Dispositivos de control de flujo | Tipos y características

Los dispositivos de control de flujo son los elementos que regulan el flujo del refrigerante en el evaporador. Son utilizados en los sistemas de refrigeración y aire acondicionado. Estos dispositivos dividen el lado de baja presión del lado de alta presión del sistema. 

Aunque damos por hecho que el evaporador y el condensador hacen trabajos similares, aunque a la inversa (uno evapora el refrigerante, el otro lo condensa), los evaporadores no trabajan a la misma velocidad en que lo hace un condensador, por esa razón existen los dispositivos de control de flujo, que permiten reducir la velocidad del flujo refrigerante, regulando su paso hacia el evaporador y que este haga su trabajo correctamente. Si el fluido refrigerante entrara al evaporador en la misma cantidad y velocidad en que entra al condensador, este no se evaporaría por completo y se correría el riesgo de que el mismo refrigerante salga del evaporador aún en estado líquido, entrando al compresor y dañando las partes que lo componen. Hablaremos de los tipos y características de cada uno de estos dispositivos.

¿Dónde se encuentra ubicado el dispositivo de control de flujo?

Recordemos que el refrigerante entra de forma gaseosa en el compresor. En este sitio se le aplica presión y calor, es decir que eleva su presión y temperatura. A la salida del compresor tenemos un gas muy caliente que fluye por el efecto de la diferencia de presión hacia el condensador, en donde se condensa (se hace líquido), pero sigue a una temperatura mayor, sigue su camino y nos encontramos con el evaporador, en donde se evapora y se encuentra a una menor temperatura (frío). Entonces, habiendo mencionado que el dispositivo de expansión divide el sistema en menor y mayor presión y temperatura, damos por entendido que este dispositivo se encuentra justo entre el condensador y el evaporador, ya que, el compresor y el condensador constituyen el lado de alta presión del sistema, mientras que el evaporador constituye el de menor presión. 

Existen diferentes clases de dispositivos de control de flujo, cada uno ajustado a las necesidades y eficiencia del sistema. Hablemos pues, de los tipos de dispositivos que existen y sus características.

Tipos de dispositivos de control de flujo

Tubo capilar 

Tubos capilares de sistemas acondicionadores de aire tipo Split.

El tubo capilar es el modelo más sencillo de todos los dispositivos de control de flujo. Este consiste en un arrollamiento de tubo cuyo diámetro interior es muy pequeño. Estos dispositivos de control de flujo se utilizan normalmente en los equipos de refrigeración doméstica y aires acondicionados compactos o Split. No se usan en equipos de mayor capacidad debido a la imposibilidad de ajuste, ya que este no es una válvula como las que veremos más adelante. Los tubos capilares son dispositivos de control de flujo básicos, por lo que su uso en equipos de mayor capacidad provocaría la ineficiencia de estos.

Los tubos capilares no son considerados válvulas por dos razones: la primera es que, como se mencionó, no se puede ajustar el control de flujo, y la segunda, porque no se puede controlar por medio de otro dispositivo de control.

Los tubos capilares reducen la velocidad el flujo del refrigerante gracias al diámetro interior de este. Desde luego que el tamaño irá de acuerdo a las necesidades del sistema, siempre que no supere los rangos en que debe usarse, en ese caso habría que optar por otro medio de control de flujo.

Válvula termostática de expansión (VTE)

Las válvulas termostáticas de expansión o también llamadas válvulas de expansión termostática son las más utilizadas en el mundo de la refrigeración.Estos dispositivos se caracterizan porque trabajan por medio de la presión y la temperatura. Estas válvulas tienen una pequeña abertura que permite el paso del refrigerante. Esta abertura es controlada por una aguja que tiene un bulbo sensor de temperatura que permite que cierre o abra la aguja para que permita o impida el flujo de refrigerante según sea necesario.

El bulbo sensor contiene un líquido que detecta la temperatura del refrigerante. Cuando esta es mayor que la temperatura del refrigerante en el evaporador, la aguja abrirá la válvula y permitirá un mayor flujo de refrigerante. Tener en cuenta que la aguja se abrirá tanto como la temperatura que se detecte por el bulbo sensor de la válvula. Mientras más caliente, mayor será la abertura y por lo tanto, mayor el flujo de refrigerante hacia el evaporador. En cambio, cuando la temperatura del evaporador es menor, es decir, está frío, el bulbo sensor detectará esta temperatura y accionará la aguja para que cierre la abertura de la válvula. Esto significaría menor cantidad de flujo al refrigerante, pero, ¿Por qué funciona de este modo? Analicemos el funcionamiento de la válvula termostática.

¿Qué significa que la temperatura dentro del evaporador sea más alta y por ende se abra la válvula? Pues, bien, cuando dentro del evaporador hay una mayor temperatura, significa que todo el refrigerante se ha evaporado por completo, lo que significa que el evaporador ha cumplido con el trabajo. A la salida del evaporador se tendrá el refrigerante totalmente evaporado y con todo el calor añadido posible. Por tanto, en ese caso el evaporador está a la espera de más refrigerante, por lo que el bulbo sensor permite que se abra la válvula dejando pasar más refrigerante.

Fuente: Cero Grados Celsius

Ahora bien, ¿Qué significa que la temperatura dentro del evaporador sea menor y se cierre la válvula? Contrario a lo anterior, significaría que el refrigerante presente en el evaporador está aún en estado líquido y no se he evaporado por completo, por lo que para evitar que siga entrando refrigerante al serpentín evaporador y este permita el paso de refrigerante líquido al compresor, se cierra la válvula para que impida el paso de más refrigerante que no podrá evaporarse. Posteriormente, una vez evaporado ese refrigerante, ahora la temperatura del evaporador volverá a aumentar, por lo que la válvula dará paso a más refrigerante, y así generando un ciclo constante.

La válvula termostática de expansión se utiliza en los sistemas de refrigeración y acondicionadores de aire más grandes y complejos.

Válvula automática de expansión (VAE)

La válvula automática de expansión trabaja de forma similar a la válvula de expansión termostática a diferencia que esta última trabaja con la temperatura y la válvula automática de expansión trabaja con la presión. Al igual que todos los dispositivos de control de flujo, esta también permite o impide, según sea el caso, el paso de refrigerante hacia el evaporador, esto lo hace manteniendo una presión constante dentro de este.

La válvula automática de expansión no permitirá que fluya el refrigerante al evaporador a menos que se reduzca la presión. La reducción de la presión dentro del evaporador se efectuará por medio de la acción del compresor, ya que cuando está funcionando succiona todo el refrigerante vaporizado dentro del evaporador, reduciendo su presión en el interior. Este cambio es sentido por la válvula automática de expansión y permite el flujo de refrigerante líquido. De forma contraria, la válvula se cierra cuando la presión en el interior es mayor, lo cual significa que el motor compresor está detenido y el refrigerante permanece en el evaporador (lo que mantiene cierta presión elevada y la válvula cerrada). Posteriormente, cuando el compresor vuelve arrancar, succiona todo el refrigerante del evaporador, reduciendo una vez más la presión dentro y abriendo la válvula para el paso de más refrigerante. Así es como sucesivamente continúa el ciclo.

Válvula termoeléctrica de expansión (VTEE)

Las válvulas termoeléctricas de expansión cuenta con un sensor eléctrico que detecta el calor por medio de termistores. Los termistores son fabricados con materiales semiconductores. Estos son materiales que conducen electricidad en ciertas condiciones y la aíslan en otras. Los termistores son instalados en la línea de succión y también conectados con el sensor, ahora, ¿Cómo funciona este sistema de expansión con termistores? Pues bien, cuando el refrigerante se encuentra más caliente, los termistores conducirán más voltaje. Lo contrario cuando el refrigerante está mas frío. Cuando aumenta el voltaje, la abertura de la válvula será mas grande, lo que significa que pasará mayor cantidad de refrigerante al evaporador. Por el contrario, cuando el refrigerante se enfría, el voltaje será menor y esto hará que se cierre la apertura de la válvula, impidiendo el flujo de refrigerante. 

Las válvulas de expansión termoeléctrica usan termistores porque la eficiencia con que conduce la electricidad depende de la temperatura. Estos sistemas de expansión trabajan a niveles de voltaje bajos, por lo que se debe emplear un transformador para poder utilizarlo.


Como se ha podido ver, existen diferentes tipos de dispositivos de expansión, desde los más sencillos hasta los más complejos, sin embargo, la finalidad de cada uno es el mismo: mantener controlado el flujo del refrigerante que pasa al evaporador. Sin estos dispositivos, el funcionamiento de los sistemas de refrigeración sería inexistente, es por ello que estos dispositivos son elementos imprescindibles en estos sistemas.