Diseño y construcción de una válvula de expansión controlada electrónicamente, para la regulación del recalentamiento a la salida del evaporador de una instalación frigorífica
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Date
2016
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica. Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
This project is based on the design, construction and testing of an electronically
controlled thermostatic expansion valve used to regulate the superheat at the
evaporator outlet in a cooling system. This refrigeration system consists of a prototype
working with R404A, designed in order to analyze the dynamic behavior of expansion
valves. This study also covers the construction of the experimental setup.
From a theoretical point of view, heat transfer in the various components of the system
was studied in order to determine the operating point of the installation. In addition,
the expansion valve inner sectional area was estimated in order to be coupled with the
compressor-operating curve.
The results of the present study compare the overheating vs. time, evaporator pressure
vs. time and temperature evaporator vs. time of expansion valve and the electronically
controlled valve. Based on those results it has been concluded that the electronically
controlled valve properly regulates the overheating at the evaporator outlet, although
the valve setup and control algorithm need to be improved.
Description
El presente proyecto técnico se basa en el diseño, construcción y prueba de una válvula
de expansión de tipo termostática controlada electrónicamente para regular el
recalentamiento a la salida del evaporador en un sistema de refrigeración. Dicho
sistema de refrigeración consiste en un banco prototipo de pruebas que trabaja con
R404A, diseñado con el objeto de analizar el comportamiento dinámico de válvulas
de expansión. Este estudio también abarca la construcción de dicho banco de pruebas.
Desde un punto de vista teórico se estudió la transferencia de calor en los distintos
componentes del sistema con el objeto de determinar el punto de trabajo de la
instalación. Para la válvula de expansión se realizó una estimación del área de paso
para poderse acoplar a la curva de funcionamiento del compresor.
Diseñado y construido el banco de pruebas se experimentó comparando el
funcionamiento de una válvula de expansión termostática convencional y la válvula
propuesta en el presente estudio. Obteniendo como resultado las gráficas del
recalentamiento vs tiempo, presión de evaporador vs tiempo y temperatura de
evaporador vs tiempo de la válvula de expansión termostática y de la válvula
controlada electrónicamente. Comprobando en la curva de la válvula controlada
electrónicamente, que ésta regula satisfactoriamente el recalentamiento a la salida del
evaporador.
Keywords
REFRIGERACIÓN, VÁLVULAS DE EXPANSIÓN, RECALENTAMIENTO, SOLDADURA, FLUÍDO DINÁMICO, FLUÍDO TERMODINÁMICO