Recalentamiento en el evaporador

Muchas veces hemos escuchado de la importancia de un correcto recalentamiento en un evaporador. Un evaporador mal regulado puede estar funcionando y dando frío durante mucho tiempo, pero con una buena regulación obtendremos unos beneficios importantes. Perder un rato en regular la válvula de expansión de un evaporador nos comportará una menor formación de escarcha, un aumento del rendimiento y por consiguiente un ahorro energético y menos averías en la unidad condensadora.
En este artículo intentaremos aclarar conceptos sobre este tema.

¿Qué es el recalentamiento?

El recalentamiento, o sobrecalentamiento, es la diferencia entre la temperatura del vapor refrigerante y su temperatura de saturación.

En un evaporador tenemos un refrigerante en ebullición y por lo tanto, mientras este refrigerante esté en estado líquido y evaporándose, la temperatura corresponderá a su temperatura de saturación y será invariable.
Una vez el líquido se ha evaporado en su totalidad, mientras el refrigerante acaba de circular por el evaporador continúa absorbiendo calor, lo que conlleva el aumento de temperatura del gas refrigerante a la salida del evaporador.

La diferencia entre la temperatura de saturación del refrigerante y la temperatura del vapor a la salida del evaporador, !es el recalentamiento!

¿Cuántos grados de sobrecalentamiento son los correctos?

El recalentamiento dependerá del tipo de instalación y del gas refrigerante y lo que nos encontraremos será entre 5º C y 8º C para sistemas con refrigerantes halogenados y evaporadores ventilados.
Hay sistemas con el refrigerante R-744 (CO₂) en transcrítico, que se diseñan con 0º C de recalentamiento.

En un evaporador, cuanto menos recalentamiento, más rendimiento. Es por esto que se busca que el sistema de expansión pueda regar completamente el evaporador para reducir al mínimo el recalentamiento.
Si el recalentamiento es muy pequeño, podemos tener problemas de llegada de líquido al compresor, con lo que en caso de que nos pase esto, se deberá adecuar la unidad condensadora con sistema que eviten la rotura de los compresores.

¿Qué problemas acarrea un bajo recalentamiento?

Un evaporador con un recalentamiento muy bajo nos dará el máximo rendimiento disponible en el evaporador, pero también nos puede provocar la salida de líquido sin evaporar hacia el tubo de aspiración. Si en la aspiración del compresor nos llega líquido, este puede romperse.

Por lo tanto, el principal problema de un recalentamiento bajo será la posible rotura del compresor a causa de un «golpe de líquido».

¿Qué problemas acarrea un recalentamiento elevado?

Un sobrecalentamiento del gas refrigerante en la aspiración nos dará unos problemas importantes:

• Rendimiento pobre en el evaporador. Un recalentamiento alto quiere decir que el evaporador no queda correctamente regado y las causas pueden ser múltiples:
  • Baja carga de gas refrigerante. Uno de los motivos es que al no tener la carga correcta de gas refrigerante, no nos entra la suficiente cantidad de líquido en el evaporador y se evapora mucho antes de llegar a la salida de este.
  • Mala regulación de la válvula de expansión. Hay mucha gente que monta la válvula en el evaporador y no comprueba el recalentamiento. Esta práctica, muy común, debería de abandonarse y siempre ajustar el recalentamiento.
  • Obstrucción en la línea de líquido. Esta obstrucción puede ser debida a un filtro taponado, la válvula de expansión estropeada, la válvula de solenoide que no abre completamente, etc. Cualquier obstrucción en la entrada del evaporador nos provocará una falta de entrada de líquido en el evaporador con el consiguiente aumento del recalentamiento.
  • Mal diseño de la instalación. Si tenemos un circuito con un evaporador muy sobredimensionado respecto a su unidad condensadora, nos podemos encontrar que la única forma de funcionar sería la de restringir el paso de refrigerante con el consiguiente aumento del recalentamiento.

• Otro problema que nos puede dar, especialmente en sistemas de baja temperatura, es que los gases aspirados por el compresor, al estar muy recalentados, no refrigeren correctamente el compresor. Esto conllevará un aumento de temperatura del compresor y su parada si tiene protección térmica o avería si no hay sistema de control de temperatura.

• El bajo rendimiento causado por un alto recalentamiento provoca que el evaporador tenga que funcionar más tiempo y con condiciones que no son óptimas. Algunas veces puede provocar elevadas acumulaciones de escarcha.

¿Válvula de expansión Termostática o Electrónica?

Hay diferentes tipos de sistemas de expansión y los mas utilizados son:

• Tubo Capilar. Se monta en pequeños equipos para abaratar costes del equipo. El fabricante ya ha calculado la longitud i diámetro del tubo capilar y, una vez montado, ya no se puede regular. El recalentamiento que obtendremos dependerá de la carga de gas refrigerante y la temperatura de condensación con lo que no es lo más apropiado para conseguir buenos rendimientos.
• Válvula de Expansión Termostática. Con compensador externo, o no. Es la más utilizada gracias a su sencillez, fiabilidad y buen rendimiento. Importante montarla correctamente. Si es con compensador externo, se debe de conectar y no taparlo nunca. El bulbo sensor de temperatura debe de conectarse correctamente. Encontrarás las «normas de colocación del bulbo» en la página correspondiente del temario del Frigorista Torpe.
• Válvulas de expansión electrónicas. Actualmente se ha mejorado mucho la electrónica y los últimos modelos se basan en modelos matemáticos para conseguir recalentamientos muy bajos sin que nos salta líquido sin evaporar. Son un poco más complejas debido a los componentes que necesitan (sondas de temperatura, sondas de presión, etc) pero gracias a ellas se consiguen mejores rendimientos que con las termostáticas.

En estos momentos, si tengo que elegir yo, me decantaría por válvulas termostáticas en equipos pequeños o equipos donde no es necesario mucho control, pero no dudaría ni un momento en montar válvulas de expansión electrónicas en los equipos grandes o los equipos donde es preciso un mejor control de la temperatura.

¿Como regular el recalentamiento?

En sistemas con válvula de expansión electrónica es muy fácil, puesto que en el controlador electrónico encontraremos un parámetro que será «Recalentamiento» y lo ajustaremos al valor correcto para nuestra instalación.

Para sistemas con otro tipo de válvula de expansión, lo más fiable es utilizar el manómetro y un termómetro. Existen herramientas que ya lo hacen todo automáticamente como por ejemplo el TESTO 550. Pero con un manómetro de baja y un termómetro, igualmente lo haremos.

• Necesitamos una toma de presión a la salida del evaporador. La toma de presión del compresor solo sirve si lo tenemos muy cerca. Una distancia entre el evaporador y el compresor hará que tenga una pérdida de presión y la medida no será correcta.
• Montaremos un termómetro a la salida del evaporador. Este termómetro debe de estar firmemente fijado en la posición correcta como si fuese un bulbo de válvula de expansión.
• Apuntaremos la presión que nos marca el manómetro y lo convertiremos a temperatura según el gas refrigerante. Si no tenemos la tabla, podremos utilizar una app de conversión. Una APP que me gusta mucho es la DANFOSS REF TOOLS.
• Apuntaremos la temperatura que nos marca el termómetro.
• Restaremos la temperatura del termómetro con la temperatura de la conversión de la presión del manómetro.
• El resultado es el recalentamiento de ese evaporador, en ese momento.
• Si tenemos un recalentamiento elevado, se procederá a abrir la válvula de expansión. Si por el contrario tenemos poco recalentamiento, se ha de cerrar la válvula.

Cualquier cambio en la regulación del sistema, debe de ser lento y no debemos precipitarnos en la regulación dando tiempo a que los ajustes realizados se reflejen en nuestros instrumentos de medida.

En lugar del manómetro, podemos medir la temperatura del tubo a la salida de la válvula de expansión, en la entrada del evaporador. Esta lectura sería la de saturación y si la restamos a la del termómetro de la salida también nos dará el recalentamiento, aunque no es tan preciso.

Lo importante es bajar lo máximo el recalentamiento sin que nos llegue golpe de líquido en el compresor.