quisimos invitar a dos expertos en el tema de válvulas de expansión para que compartan, desde su experiencia, la importancia de estos equipos en los sistemas de refrigeración y su aporte al objetivo común de la industria: ahorrar energía. Ellos fueron Matthieu Ruille, agente de Carel para Latinoamérica y Fernando Becerra, gerente de refrigeración de Danfoss Colombia.

El porqué de las válvulas
La importancia de estos dispositivos en la industria radica en que son adecuados para mejorar el control y el ahorro de energía en los equipos HVAC. O en palabras de Ruille: “Las válvulas de expansión electrónicas junto con los driver que las manejan no sólo permiten un ahorro de energía, sino que pueden aumentar la capacidad de enfriamiento del evaporador y evitar el retorno de líquido en el compresor, controlando de manera muy efectiva el sobrecalantamiento”.

Una válvula de expansión electrónica permite hacer ahorro de energía reduciendo la presión de condensación. Según análisis, el compresor dentro de un sistema de refrigeración es el componente que más energía consume; basados en el artículo “Control Inteligente de Refrigeración – una herramienta potente para el ahorro energético en los supermercados” escrito por Bodil Lindhard de la División de Controles de Refrigeración y A/C de Danfoss, encontramos que en un supermercado corriente el consumo de energía en los sistemas de refrigeración se distribuye de la siguiente manera: condensadores 47%, ventiladores de evaporador 19%, resistencias antivaho 18%, ventiladores de condensador 12% y desescarche 4%.

El trabajo del compresor depende de la presión de succión de descarga o también llamada de condensación. “Si reducimos la presión de condensación, reducimos el trabajo del compresor y, por supuesto, hacemos ahorro de energía”, comentó Ruille. Precisamente eso es lo que hace una válvula de expansión electrónica: ahorrar energía reduciendo la presión de condensación.

¿Termostáticas o electrónicas?
Como lo explicó Fernando Becerra, ambas, las válvulas de expansión termostáticas y las electrónicas cumplen la misma función siempre y cuando sean válvulas de expansión directas: mantener un superheat constante en el evaporador. “Las válvulas de expansión electrónicas cumplen con esta función, pero manejando variaciones de carga grande, hasta un 90% por debajo del diseño; por otro lado, la velocidad de respuesta es rápida, en cambio las válvulas de expansión termostáticas sólo toleran +-20% de variación de carga térmica para mantener el superheat constante en 5oC y las velocidades de respuesta son más lentas”, dijo Becerra.

Entre las diferencias de ambas que más destacó Ruille tenemos que “las válvulas termostáticas están diseñadas para trabajar con un Delta P (presión) fijo, es decir, con las temperaturas de condensación y evaporación fijas. Para el caso de Carel, las electrónicas tienen un asiento de 15 mm en comparación de las termostáticas que tienen solamente 1mm; esto permite a las primeras tener 480 posiciones diferentes y por consiguiente una alta precisión”.

“Si rastreamos en su historia, las válvulas de expansión electrónicas nacieron en 1982 con sistemas modulantes, luego se redujeron costos trabajando con válvulas pulsantes con tiempos de apertura que varían desde tres a seis segundos. Hoy en día el control tiende a combinar los sistemas mecánicos con las ventajas de la presión de la electrónica (mecatrónica), no sólo para mantener lleno un evaporador conservando un superheat, sino también para regular presiones, deshielos, compresores, condensadores, etc”, explicó Becerra.

Por su parte Ruille apuntó que “en la actualidad existen dos tipos de válvulas de expansión electrónicas: las que funcionan con pulsos y las que lo hacen con pasos. Éstas últimas tienen una mayor precisión ya que las de pulsos actuán de manera similar a las termostáticas porque tienen posiciones on/off. Es cierto que las válvulas electrónicas con pulso permiten ahorro de energía, pero su desempeño permite choques de presión que constituyen un peligro importante para los evaporadores hechos de cobre, sobre todo si se aumenta la capacidad de los mismos”.

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