¿Qué es un Tubo Capilar?
Un tubo capilar, conocido en inglés como “capillary tube”, es un tubo delgado con un diámetro interior que oscila entre 0,6 y 2 mm.
Los tubos capilares para ciclos de refrigeración utilizados en aires acondicionados y frigoríficos son tubos finos de cobre o acero que controlan el flujo de refrigerante. A medida que el refrigerante atraviesa el estrecho pasaje, sufre una función conocida como expansión estranguladora, por la que la presión cae debido a la resistencia al flujo. Esta caída en la presión del refrigerante hace que éste se evapore y absorba calor de su entorno.
Si bien una válvula de expansión cumple una función similar, estas son más precisas en el control del proceso, aunque también son más costosas. Adicionalmente, se emplean tubos capilares de vidrio de alta precisión en áreas como la difracción de rayos X y la investigación científica.
Usos de los Tubos Capilares
Los tubos capilares se utilizan como equipos de refrigeración, principalmente en pequeñas unidades de refrigeración, acondicionadores de aire para habitaciones y frigoríficos eléctricos. También son útiles en aparatos de gas, aerotermos de aceite, alarmas contra incendios y equipos relacionados con terminales. Se utiliza principalmente en pequeños ciclos de refrigeración en los que las condiciones de funcionamiento son relativamente estables.
En los mismos acondicionadores de aire, las válvulas de expansión se utilizan generalmente en los acondicionadores de aire para automóviles debido a la amplia gama de condiciones de funcionamiento. Esto se debe a que es difícil que los tubos capilares funcionen en una amplia gama de condiciones, con temperaturas del aire exterior que van de bajas a altas, y compresores accionados por motores de baja a alta velocidad.
Principio de los Tubos Capilares
Los ciclos de refrigeración de los aparatos de aire acondicionado y frigoríficos constan de un compresor, un condensador, un evaporador, un recipiente y un mecanismo de expansión. En el mecanismo de expansión se utilizan válvulas de expansión y tubos capilares.
Cuando el gas refrigerante se comprime en el compresor y se enfría en el condensador, se convierte en un refrigerante líquido a alta presión. El condensador se encuentra en la unidad exterior en los acondicionadores de aire y en el armario en los frigoríficos. A continuación, el refrigerante líquido a alta presión se despresuriza mediante una válvula de expansión o un tubo capilar y entra en el evaporador. El evaporador se encuentra en la unidad interior en los acondicionadores de aire y en el armario refrigerador en los frigoríficos.
Mientras tanto, el compresor extrae refrigerante del evaporador, por lo que la presión en el evaporador es baja y el refrigerante líquido se evapora para convertirse en gas. El evaporador es un intercambiador de calor entre el refrigerante y el aire, y el calor de evaporación del refrigerante enfría el aire. Las válvulas de expansión y los tubos capilares regulan la capacidad de refrigeración controlando la presión y el caudal de refrigerante en el evaporador mediante el efecto estrangulador.
Tipos de Tubos Capilares
Hay muchos tipos diferentes de tubos capilares, en términos de finura y longitud. Los tubos capilares se pueden conectar utilizando tubos abocardados de cobre o mediante soldadura fuerte. Cuando utilice tubos abocardados de cobre, elija tuercas de doble extremo, que ya tienen tuercas en ambos extremos del tubo capilar.
1. Tipo Recto
Los tubos capilares rectos tienen un diámetro interior constante y se utilizan en sistemas de refrigeración sencillos en los que el flujo de refrigerante es constante.
2. Tipo Serpentín
Los tubos capilares tipo serpentín son tubos enrollados helicoidalmente y se utilizan cuando el espacio es reducido.
3. Tipo Multipuerto
Los tubos capilares multipuerto tienen varios puertos a lo largo de su longitud y se utilizan en sistemas con varios evaporadores o compresores.
4. Tipo de Perfil Bajo
Los tubos capilares de perfil bajo son muy delgados y se utilizan cuando el espacio es reducido.
5. Tipo Aislado
El tubo capilar tiene una capa aislante en el exterior para ayudar a mantener la temperatura del refrigerante a medida que fluye a través del tubo.
¿Cómo Seleccionar un Tubo Capilar?
A la hora de seleccionar un tubo capilar, hay que tener en cuenta una serie de consideraciones para obtener un rendimiento y una eficacia óptimos
1. Tipo de Refrigerante
Los tubos capilares deben estar dimensionados para el refrigerante utilizado.
2. Caudal de Refrigerante
Los tubos capilares deben dimensionarse para el caudal de refrigerante requerido por el sistema de refrigeración.
3. Presión de Trabajo
Los tubos capilares deben dimensionarse para la presión de trabajo del sistema de refrigeración.
4. Grado de Recalentamiento
El tubo capilar se dimensiona de forma que el recalentamiento del refrigerante a la salida del evaporador tenga el valor adecuado. El recalentamiento es la diferencia entre la temperatura de saturación correspondiente a la presión del refrigerante y la temperatura real del gas refrigerante.
Si el recalentamiento a la salida del evaporador es pequeño, hay suficiente evaporación en el evaporador, pero si parte del refrigerante líquido es aspirado hacia el compresor, esto puede causar el fallo del compresor. Si el recalentamiento es demasiado grande, la función de evaporación en el evaporador es inadecuada, resultando en un rendimiento insuficiente.