O documento descreve o funcionamento e tipos de cargas de válvulas de expansão termostáticas. Explica que a válvula controla o fluxo de refrigerante usando a pressão do bulbo, evaporador e mola. Também descreve três tipos de cargas - universal, MOP e MOP com reator - e suas aplicações em diferentes sistemas de refrigeração.

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Válvulas de
Expansão
Termostáticas

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Uma válvula de expansão consta de um
elemento termostático (1) separado do corpo
por uma membrana.
O elemento está em contacto com um bolbo
(2) através de um tubo capilar, um corpo de
válvula (3) e uma mola(4).
Funcionamento de uma válvula de
expansão termostática.
O seu funcionamento está determinado por 3
pressões fundamentais:
P1: A pressão do bolbo que actua na parte
superior da membrana e no sentido da
abertura da válvula.
P2: A pressão do evaporador, que actua na
parte inferior da membrana e no sentido do
fecho da válvula.
P3: A pressão da mola, que igualmente actua
na parte inferior da membrana e no sentido
do fecho da válvula.
Quando a válvula regula, existe um balanço
entre a pressão do bolbo de um lado da
membrana e a pressão de evaporação e da
mola do lado oposto.
Por meio da mola ajusta-se o
sobreaquecimento

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Sobreaquecimento
O sobreaquecimento determina-se medindo a
temperatura do tubo de aspiração próximo
do bolbo da válvula de expansão e a pressão/
temperatura de evaporação no mesmo
ponto. A diferença entre estes dois valores
designa-se por sobreaquecimento, expressa-
se em ºK (Kelvin) ou ºC (Celsius) e é a
indicação da quantidade de refrigerante
líquido injectado através da válvula de
expansão.
Subarrefecimento
O subarrefecimento define-se como sendo a
diferença entre a temperatura de líquido e a
pressão/temperatura de condensação
medidas à entrada da válvula de expansão. O
subarrefecimento expressa-se também em ºK
ou ºC.
O subarrefeciemnto é “necessário” para
evitar bolhas de vapor no líquido à entrada
da válvula de expansão. O vapor neste ponto
reduz a capacidade da válvula e por
conseguinte reduz o fornecimento de liquido
ao evaporador. Tipicamente, admite-se como
suficiente um subarrefecimento de 4ºK a 5ºK.
Equalização externa de pressão
Quando se utilizam distribuidores de líquido
deverá utilizar-se sempre válvulas de
expansão termostática com equalização
externa. O uso de distribuidores de liquido
pode causar uma perda de carga superior a
1bar. Este tipo de válvulas deve utilizar-se
sempre em instalações de refrigeração ou AC
com evaporadores compactos como por
exemplo permutadores de placas, ou sempre
que a perda de carga seja mais elevada que
a pressão correspondente a 2ºK

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CARGAS
As válvulas de expansão podem dispor de 3 tipos
de carga:
1. Carga Universal
2. Carga MOP
3. Carga MOP com reacção
As válvulas com carga universal empregam-se
na maioria das instalações de refrigeração. Nas
em que não se exige qualquer limitação de
pressão e nas em que o bolbo pode chegar a
estar a temperaturas maiores que o elemento,
em altas pressões/ temperaturas de evaporação.
As válvulas com carga MOP utilizam-se
normalmente em unidades standard, de fábrica,
em que se pretende uma limitação da pressão
de aspiração no momento do arranque, como
por exemplo, frio de transporte e equipamentos
de ar condicionado. As válvulas com MOP têm
uma quantidade mais reduzida de carga no
bolbo, o que significa que o elemento ou o
corpo da válvula devem estar sempre a uma
temperatura superior á do bolbo. Caso contrário
a carga pode migrar do bolbo para o elemento,
com a consequente paragem da válvula.
As válvulas com carga MOP com reactor
utilizam-se normalmente em instalações com
evaporadores “altamente dinâmicos”, como por
exemplo em ar condicionado ou permutadores
de placas com alta transmissão de calor. Com
estas válvulas podem conseguir-se valores de
sobreaquecimento superiores ás outras em 2ºK a
4ºK.

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As válvulas com carga universal têm uma
carga líquida tão grande que existirá sempre
fluido no bolbo independentemente do
elemento se encontrar a uma temperatura
inferior ou superior à do bolbo.
As de carga MOP têm uma quantidade limitada
de líquido no bolbo. A sigla MOP significa
Máxima Pressão de Operação (Maximum
Operation Pressure), que é a
pressão/temperatura mais elevada permitida
nas linhas de aspiração/evaporação. A carga
ter-se-á evaporado quando se atingir o ponto
MOP. À medida que a pressão de aspiração vai
aumentando, a válvula começará a fechar
cerca de 0,3 a 0,4 bar abaixo da pressão MOP e
estará totalmente fechada quando for atingido
o ponto MOP. Chama-se também a esta função
Protecção de Sobrecarga do Motor (Motor
Overload Protection).
Nas de carga MOP com reactor, existe no
interior do bolbo um material altamente
poroso e de grande superfície em relação ao
seu peso (tipo “esponja”). Este tipo de solução
tem um efeito amortecedor na reacção da
válvula de expansão. A válvula abre mais
devagar quando a temperatura do bolbo
aumenta e fecha rápido quando a temperatura
do bolbo diminui.

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Manual Técnico Danfoss Fonte
Notas do Instalador
Fernando Martins Revisão
Luís Bernardes Transcrição