11-1 hansen taller valvulas de expansion - iiar colombia 2015

7/26/2019 11-1 HANSEN Taller Valvulas de Expansion - IIAR Colombia 2015

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Taller de Válvulas de Expansión

Operación y Aplicación

Ing. Ernesto Rodriguez

Gerente Regional Latino America



Visión generalizada

• Orígenes de ecuaciones de dimensionamiento

de válvula

• Cómo se aplican las ecuaciones de las válvulas

de expansión manual y otros controles de

expansión de líquidos

• La correcta aplicación puede conducir a

sistemas de refrigeración más eficientes y más

seguros



Decisiones críticas cuando

selecciónan controles de expansión

de líquidos

• Tipo de válvula apropiado para la aplicación

• Tubería de tamaño correcto para minimizar choque

hidráulico

• Tipo de válvula para dar mejor control, más eficiencia

• Válvula que tendrá el mayor fiabilidad para la una

correcta aplicación



Válvulas de control de líquido en el sistema de

Refrigeracion en Amoniaco



Válvulas flotadoras de

control de líquido



Drenado del Condensador

CONDENSER



Evaporadores con Expansión

Directa

DX EVAP.



Evaporadores con alimentación

de líquido

EVAP.



Reguladores de flujo constante

a evaporadores

EVAP.



Inyección líquida

COMPRESSOR



Alimentación de líquido a

recirculadores y tanques inundados

RECIRCULATOR



Ecuaciones para

Dimensionamiento de Válvulas

• Ecuación de Bernoulli

• Desarrollo de una simple fórmula de flujo

•

Aplicación de la fórmula a dimensionamientode válvulas de Refrigeracion Industrial



Ecuación de Bernoulli

P/ρ + gz + V2/2 = Constante

P = Presión

ρ = Densidad g = Gravitación Constante

z = Elevación

V = velocidad



Aplicando la Ecuación de

Bernoulli a Válvulas



Líquido a través de la válvula



Determinando el Cv



Tipos de dispositivos de

medición en Refrigeración

Industrial en Amoníaco• Orificio Simple

• Válvulas de Expansión Manual

•

Reguladores de Flujo• Flotadora Drenadora

• Válvula de Expansión Termostática

• Válvulas de Expansión Pulsantes• Válvulas Motorizadas de Expansión



Aplicaciones placa de orificio

• Orificios de Circuito alimentación de líquido en los

Evaporadores

• Orificios en los distribuidores de líquido para

evaporadores DX• Líneas de retorno de aceite en los separadores de

aceite del compresor

•

Orificios en la descarga de la bomba de Refrigeración• Orificios enel Bypass de la bomba de Refrigeración



Placas de orificio para el

control de flujo



Aplicación en Bomba Refrigerante



Orificios en la descasrga de la

Bomba

H Operating Point

30 GPM, 70 feet



Calcular el Cv para Placas de Orifico

en la Descarga



Aplicación de Válvulas de

Expansión manual

• Alimentación de evaporadores

• Alimentación de Recipientes Recirculados

•

Alimentación evaporadores y EnfriadoresInundados.

• estrangulacion del Gas Caliente durante el

Deshielo



Válvulas de Expansión

manual



FLUJO DE REFRIGERANTE

Un fluido (Refrigerante) con distintas presiones, siempre fluye

del punto de mayor presión al punto de menor presión.

P1 > P2

Flujo

P1 P2

Válvula de

Expansión

Alta

Presión

Baja

Presión



Ajuste Qué hacer y Qué no

hacer

No use válvulas de paso para regulación de flujo

C v

vueltas de apertura

Cv VS. Vueltas de Abertura

Válvula de cierre

Válvula de Expansión

Manual



Tipos de estraguladores-

Parabolico



Tipos de estranguladores- Aguja



Tipos de estranguladores -Ranurado

Dimensionamiento y



Dimensionamiento y

configuración de las válvulas de

expansión manual

• Dimensionamiento de la tabla de capacidades

• Dimensionamiento cuando los GPM se

conocen

• Dimensionamiento cuando conocen las

Toneladas de Refrigeración.

Dimensionamiento de la tabla



Dimensionamiento de la tabla

de capacidades del los

fabricantes

• Capacidad del Evaporador con lasrecirculaciones que alimentan a el evaporador

• Dividir las Tons/Cv de la tabla de capacides

• Ver la vueltas de apertura de la tabla



Ejemplo de

Dimensionamiento• 30 ton evaporador a 4:1 rango de recirculaciones

• Determinar tamano de la linea y caida de presión

• 30 * 4 = 120 tons

•

De la tabla de Amoniaco 0°

F con 20 psid• 120 tons/86 tons/Cv = 1.395

• Cv = 1.395

• Ver el tamaño de la válvula en la tabla del

fabricante



Tabla de vueltas de apertura

Cv



Dimensionamiento cuando los

GPM se conocen



Cuando se conocen las

Toneladas de Refrigeración



Cuando se conocen las

Toneladas de Refrigeración

Resolviendo para Cv en



Resolviendo para Cv en

terminos de Toneladas de

Refrigeracion

Dimensionamiento de válvulas para



Dimensionamiento de válvulas para

dimensionamiento de alimentación

de líquidoDimensionamiento cualquier válvula de expansión manual o

válvula de control para aplicaciones de alimentación de líquido

es una tarea más difícil. Varias variables afectarán la capacidad

del dispositivo de dosificación. Estas variables son:

•Condiion del líquido sub-enfriado, saturado o intermitente

•La tubería de entrada - tamaño y longitud

• tuberías de Salida- flujo libre, tuberías de tamaño inferior,

codos y accesorios

•Porcentaje de tiempo la válvula está abierta (expansión manual

/ Solenoide combinada).



Alimentación de líquido a

Recirculador



Dimensionamiento de Válvulas

de alimentación Líquido

• Sin concenso sobre la válvula ecuación

dimensionamiento• No hay consenso sobre la capacidad de la

válvula



Capacidades de Alimentacion de Líquidos de

Varios Fabricantes

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

60 70 80 90 100

TONS/Cv

Temperatura de Condensacion °F

Capacidades de liquido Expandido

Tons/Cv (kW/Kv)Manufacturer A

Manufacturer B

Manufacturer C

Manufacturer E

Conoflo

Lineal (ANSI formula)

Lineal (ANSI Subcooled)

300

365

245

180

485

545

kW/Kv



Golpe de gas @ entrada de la

Válvula

• “Gas flash” disminuye la capacidad de la

válvula y aumenta el desgaste y la erosión de

material de la válvula

• Ejemplo de línea de líquido de 100 toneladas

con un 2% de gas

• 2,500 libras / hr o 50 lbs / hr de gas

• Equivale a 6 minutos por hora solamente para

el flujo de gas



Golpe de gas @ entrada de la

Válvula

• Ejemplo: válvula de expansión 100 ton

• Condiciones de entrada:

• 2,500 libras / hr @ 86° F amoníaco líquido

•

1 "tamaño de la línea por Manual de Tuberias del IIAR.• Condiciones de salida:

• 2.164 libras / hr @ 20° F amoniaco líquido línea de 1"

• 336 libras / hr @ 20°F vapor de amoníaco línea de 1

½” • Tamaño de la línea de 2” por Manual de Tuberías del

IIAR

Vál l d C l



Válvulas de Control para

docificación de líquido

Flotadora Reguladora de drenaje- Alta Presión

•drenaje del condensador

•descongelar

Flotador Reguladores de drenaje - baja presión

•Mantener el nivel de líquido en evaporadores

inundados



Drenado del Condensador

d d l



Drenado para descongelar

Evaporadores

• Tamaño Drenador de líquido para 3 a 4 veces la

demanda del evaporador. Calcularlo en libras /

min y utilizar las de selección del fabricante.•

Vál l d ió



Válvulas de expansión

termostáticas



Válvulas controladas electrónicamente

para control de líquidos

Válvulas Motorizadas

-Transmisión Directa Estilo Globo

•Abierto - Cerrado

•Incremenmto lineal del flujo con la apertura

•Apertura Rotatoria (válvula de bola)

Válvulas Pulsante Moduladora

V t j d Vál l



Ventajas de Válvulas

Motorizadas• Monitoreados y controlados de forma remota

• Solucionar problemas en válvulas y de sistema

• Cambio operación remotamente

• Apertura lenta y cierre

• Minimizar o eliminar el "golpe de ariete"

• Controla el flujo líquido a basado de entrada

• Mantener los niveles de líquido constantes

• Reducir al mínimo la carga y descarga del compresor• Reducir al mínimo los cambios de presión en la bomba del

recirculador



Válvulas Pulsantes



Válvulas Pulsantes

• Pulsos abiertos y cerrados en respuesta a la señal de

controlador

• Típicamente 6 segundos lapso

• Aplicaciones de medición pequeña capacidad

Vál l d E ió




Motorizadas

Vál las de E pansión




Motorizadas

• Sistemas más grandes

• Dimensionamiento válvulas motorizadas para

Alimentación de Líquido

• 50-50 es la Regla para Solenoides Vs.

Motorizada

• Dimensionamiento de Líneas

• Sistemas con amplia gama de capacidades

Dimensionamiento válvulas de




expansión motorizadas para

alimentacion de líquido

• 50-50 Regla de Solenoide / Expansión Manual

Ejemplo Tamaño de la válvula de 50% a tiempo - 100

toneladas sistema- válvula Tamaño de 200 toneladas

Capacidad para la válvula de expansión motorizada

• Tamaño de la válvula para el mayor caudal requerido

•Sistema de puesta en marcha

• Después de descongelación





expansión motorizadas para

alimentación de líquidoTamaño de la Línea - típicamente de 1 a 2 Diametros más grandes

que el Tamaño de la válvula



Dimensionamiento válvulas de expansión

motorizadas para alimentacion de líquido

• Aplicación con una amplio rango de capacidad



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