Ei! Como fornecedor de válvulas, sou frequentemente questionado sobre o princípio de funcionamento de uma válvula de expansão térmica. Então, pensei em detalhar isso nesta postagem do blog.
Vamos começar com o básico. Uma válvula de expansão térmica, frequentemente abreviada como TXV ou TEV, é um componente crucial em sistemas de refrigeração e ar condicionado. Sua principal função é regular a quantidade de refrigerante que flui para a serpentina do evaporador. Por que isso é tão importante? Bem, se a quantidade certa de refrigerante não chegar ao evaporador, o sistema não resfriará ou aquecerá de maneira eficaz.
Como tudo começa
Em um sistema de refrigeração ou AC, o refrigerante passa por um ciclo. Ele começa como um líquido de alta pressão e alta temperatura quando sai do condensador. O refrigerante então precisa entrar no evaporador, onde absorverá o calor do ar circundante (em um sistema AC) ou do espaço que está sendo resfriado (em um sistema de refrigeração).
A válvula de expansão térmica fica entre o condensador e o evaporador. É como um guarda de trânsito, controlando a quantidade de refrigerante que chega ao evaporador. Se entrar muito refrigerante no evaporador, ele não terá tempo suficiente para evaporar completamente e o refrigerante líquido poderá voltar para o compressor, o que pode danificá-lo. Por outro lado, se entrar muito pouco refrigerante, o evaporador não será capaz de absorver calor suficiente e o sistema não funcionará de forma eficiente.
Os principais componentes
Uma válvula de expansão térmica possui algumas peças importantes que trabalham juntas para fazê-la funcionar.
- Bulbo: O bulbo é preenchido com um refrigerante ou fluido que possui propriedades semelhantes às do refrigerante do sistema. Está conectado à saída do evaporador. A temperatura do refrigerante que sai do evaporador afeta a pressão dentro do bulbo.
- Diafragma: O diafragma é uma membrana flexível que separa duas câmaras. Um lado do diafragma está conectado ao bulbo e o outro lado está conectado a uma mola e à pressão do evaporador.
- Assento e agulha da válvula: A sede da válvula é por onde o refrigerante flui e a agulha é usada para controlar o tamanho da abertura na sede da válvula. Quando a agulha se move para cima ou para baixo, altera a quantidade de refrigerante que pode passar pela válvula.
O Mecanismo de Trabalho
Veja como a válvula de expansão térmica realmente funciona, passo a passo:
- Sentindo a temperatura: O bulbo detecta a temperatura do refrigerante que sai do evaporador. À medida que a temperatura do refrigerante na saída do evaporador aumenta, a pressão dentro do bulbo também aumenta. Isso ocorre porque o fluido dentro do bulbo se expande quando fica mais quente.
- Pressão no diafragma: O aumento da pressão do bulbo é transferido para um lado do diafragma. Do outro lado do diafragma está a pressão do evaporador e a força de uma mola. O diafragma atua como um ponto de equilíbrio entre essas duas pressões.
- Movendo a agulha: Se a pressão do bulbo for superior à pressão combinada do evaporador e da mola, o diafragma será empurrado para baixo. Este movimento para baixo faz com que a agulha se mova para cima, abrindo mais a sede da válvula. Como resultado, mais refrigerante pode fluir para o evaporador.
- Ajustando o fluxo: Por outro lado, se a temperatura do refrigerante que sai do evaporador diminuir, a pressão dentro do bulbo cai. A pressão do evaporador e da mola torna-se então maior que a pressão do bulbo, empurrando o diafragma para cima. Isto faz com que a agulha se mova para baixo, reduzindo o tamanho da abertura na sede da válvula e diminuindo a quantidade de refrigerante que flui para o evaporador.
Aplicações do mundo real
As válvulas de expansão térmica são utilizadas em todos os tipos de sistemas de refrigeração e ar condicionado. Você os encontrará em aparelhos de ar condicionado residenciais, refrigeradores comerciais e até mesmo em sistemas de refrigeração industriais. Por exemplo, num supermercado, os sistemas de refrigeração que mantêm os alimentos frios dependem de válvulas de expansão térmica para garantir que é utilizada a quantidade certa de refrigerante para manter a temperatura adequada.
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Referências
- Manual ASHRAE - Refrigeração. Sociedade Americana de Engenheiros de Aquecimento, Refrigeração e Ar Condicionado.
- Stoecker, WF e Jones, JW (1982). Refrigeração e Ar Condicionado. McGraw-Hill.
