El tubo capilar como dispositivo de expansión

El tubo capilar es un dispositivo de control de refrigerante. Se trata de un simple tubo de cobre con una longitud específica que depende de la aplicación o unidad donde se lo use, y en cuyo interior posee un orificio de diámetro muy reducido, que actúa como restricción al paso del refrigerante que ingresa al evaporador de un frigorífico o sistema de refrigeración.

A la entrada del tubo capilar, suele instalarse un filtro deshidratador, con el fin de prevenir la obstrucción del tubo capilar, ya que su orificio interior, de pequeño diámetro, es propenso a bloquearse con impurezas o humedad.

La longitud del tubo capilar es lo que hace posible la resistencia necesaria para crear la diferencia de presión entre el lado de alta y baja presión de un sistema frigorífico.

Una de las ventajas del tubo capilar, es que equilibra las presiones tanto del lado de alta como de baja presión cuando el sistema frigorífico se detiene. Esto es, debido a que mientras el sistema está detenido, la presión de alta y de baja tienden a buscar el equilibrio a través del tubo capilar. Cuando el compresor vuelve a arrancar, las presiones en ambos lados son prácticamente las mismas. De esta manera, no se somete al compresor a un arranque con una gran presión en contra. Esta característica del tubo capilar, es lo que permite el empleo de compresores más económicos y con bajo torque de arranque en pequeñas unidades frigoríficas.

A diferencia de la válvula de expansión termostática, el tubo capilar no opera eficientemente sobre un amplio rango de condiciones. Sin embargo, es su bajo costo de fabricación lo que lo hace tan popular en aplicaciones de pequeñas potencias frigoríficas.

Ventajas  del uso del tubo capilar

Los sistemas frigoríficos que emplean tubo capilar como dispositivo de expansión, no requieren el empleo de tubo o tanque recibidor ya que todo el refrigerante en estado líquido es almacenado en el evaporador. Sin embargo, pueden encontrarse en la línea de baja presión un acumulador de succión que previene la posible entrada de refrigerante en estado líquido al compresor. Los acumuladores de succión evitan la entrada de refrigerante líquido al compresor, el cual no está diseñado para comprimir refrigerante en estado líquido.

¿Cómo funciona el tubo capilar?

El tubo capilar puede describirse como un tubo de longitud fija y con orificio muy pequeño que conecta el lado de alta presión (condensador) y de baja presión (evaporador) de un sistema frigorífico.

El tubo capilar funciona ofreciendo cierta resistencia al flujo del refrigerante en estado líquido, manteniendo la diferencia de presión necesaria entre el condensador y el evaporador. Debido a la fricción y aceleración generada dentro del tubo capilar, la presión desciende a medida que el refrigerante atraviesa la longitud del tubo capilar.

Con el objeto de reducir la temperatura del líquido a la temperatura de saturación del evaporador, una parte del líquido debe convertirse en vapor dentro del tubo capilar.

Consideraciones importantes a la hora del empleo del tubo capilar

Dado que las presiones del lado de alta y de baja se equilibran a través del tubo capilar durante la parada del compresor, no se debe sobrecargar el sistema frigorífico con refrigerante. Es por esta razón que no se instalan recibidores de líquido en las unidades que emplean tubo capilar como elemento de expansión. Si la unidad es sobrecargada con refrigerante, la presión de descarga será mayor y el compresor se sobrecalentará. Por lo tanto, la carga de refrigerante en sistemas frigoríficos que empleen tubo capilar es muy crítica. Se recomienda realizar la carga de refrigerante siguiendo las instrucciones del fabricante de la unidad. Si sabemos la cantidad de refrigerante que lleva la unidad, deberemos cargar usando balanza para minimizar el riesgo de una sobrecarga de refrigerante.

El técnico deberá tener especial cuidado durante la soldadura del tubo capilar. Dado que el diámetro del tubo capilar es muy pequeño, el tubo capilar puede llegar a bloquearse con material de soldadura si no se toman las precauciones adecuadas. La soldadura del tubo capilar requiere de cierta paciencia y experiencia.

En aquellos escenarios, en donde por distintas razones deba cambiarse el tubo capilar, debe reemplazarse por otro de las mismas características que el original, con el fin de que el sistema frigorífico alcance la misma performance. En el caso de no disponer las medidas originales del tubo capilar, será la experiencia del técnico y las distintas pruebas con distintas longitudes la que determinará el largo ideal.

El acumulador de succión en las unidades con tubo capilar

El acumulador de succión es un pequeño recipiente con forma cilíndrica hecho de cobre. Se instala entre el evaporador y el compresor de un sistema frigorífico.

Algunas veces, el refrigerante circula con pequeñas partículas de este en estado líquido. Estas partículas quedan separadas en el acumulador. El refrigerante en estado líquido alojado en el acumulador lentamente se evapora y luego es aspirado por el compresor. Además, el acumulador previene la entrada de refrigerante en estado líquido al compresor cuando la carga en el evaporador disminuye de manera drástica.

Problemas de bloqueo u obstrucción del tubo capilar

Durante el service o reparación de unidades equipadas con tubo capilar, el técnico puede llegar a encontrarse con un tubo capilar bloqueado. Entre las causas que provocan esta falla podemos mencionar:

• Presencia de humedad en el sistema frigorífico que al intentar atravesar el tubo capilar se congela y obstruye el mismo.
• Presencia de impurezas generadas por la degradación del aceite que se acumulan en el tubo capilar y lo obstruyen.
• Malas prácticas durante la reparación de la unidad que provocan la obstrucción del tubo capilar.
• Degradación de las moléculas del filtro deshidratador que se acumulan en el tubo capilar impidiendo el paso de refrigerante.

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Consultas técnicas realizadas en el Foro de Soporte Técnico sobre este tema:

Cómo calcular un tubo capilar

Cómo se destapa un capilar tapado

Técnicas de selección de capilar