Calcolo valvola di espansione termostatica.

Calcolo valvola di espansione termostatica.

Per un corretto dimensionamento di una valvola di espansione termostatica del tipo meccanico si rende necessario conoscere e determinare i seguenti parametri:

tipo di refrigerante,potenzialità del evaporatore(Qe) temperatura/pressione di evaporazione(Te/Pe) minima temperatura/pressione di condensazione(Tc/Pc) temperatura del refrigerante liquido all’ingresso della valvola termostatica(Tl)caduta di pressione nella linea del liquido,distributore,evaporatore(deltaP)

a questo punto procediamo nel calcolo in questo modo:

1 determinazione della caduta di pressione a cavallo della valvola con la formula

deltaP = Pc-(Pe+deltaP)

2 poi passiamo alla determinazione della potenzialità richiesta alla valvola e quindi; utilizzare la potenzialità dell’evaporatore (Qe) per scegliere,con una determinata temperatura d’ evaporazione,la capacità di valvola necessaria. Se è necessario correggere la resa dell’ evaporatore in funzione del sottoraffreddamento.

NOTA: la resa di un evaporatore aumenta nel momento in cui del refrigerante liquido sottoraffreddatoentra nel evaporatore stesso (guadagno entalpico) per tale motivo puo essere selezionata una valvola di minori dimensioni.

Formula per la determinazione del sottoraffreddamento

Delta sub = Tc- Tl

Tutti i costruttori di valvole forniscono delle tabelle con i relativi fattori di correzione per il sottoraffreddamento,quindi scegliere l’appropriato fattore di correzione (Fsub) corrispondente al valore (delta sub) calcolato,e determinare la potenzialità richiesta alla valvola con la formula:

deltaQ sub  = Qe/Fsub

3 a questo punto passiamo all’orificio;utilizzare la pressione a cavallo della valvola,la temperatura d’evaporazione e la potenzialità dell’evaporatore calcolata per selezionare la corrispondente dimensione dell’oreficiosulle tabelle della potenzialità corrispondente al fluido refrigerante scelto.

Poi si passa a scegliere il tipo di carica termostatica e quindi con o senza mop e il campo di lavoro se normale o bassa temperatura e alla fine il tipo di equalizzatore se interno o esterno (in caso di notevoli deltaP attraverso l’evaporatore è sempre consigliabile un equalizzatore esterno)

Un esempio pratico:

Refrigerante r 134 potenza evaporatore (Qe) 6 Kw,temperatura di evaporazione (Te) -10°C,minima temperatura di condensazione (Tc) + 30°C,temperatura del refrigerante liquido (Tl) +20°C,caduta di pressione (deltaP) 1,5 bar.

Quindi elaborando i nostri dati come segue:

1 pressione di condensazione a +30°C – Pc = 6,71 bar

Pressione d’evaporazione a -10°C – Pe = 1,01 bar

DeltaP tot = 6,71-(1,01+1,5) = 4,2 . bar.

2 potenza richiesta dalla valvola:

deltaT sub = 30 – 20 = 10 . °C

dalle tabelle di correzione del sottoraffreddamento dei costruttori in corrispondenza al deltaT sub = a _10°C  si ricava un fattore di correzione pari a 1,08 e quindi la potenza della valvola è:

deltaQ sub = 6/1,08 =  5,55 . KW

3 dimensionamento orificio:

dalle tabelle a catalogo troviamo:

 refrigerante 134

caduta di pressione a cavallo della valvola 4,2 bar

temperatura di evaporazione – 10°C

potenza evaporatore calcolata 5,5 KW

ed ecco la nostra valvola con il relativo oreficio.

Nota:

la resa della valvola deve essere uguale o bi poco superiore alla resa calcolata dell’evaporatore.