Tubo capilar

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El tubo capilar es un dispositivo de cobre que mantiene controlada la presión con que el flujo del refrigerante pasa entre el condensador (lado de alta presión) y el evaporador (baja presión), transformándolo de estado líquido a vapor, para igualar la temperatura del líquido a la de saturación del evaporador

Redacción, con información del Consejo en Excelencia Técnica

El tubo capilar es un dispositivo de cobre con un pequeño orificio de 0.5 a 3.00 milímetros de diámetro y de 1 a 6 metros de longitud, que puede trabajar con diferentes tipos de refrigerante. Es un elemento fijo de expansión, junto con las válvulas de expansión manual, automática, termostática, tipo flotador, electrónica y los orificios; sin embargo, a diferencia de las mencionadas con antelación, sólo se ocupa para mantener el flujo, mientras que las válvulas también regulan la cantidad de gas requerida por el evaporador, de acuerdo con su carga térmica.

Su función consiste en mantener controlada la presión con la que el flujo del refrigerante pasa entre el condensador (lado de alta presión) y el evaporador (baja presión) y presentar resistencia al paso del refrigerante en estado líquido. La disminución de la presión favorece la fricción o la aceleración con que fluye el refrigerante dentro del tubo capilar, pero también se debe a la longitud del mismo. Su propósito es transformar un porcentaje del refrigerante en estado líquido a vapor, para igualar la temperatura del líquido a la de saturación del evaporador.

La temperatura es constante a lo largo del tubo capilar. La Presión saturada de Condensación (Pc) va disminuyendo hasta la Presión saturada de Succión (Ps) a la entrada del evaporador, donde el refrigerante cambia las fases vapor-líquido; hasta la Presión de Evaporación (Pe)

La resistencia que presenta el flujo y la disminución del área de paso aumenta la velocidad y ayuda a disminuir la presión cuando el equipo se encuentra operando.

En cambio, cuando el sistema está detenido, permite que la presión entre del lado de alta, mientras que el de baja presión disminuye, a fin de equilibrarla. De acuerdo con la empresa Quimobásicos, esto se debe a que, al detenerse la operación del equipo, la presión de alta y de baja buscan un equilibrio a través del tubo capilar. Lo anterior permite que el compresor funcione de nuevo con presiones parecidas o iguales entre el lado de alta y el de baja, de tal forma que el compresor no arranque con una gran presión en contra.

Para que este dispositivo funcione de manera adecuada se debe instalar un filtro deshidratador que reduzca las posibilidades de un bloqueo en el orificio del capilar, pues de lo contrario lo pequeño de su diámetro facilita obstrucciones por impurezas o humedad.

Dimensiones
La longitud de este elemento depende del equipo HVACR en que se instale, así como de la carga térmica y del compresor. Por lo tanto, su selección se debe realizar de manera cuidadosa, de acuerdo con las especificaciones del fabricante sobre la cantidad de refrigerante, el tipo de elemento de expansión, etcétera. Además, es importante considerar lo siguiente:

  • Si formará parte de los componentes de un sistema de aire acondicionado o de refrigeración
  • Las temperaturas de conservación, condensación, succión y ambiente
  • El tipo de refrigerante
  • El grado de subenfriamiento

Además de dañar el compresor, una instalación inadecuada del tubo capilar fomenta el dispendio de energía. Para evitarlo, el técnico debe conocer las tablas de selección. Por ejemplo, la tabla aplicable a unidades de aire acondicionado con R-22 y un sólo circuito:

Para dos o más circuitos, divida la capacidad del equipo entre el número de capilares y seleccione el diámetro adecuado.

Los números después de las letras TC indican el diámetro interior en milésimas de pulgada:

  • TC-64 064”
  • TC-80 080”

La tabla es sólo una aproximación del diámetro y la longitud necesaria y puede variar en aplicaciones en campo

Otro aspecto crucial es que el tubo capilar debe estar dimensionado para que, en condiciones normales, alimente al evaporador con la misma cantidad de refrigerante que succiona el compresor. Cuando eso sucede se considera que está en el punto de balance.

Obstrucción del tubo capilar

  • Las principales causas de un bloqueo en el orificio del tubo capilar responden a:
  • Degradación del aceite y su acumulación en el tubo
  • Presencia de humedad que se congela al atravesar la tubería
  • Malas prácticas del técnico encargado del mantenimiento o reparación del equipo
  • Moléculas del filtro deshidratador que se van desprendiendo debido al desgaste y el uso
  • Bajo costo
  • Sin partes en movimiento, por lo que no necesita mantenimiento
  • Permite la igualación de presiones entre el condensador y el evaporador en los ciclos de paro del compresor
  • Por lo anterior, se requiere de motores con un bajo par de arranque
  • Ideal para sistemas con compresores herméticos precargados en fábrica

Desventajas

  • No se ajusta a las variaciones de cambio de flujo por cambio en las condiciones de operación
  • Se puede obstruir fácilmente si hay impurezas o contaminantes en el sistema
  • Requiere de la instalación de un filtro deshidratador, el cual puede ser unidireccional o bidireccional, dependiendo del tipo de equipo
  • La carga de refrigerante es crítica

Llevar a cabo la correcta selección del tubo capilar exige que el sistema de aire acondicionado o refrigeración para funcionar a la perfección dependerá de las especificaciones técnicas de cada equipo, por lo que el técnico deberá consultar siempre la información del fabricante.




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