Aunque las válvulas termostáticas de expansión siguen ocupando el primer lugar de preferencia entre actores de la industria de controladores para refrigeración y acondicionamiento de aire, el mercado siguió evolucionando, dejando a muchos atrás.
por María Cecilia Hernández Ocampo
Al momento de elegir una válvula de expansión que será instalada, bien sea en un sistema de refrigeración o en uno de acondicionamiento de aire, el mercado ofrece una gama variada de elementos. Hay que saber elegir analizando las necesidades del proyecto. Enfocándonos en el segmento de la refrigeración industrial podemos encontrar un abanico de posibilidades con distintos tipos de válvulas, cada una ofrece ventajas diferentes.
En una analogía utilizada por Fernando Becerra Ariza, gerente del área de Refrigeración de Danfoss S.A. se resume la dinámica de este negocio en la región latinoamericana: “El crecimiento del mercado de válvulas de expansión es mucho mayor al crecimiento del Producto Interno Bruto (PIB) de nuestras economías”. Esto se debe, según Becerra, al gran potencial que tenemos en el mejoramiento de nuestra cadena de frío, la cual demanda cuartos fríos, tanques de leche, transporte refrigerado, chillers, etc.
Adicionalmente con el mejoramiento de la calidad de vida de la región, el incremento del sector del aire acondicionado igualmente demanda todos los elementos del ciclo. En opinión de Roberto Santana Cueva, ingeniero de aplicación de la compañía Emerson Climate Technologies, las válvulas de expansión podrían clasificarse en: automáticas, manuales, termostáticas, eléctricas y electrónicas. Esta categorización se refiera a la forma en que la válvula hace la expansión. La más común y usada en el mercado es la de expansión termostática, también conocida como VTE. Y en esto coinciden otros expertos de la industria.
El ingeniero Gildardo Yañez, gerente técnico del Grupo Refrigerantes, explica que La válvula termostática de expansión es probablemente el control de flujo más popular y más usado en la industria de la refrigeración y el aire acondicionado. “La VTE es una válvula dinámica que constantemente modula y regula el paso del refrigerante hacia el evaporador para mantenerlo alimentado correctamente, de tal forma que pueda trabajar en las diferentes condiciones de operación”, aclara Yañez.
La válvula depende de otros elementos
Tal y como lo explica Fernando Parra, gerente de ventas para grandes usuarios de Emerson Climate Technologies, “un sistema de refrigeración comercial puede funcionar con cuatro componentes básicos: el evaporador, el condensador, el compresor y el regulador de flujo, que en nuestro caso es la VTE”. La función del evaporador, continúa Parra, es absorber calor (enfriar); el condensador disipa el calor que el refrigerante recogió en el sistema; la función del compresor es elevar la presión y la temperatura del gas (la bomba); y finalmente la VTE, por analogía con el compresor, reduce la presión y la temperatura del líquido. Parra señala que respecto al compresor y la VTE, en ambos casos, el compresor da al refrigerante las condiciones para que pueda ser condensado en el condensador y la VTE da al refrigerante las condiciones para que pueda ser evaporado en el evaporador y producir el efecto refrigerante.
Contextualizado este tema, Yañez y Parra coinciden en que las características que deben evaluarse para seleccionar una válvula de expansión son:
- La capacidad del evaporador en Kcal. / hr., o Btu. / hr. o Kw. o Toneladas de refrigeración.
- Las condiciones de operación: presiones y temperaturas de evaporación y condensación (aplicación).
- La caída de presión a través de la válvula, incluyendo la del distribuidor de líquido.
- La temperatura de líquido a la entrada de la válvula. A menor temperatura de líquido, aumenta la capacidad de la válvula y viceversa.
Es fundamental:
- Saber si la VTE será con igualador interno o externo (equalizador). La VTE de igualador interno es para evaporadores sin caída de presión.
- Verificar que el tipo de refrigerante sea el mismo que usa el sistema de refrigeración.
- Tener en cuenta que la válvula de expansión se selecciona con relación al evaporador.
Un paso gigante
A pesar de los grandes avances tecnológicos que ha tenido esta industria, las válvulas termostáticas de expansión siguen siendo las más utilizadas. Sin embargo, estos nuevos desarrollos vienen ganando terreno con muy buenos resultados. “Definitivamente el avance más importante que está cambiando la manera de ver los sistemas y su regulación es la electrónica, y las válvulas de expansión no se escapan a esto. Básicamente la válvula electrónica de expansión (VEE), opera fundamentada en el posicionamiento de un actuador que puede ser alimentado por un motor paso a paso o por un sistema de pulsos”, comenta Giovani Barletta, gerente técnico para la Región Andina, El Caribe y Centro América, de Emerson Cimate Technologies.
La tendencia apunta a desarrollar nuevos equipos y componentes enfocados a reducir el consumo de energía. Actualmente podemos ver compresores de alta eficiencia, intercambiadores micro canal, placas, variadores de velocidad en condensadores y compresores, controles y controladores electrónicos. “Entre los controles electrónicos tenemos válvulas de expansión con ahorros de energía superiores al 15%, que mejoran la administración, el control y la seguridad del sistema”, apunta Fernando Becerra. Pero ahí no paran las ventajas de las VEE. Según Roberto Santana, estas controlan de una forma muy precisa el flujo de refrigerante hacia el evaporador, así como el sobrecalentamiento del gas a la salida del evaporador.
Así mismo, su tiempo de respuesta para abrir o cerrar es muy corto; su cierre es positivo, lo cual elimina el uso de una válvula solenoide; son multifuncionales, es decir, se pueden utilizar como válvulas reguladoras de presión, para desvío de gas caliente o para controlar el nivel de líquido.
Termostáticas, las número uno
Lo que es seguro es que las nuevas tecnologías, en especial las VEE, todavía no ocupan el lugar que se merecen. Causa de ello puede ser la resistencia al cambio inherente en los seres humanos, al fin y al cabo evolucionar siempre precisa de pasar por una etapa de caos. Para Rodnei Peres, gerente de exportaciones de Full Gauge Controls, “la manera de pensar mudó de foco. Hemos dejado de trabajar pensando solamente en una variable. Ahora, no sólo trabajamos por mantener la temperatura adecuada, sino también por la manera en que vamos mantener esa temperatura”.
Peres explica que ahora se integran los controladores a otras variables que son necesarias para garantizar las condiciones óptimas de funcionamiento, se trabaja en temas de sobre calentamiento y subenfriamiento y se enfoca el trabajo hacia el menor consumo de energía. “Sin embargo, aún hay una desventaja: el costo inicial es elevado si se compara con el de una válvula termostática”, apunta el representante de Full Gauge.
Ante el factor “costo”, las VTE siguen siendo la opción número uno. En parte, según explica Fernando Parra, porque una válvula de estas bien seleccionada, bien instalada, a la que no le han movido el ajuste de sobrecalentamiento no debería fallar, no tiene por qué fallar, ya que esta responde solo a presión y temperatura. En la mayoría de los casos la válvula falla porque las condiciones del sistema han sido alterados, porque está mal seleccionada o mal instalada, pero no porque se haya dañado. “Por eso es que hoy por hoy en el mercado americano lo que prevalece para refrigeración y aire acondicionado comercial es la VTE, que sin duda es para más del 95% de las instalaciones”, argumenta Parra.
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