BR102012023415B1 - método de resfriamento de ar interno em um veículo, sistema de condicionamento de ar de veículo, e, veículo - Google Patents

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Ricard Bosch Tous
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Abstract

MÉTODO DE RESFRIAMENTO DE AR EM UM VEÍCULO E SISTEMA DE CONDICIONAMENTO DE AR PARA UM VEÍCULO. A presente invenção é um método de resfriamento de ar em um veículo que usa uma unidade de armazenamento de frio (60) no ciclo de refrigeração. O sistema de condicionamento de ar e sua unidade de armazenamento de frio são adaptados para trabalhar de acordo com a operação do veículo. O método produz frio em excesso para ser armazenado na unidade de armazenamento de frio (60), com o uso de aquecimento por troca de fase materiais, em pelo menos um modo de operação do sistema. Esse em excesso permite resfriar o ar de suprimento para o volume de conforto, em pelo menos um outro modo de operação. Essa carga/descarga da unidade de armazenamento de frio (60) e o ciclo de refrigeração associado poderiam corresponder a uma minimização de critérios de consumo de veículo, por exemplo, um período de frenagem regenerativa e um período de tração/cruzeiro ou, alternativamente, de acordo com a otimização da capacidade de condensar variável do ciclo de refrigeração.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um método de resfriamento de ar em um veículo e um sistema de condicionamento de ar de veículo.
[0002] Os veículos de transporte público tais como ônibus, trens e bondes geralmente possuem ciclo de frequência alta de inícios/paradas com tempos de percurso curtos. Isso torna difícil controlar o sistema de condicionamento de ar para fornecer conforto térmico para o passageiro ou para resfriar um espaço fechado que contém equipamentos que produzem calor, tal como um ambiente técnico, enquanto que limita o consumo de energia do sistema de condicionamento de ar. Um coeficiente de desempenho alto (COP) do sistema de condicionamento de ar é difícil de ser alcançado em um período de tempo de percurso completo.
[0003] Isso torna ainda mais difícil gerenciar cargas de energia do veículo.
[0004] Um objetivo da invenção consiste em propor um método de condicionamento de ar em um veículo que reduz o consumo de energia enquanto que fornece bom conforto térmico para os passageiros.
[0005] Em suma, a invenção fornece um método de resfriamento de ar interno em um veículo que usa um circuito de refrigeração para operar pelo menos um ciclo de refrigeração que compreende comprimir um refrigerante em um compressor, condensar o refrigerante em um condensador, expandir o refrigerante em um dispositivo de expansão e evaporar o refrigerante em um evaporador para produzir frio, em que o método compreende operar um primeiro ciclo de refrigeração para produzir frio em excesso para resfriar ar interno e armazenar excesso de frio em uma unidade de armazenamento de frio em uma primeira fase e operar um segundo ciclo de refrigeração para recuperar frio da unidade de armazenamento de frio em uma segunda fase.
[0006] De acordo com outras modalidades, o método compreende um ou diversos dos seguintes recursos, considerados sozinhos ou em qualquer combinação tecnicamente plausível: - o primeiro ciclo de refrigeração é operado com o uso de energia de frenagem regenerativa durante uma fase de frenagem do veículo e o segundo ciclo de refrigeração é operado durante uma fase de cruzeiro e/ou uma fase de tração do veículo; - o primeiro ciclo de refrigeração é operado durante uma fase de capacidade de condensação alta e o segundo ciclo de refrigeração é operado durante uma fase de capacidade de condensação baixa; - o método compreende evaporar o refrigerante no evaporador com transferência de energia térmica entre o refrigerante no evaporador e ar que flui através do evaporador e transferir energia térmica entre o refrigerante no evaporador e a unidade de armazenamento de frio; - a unidade de armazenamento de frio é uma unidade de armazenamento de frio de material de troca de fase; - o primeiro ciclo de refrigeração compreende as etapas de: - comprimir o refrigerante no compressor; - misturar o refrigerante com o absorvente em um misturador; - absorver o refrigerante no absorvente e condensar a mistura em um absorvente; - separar a mistura formando refrigerante e absorvente em um separador; - condensar o refrigerante no condensador; - expandir o refrigerante em um dispositivo de expansão; e - evaporar o refrigerante no evaporador; - o primeiro ciclo de refrigeração compreende transferir calor do refrigerante comprimido para a mistura no separador. - a etapa de misturar compreende misturar refrigerante comprimido com absorvente separado do refrigerante no separador; - o método compreende alimentar absorvente para um circuito de lubrificante do compressor; - o segundo ciclo de refrigeração compreende as etapas de: - comprimir o refrigerante no compressor; - condensar o refrigerante no absorvente e/ou condensador; - expandir o refrigerante no dispositivo de expansão; e - evaporar o refrigerante no evaporador.
[0007] A invenção também se refere a um sistema de condicionamento de ar de veículo que compreende um circuito de refrigeração para circulação de um refrigerante, em que o circuito de refrigerante compreende um compressor de velocidade variável, um condensador, um dispositivo de expansão e um evaporador, e um dispositivo de energia de frenagem regenerativa para recuperar energia durante fases de frenagem do veículo que alimentam o compressor, uma unidade de armazenamento de frio configurada para operar o método conforme definido acima.
[0008] De acordo com outras modalidades, o sistema de condicionamento de ar compreende um ou diversos dos seguintes recursos, considerados sozinhos ou em qualquer combinação tecnicamente plausível: - o evaporador compreende bobinas de evaporador para circulação de refrigerante e troca de energia térmica entre o refrigerante e ar que flui entre as bobinas de evaporador, em que a unidade de armazenamento de frio é configurada para troca de energia térmica com o refrigerante nas bobinas de evaporador; - o circuito de refrigeração compreende adicionalmente um misturador para misturar o refrigerante que sai do compressor com um absorvente, em que um absorvente e um separador para separar o refrigerante do absorvente disposto em configuração em série no circuito de refrigeração entre o compressor e o condensador; e - isso compreende uma linha de absorvente para alimentar o misturador com absorvente separado do refrigerante no separador.
[0009] A invenção ainda se refere a um veículo, a saber, veículo de trilho, que compreende um sistema de condicionamento de ar conforme definido acima.
[0010] A invenção e suas vantagens serão mais bem compreendidas mediante a leitura da seguinte descrição detalhada dada simplesmente por meio de exemplo e em referência aos desenhos anexos, nos quais: - A Figura 1 é um diagrama que ilustra esquematicamente um veículo que compreende um sistema de condicionamento de ar para implantação do método de condicionamento de ar da invenção; e - As Figuras 2 e 3 ilustram o sistema de condicionamento de ar da Figura 1 em duas configurações diferentes.
[0011] Conforme ilustrado na Figura 1, o veículo 2, por exemplo, um veículo de trilho, compreende um sistema de condicionamento de ar 4 para condicionar ar em um compartimento de passageiro do veículo 2.
[0012] O sistema de condicionamento de ar 4 serve para operar os ciclos de refrigeração com um fluido refrigerante ou refrigerante para gerar frio e transferir frio para o ar soprado no interior do compartimento de passageiro.
[0013] O sistema de condicionamento de ar 4 compreende um circuito de refrigerante 6 para circulação do refrigerante. O circuito de refrigerante 6 compreende um compressor 8, um misturador 10, um trocador de calor por absorção ou “absorvente” 12, um separador 14, um trocador de calor por condensação ou “condensador” 16, um dispositivo de expansão 18 e um trocador de calor por evaporação ou “evaporador” 20.
[0014] O compressor 8, o misturador 10, o absorvente 12, o separador 14, o condensador 16, o dispositivo de expansão 18 e o evaporador 20 são fluidamente conectados em serie em uma disposição cíclica para circulação do refrigerante.
[0015] O absorvente 12 é um trocador de calor que permite a transferência de calor entre o refrigerante que circula em bobinas de absorvente 22 do absorvente 12 e um fluido que circula através do absorvente 12 fora das bobinas de absorvente 22.
[0016] O condensador 16 é um trocador de calor que permite a transferência de calor entre o refrigerante que circula em bobinas de condensador 24 do condensador 16 e um fluido que circula através do condensador 16 fora das bobinas de condensador 24.
[0017] O fluido que circula através do absorvente 12 e do condensador 16 geralmente é ar externo de fora do compartimento de passageiro. O sistema de condicionamento de ar 4 compreende pelo menos um soprador 26 para forçar o ar para fora através do absorvente 12 e do condensador 16.
[0018] O dispositivo de expansão 18 é, por exemplo, uma válvula de expansão, de preferência, uma válvula de expansão controlada eletronicamente.
[0019] O evaporador 20 é um trocador de calor que permite transferência de calor entre o refrigerante que circula em bobinas de evaporador 28 do evaporador 20 e um fluido que circula através do evaporador 20 fora das bobinas de evaporador 28.
[0020] O fluido que circula através do evaporador 20 é ar soprado no compartimento de passageiro. O sistema de condicionamento de ar 4 compreende pelo menos um soprador 5 30 para forçar ar interno através do evaporador 20 e para o interior do compartimento de passageiro.
[0021] O misturador 10 é configurado para misturar o refrigerante com um fluido absorvente ou absorvente em uma mistura, de preferência, uma mistura zeotrópica. Um absorvente é um fluido que irá permitir que o refrigerante se dissolva no absorvente. O absorvente é, por exemplo óleo, a saber, óleo lubrificante, e o refrigerante é, por exemplo, um gás de HFC.
[0022] Em pelo menos um modo operacional, o misturador 10 recebe o refrigerante comprimido que sai do compressor 6 e do absorvente e mistura o refrigerante comprimido com o absorvente formando uma mistura.
[0023] O separador 14 é configurado para separar o refrigerante do absorvente. O separador 14 tem uma entrada de mistura 32 para receber a mistura, uma saída de refrigerante 34 para liberar refrigerante e uma saída de absorvente 36 para liberar o absorvente.
[0024] Opcionalmente, o circuito de refrigerante 6 compreende uma linha de desvio de separador 38A disposta para desviar o separador 14. A linha de desvio de separador 38A se estende entre a entrada de mistura 32 e a saída de refrigerante 34 do separador 14. O circuito de refrigerante 6 compreende um vão de desvio de separador 39A para controlar o fluxo de refrigerante seletivamente através da linha de desvio de separador 38A ou do separador 14.
[0025] Opcionalmente, o circuito de refrigerante 6 compreende uma linha de desvio de absorvente 38B disposta para desviar o misturador 10, o absorvente 12 e o separador 14. A linha de desvio de absorvente 38B se estende entre o ramal do circuito de refrigeração 6 que se conecta à entrada do misturador 10 e à saída de refrigerante 34 do separador 14. O circuito de refrigerante 6 compreende um vão de desvio de absorvente 39B para controlar seletivamente o fluxo do refrigerante através do misturador 10 e do absorvente 12 ou através da linha de desvio de absorvente 38B.Opcionalmente, o circuito de refrigerante 6 compreende um trocador de calor de separador 40 disposto entre uma linha de alta pressão 41 do circuito de refrigerante 6 que se estende a partir da saída do compressor 8 para o misturador 10 e um vaso 42 do separador 14. O trocador de calor de separador 40 serve para transferir energia térmica do refrigerante que sai do compressor 8 em pressão e temperatura altas e o fluido no vaso do separador 14.
[0026] O sistema de condicionamento de ar 4 compreende um circuito de absorvente 44 para alimentar o misturador 10 com absorvente. O circuito de absorvente 44 compreende uma linha de absorvente 46 que se estende a partir da saída de absorvente 36 do separador 14 para o misturador 10 e uma bomba 48 fornecida na linha de absorvente 46 para circular o absorvente na linha de absorvente 46.
[0027] O circuito de absorvente 44 compreende opcionalmente um trocador de calor de absorvente 50 para resfriar o absorvente entre o separador 14 e o misturador 10. O trocador de calor de absorvente 50 é fornecido na linha de absorvente 46 a montante da bomba 5 48, entre a bomba 48 e a saída de absorvente 36. O trocador de calor de absorvente 50 serve para trocar calor entre o absorvente e um fluxo de ar. O trocador de calor de absorvente 50 é colocado adjacente ao absorvente 12 e ao condensador 16 para o soprador 26 soprar ar através do absorvente 12, do condensador 16 e do trocador de calor de absorvente 50.
[0028] Opcionalmente, o absorvente é igual ao fluido lubrificante do compressor 8 e o circuito de absorvente 44 compreende uma linha de retorno 54 que permite alimentar um circuito de lubrificante do compressor 8 com o absorvente da saída de absorvente 36 do separador 14.
[0029] O sistema de condicionamento de ar 4 compreende adicionalmente uma unidade ou acumulador de armazenamento de frio 60 disposta para uma transferência de energia térmica com o refrigerante nas bobinas de evaporador 28.
[0030] A unidade de armazenamento de frio 60 é uma unidade de armazenamento de frio de material de troca de fase. Isso compreende um reservatório 62 que contém um material de troca de fase (PCM) 64 que troca a fase em uma faixa de temperatura correspondente a do refrigerante no evaporador 20 em operação do sistema de condicionamento de ar 4.
[0031] O evaporador 20 tem uma passagem de ar 66 para que o ar passe através do evaporador 20 entre as bobinas de evaporador 28 e troque energia térmica com o refrigerante no evaporador 20. A passagem de ar 66 e o reservatório 62 são separados. As bobinas de evaporador 28 se estendem através da passagem de ar 66 para troca térmica refrigerante/ar e através do reservatório 62 para troca térmica refrigerante/PCM.
[0032] A unidade de armazenamento de frio 60 é, dessa forma, integrada no evaporador 20. O evaporador é um material de troca de fase/ trocador de calor de refrigerante de ar/refrigerante combinado.
[0033] A unidade de armazenamento de frio 60 é adaptada para recolher frio do refrigerante quando o refrigerante está em temperatura inferior à da temperatura de troca de fase do material de troca de fase ou liberar frio para o refrigerante quando o refrigerante está em uma temperatura superior a da temperatura de troca de fase do material de troca de fase.
[0034] O compressor 10 é um compressor de velocidade variável. O compressor 10 é conectado a uma fonte de energia elétrica 70 e um dispositivo de recuperação de energia de frenagem regenerativa 72 adaptado para converter energia de frenagem durante fases de frenagem do veículo em energia elétrica e alimentar o compressor 10 com a dita energia elétrica.
[0035] O dispositivo de recuperação de energia de frenagem regenerativa 72 pode compreender convencionalmente um gerador elétrico adaptado para gerar um par de frenagens em um conjunto de roda 74 do veículo 2 e, por sua vez, gerar potência elétrica.
[0036] O sistema de condicionamento de ar 4 compreende uma unidade de controle (não mostrada) para controlar os diferentes equipamentos do sistema de condicionamento de ar 4, ou seja, o compressor 8, o misturador 10, a válvula de desvio 39, a bomba 48 e os sopradores 26, 30.
[0037] O sistema de condicionamento de ar 4 é adaptado para implantar um método de resfriamento de ar em um veículo, em que o método compreende produzir frio em excesso para resfriar ar 5 e armazenar excesso de frio na unidade de armazenamento de frio 60 através da implantação de um primeiro ciclo de refrigeração sob determinadas condições e da recuperação de frio a partir da unidade de armazenamento de frio 60 mediante a implantação de um segundo ciclo de refrigeração sob outras condições.
[0038] O sistema de condicionamento de ar 4 é adaptado para operar o primeiro ciclo de refrigeração conforme ilustrado na Figura 2 e o segundo ciclo de refrigeração conforme ilustrado na Figura 3. Nas Figuras 2 e 3, os equipamentos não usados nos ciclos de refrigeração correspondentes são ilustrados em linhas pontilhadas.
[0039] Conforme ilustrado na Figura 2, no primeiro ciclo de refrigeração, o compressor 8 opera em uma primeira velocidade. A bomba 48 e o misturador 10 são ativados e a válvula de desvio de separador 39A é controlada para o refrigerante fluir através do separador 14. O primeiro ciclo de refrigeração compreende, dessa forma: - comprimir o refrigerante no compressor 8; - misturar o refrigerante com o absorvente no misturador 10; - absorver o refrigerante no absorvente e condensar a mistura no absorvente 12; - separar a mistura em refrigerante e absorvente no separador 14; - condensar o refrigerante no condensador 16; - expandir o refrigerante no dispositivo de expansão 18; e - evaporar o refrigerante no evaporador 20.
[0040] A etapa de evaporação do refrigerante compreende transferir simultaneamente energia térmica entre o refrigerante e o ar e transferir energia térmica entre o refrigerante e a unidade de armazenamento de frio 60.
[0041] No primeiro ciclo de refrigeração, o refrigerante é misturado com absorvente no misturador 10, no absorvente 12 e no separador 14. O absorvente é removido do refrigerante no restante do circuito de refrigerante 6.
[0042] Conforme ilustrado na Figura 3, no segundo ciclo de refrigeração, o compressor 8 opera em uma segunda velocidade inferior à primeira velocidade, a bomba 48 e o misturador 10 são parados e, opcionalmente, a válvula de desvio do separador 39A é controlada para o refrigerante fluir através da linha de desvio de separador 38A desviando, dessa forma, o separador 14. O segundo ciclo de refrigeração compreende, dessa forma: - comprimir o refrigerante no compressor 8; - condensar o refrigerante no absorvente 12 e no condensador 16; - expandir o refrigerante no dispositivo de expansão 18; e - evaporar o refrigerante no evaporador 20.
[0043] No primeiro ciclo de refrigeração, o compressor 8 é operado em velocidade rotacional alta e consome potência alta. O compressor 8 fornece uma grande quantidade de refrigerante com pressão alta e temperatura alta e o circuito de refrigerante 6 fornece frio em excesso em relação à demanda de frio. O excesso de frio é armazenado pela unidade de armazenamento de frio 60 durante o primeiro ciclo de refrigeração. A unidade de armazenamento de frio 60 é carregada no primeiro ciclo de refrigeração.
[0044] No segundo ciclo de refrigeração, o compressor 8 é operado em velocidade inferior e consome menos potência. O compressor 8 fornece uma quantidade inferior de refrigerante com pressão alta e temperatura alta e o circuito de refrigeração 6 fornece, por sua vez, uma quantidade inferior de frio que pode estar em déficit em relação à demanda de frio. O frio é fornecido para o refrigerante no evaporador 20 pela unidade de armazenamento de frio 60 e transferido para o ar que atravessa o evaporador 20. A unidade de armazenamento de frio 60 é descarregada no primeiro ciclo de refrigeração.
[0045] Vantajosamente, o primeiro ciclo de refrigeração é operado em uma fase de frenagem do veículo com o uso de energia de frenagem regenerativa para alimentar eletricamente o compressor 8 e o segundo ciclo de refrigeração é operado em uma fase de cruzeiro e/ou uma fase de tração do veículo.
[0046] Também vantajosamente, o primeiro ciclo de refrigeração é operado em uma fase de capacidade de condensação alta. A capacidade de condensação depende das condições de ar externas. As condições de ar externas podem variar ao longo do percurso de um veículo, por exemplo, devido a uma seção de túnel do percurso. É possível detectar a capacidade de condensação e ter como oportunidade a capacidade de condensação alta para implantar o primeiro ciclo de refrigeração com limitação de consumo de energia. Em um percurso repetitivo de um veículo, tais como em transportes públicos, seções de capacidade de condensação alta do percurso podem ser identificadas e a operação do primeiro ciclo de refrigeração pode ser ativada como uma função de tempo de tempo de percurso ou uma distância de percurso, ou através da detecção de entrada do veículo em uma seção de capacidade de condensação alta.
[0047] A unidade de armazenamento de frio 60 opera, dessa forma, como um regulador para armazenar frio do refrigerante ou liberar frio para o refrigerante dependendo de se há um excesso ou um déficit de frio. A unidade de armazenamento de frio 60 integrada ao evaporador 20 é eficiente e opera de uma maneira facilmente controlável.
[0048] A unidade de armazenamento de frio usa energia de aquecimento latente do material de fase de troca (PCM) para armazenar a energia máxima. O material de fase de troca pode ser água/gelo ou outro material de troca de fase tais como materiais orgânicos, por exemplo, parafinas.
[0049] O PCM troca energia térmica através das bobinas de evaporador 28 de modo a gerar eficiência alta. O evaporador é configurado para o refrigerante no evaporador 20 para trocar energia térmica em uma via com ar e por outra via com o PCM separadamente, mas através das mesmas bobinas.
[0050] Conforme ilustrado nas Figuras 1 a 3, cada bobina de evaporador 28 passa alternativamente através da passagem de ar e através do dispositivo de armazenamento de frio diversas vezes.
[0051] De preferência, a temperatura de troca de fase do material de troca de fase é escolhida dentre 5°C e 10°C.
[0052] O absorvente 12 é usado alternativamente como absorvente no primeiro ciclo de refrigerante e como condensador no segundo ciclo de refrigerante.
[0053] O sistema de condicionamento de ar 14 também é operável para operar um terceiro ciclo de refrigeração em que a unidade de controle 76 [xx] controla a válvula de desvio do 39B para o refrigerante fluir através da linha de desvio de absorvente 39B desviando, dessa forma, do misturador 10, do absorvente 12 e do separador 14. O terceiro ciclo de refrigeração compreende, dessa forma, sucessivamente: - comprimir o refrigerante no compressor 8; - condensar o refrigerante no condensador 16 apenas; - expandir o refrigerante no dispositivo de expansão 18; e - evaporar o refrigerante no evaporador 20.
[0054] O terceiro ciclo de refrigeração pode ser operado como um modo degradado, por exemplo, no caso de falha do absorvente 12 ou do separador 14.
[0055] O sistema de condicionamento de ar 4 é operável para operar o primeiro ciclo de refrigeração que é um ciclo híbrido de refrigeração/absorção. A tecnologia de absorção permite gerenciar a energia transitória do refrigerante em temperatura alta e pressão alta fornecidas pelo compressor que trabalha em velocidade alta. A tecnologia de absorção permite trabalhar com pressão e temperatura equivalentes superiores nas bobinas de absorvente 22.
[0056] Um veículo de transporte público como uma frequência alta de início/parada durante um percurso. O método que alterna o primeiro ciclo de refrigeração em fases de frenagem e o segundo ciclo de refrigeração durante as fases de tração e/ou cruzeiro permite aumentar o coeficiente de desempenho (COP) do circuito de refrigeração por diversos percursos. O consumo de energia do compressor 8 é reduzido.
[0057] O sistema de condicionamento de ar e o método que implanta o primeiro ciclo de refrigeração com o uso de energia regenerativa de frenagem para armazenar frio e liberar frio para o refrigerante em fases de tração e/ou cruzeiro e/ou durante fases de capacidade de condensação alta permite atenuar a curva de demanda de carga de energia em consumo elétrico do veículo.
[0058] O sistema de condicionamento de ar 4 é adaptado em relação a um circuito de refrigeração convencional que compreende um compressor, um condensador, um dispositivo de expansão e um evaporador sendo mantido compacto, de baixo custo e sem aumento de peso excessivo.
[0059] A unidade de armazenamento de frio integrada no evaporador é vantajosa independentemente da recuperação de energia de frenagem regenerativa.
[0060] Por conseguinte, a invenção geralmente se refere a um método de resfriamento de ar em um veículo com o uso de um circuito de refrigeração para operar pelo menos um ciclo de refrigeração com um refrigerante, que compreende evaporar o refrigerante através de um evaporador com transferência de energia térmica entre o refrigerante no evaporador e o ar que flui através do evaporador e transferência de energia térmica entre o refrigerante no evaporador e o dispositivo de armazenamento de frio.
[0061] O primeiro ciclo de refrigeração que combina tecnologia de ciclo de refrigeração e absorção é também vantajoso independentemente da recuperação de energia de frenagem regenerativa ou capacidade de condensação alta.
[0062] Portanto, a invenção se refere de modo geral a um método de resfriamento de ar em um veículo com o uso de um circuito de refrigeração para operar pelo menos um ciclo de refrigeração com um refrigerante, que compreende as etapas de - comprimir o refrigerante em um compressor; - misturar o refrigerante com o absorvente em um misturador; - absorver o refrigerante no absorvente e condensar a mistura em um absorvente; - separar a mistura formando refrigerante e absorvente em um separador; - condensar o refrigerante em um condensador; - expandir o refrigerante em um dispositivo de expansão; e - evaporar o refrigerante no evaporador com armazenamento de frio em um sistema de armazenamento de frio.
[0063] A invenção se aplica a veículos em geral.
[0064] A invenção se aplica, em particular, a veículos de propulsão elétrica e híbrida que compreendem motor elétrico que são intrinsecamente adaptados para produzir energia regenerativa de frenagem.
[0065] A invenção se aplica a veículo de trilho, de uma maneira mais geral, a veículo para transporte público tais como ônibus, trens e bondes.

Claims (13)

1. Método de resfriamento de ar interno em um veículo com o uso de um circuito de refrigeração (6) para operar ciclos de refrigeração compreendendo comprimir um refrigerante em um compressor, condensar o refrigerante em um condensador, expandir o refrigerante em um dispositivo de expansão e evaporar o refrigerante em um evaporador para produzir frio, o método compreendendo operar um primeiro ciclo de refrigeração para produzir frio em excesso para resfriar ar interno e armazenar excesso de frio em uma unidade de armazenamento de frio (60) em uma primeira fase e operar um segundo ciclo de refrigeração para recuperar frio da unidade de armazenamento de frio (60) em uma segunda fase, caracterizado pelo fato de que a evaporação é realizada em um evaporador (20) compreendendo bobinas de evaporador (28) para circulação de refrigerante e troca de energia térmica entre o refrigerante e ar que flui entre as bobinas de evaporador (28), a unidade de armazenamento de frio (60) sendo configurada para trocar energia térmica com o refrigerante nas bobinas de evaporador (28).
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro ciclo de refrigeração é operado com o uso de energia de frenagem regenerativa durante uma fase de frenagem do veículo e o segundo ciclo de refrigeração é operado durante uma fase de cruzeiro e/ou uma fase de tração do veículo.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o primeiro ciclo de refrigeração é operado durante uma fase de capacidade de condensação alta e o segundo ciclo de refrigeração é operado durante uma fase de capacidade de condensação baixa.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a unidade de armazenamento de frio (60) é uma unidade de armazenamento de frio de material de troca de fase (60).
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o primeiro ciclo de refrigeração compreende as etapas de: - comprimir o refrigerante no compressor (8); - misturar o refrigerante com o absorvente em um misturador (10); - absorver o refrigerante no absorvente e condensar a mistura em um absorvedor (12); - separar a mistura em refrigerante e absorvente em um separador (14); - condensar o refrigerante no condensador (16); - expandir o refrigerante em um dispositivo de expansão (18); e - evaporar o refrigerante no evaporador (20).
6. Método, de acordo a reivindicação 5, caracterizadopelo fato de que o primeiro ciclo de refrigeração compreende transferir calor do refrigerante comprimido para a mistura no separador (14).
7. Método, de acordo a reivindicação 5 ou 6, caracterizadopelo fato de que a etapa de misturar compreende misturar refrigerante comprimido com absorvente separado do refrigerante no separador (14).
8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 5 a 7, caracterizadopelo fato de que compreende alimentar absorvente a um circuito de lubrificação do compressor (8).
9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizadopelo fato de que o segundo ciclo de refrigeração compreende as etapas de: - comprimir o refrigerante no compressor (8); - condensar o refrigerante no absorvedor (12) e/ou no condensador (16); - expandir o refrigerante no dispositivo de expansão (18); - evaporar o refrigerante no evaporador (20).
10. Sistema de condicionamento de ar de veículo compreendendo um circuito de refrigeração (6) para circulação de um refrigerante, o circuito de refrigerante (6) compreende um compressor de velocidade variável (8), um condensador (16), um dispositivo de expansão (18) e um evaporador (20), um dispositivo de energia de frenagem regenerativa (72) para recuperar energia durante as fases de frenagem do veículo que alimentam o compressor (8) e uma unidade de armazenamento de frio (60), caracterizadopelo fato de que o evaporador (20) compreende bobinas de evaporador (28) para circulação de refrigerante e troca de energia térmica entre o refrigerante e ar que flui entre as bobinas de evaporador (28), a unidade de armazenamento de frio (60) sendo configurada para trocar energia térmica com o refrigerante nas bobinas de evaporador (28), o sistema compreendendo uma unidade de controle configurada para operar o método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.
11. Sistema de condicionamento de ar de veículo, de acordo a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que o circuito de refrigeração compreende adicionalmente um misturador (10) para misturar o refrigerante que sai do compressor com um absorvente, um absorvedor (12) e um separador (14) para separar o refrigerante do absorvente disposto em uma configuração em série no circuito de refrigeração (6) entre o compressor (8) e o condensador (12).
12. Sistema de condicionamento de ar de veículo, de acordo a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de que compreende uma linha de absorvente (44) para alimentar o misturador (10) com absorvente separado do refrigerante no separador (14).
13. Veículo, a saber, veículo ferroviário, caracterizadopelo fato de que compreende um sistema de condicionamento de ar conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 10 a 12.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3007329B1 (fr) * 2013-06-20 2017-04-21 Valeo Systemes Thermiques Element destine au refroidissement de l'air d'un vehicule automobile
CN103738178A (zh) * 2013-12-09 2014-04-23 镇江新区科力迪机电科技有限公司 气体节流冷冻式汽车费动能蓄能装置
CN103754084B (zh) * 2013-12-26 2016-01-06 超酷(上海)制冷设备有限公司 运输用热气旁通加热装置
US9821700B2 (en) 2014-05-02 2017-11-21 Thermo King Corporation Integrated charging unit for passive refrigeration system
FR3052856B1 (fr) * 2016-06-21 2019-06-14 Valeo Systemes Thermiques Boucle de circulation d’un fluide refrigerant pour vehicule
DE102019120719B3 (de) * 2019-07-31 2020-09-24 Faiveley Transport Leipzig Gmbh & Co. Kg Klimaanlage für ein Schienenfahrzeug mit einer Kälte-Speichereinheit und Verfahren zum Betrieb einer derartigen Klimaanlage
CN115742764A (zh) * 2022-12-15 2023-03-07 广东省科技基础条件平台中心 一种制动能量回收系统

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4031712A (en) * 1975-12-04 1977-06-28 The University Of Delaware Combined absorption and vapor-compression refrigeration system
JP3366899B2 (ja) * 2000-06-13 2003-01-14 東海旅客鉄道株式会社 回生ブレーキ
DE10156944A1 (de) 2001-01-05 2002-07-11 Behr Gmbh & Co Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug
US20040118144A1 (en) 2002-12-20 2004-06-24 Hsu John S. Hermetic inverter/converter chamber with multiple pressure and cooling zones
JP2004340520A (ja) 2003-05-16 2004-12-02 Toyota Industries Corp 冷凍サイクル装置
JP4447277B2 (ja) 2003-09-30 2010-04-07 株式会社デンソー 車両用空調装置
DE102007036299A1 (de) 2007-07-31 2009-02-05 Behr Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Betreiben einer Klimaanlage
SE533145C2 (sv) 2008-11-27 2010-07-06 Scania Cv Abp Metod och system för lagring av kyla i ett fordons AC-system.
JP2011068190A (ja) 2009-09-24 2011-04-07 Denso Corp 車両用空調制御装置

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