BR112014028992B1

BR112014028992B1 - Aparelho de refrigeração

Info

Publication number: BR112014028992B1
Application number: BR112014028992-1A
Authority: BR
Inventors: Satoshi Kawano; Shinya Matsuoka; Masahiro Oka
Original assignee: Daikin Industries, Ltd
Priority date: 2012-05-23
Filing date: 2013-04-19
Publication date: 2022-02-22
Also published as: AU2013264129B2; US20150096321A1; EP2878901B1; CN104321597A; US20170336120A1; EP2878901A1; EP3208557B8; KR20150020219A; CN104321597B; EP3208557A8; ES2664970T3; EP3208557B1; KR20160042152A; AU2016202008A1; EP3139109A1; BR112014028992A2; JP5500240B2; EP2878901A4; KR101634483B1; CN105605816A

Abstract

APARELHO DE REFRIGERAÇÃO. A presente inverno refere-se a um aparelho de refrigeração (10, 110) que utiliza R32 como refrigerante, e que é capaz de injeção, a fim de suprimir a temperatura de descarga, mesmo no caso em que a eficiência operacional se deteriora pela injeção intermediária. Um aparelho de ar condicionado (10) que utiliza o refrigerante R32 é dotado de um compressor (20), um trocador de calor interno (50), uma válvula de expansão externa (41), um trocador de calor externo (30, 50), um canal de injeção intermediária (65, 265), um canal de injeção de sucção (67, 267) e as válvulas de injeção de comutação (66, 68). O canal de injeção intermediária (65, 265) faz com que uma parte do refrigerante que flui em um canal de refrigerante principal (11a, 111a) se funda com refrigerante de pressão intermédia do compressor (20). O canal de injeção de sucção (67, 267) guia uma parte do refrigerante no canal de refrigerante principal (11a, 111a) para um a passagem de sucção (27).

Description

Campo Técnico

[001] A presente invenção refere-se a um aparelho de refrigera ção e, mais especificamente, a um aparelho de refrigeração que utiliza R32 como refrigerante.

Antecedentes da Técnica

[002] Na técnica convencional, entre os aparelhos de refrigera ção, tais como aparelhos de ar condicionado e semelhantes, têm sido propostos os aparelhos que utilizam R32 como refrigerante. Quando se utiliza R32 como refrigerante, a temperatura de descarga do compressor tende a ser maior em comparação com o caso da utilização de R22 ou R410A como refrigerante. Ao reconhecer esse problema, um aparelho de ar condicionado que reduz a temperatura de descarga do refrigerante durante o uso do refrigerante R32 é divulgado no documento de patente 1 (pedido de patente japonesa aberta à inspeção pública N° 2009-127902). Nesse aparelho de ar condicionado, uma parte do refrigerante líquido que sai a partir de um separador de gás líquido fornecido a uma linha de alta pressão passa para um compressor, refrigerante contornado é, em seguida, convertido para um estado gasoso flash em um trocador de calor interno. Aquele refrigerante, contornado para o compressor e convertido em um estado de gás flash é injetado, baixando a entalpia de refrigerante em um estado de pressão intermédia no compressor, causando uma diminuição na temperatura de descarga do refrigerante do compressor.

Sumário da Invenção Problema Técnico

[003] No aparelho de ar condicionado descrito no documento de patente 1 (pedido de patente japonesa aberta à inspeção pública N° 2009-127902), o refrigerante que se tornou um gás flash e flui em uma passagem é injetado no refrigerante de pressão intermédia no compressor, baixando a temperatura de descarga do compressor e melhorando a capacidade de funcionamento, no entanto, dependendo das condições operacionais, pode haver casos em que um aumento na capacidade de operação através de injeção intermediária provoca uma deterioração da eficiência de funcionamento. Nesse caso, apesar de a interrupção da injeção intermediária ser concebível, se isso for feito a temperatura de descarga sobe, o que pode dificultar a operação contínua.

[004] Um objetivo da presente invenção consiste em proporcionar um aparelho de refrigeração que utiliza R 32 como refrigerante, em que a injeção pode ser realizada de modo a suprimir a temperatura de descarga do compressor, mesmo no caso em que, com a injeção intermediária, a eficiência operacional deteriora.

Solução para o Problema

[005] Um aparelho de refrigeração de acordo com um primeiro aspecto da presente invenção utiliza R32 como refrigerante, e é dotado de um compressor, um condensador, um mecanismo de expansão, um evaporador, um canal de injeção intermediária e um canal de injeção de sucção. O compressor aspira o refrigerante de baixa pressão a partir de uma passagem de sucção, comprime o refrigerante e descarrega o refrigerante de alta pressão. O condensador condensa o refrigerante de alta pressão descarregado a partir do compressor. O mecanismo de expansão expande o refrigerante de alta pressão que existe no condensador. O evaporador evapora o refrigerante expandido pelo mecanismo de expansão. O canal de injeção intermediária guia uma parte do refrigerante que flui a partir do condensador em direção ao evaporador para o compressor, e funde o refrigerante com refrigerante de pressão intermédia do compressor. O canal de injeção de sucção guia uma parte do refrigerante que flui a partir do condensador em direção ao evaporador para a passagem de sucção, e funde o refrigerante com o refrigerante de baixa pressão aspirado para dentro do compressor.

[006] Esse aparelho de refrigeração de acordo com a presente invenção permite que uma parte do refrigerante que flui a partir do condensador em direção ao evaporador seja incorporada, com o uso do canal de injeção intermediária, com refrigerante de pressão intermediária do compressor, e, com o uso do canal de injeção de sucção, permite que parte do refrigerante que flui a partir do condensador para o evaporador seja fundida com o refrigerante de baixa pressão na passagem de sucção que é aspirado para dentro do compressor. Por conseguinte, mesmo no caso em que a eficiência operacional iria se deteriorar se usasse o canal de injeção intermediária, é possível reduzir a temperatura de descarga do compressor com o uso do canal de injeção de sucção.

[007] Um aparelho de refrigeração de acordo com um segundo aspecto da presente invenção é o aparelho de refrigeração de acordo com o primeiro aspecto ainda dotado do mecanismo de comutação. O mecanismo de comutação alterna entre uma condição de injeção intermediária que flui o refrigerante no canal de injeção intermediária, e uma condição de injeção de sucção que flui o refrigerante no canal de injeção de sucção.

[008] Aqui, na condição de injeção intermediária, uma parte do refrigerante que flui a partir do condensador para o evaporador passa através do canal de injeção intermediária e é fundida com o refrigerante de pressão intermédia do compressor. Por outro lado, na condição de injeção de sucção, uma parte do refrigerante que flui a partir do condensador para o evaporador passa através do canal de injeção de sucção e é fundida com o refrigerante de baixa pressão na passagem de sucção que é aspirado para dentro do compressor. Porque é possível alternar entre essa condição injeção intermediária e a condição de injeção de sucção através do mecanismo de comutação, mesmo no caso em que a eficiência operacional iria se deteriorar sob injeção intermediária, o mecanismo de comutação muda a partir da condição de injeção intermediária para a condição de injeção de sucção, assim permitindo que a temperatura de descarga do compressor seja reduzida.

[009] Um aparelho de refrigeração de acordo com um terceiro aspecto da presente invenção é o aparelho de refrigeração de acordo com o segundo aspecto ainda dotado de um canal de fluxo ramificado, uma válvula ajustável de abertura e um trocador de calor para a injeção. O canal de fluxo de ramificação é um canal que se ramifica a partir de um canal de refrigerante principal que une o condensador e o evaporador. A válvula ajustável de abertura é fornecida ao canal de fluxo ramificado, e tem uma abertura ajustável. O trocador de calor para a injeção troca calor entre o refrigerante que circula no canal de refrigerante principal e o refrigerante que flui a jusante da válvula ajus- tável de abertura do canal de fluxo ramificado. Nesse aparelho de refrigeração, o refrigerante que sai do trocador de calor para a injeção e flui no canal de fluxo ramificado flui no canal de injeção intermediária ou no canal de injeção de sucção.

[0010] Aqui, o refrigerante que flui para o compressor, quer atra vés do canal de injeção intermediária quer através do canal de injeção de sucção, é despressurizado na válvula ajustável de abertura fornecida para o canal de fluxo ramificado e submetido à troca de calor no trocador de calor para a injeção. Desse modo, é possível, através do controle do ajuste do grau de abertura da válvula ajustável de abertura, fazer com que o refrigerante se funda com o refrigerante de pressão intermédia no compressor ou com o refrigerante de baixa pressão aspirado para dentro do compressor, gás sobreaquecido ou gás flash.

[0011] Assim, no caso, por exemplo, quando a injeção é normal- mente realizada com o uso do refrigerante que foi sobreaquecido, é possível realizar a injeção que enfatiza o resfriamento com a utilização de gás flash úmido em um estado de duas fases de gás-líquido, quando a temperatura de descarga do compressor torna-se elevada.

[0012] Um aparelho de refrigeração de acordo com um quarto as pecto da presente invenção é o aparelho de refrigeração de acordo ou com o segundo aspecto ou terceiro aspecto, ainda dotado de um sensor de temperatura de descarga para detectar a temperatura do refrigerante descarregado do compressor, e uma parte de controle. A parte de controle utiliza de maneira seletiva o controle de injeção intermediário ou o controle de injeção de sucção. O controle de injeção intermediária é uma condição de injeção intermediária do mecanismo de comutação que flui o refrigerante para o canal de injeção intermediária. O controlo de injeção de sucção é uma condição de injeção de sucção do mecanismo de comutação que flui o refrigerante para o canal de injeção de sucção. Além disso, a parte de controle realiza o controle da injeção de sucção quando a temperatura de descarga detectada pelo sensor de temperatura de descarga é maior do que um valor- limite de temperatura, por outro lado, a velocidade de rotação do compressor está abaixo de um valor-limite de velocidade de rotação.

[0013] É preferível, se a temperatura de descarga detectada pelo sensor de temperatura de descarga for maior do que o limite da temperatura, para uma parte do refrigerante que flui a partir do condensador para o evaporador a ser injetado para o compressor, quer diretamente quer através do canal de injeção, a fim que a temperatura de descarga fique abaixo do limite de temperatura. No entanto, quando se opera em baixa carga térmica com velocidade de rotação reduzida do compressor, tal como a operação de aquecimento, quando a temperatura do ar externo é alta, se o controle de injeção intermediária for implementado, a capacidade aumenta, a pressão (alta pressão) de re- frigerante descarregado pelo compressor que aumenta substancialmente. Por conseguinte, o aparelho de refrigeração de acordo com este quarto aspecto da presente invenção realiza o controle de injeção de sucção quando a temperatura de descarga detectada pelo sensor de temperatura de descarga é maior do que o valor-limite de temperatura, por outro lado, quando a velocidade de rotação do compressor está abaixo do valor-limite de velocidade rotacional. Assim, mesmo em caso de baixa carga térmica, com supressão do aumento de desperdício na capacidade e garantindo a eficiência operacional, a temperatura de descarga pode ser reduzida por meio de controle de injeção de sucção.

[0014] Um aparelho de refrigeração de acordo com um quinto as pecto da presente invenção é o aparelho de refrigeração de acordo com o terceiro aspecto, adicionalmente dotado de um primeiro sensor de temperatura, um segundo sensor de temperatura, e uma parte de controle. O primeiro sensor de temperatura detecta a temperatura do refrigerante descarregado a partir do compressor. O segundo sensor de temperatura detecta a temperatura do refrigerante que sai do trocador de calor para a injeção, e flui no canal de fluxo ramificado. A parte de controle utiliza de maneira seletiva o controle de injeção intermediária e o controle de injeção de sucção. O controle de injeção intermediária é uma condição de injeção intermediária do mecanismo de comutação que flui o refrigerante para o canal de injeção intermediária. O controle de injeção de sucção é uma condição de injeção de sucção do mecanismo de comutação que flui o refrigerante para o canal de injeção de sucção. A parte de controle, no controle de injeção inter-mediária, ajusta o grau de abertura da válvula ajustável de abertura com base na temperatura detectada do segundo sensor de temperatura quando a temperatura detectada pelo primeiro sensor de temperatura está abaixo de um primeiro valor-limite. Além disso, a parte de con- trole, no controle de injeção intermediária, ajusta o grau de abertura da válvula ajustável de abertura com base na temperatura detectada do primeiro sensor de temperatura quando a temperatura detectada pelo primeiro sensor de temperatura é maior do que o primeiro valor-limite.

[0015] É possível ter um aumento na capacidade ou eficiência através da realização de controle de injeção intermediária, no entanto, se a temperatura de descarga do compressor subir até um nível que torna-se problemático para o funcionamento contínuo, torna-se necessária a implementação do controle de dispersão, que diminui à força a velocidade rotacional do compressor. A fim de evitar isso, o aparelho de refrigeração de acordo com o quinto aspecto da presente invenção ajusta a abertura da válvula ajustável de abertura com base na temperatura detectada pelo primeiro sensor de temperatura e não a temperatura detectada pelo segundo sensor de temperatura, quando a temperatura detectada pelo primeiro sensor de temperatura que detecta a temperatura do refrigerante descarregado do compressor é maior do que o primeiro valor-limite. Assim, a fim de reduzir a temperatura detectada do primeiro sensor de temperatura, que é a temperatura do refrigerante de descarga do compressor, é possível, por exemplo, aumentar o grau de abertura da válvula ajustável de abertura, injetando refrigerante gasoso úmido ao compressor, alcançar um maior efeito de resfriamento. Por outro lado, quando a temperatura detectada pelo primeiro sensor de temperatura é inferior ao primeiro valor-limite, o ajuste de abertura é realizado com base na temperatura detectada pelo segundo sensor de temperatura que detecta a temperatura do refrigerante que sai do trocador de calor para a injeção, permitindo que a eficiência operacional seja assegurada.

[0016] Um aparelho de refrigeração de acordo com um sexto as pecto da presente invenção é o aparelho de refrigeração de acordo com o primeiro aspecto, ou o segundo aspecto, ainda dotado de um tanque de armazenamento de refrigerante e um canal de desvio. O tanque de armazenamento de refrigerante é fornecido para o canal de refrigerante principal que une o condensador e o evaporador. O componente de gás de refrigerante acumulado no interior do tanque de armazenamento de refrigerante é guiado para o canal de injeção intermediária ou para o canal de injeção de sucção.

[0017] Aqui, o refrigerante que flui para o compressor através do canal de injeção intermediária ou do canal de injeção de sucção passa a ser o componente de gás de refrigerante acumulado no interior do tanque de armazenamento de refrigerante. Ou seja, o gás saturado de refrigerante no tanque de armazenamento do refrigerante chega a fluir para o compressor. Com essa configuração, um trocador de calor adicional para a conversão de refrigerante líquido para a injeção de gás flash ou gás sobreaquecido não é necessário, reduzindo assim o custo de produção do aparelho de refrigeração.

[0018] Um aparelho de refrigeração de acordo com um sétimo as pecto da presente invenção é o aparelho de refrigeração de acordo com o segundo aspecto, em que o mecanismo de comutação tem um primeiro mecanismo de abertura/fecho fornecido para o canal de injeção intermediária e um segundo mecanismo de abertura/fecho fornecido para o canal de injeção de sucção.

[0019] Aqui, uma vez que o canal de injeção intermediária pode ser fechado pelo primeiro mecanismo de abertura/fecho, ou o canal de injeção de sucção pode ser fechado pelo segundo mecanismo de abertura/fecho, o efeito de comutação entre a condição de injeção intermediária e a condição de injeção de sucção é alcançado definitivamente.

[0020] Observa-se que o primeiro mecanismo de abertura/fecho e o segundo mecanismo de abertura/fecho podem ser fornecidos como duas válvulas de ajuste de abertura individuais, e também podem ser fornecidos como um mecanismo único, tal como uma válvula de três vias.

[0021] Um aparelho de refrigeração de acordo com um oitavo as pecto da presente invenção, é o aparelho de refrigeração de acordo com o quarto aspecto, em que o mecanismo de comutação é um mecanismo que alterna entre a condição de injeção intermediária, a condição de injeção de sucção, e uma condição de não injeção. A condição de não injeção é uma condição na qual não flui refrigerante para o canal de injeção intermédia ou para o canal de injeção de sucção. A parte de controle utiliza de maneira seletiva o controle de injeção intermediária, o controle de injeção de sucção e o controle de não injeção. O controle de não injeção é uma condição de não injeção do mecanismo de comutação que não flui refrigerante para o canal de injeção intermédia ou para o canal de injeção de sucção. Além disso, a parte de controle utiliza de maneira seletiva o controle de não injeção, quando a temperatura de descarga detectada pelo sensor de temperatura de descarga é inferior ao valor-limite de temperatura, por outro lado, a velocidade de rotação do compressor está abaixo do valor- limite de velocidade de rotação.

[0022] Aqui, no caso em que não é necessário diminuir a tempera tura de descarga do compressor através da injeção de sucção ou da injeção intermediária à medida que a temperatura de descarga é baixa, por outro lado, a velocidade de rotação do compressor é reduzida à medida que a baixa capacidade é necessária, o controle de não injeção é selecionado e implementado. Assim, a diminuição da eficiência operacional e um aumento da capacidade através de injeção de sucção ou da injeção intermediária são suprimidos, e a eficiência operacional é assegurada, enquanto os requisitos de baixa capacidade podem ser satisfeitos.

[0023] Um aparelho de refrigeração de acordo com um nono as- pecto da presente invenção, é o aparelho de refrigeração de acordo ou com o segundo aspecto ou o sétimo aspecto, em que o mecanismo de comutação alterna entre a condição de injeção intermediária, a condição de injeção de sucção e uma condição de não injeção. A condição de não injeção é uma condição na qual o refrigerante não flui nem para o canal de injeção intermédia nem para o canal de injeção de sucção.

[0024] Aqui, no caso em que não é necessário diminuir a tempera tura de descarga do compressor através da injeção de sucção ou injeção intermediária uma vez que a temperatura de descarga é baixa, por outro lado, a velocidade de rotação do compressor é reduzida à medida que a baixa capacidade é necessária, é possível mudar para o controle de não injeção. Quando essa opção é implementada, a diminuição da eficiência operacional e um aumento da capacidade através da injeção de sucção ou injeção intermediária são suprimidos, e eficiência operacional é assegurada, enquanto os requisitos de baixa capacidade podem ser satisfeitos.

Efeitos Vantajosos da Invenção

[0025] O aparelho de refrigeração de acordo com o primeiro as pecto da presente invenção permite que a temperatura de descarga do compressor seja reduzida com o uso do canal de injeção de sucção, mesmo no caso em que a eficiência operacional se deteriora com o uso do canal de injeção intermediária.

[0026] O aparelho de refrigeração de acordo com o segundo as pecto da presente invenção permite que a temperatura de descarga do compressor seja reduzida ao mudar da condição de injeção intermediária para a condição de injeção de sucção, mesmo no caso em que a eficiência operacional se deteriora com a injeção intermediária.

[0027] O aparelho de refrigeração de acordo com o terceiro aspec to da presente invenção, ao controlar o ajuste do grau de abertura da válvula ajustável de abertura, permite que o refrigerante fundido com o refrigerante de baixa pressão aspirado para dentro do compressor ou o refrigerante de pressão intermédia do compressor se torne o gás superaquecido ou gás flash.

[0028] O aparelho de refrigeração de acordo com o quarto aspecto da presente invenção permite que a temperatura de descarga que se tornou superior a um valor-limite de temperatura seja reduzida através de um controle de injeção de sucção, enquanto suprime o aumento de desperdício na capacidade e garante a eficiência operacional, mesmo no caso de baixa carga.

[0029] O aparelho de refrigeração de acordo com o quinto aspecto da presente invenção ajusta o grau de abertura da válvula ajustável de abertura com base na temperatura detectada pelo primeiro sensor de temperatura e não a temperatura detectada pelo segundo sensor de temperatura, quando a temperatura detectada pelo primeiro sensor de temperatura para detectar a temperatura do refrigerante descarregado a partir do compressor é maior do que o primeiro valor-limite. Assim, a fim de diminuir a temperatura detectada pelo primeiro sensor de temperatura, que é a temperatura de descarga do refrigerante do compressor, o efeito de resfriamento pode ser aumentado, por exemplo, ao aumentar o grau de abertura da válvula ajustável de abertura e ao injetar o refrigerante gasoso molhado para o compressor.

[0030] O aparelho de refrigeração de acordo com o sexto aspecto da presente invenção mantém os custos de produção do aparelho de refrigeração uma vez que um trocador de calor para a conversão de refrigerante líquido para a injeção de gás flash ou gás sobreaquecido não é necessário, além do tanque de armazenamento de refrigerante.

[0031] O aparelho de refrigeração de acordo com o sétimo aspecto da presente invenção permite que o corte do canal de injeção intermediária ou o corte do canal de injeção de sucção sejam executados de forma definitiva, melhorando o efeito de comutação entre a condição de injeção intermediária e a condição de injeção de sucção.

[0032] Nos aparelhos de refrigeração de acordo com o oitavo as pecto e o nono aspecto da presente invenção, se o comutador para a condição de não injeção for utilizado sob condições predeterminadas, um aumento na capacidade através da injeção de sucção ou da injeção intermediária e uma diminuição substancial na eficiência de funcionamento são suprimidos, permitindo que a eficiência operacional seja garantida, ao mesmo tempo em que satisfaz os requisitos de baixa capacidade.

Breve Descrição Dos Desenhos

[0033] a figura 1 mostra o sistema de tubulação de refrigerante de um aparelho de ar condicionado de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção; a figura 2 é um diagrama de blocos de controle para a parte de controle do aparelho de ar condicionado; a figura 3 mostra o fluxo de controle para o controle de in-jeção; a figura 4 mostra o sistema de tubulação de refrigerante de um aparelho de ar condicionado de acordo com a modificação B; a figura 5 mostra o sistema de tubulação de refrigerante de um aparelho de ar condicionado de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção; a figura 6A mostra o fluxo de controle de injeção do aparelho de ar condicionado de acordo com a segunda modalidade; a figura 6B mostra o fluxo de controle de injeção do aparelho de ar condicionado de acordo com a segunda modalidade; a figura 6C mostra o fluxo de controle de injeção do aparelho de ar condicionado de acordo com a segunda modalidade; e a figura 6D mostra o fluxo de controle de injeção do apare- lho de ar condicionado de acordo com a segunda modalidade. Descrição Das modalidades

Primeira modalidade (1) Configuração geral do aparelho de ar condicionado

[0034] A figura 1 mostra o sistema de tubulação de refrigerante de um aparelho de ar condicionado 10, que é um equipamento de refrigeração de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção. O aparelho de ar condicionado 10 é um aparelho de ar condicionado do sistema de tubulação de refrigerante distribuído que resfria e aquece cada sala dentro de um prédio, pela operação de ciclo de refrigerante do tipo de compressão de vapor. O aparelho de ar condicionado 10 é dotado de uma unidade externa 11, tal como uma unidade de fonte de calor, uma pluralidade de unidades internas 12 como as unidades de uso lateral, e um tubo de comunicação de refrigerante líquido 13 e tubo de comunicação de refrigerante gasoso 14, como os tubos de comunicação de refrigerante que conectam a unidade externa 11 às unidades internas 12. Ou seja, o circuito de refrigerante do aparelho de ar condicionado 10, mostrado na figura 1, é configurado de tal modo que a unidade externa 11, as unidades internas 12, o tubo de comunicação de refrigerante líquido 13 e o tubo de comunicação de refrigerante gasoso 14 estão conectados.

[0035] O refrigerante é vedado no circuito refrigerante mostrado na figura 1 e, subsequentemente, tal como descrito, é submetido naquele circuito para as operações de um ciclo de refrigeração no qual o refrigerante é comprimido, resfriado e condensado, despressurizado, em seguida, aquecido e evaporado, depois do qual o refrigerante é comprimido outra vez. R32 é utilizado como refrigerante. R32 é um refrigerante de baixo GWP com um coeficiente de aquecimento baixo, um tipo de refrigerante HFC. Além disso, um óleo sintético à base de éter que tem algum grau de compatibilidade com R32 é utilizado como o óleo frigorífico. (2) Configuração detalhada do aparelho de ar condicionado (2-1) Unidades internas

[0036] As unidades internas 12 estão instaladas no teto ou em uma parede lateral em cada sala e estão conectadas à unidade externa 11 através dos tubos de comunicação de refrigerante 13 e 14. A unidade interna 12 tem principalmente, uma válvula de expansão interna 42 que é um redutor de pressão e um trocador de calor interno 50 como um trocador de calor de uso lateral.

[0037] A válvula de expansão interna 42 é um mecanismo de ex pansão que despressuriza o fluido refrigerante, sendo uma válvula eletrônica que tem uma abertura ajustável. Uma extremidade da válvula de expansão interna 42 está conectada ao tubo de comunicação de refrigerante líquido 13 e a outra extremidade está conectada ao trocador de calor interno 50.

[0038] O trocador de calor interno 50 é um trocador de calor que funciona como um evaporador ou um condensador de refrigerante. Uma extremidade do trocador de calor interno 50 está conectada à válvula de expansão interna 42 e a outra extremidade está conectada ao tubo de comunicação de refrigerante gasoso 14.

[0039] A unidade interna 12 tem um ventilador interno 55 para as pirar o ar interno e reabastecer o ar em ambientes fechados, facilitando a troca de calor entre o ar interno e o refrigerante que flui no trocador de calor interno 50.

[0040] Além disso, a unidade interna 12 tem uma parte de controle interna 92 para controlar a operação das várias partes que constituem a unidade interna 12 e os vários sensores. A parte de controle interna 92 tem um microcomputador, memória e semelhantes para realizar o controle da unidade interna 12, e troca os sinais de controle e semelhantes com uma parte de controle remoto (não mostrada no desenho) para operar de modo individual a unidade interna 12, enquanto também troca os sinais de controle e similares com uma parte de controle externa 91 da unidade externa 11 descrita posteriormente, através de uma linha de transmissão 93. (2-2) Unidade externa

[0041] A unidade externa 11 é instalada no exterior ou no porão do edifício que tem cada sala em que uma unidade interna 12 é implantada, e está ligada às unidades internas 12 através dos tubos de comunicação de refrigerante 13 e 14. Em primeiro lugar, a unidade externa 11 tem um compressor 20, uma válvula de comutação de quatro vias 15, um trocador de calor externo 30, uma válvula de expansão externa 41, um circuito de ponte 70, um receptor de alta pressão 80, uma válvula de injeção elétrica 63, um trocador de calor para a injeção 64, uma válvula de comutação de injeção intermediária 66, uma válvula de comutação de injeção de sucção 68, uma válvula de corte de líquido lateral 17, e uma válvula de corte de gás lateral 18.

[0042] O compressor 20 é um compressor vedado de maneira hermética, acionado por um motor do compressor. Nessa modalidade, há um compressor 20, no entanto, isso é ilustrativo e não restritivo, e é possível ter dois ou mais compressores 20 ligados em paralelo, dependendo do número de unidades internas conectadas 12. O compressor 20 aspira o refrigerante gasoso a partir de uma passagem de sucção 27 através de um recipiente 28 que pertence ao compressor 20. Um sensor de pressão de descarga para a detecção da pressão do refrigerante descarregado, e um sensor de temperatura de descarga 95 para detectar a temperatura do refrigerante descarregado são montados para um tubo de refrigerante de descarga lateral 29 do compressor 20. Além disso, um sensor de temperatura da entrada para detectar a temperatura do refrigerante aspirado para dentro do compressor 20 é montado na passagem de sucção 27. Observa-se que o com pressor 20 tem uma porta de injeção intermediária 23 descrita posteriormente.

[0043] A válvula de comutação de quatro vias 15 é um mecanismo para comutar a direção do fluxo de refrigerante. A válvula de comutação de quatro vias 15 conecta o tubo do refrigerante de descarga lateral 29 do compressor 20 e uma extremidade do trocador de calor externo 30, e conecta a passagem de sucção 27 do compressor 20, (incluindo o recipiente 28) com a válvula de corte de gás lateral 18 (ver a linha sólida da válvula de comutação de quatro vias 15 na figura 1), de tal modo que durante a operação de resfriamento, o trocador de calor externo 30 funciona como um condensador de refrigerante comprimido pelo compressor 20 e o trocador de calor interno 50 funciona como um evaporador de refrigerante arrefecido no trocador de calor externo 30. Além disso, a válvula de comutação de quatro vias 15 conecta o tubo do refrigerante de descarga lateral 29 do compressor 20 e válvula de corte de gás lateral 18, e conecta a passagem de sucção 27 a uma extremidade do trocador de calor externo 30 (ver a linha tracejada da válvula de comutação de quatro vias 15 na figura 1), de tal modo que durante a operação de aquecimento, o trocador de calor interno 50 funciona como um condensador de refrigerante comprimido pelo compressor 20 e o trocador de calor externo 30 funciona como um evapo- rador de refrigerante arrefecido no trocador de calor interno 50. Nessa modalidade, a válvula de comutação de quatro vias 15 é uma válvula de quatro de vias conectada à passagem de sucção 27, ao tubo de refrigerante de descarga lateral 29 do compressor 20, ao trocador de calor externo 30 e à válvula de corte de gás lateral 18.

[0044] O trocador de calor externo 30 é um trocador de calor que funciona como um condensador e um evaporador de refrigerante. Uma extremidade do trocador de calor externo 30 está conectada à válvula de comutação de quatro vias 15, enquanto que a outra extre- midade está conectada à válvula de expansão externa 41.

[0045] A unidade externa 11 tem um ventilador externo 35 que as pira o ar externo para dentro de si e expulsa o ar de novo para fora. O ventilador externo 35 facilita a troca de calor entre o ar externo e o refrigerante que flui no trocador de calor externo 30, e é acionado por um motor do ventilador externo. Observa-se que a fonte de calor do trocador de calor externo 30 não está restrita ao ar externo e é adequada para o uso em um meio de aquecimento diferente, tal como a água ou semelhante.

[0046] A válvula de expansão externa 41 é um mecanismo de ex pansão para despressurizar o fluido refrigerante, e é uma válvula elétrica que tem uma abertura ajustável. Uma extremidade da válvula de expansão externa 41 está conectada ao trocador de calor externo 30 e a outra extremidade está conectada ao circuito de ponte 70.

[0047] O circuito de ponte 70 tem quatro válvulas de verificação, 71, 72, 73 e 74. A válvula de verificação de entrada 71 é uma válvula de verificação que permite que o fluido refrigerante do trocador de calor externo 30 flua apenas para o receptor de alta pressão 80. A válvula de verificação de saída 72 é uma válvula de verificação que permite que o fluido refrigerante a partir do receptor 80 de alta pressão flua apenas para o trocador de calor interno 50. A válvula de verificação de entrada 73 é uma válvula de verificação que permite ao fluido refrigerante do trocador de calor interno 50 flua apenas na direção do receptor de alta pressão 80. A válvula de verificação de saída 74 é uma válvula de verificação que permite que o fluido refrigerante a partir do receptor 80 de alta pressão flua apenas para o trocador de calor externo 30, através da válvula de expansão externa 41. Ou seja, as válvulas de verificação de entrada 71 e 73 cumprem a função de fluir o refrigerante a partir do trocador de calor externo 30 e do trocador de calor interno 50 para o receptor de alta pressão 80, enquanto que as válvu- las de verificação de saída 72 e 74 cumprem a função de fluir o refrigerante a partir do receptor de alta pressão 80 para o outro do trocador de calor externo 30 e o trocador de calor interno 50.

[0048] O receptor de alta pressão 80 é um recipiente colocado en tre a válvula de expansão externa 41 e válvula de corte de líquido lateral 17, que funciona como um tanque de armazenamento de refrigerante. Durante a operação de resfriamento e durante a operação de aquecimento, o receptor de alta pressão 80, no qual o refrigerante de alta pressão fluiu, não está sujeito à ocorrência de fenômenos adversos em que o excesso de refrigerante, incluindo o óleo de frigorífico, separa-se em duas camadas, com o refrigerador de óleo acumulado na parte superior do refrigerante, porque o excedente que se acumula no receptor de alta pressão 80 é mantido a uma temperatura relativamente elevada.

[0049] Um trocador de calor para a injeção 64 é fornecido entre a saída do receptor de alta pressão 80 e as válvulas de verificação de saída 72 e 74 do circuito de ponte 70. Um tubo de fluxo ramificado 62 se ramifica a partir de uma parte do canal de refrigerante principal 11a que conecta a saída do receptor de alta pressão 80 e o trocador de calor para a injeção 64. O canal de refrigerante principal 11a é o principal canal de refrigerante líquido, e conecta o trocador de calor externo 30 e o trocador de calor interno 50. O receptor de alta pressão 80 é disposto entre a válvula de expansão externa 41 e válvula de corte de líquido lateral 17 ao longo do canal de refrigerante principal 11a.

[0050] A válvula de injeção elétrica 63, que tem uma abertura ajus- tável, é fornecida para o tubo de fluxo ramificado 62. Além disso, o tubo de fluxo ramificado 62 é conectado a um segundo canal 64b do trocador de calor para a injeção 64. Ou seja, quando a válvula de injeção elétrica 63 é aberta, o refrigerante desviado do canal de refrigerante principal 11a para o tubo de fluxo ramificado 62 é despressurizada na válvula de injeção elétrica 63, e segue para o segundo canal 64b do trocador de calor para a injeção 64. Observa-se que o segundo canal 64b do trocador de calor para a injeção 64 configura uma parte do tubo de fluxo ramificado 62.

[0051] O refrigerante despressurizado na válvula de injeção elétri ca 63 e que fluiu para o segundo canal 64b do trocador de calor para a injeção 64 é submetido à permuta de calor com o refrigerante que flui no primeiro canal 64a do trocador de calor para a injeção 64. O primeiro canal 64a do trocador de calor para a injeção 64 configura uma parte do canal de refrigerante principal 11a. Depois de ser submetido à troca de calor no trocador de calor para a injeção 64, o refrigerante flui para o tubo de fluxo ramificado 62, e chega a fluir em um canal de injeção intermediária 65 ou um canal de injeção de sucção 67 descrito posteriormente. Além disso, um sensor de temperatura de injeção 96 para detectar a temperatura do refrigerante após a troca de calor no trocador de calor para a injeção 64 é instalado para o tubo de fluxo ramificado 62 para o lado a jusante do trocador de calor para a injeção 64.

[0052] O trocador de calor para a injeção 64 é um trocador de ca lor interno que utiliza uma estrutura de tubo duplo que realiza a trocas de calor, tal como descrito acima, entre o refrigerante que flui no canal de refrigerante principal 11a que é o caminho principal, e o refrigerante para a injeção divergido do canal de refrigerante principal 11a e que flui no tubo de fluxo ramificado 62. Uma extremidade do primeiro canal 64a do trocador de calor para a injeção 64 é conectada à saída do receptor de alta pressão 80, enquanto a outra extremidade se conecta às válvulas de verificação de saída 72 e 74 do circuito de ponte 70.

[0053] A válvula de corte de líquido lateral 17 é uma válvula conec tada ao tubo de comunicação de refrigerante líquido 13 que funciona para trocar o refrigerante entre a unidade externa 11 e a unidade inter na 12. A válvula de corte de gás lateral 18 é uma válvula conectada ao tubo de comunicação de refrigerante gasoso 14 que funciona para trocar o refrigerante entre a unidade externa 11 e a unidade interna 12, a válvula de corte de gás lateral 18 sendo conectada à válvula de comutação de quatro vias 15. Aqui, a válvula de corte de líquido lateral 17 e a válvula de corte de gás lateral 18 são válvulas de três vias providas de portas de serviço.

[0054] O recipiente 28 é disposto na passagem de sucção 27, en tre a válvula de comutação de quatro vias 15 e o compressor 20, e cumpre a função de impedir que o refrigerante líquido seja aspirado para dentro do compressor 20 quando o refrigerante que inclui o componente líquido excessivo flui para dentro. Aqui, enquanto o recipiente 28 que pertence ao compressor é fornecido, é também adequado para implantar, adicionalmente, na passagem de sucção 27, um acumulador para impedir o fluxo de líquido de volta para o compressor 20.

[0055] O canal de injeção de sucção 67 é conectado à passagem de sucção 27 entre a porção da passagem 27 que conecta o recipiente 28 que pertence ao compressor e o compressor 20. O canal de injeção de sucção 67 é um tubo que conecta a parte do tubo de fluxo ramificado 62 para o lado de jusante do trocador de calor para a injeção 64, como descrito acima, à passagem de sucção 27. A válvula de comutação de injeção de sucção 68 é fornecida para o canal de injeção de sucção 67. A válvula de comutação de injeção de sucção 68 é uma válvula eletromagnética, que comuta entre uma condição aberta e uma condição fechada.

[0056] Como descrito acima, a porta de injeção intermediária 23 é fornecida para o compressor 20. A porta de injeção intermediária 23 é uma porta para guiar o refrigerante do lado de fora para o refrigerante de pressão intermédia no curso de compressão no compressor 20. O canal de injeção intermediária 65 é conectada a essa porta de injeção intermediária 23. O canal de injeção intermediária 65 é um tubo que conecta a parte do tubo de fluxo ramificado 62 a jusante do trocador de calor para a injeção 64, como descrito acima, à porta de injeção intermediária 23. A válvula de comutação de injeção de sucção 66 é fornecida para este canal de injeção intermediária 65. A válvula de comutação de injeção intermediária 66 é uma válvula eletromagnética, que comuta entre uma condição aberta e uma condição fechada. Observa-se que é possível substituir o compressor 20 por dois compressores em série, e conectar o canal de injeção intermediária 65 para a tubulação de refrigerante que conecta a porta de descarga de um compressor de baixa fase e a porta de sucção de um compressor de fase alta.

[0057] Como mostrado na figura 1, a extremidade do tubo de fluxo ramificado 62 que passa através do trocador de calor para a injeção 64 e se estende no sentido do compressor 20, se conecta, através de uma bifurcação do tubo, ao canal de injeção intermediária 65 e ao canal de injeção de sucção 67. Quando válvula de comutação de injeção intermediária 66 está na condição aberta, o refrigerante que passa através do trocador de calor para a injeção 64 e flui para dentro do tubo de fluxo ramificado 62 é injetado a partir do canal de injeção intermediária 65 para a porta de injeção intermediária 23, e quando a válvula de comutação de injeção de sucção 68 está na condição de aberta, o refrigerante que flui no tubo de fluxo ramificado 62 é injetado a partir do canal de injeção de sucção 67 para a passagem de sucção 27 e aspirado para dentro do compressor 20.

[0058] Além disso, a unidade externa 11 possui vários sensores, e uma parte de controle externa 91. A parte de controle externa 91 é dotada de memória ou um microcomputador ou semelhante, para efetuar o controle da unidade externa 11, e controlar o intercâmbio de sinais e afins através a linha de transmissão 93, com a parte interna de contro- le 92 da unidade interna 12. Os diversos sensores incluem o sensor de pressão de saída, o sensor de temperatura de saída 95, o sensor de temperatura de sucção e o sensor de temperatura de injeção 96 e se-melhantes, descritos acima. (2-3) Tubos de comunicação de refrigerante

[0059] Os tubos de comunicação de refrigerante 13 e 14 são tubos de refrigerante que estão instalados no local quando a unidade externa 11 e as unidades internas 12 são instaladas no local. (2-4) Parte de controle

[0060] A parte de controle 90, o dispositivo de controle para execu tar os vários controles de operação do aparelho de ar condicionado 10, compreende a parte de controle externa 91 e a parte de controle interna 92 unidas através da linha de transmissão 93, como mostrado na figura 1. Como mostrado na figura 2, a parte de controle 90 recebe os sinais de detecção dos diversos sensores acima descritos 95, 96, e outros semelhantes, e implementa o controle dos vários dispositivos, incluindo o compressor 20, o ventilador externo 35, a válvula de expansão 41, o ventilador interior 55, a válvula de injeção elétrica 63, a válvula de comutação de injeção intermediária 66 e a válvula de comutação de injeção de sucção 68 e semelhantes com base nesses sinais de detecção.

[0061] A parte de controle 90 é dotada de partes de função, inclu indo uma parte de controle da operação de resfriamento 90a, que usa o trocador de calor interno como um evaporador 50 para realizar a operação de resfriamento, uma parte de controle operação de aquecimento 90b que usa o trocador de calor interno como um condensador 50 para executar a operação de aquecimento, e uma parte de controle de injeção 90c que realiza o controle de injeção durante a operação de resfriamento ou a operação de aquecimento. (3) Funcionamento do aparelho de ar condicionado

[0062] O funcionamento do aparelho de ar condicionado 10 de acordo com essa modalidade da presente invenção será agora descrito. Os controles para cada operação explicada posteriormente são realizados a partir da parte de controle 90, que funciona como um meio de controle de operação. (3-1) Operações básicas para a operação de resfriamento

[0063] Durante a operação de resfriamento, a válvula de comuta ção de quatro vias 15 está na condição indicada pela linha sólida na figura 1, isto é, o refrigerante líquido descarregado a partir do compressor 20 flui para o trocador de calor externo 30, além disso, a passagem de sucção 27 é conectada à válvula de corte de gás lateral 18. {{Com a válvula de expansão externa 41 completamente aberta, a válvula de expansão interna 42 fica ajustada}}. Observa-se que as válvulas de corte 17 e 18 estão na condição aberta.

[0064] Com o circuito refrigerante nessa condição, o refrigerante gasoso de alta pressão descarregado a partir do compressor 20 é fornecido através da válvula de comutação de quatro vias 15 para o trocador de calor externo 30, que funciona como um condensador de refrigerante, onde o refrigerante é arrefecido por ser submetido à troca de calor com o ar externo fornecido a partir do ventilador externo 35. O refrigerante de alta pressão arrefecido no trocador de calor externo 30 e liquefeito, torna-se o refrigerante em um estado de superarrefecido no trocador de calor para a injeção 64 e é, em seguida, transmitido através do tubo de comunicação de refrigerante líquido 13 para cada uma das unidades internas 12. O refrigerante fornecido a cada uma das unidades internas 12 é despressurizado pelas respectivas válvulas de expansão interna 42, tornando-se o refrigerante de baixa pressão em um estado de duas fases gás-líquido e é, em seguida, submetido à troca de calor com o ar interno no trocador de calor interno 50, que funciona como um evaporador do refrigerante, tornando-se o refrige- rante gasoso de baixa pressão evaporado. O refrigerante gasoso de baixa pressão aquecido no trocador de calor interno 50 é liberado através do tubo de comunicação de refrigerante gasoso 14 para a unidade externa 11 e aspirado para dentro do compressor 20 novamente através da válvula de comutação de quatro vias 15. Essa é a forma como o aparelho de ar condicionado resfria o ambiente interno.

[0065] No caso em que algumas das unidades internas 12, entre as unidades internas 12 não estão funcionando, a válvula de expansão interna 42 da unidade interna 12, que não está em funcionamento tem a abertura fechada (por exemplo, completamente fechada). Nesse caso, quase nenhum refrigerante passa através da unidade interna 12 que deixou de funcionar e a operação de resfriamento é realizada apenas na unidade interna 12, que está funcionando. (3-2) Operações básicas durante a operação de aquecimento

[0066] Durante a operação de aquecimento, a válvula de comuta ção de quatro vias 15 está na condição indicada pela linha tracejada na figura 1, isto é, o tubo de refrigerante de descarga lateral 29 do compressor 20 está conectado à válvula de corte de gás lateral 18, por outro lado, a passagem de sucção 27 está conectada ao trocador de calor externo 30. A válvula de expansão externa 41 e a válvula de expansão interna 42 {são ajustadas}. Observa-se que as válvulas de corte 17 e 18 estão na condição aberta.

[0067] Com o circuito refrigerante nessa condição, o refrigerante gasoso de alta pressão descarregado a partir do compressor 20 é fornecido através da válvula de comutação de quatro vias 15 e do tubo de comunicação de refrigerante gasoso 14 para cada uma das unidades internas 12. O refrigerante gasoso de alta pressão liberado a cada uma das unidades internas 12 é arrefecido por ser submetido à troca de calor com o ar interno nos respectivos trocadores de calor interno 50, cada um funcionando como um condensador de refrigerante. Em seguida, o refrigerante passa através da válvula de expansão interna 42 e é liberado através do tubo de comunicação de refrigerante líquido 13 para a unidade externa 11. À medida que o refrigerante é submetido à troca de calor com o ar interno e arrefecido, o ar interno é aquecido. O refrigerante de alta pressão, fornecido à unidade externa 11 torna-se o refrigerante em estado superarrefecido no trocador de calor para a injeção 64, e torna-se o refrigerante de baixa pressão em um estado de duas fases gás-líquido após a despressurização da válvula de expansão externa 41, que está fluiu para o trocador de calor externo 30 que funciona como um evaporador de refrigerante. O refrigerante de baixa pressão em um estado de duas fases gás-líquido fluiu para dentro do trocador de calor externo 30 é submetido à troca de calor com o ar fornecido a partir do interior do ventilador externo 35 e aqueceu-se, tornando-se o refrigerante de baixa pressão evaporado. O re-frigerante gasoso de baixa pressão que saiu do trocador de calor externo 30 é aspirado para dentro do compressor 20 novamente através da válvula de comutação de quatro vias 15. Essa é a forma como o aparelho de ar condicionado aquece o ambiente interno. (3-3) Controle de injeção para cada operação

[0068] Durante a operação de resfriamento e durante a operação de aquecimento, a parte de controle de injeção 90c que é uma das partes funcionais da parte de controle 90, executa a injeção intermediária ou a injeção de sucção, a fim de baixar a temperatura de descarga do compressor 20, ou melhorar a capacidade operacional. A injeção intermediária envolve desviar uma parte do refrigerante que flui no canal de refrigerante principal 11a a partir do condensador para o evapo- rador, e injetar o refrigerante gasoso através do canal de injeção intermediária 65 na porta de injeção intermediária 23 do compressor 20. A injeção de sucção envolve uma divergência de parte do refrigerante que flui no canal de refrigerante principal 11a do condensador para o evaporador, e injetar o refrigerante gasoso através do canal de injeção de sucção 67 para dentro da passagem de sucção 27, a ser aspirado para o compressor 20. Ambas a injeção intermediária e a injeção de sucção têm o efeito de diminuir a temperatura de descarga do compressor 20. A injeção intermediária tem o efeito adicional de aumentar a capacidade operacional. A parte de controle de injeção 90c implementa o controle de injeção intermediária, que executa a injeção intermediária ou o controle de injeção de sucção que executa a injeção de sucção em resposta à velocidade de rotação (ou a frequência) do compressor de inversor 20 controlada, e a temperatura de descarga Tdi do refrigerante descarregado a partir do compressor 20 como detectado pelo sensor de temperatura de descarga 95. No caso de que nenhum desses controles de injeção é necessário, no entanto, essas condições de injeção são interrompidos. Ou seja, a parte de controle de injeção 90c utiliza de maneira seletiva um controle de não injeção em que o controle de injeção intermediária, o controle de injeção de sucção e a injeção não são nem implementados.

[0069] A figura 3 mostra o fluxo de controle para controle de inje ção pela parte de controle de injeção 90co. Em primeiro lugar, na etapa S1, a parte de controle 90c determina se a velocidade de rotação do compressor 20 está acima ou abaixo de um limite predeterminado. O limite predeterminado está definido, por exemplo, a uma velocidade de rotação relativamente baixa, um valor abaixo do qual uma velocidade de rotação mais baixa poderia não ser ajustada, ou, um valor pelo qual, caso a velocidade de rotação ser reduzida ainda mais, haveria uma diminuição na eficiência do motor do compressor.

[0070] Se a determinação, na etapa S1 é aquela da velocidade de rotação do compressor 20 é maior do que ou igual ao limite, o controle de injeção intermediária é executado. Com um controle de injeção intermediária, a válvula de comutação de injeção intermediária 66 é co- locada na condição aberta e a válvula de comutação de injeção de sucção 68 é colocada na condição fechada. Em seguida, no controle de injeção intermediária, na etapa S2, a parte de controle de injeção 90c determina se a temperatura de descarga Tdi de refrigerante descarregado a partir do compressor 20, como detectado pelo sensor de temperatura de descarga 95, é maior ou não do que um primeiro valor- limite superior. O primeiro valor-limite superior pode ser fixo, por exemplo, a 95 °C. Se a temperatura de descarga Tdi for inferior ao primeiro valor-limite superior, na etapa S3, o grau da válvula de injeção elétrica 63 de abertura é ajustado com base na temperatura do refrigerante Tsh para a injeção para o lado de jusante do trocador de calor para a injeção 64, como detectado pelo sensor de temperatura de injeção 96. A parte de controle de injeção 90c controla o grau de abertura da válvula de injeção elétrica 63 de tal modo que o refrigerante gasoso para a injeção intermediária de gás torna-se sobreaquecido, isto é, de tal modo que o refrigerante gasoso sobreaquecido por vários graus Celsius, vem a fluir no canal de injeção intermediária 65. Isso melhora a capacidade conforme apropriado. Por outro lado, se na etapa S2 for determinado que a temperatura de descarga Tdi é maior do que o primeiro valor-limite superior, na etapa S4, o grau de abertura da válvula de injeção elétrica 63 é ajustado com base na temperatura de descarga Tdi de refrigerante descarregado do compressor 20. Aqui, o controle da umidade é realizado que umedece o refrigerante gasoso a ser submetido à injeção intermediária de tal modo que a temperatura de descarga Tdi é levada abaixo do primeiro valor-limite superior. Isso é, a parte de controle de injeção 90c controla o grau de abertura da válvula de injeção elétrica 63 de tal modo que o refrigerante gasoso para a injeção intermediária torna-se o gás flash de duas fases gás-líquido, a fim de aumentar o efeito de resfriamento de injeção intermediária.

[0071] Quando a velocidade de rotação do compressor 20 é inferi or ao valor-limite na etapa S1, a etapa S5 é transferida para, e é feita uma determinação se a temperatura de descarga Tdi de refrigerante descarregado a partir do compressor 20 é maior ou não do que o primeiro valor-limite superior. Aqui, no caso em que a temperatura de descarga Tdi é inferior ao do primeiro valor-limite superior, o resfriamento do compressor 20 não é requerido, como ainda não há mérito em reduzir ainda mais a velocidade de rotação do compressor 20, a injeção intermediária e a injeção de sucção não são executadas (omitidas da explicação do fluxo na figura 3). Ou seja, a válvula de comutação de injeção intermediária 66 e a válvula de comutação de injeção de sucção 68 são colocadas na condição fechada. No caso de uma determinação na etapa S5 que a temperatura de descarga Tdi é maior do que o primeiro valor-limite superior, o controle da injeção de sucção é realizado. No controle de injeção de sucção, a válvula de comutação de injeção intermediária 66 é colocada na condição fechada e a válvula de comutação de injeção de sucção 68 é colocada na condição aberta. Além disso, o controle de injeção de sucção na etapa S6 controla o grau da válvula de injeção 63 com base na temperatura de descarga Tdi do refrigerante descarregado a partir do compressor 20. Aqui, o controle da umidade é realizado que umedece o refrigerante gasoso a ser submetido à injeção de sucção de tal modo que a tempe-ratura de descarga Tdi é inferior ao primeiro valor-limite superior. Ou seja, a parte de controle de injeção 90c controla o grau de abertura da válvula de injeção elétrica 63 de tal modo que o refrigerante gasoso para a injeção de sucção torna-se o de gás flash de duas fases gás- líquido, a fim de aumentar o efeito de resfriamento da injeção de sucção.

[0072] Observa-se que se a temperatura de descarga Tdi do refri gerante descarregado do compressor 20, como detectado pelo sensor de temperatura de descarga 95 excede um segundo valor-limite supe rior que é maior do que o primeiro valor-limite superior, controle de dispersão dos compressores 20 começa, forçando uma redução na velocidade de rotação do compressor 20, por outro lado, se a temperatura Tdi detectada excede um terceiro valor-limite superior que é ainda mais elevado do que o segundo valor-limite superior, a parte de controle 90 emite uma instrução de parar o compressor 20. (4) Características do aparelho de ar condicionado (4-1)

[0073] O aparelho de ar condicionado 10 de acordo com essa mo dalidade, ao mesmo tempo em que é dotado do canal de injeção intermediária 65 e o canal de injeção de sucção 67, tem a válvula de comutação de injeção intermediária 66 e a válvula de comutação de injeção de sucção 68 fornecida como mecanismos de comutação para alternar entre a execução de injeção intermediária ou injeção de sucção. Na condição de injeção intermediária (a condição na qual a válvula de comutação de injeção intermediária 66 é aberta e a válvula de comutação de injeção de sucção 68 está fechada), a injeção intermediária é executada, e na condição de injeção de sucção (a condição na qual a válvula de comutação de injeção intermediária 66 é fechada e a válvula de comutação de injeção de sucção 68 é aberta), a injeção de sucção é realizada. Quando a parte de controle de injeção 90c da parte de controle 90 está suprimindo a velocidade de rotação do compressor a baixa carga térmica, tal como na operação de aquecimento, quando a temperatura do ar externo é alta, e à medida que o controle de injeção intermediária é implementado, a eficiência operacional se deteriora substancialmente, a parte controle de injeção 90c realiza o controle de injeção de sucção como na etapa S6 mostrada na figura 3, diminuindo a temperatura de descarga do compressor 20.

[0074] Assim, como no aparelho de ar condicionado 10, a opera ção é alocada entre o controle de injeção intermediária e o controle de injeção de sucção, é possível, enquanto diminui a temperatura de descarga do compressor 20 e continua a operar, manter a eficiência operacional. (4-2)

[0075] No aparelho de ar condicionado 10 de acordo com essa modalidade, o refrigerante para a injeção que vem a fluir para o compressor 20, quer através do canal de injeção intermediária 65 ou o canal de injeção de sucção 67, torna-se o refrigerante que é despressuri- zado na válvula de injeção elétrica 63 fornecida ao tubo 62 e submetido à troca de calor no trocador de calor para a injeção 64. Desse modo, o controle do ajuste do grau de abertura da válvula de injeção elétrica 63 permite que o refrigerante para a injeção se funda com o refrigerante de pressão intermédia do compressor 20 ou com o refrigerante de baixa pressão que é aspirado para dentro do compressor 20, para tornar-se o gás superaquecido de acordo com a etapa S3 ou gás flash em conformidade com a etapa S4 ou a etapa S6.

[0076] Assim, normalmente, a injeção intermediária é realizada com o refrigerante gasoso sobreaquecido na etapa S3, e quando a temperatura de descarga do compressor 20 torna-se alta, é possível (na etapa S4) executar a injeção intermédia que enfatiza o resfriamento com o uso do gás flash úmido em um estado de duas fases gás- líquido. (4-3)

[0077] Com o aparelho de ar condicionado 10 de acordo com essa modalidade é preferível que, se a temperatura de descarga Tdi detectada pelo sensor de temperatura de descarga 95 for maior do que o primeiro valor-limite superior que é o valor-limite, a temperatura do compressor 20 pode ser reduzida com o uso do refrigerante para a injeção que flui no tubo de fluxo ramificado 62, a fim de que a temperatura de descarga Tdi seja menor do que o primeiro valor-limite superior.

[0078] No entanto, quando se opera em baixa carga térmica com reduzida velocidade de rotação do compressor 20, tal como a operação de aquecimento, quando a temperatura do ar externo é alta, se o controle de injeção intermediária for executado, a capacidade aumenta e a pressão (alta pressão) de refrigerante descarregado pelo compressor que aumenta substancialmente.

[0079] À luz disso, com o aparelho de ar condicionado 10 de acor do com essa modalidade, quando a velocidade de rotação do compressor 20 é inferior ao valor-limite (N na etapa S1), além disso, a temperatura de descarga Tdi detectada pelo sensor de temperatura de descarga 95 é maior do que o primeiro valor-limite superior (Sim na etapa S5), mesmo quando o controle de injeção intermediária vem operando a esse ponto, o comutador é feito para controlar a injeção de sucção (passo S6). Assim, mesmo em caso de baixa carga térmica, com a supressão do aumento da capacidade de desperdício e mantendo a eficiência operacional, a temperatura de descarga Tdi pode ser reduzida por meio do controle de injeção de sucção.

[0080] A razão de que o controle de injeção intermediária não é realizado, no caso em que a velocidade de rotação do compressor 20 é inferior ao valor-limite é que, ao mesmo tempo, por exemplo, a velocidade de rotação do compressor 20 pode ser reduzida através da realização de injeção intermediária, reduzindo ainda mais a velocidade de rotação, no caso em que a velocidade de rotação já é baixa irá resultar na deterioração substancial na eficiência do motor do compressor. Além disso, nesse tipo de caso, se a temperatura de descarga Tdi do compressor 20 exceder o primeiro valor-limite superior e subir, o compressor 20 pode ficar em uma condição de controle de dispersão ou parar, assim, a injeção de sucção é realizada. Observa-se que a injeção de sucção, ao mesmo tempo em que o efeito vantajoso de diminuir a temperatura de descarga do compressor 20, do mesmo modo co mo a injeção intermediária, basicamente não tem o efeito de aumentar a capacidade da forma de injeção intermediária, assim, a eficiência operacional pode ser mantida sem aumentar a capacidade de desperdício em momentos de baixa carga térmica. À medida que o aparelho de ar condicionado 10 de acordo com essa modalidade utiliza R32 como refrigerante, se a diferença entre a alta pressão e de baixa pressão for substancialmente a diferença em entalpia entre a alta pressão e de baixa pressão também torna-se substancial, tornando esse controle de injeção que comuta para a injeção de sucção de bom efeito. (4-4)

[0081] Com o aparelho de ar condicionado 10 de acordo com essa modalidade, com o uso do controle de injeção intermediária aumenta a capacidade e eficiência, no entanto, se a temperatura de descarga Tdi do compressor 20 subir até um nível que levanta preocupações sobre a operação de forma contínua, torna-se necessário implementar o controle de dispersão que reduz vigorosamente a velocidade de rotação do compressor 20, ou interrompe o compressor 20.

[0082] A fim de evitar isso, com o aparelho de ar condicionado 10, se a temperatura detectada pelo sensor de temperatura de descarga de 95 (temperatura de descarga Tdi) for maior do que o primeiro valor- limite superior, o grau de abertura da válvula de injeção elétrica 63 é ajustado (etapa S4) com base na temperatura detectada pelo sensor de temperatura de descarga 95 e não a temperatura detectada pelo sensor de temperatura de injeção 96. Em seguida, na etapa S4, a fim de que a temperatura de descarga do compressor 20 reduza, o refrigerante gasoso úmido é utilizado para a injeção intermediária para o compressor 20, aumentando o efeito de resfriamento. Por outro lado, quando a temperatura detectada pelo sensor de temperatura de descarga de 95 (temperatura de descarga Tdi) é inferior ao primeiro valor- limite superior, o grau de abertura da válvula de injeção elétrica 63 é ajustado (etapa S3) com base na temperatura detectada pelo sensor de temperatura de injeção 96 para o lado a jusante do trocador de calor para a injeção 64, mantendo a eficiência operacional. (5) Modificações (5-1) Modificação A

[0083] O aparelho de ar condicionado 10 de acordo com a modali dade acima utiliza as duas válvulas eletromagnéticas, a válvula de comutação de injeção intermediária 66 e a válvula de interrupção, a injeção de sucção 68, como mecanismos de comutação para comutação entre a injeção intermediária e a injeção de sucção, no entanto, também é adequado utilizar, em vez disso, uma válvula de três vias, no local onde os três tubos, ou seja, o tubo de fluxo ramificado 62, o canal de injeção intermediária 65 e o canal de injeção de sucção 67 se cruzam. (5-2) Modificação B

[0084] O aparelho de ar condicionado 10 de acordo com a modali dade acima utiliza uma configuração na qual o refrigerante para a injeção é fornecido a partir do tubo de fluxo 62 ramificado a partir do canal de refrigerante principal 11a para o canal de injeção intermediária 65 ou para o canal de injeção de sucção 67. É também possível, no entanto, adotar uma configuração como mostrado na figura 4, em que o componente do gás de refrigerante acumulado em um receptor de alta pressão 180 fornecido em um canal de refrigerante principal 111a é retirado em um canal de desvio 182, e o refrigerante para a injeção é fornecido a partir desse canal de desvio 182 para o canal de injeção intermediária 65 ou para o canal de injeção de sucção 67.

[0085] O aparelho de ar condicionado 110 de acordo com a modi ficação B substitui a unidade externa 11 do aparelho de ar condicionado 10 da modalidade acima descrita pela unidade externa 111. A unidade externa 111 não inclui o circuito de ponte 70, o receptor de alta pressão 80, o tubo de fluxo ramificado 62, a válvula de injeção elétrica 63 e o trocador de calor para a injeção 64 da unidade externa 11, sendo em vez disso fornecido com um receptor de alta pressão 180, o canal de desvio 182 e uma válvula de desvio eletrônica para a injeção 184. Esses elementos na unidade externa 111 que têm os mesmos números de referência que as da unidade externa 11 são substancialmente os mesmos que aqueles elementos da modalidade acima descrita e a sua descrição é omitida.

[0086] O receptor de alta pressão 180 é um recipiente fornecido na parte do canal de refrigerante principal 111a que conecta a válvula de expansão externa 41 e a válvula de corte de líquido lateral 17. O canal de refrigerante principal 111a é o canal principal de refrigerante líquido e se conecta ao trocador de calor externo 30 e o trocador de calor interno 50. O receptor de alta pressão 180 ao qual o refrigerante de alta pressão flui durante a operação de resfriamento e durante a operação de aquecimento, não é submetido aos fenômenos adversos em que, uma vez o excesso de refrigerante acumulado no inferior é mantido a uma temperatura comparativamente elevada, o refrigerante excedente que inclui o óleo frigorífico separa em duas camadas o óleo frigorífico acumulado na parte superior. Normalmente, o refrigerante líquido fica na parte inferior do espaço no interior do receptor de alta pressão 180 e o refrigerante gasoso fica na parte superior do dito espaço. O canal de desvio 182 se estende desde a parte superior do dito espaço interno para o compressor 20. O canal de desvio 182 é um tubo que desempenha a função de guiar o componente do refrigerante gás acumulado no interior do receptor de alta pressão 180 para o compressor 20. Uma válvula de desvio eletrônica para a injeção 184 que tem uma abertura ajustável é instalada para o canal de desvio 182. Ao abrir esta válvula de desvio eletrônica para a injeção184, a injeção intermediária é realizada durante a condição de injeção intermediária (a condição na qual a válvula de comutação de injeção intermediária 66 está aberta e a válvula de comutação de injeção de sucção 68 está fechada), e a injeção de sucção é realizada durante a condição de injeção de sucção (a condição na qual a válvula de comutação de injeção intermediária 66 é fechada e a válvula de comutação de injeção de sucção 68 é aberta).

[0087] Com este aparelho de ar condicionado 110 de acordo com a modificação B, o refrigerante que vem a fluir através do canal de injeção intermediária 65 ou o canal de injeção de sucção 67 para o compressor 20 torna-se o componente de gás do refrigerante que se acumula no interior do receptor de alta pressão 180. Ou seja, o gás saturado do refrigerante no receptor de alta pressão 180 flui para o compressor 20. Com o aparelho de ar condicionado 110, além da capacidade de dividir a utilização entre o controle de injeção intermediária e o controle de injeção de sucção da mesma maneira como o aparelho de ar condicionado 10 de acordo com a modalidade acima descrita, o trocador de calor 64 para a injeção da dita modalidade acima descrita torna-se desnecessário, diminuindo assim o custo de produção do aparelho de ar condicionado 110. Por outro lado, o aparelho de ar condicionado 110 não permite a injeção de gás úmido, e à medida que a injeção basicamente utiliza o gás saturado, o controle que aumenta o efeito de resfriamento de injeção (controle, como aquele na etapa S4 da modalidade acima descrita) não pode ser executado.

Segunda Modalidade

[0088] O aparelho de ar condicionado 10 de acordo com a primeira modalidade acima descrita adota uma configuração em que o refrigerante para a injeção é fornecido a partir do tubo de fluxo ramificado 62 ramificado a partir do canal de refrigerante principal 11a, para o canal de injeção intermediária 65 ou o canal de injeção de sucção 67. Além disso, o aparelho de ar condicionado 110 da modificação B da primeira modalidade adota uma configuração em que o componente do gás de refrigerante acumulado no receptor de alta pressão 180 fornecido para o canal de refrigerante principal 111a é realizado em um canal de desvio 182, e o refrigerante para a injeção que é fornecido a partir do canal de desvio 182 para o canal de injeção intermediária 65 ou para o canal de injeção de sucção 67. É possível, em vez dessa configuração, no entanto, configurar o aparelho de ar condicionado, de modo a permitir a seleção da injeção do tubo de fluxo ramificado 262 e a injeção do canal de desvio 282 que se estende a partir do receptor 280. (1) Configuração do aparelho de ar condicionado

[0089] O aparelho de ar condicionado de acordo com a segunda modalidade substitui a unidade externa 11 do aparelho de ar condicionado 10 da primeira modalidade descrita acima, com o uso de R32 como refrigerante com uma unidade externa 211, como mostrado na figura 5. A unidade externa 211 será agora descrita, os mesmos números de referência são aplicados aos elementos que são os mesmos que na unidade externa 11 da primeira modalidade.

[0090] A unidade externa 211 tem principalmente, o compressor 20, a válvula de comutação de quatro vias 15, um trocador de calor externo 30, uma válvula de expansão externa 41, o circuito de ponte de 70, um receptor de alta pressão 280, a primeira válvula de injeção eletrônica 263, um trocador de calor para a injeção 264, uma segunda válvula de injeção eletrônica 284, uma válvula eletrônica de injeção intermediária 266, uma válvula eletrônica de injeção de sucção 268, válvula de corte de líquido lateral 17 e válvula de corte de gás lateral 18.

[0091] O compressor 20, o recipiente 28 que pertence ao com pressor, a passagem de sucção 27, o tubo de refrigerante 29 no lado de descarga do compressor 20, o sensor de temperatura de descarga 95, a porta de injeção intermediária 23, a válvula de comutação de quatro vias 15, a válvula de corte de líquido lateral 17, válvula de corte de gás lateral 18, o trocador de calor externo 30, a válvula de expansão externa 41, a ventilador externo 35 e o circuito de ponte 70 são os mesmos que os elementos correspondentes na primeira modalidade, portanto, a sua descrição é omitida.

[0092] O receptor de alta pressão 280 é um recipiente que funcio na como um tanque de armazenamento de refrigerante, e está disposta entre a válvula de expansão externa 41 e válvula de corte de líquido lateral 17. O receptor de alta pressão 280, em que o refrigerante de alta pressão flui durante a operação de resfriamento e durante a operação de aquecimento, não tem o problema em que o excesso de refrigerante, incluindo óleo refrigerante separa em duas camadas, com a coleta do óleo do refrigerante na porção superior, uma vez que a temperatura de excesso de refrigerante acumulado é mantida relativamente alta. Um sensor de pressão de saída do receptor 292 é fornecido para o tubo de saída de receptor, que se estende a partir da porção inferior do receptor de alta pressão 280 para o trocador de calor para a injeção 264. O tubo de saída do receptor faz parte do canal de refrigerante principal 211a descrito posteriormente. O sensor de pressão de saída do receptor 292 é um sensor que gera um valor de pressão (valor de alta pressão) para o refrigerante líquido de alta pressão.

[0093] O refrigerante líquido normalmente fica na parte inferior do espaço interno do receptor de alta pressão 280, e o refrigerante gasoso normalmente fica na parte superior do espaço que, enquanto um canal de desvio 282 se estende desde a parte superior do espaço interno para o compressor 20. O canal de desvio 282 é um tubo que desempenha o papel de guiar o componente de refrigerante gasoso acumulado no interior do receptor de alta pressão 280 para o compressor 20. Uma válvula de injeção eletrônica de segunda derivação 284 que tem uma abertura ajustável é fornecida para o canal de desvio 282. Quando essa segunda válvula de injeção eletrônica de desvio 284 abre, o refrigerante gasoso flui através de um tubo de injeção comum 202 para um canal de injeção intermediário 265 ou um canal de injeção de sucção 267 descrito posteriormente.

[0094] Um trocador de calor para a injeção 264 é fornecido entre as válvulas de verificação de saída 72 e 74 do circuito de ponte 70 e na saída do receptor de alta pressão 280. Além disso, um tubo de fluxo ramificado 262 se ramifica a partir de uma parte do canal de refrigerante principal 211a que conecta a saída do receptor de alta pressão 280 e o trocador de calor para a injeção 264. O canal de refrigerante principal 211a é o canal de refrigerante líquido principal, e conecta o trocador de calor externo 30 e o trocador de calor interno 50.

[0095] A primeira válvula de injeção eletrônica 263, que tem uma abertura ajustável, é fornecida para o tubo de fluxo ramificado 262. O tubo de fluxo ramificado 262 é conectado a um segundo percurso de fluxo 264b do trocador de calor para a injeção 264. Ou seja, quando a primeira injeção eletrônica válvula 263 é aberta, o fluido refrigerante desviado do canal de refrigerante principal 211a para o tubo de fluxo ramificado 262 é despressurizado na primeira válvula de injeção eletrônica 263 e flui para o segundo percurso de fluxo 264b do trocador de calor para a injeção 264.

[0096] O refrigerante despressurizado na primeira válvula de inje ção eletrônica 263 e que fluiu para o segundo percurso de fluxo 264b do trocador de calor para a injeção 264 é submetido à permuta de calor com o refrigerante que flui no primeiro percurso de fluxo 264a do trocador de calor para a injeção 264. O refrigerante que flui através do tubo de fluxo ramificado 262 depois da troca de calor no trocador de calor para a injeção 264, flui através do tubo de injeção partilhada 202 e para dentro do canal de injeção intermediária 265 ou o canal de injeção de sucção 267 descrito subsequentemente. Um sensor de tempe- ratura de injeção 296 para detectar a temperatura do refrigerante após a troca de calor no trocador de calor para a injeção 264 está montado para o lado de fluxo para baixo do trocador de calor para a injeção 264 do tubo de fluxo ramificado 262.

[0097] O trocador de calor para a injeção 264 é um trocador de calor interno que utiliza uma estrutura de tubo duplo. Uma extremidade do primeiro percurso de fluxo 264a se conecta à saída do receptor de alta pressão 280, e a outra extremidade se conecta às válvulas de verificação de saída 72 e 74 do circuito de ponte 70.

[0098] O tubo de injeção comum 202 é um tubo de ligação a uma extremidade do canal de desvio 282 que se estende a partir do receptor de alta pressão 280 e uma extremidade do tubo de fluxo ramificado 262 se estende desde o canal de refrigerante principal 211a através do trocador de calor para a injeção 264, e a conexão com a válvula eletrônica de injeção intermediária 266 e a válvula de injeção eletrônica de sucção 268. Se pelo menos uma de entre a primeira válvula de injeção eletrônica 263 e a válvula de injeção eletrônica de segunda derivação 284 estiver aberta, e quer a válvula eletrônica de injeção intermediária 266 ou a válvula eletrônica de injeção de sucção 268 abre, o refrigerante flui no tubo de injeção comum 202, e a injeção intermediária ou a intermediária de sucção é aplicada.

[0099] O canal de injeção intermediária 265 se estende desde a válvula eletrônica de injeção intermediária 266 conectada ao tubo de injeção comum 202, para o compressor 20. Basicamente, uma extremidade do canal de injeção intermediária 265 é conectada à válvula de injeção eletrônica intermédia 266, e a outra extremidade é conectada à porta de injeção intermediária 23 do compressor 20.

[00100] O canal de injeção de sucção 267 se estende desde a válvula de injeção eletrônica de sucção 268 conectada ao tubo de injeção comum 202 para a passagem de sucção 27. Basicamente, uma ex- tremidade do canal de injeção de sucção 267 é conectada à válvula de injeção eletrônica de sucção 268, e a outra extremidade é conectada à parte da passagem de sucção 27 que conecta o recipiente 28 e o compressor 20.

[00101] A válvula eletrônica de injeção intermediária 266 e a válvula de injeção eletrônica de sucção 268 são válvulas solenoides que alternam entre uma condição aberta e uma condição fechada. (2) Funcionamento do aparelho de ar condicionado

[00102] O funcionamento do aparelho de ar condicionado de acordo com a segunda modalidade da presente invenção será agora descrito. Os controles para cada operação explicada posteriormente são realizados pela parte da unidade externa 211 que funciona como um meio para o controle da operação de controle. (2-1) Operações básicas para a operação de resfriamento

[00103] Durante a operação de resfriamento, a válvula de comutação de quatro vias 15 está na condição indicada pela linha sólida na figura 5, ou seja, o refrigerante gasoso descarregado a partir do compressor 20 flui para o trocador de calor externo 30, além disso, a passagem de sucção 27 é conectada à válvula de corte de gás lateral 18. {Com a válvula de expansão externa 41 na condição de totalmente aberta, o grau de abertura da válvula de expansão interna 42 vem a ser ajustado}. Observa-se que as válvulas de corte 17 e 18 estão na condição aberta.

[00104] Com o circuito refrigerante nessa condição, o refrigerante gasoso de alta pressão descarregado a partir do compressor 20 é fornecido através da válvula de comutação de quatro vias 15 para o trocador de calor externo 30, que funciona como um condensador de refrigerante, onde o refrigerante é arrefecido por serem submetidas a troca de calor com o ar externo fornecido a partir do exterior do ventilador 35. O refrigerante de alta pressão arrefecido no trocador de calor externo 30 e liquefeito, o refrigerante fica em um estado de superarre- fecido no trocador de calor 264 para a injeção e é, em seguida, transmitido a cada uma das unidades interiores 12. A operação de cada uma das unidades internas 12 é a mesma que na primeira modalidade descrita acima. O refrigerante gasoso de baixa pressão que retorna à unidade externa 11 de cada uma das unidades internas 12 é aspirado para dentro do condensador 20 de novo através da válvula de comutação de quatro vias 15. Basicamente, esta é a forma como o aparelho de ar condicionado resfria o ambiente interno. (2-2) Operações básicas para a operação de aquecimento

[00105] Durante a operação de aquecimento, a válvula de comutação de quatro vias 15 está na condição representada pela linha tracejada na figura 5, ou seja, o tubo de refrigerante de descarga lateral 29 do compressor 20 está conectado à válvula de corte de gás lateral 18, além disso, a passagem de sucção 27 está conectada ao trocador de calor externo 30. Os graus de abertura da válvula de expansão externa 41 e a válvula de expansão interna 42 são projetadas para abertura de ajustamento. Além disso, as válvulas de corte 17 e 18 estão abertas.

[00106] Com o circuito refrigerante nessa condição, refrigerante gasoso de alta pressão descarregado a partir do compressor 20 passa através da válvula de comutação de quatro vias 15 e do tubo de comunicação de refrigerante gasoso 14 e é liberado a cada uma das unidades internas 12. A operação de cada uma das unidades internas 12 é a mesma que para a primeira modalidade descrita acima. O refrigerante de alta pressão que retorna à unidade externa 11 novamente, passa através do receptor de alta pressão 280 e torna-se o refrigerante em estado superarrefecido no trocador de calor 264 para a injeção, antes de fluir para o exterior da válvula de expansão 41. O refrigerante despressurizado na válvula de expansão externa 41 e refrigerante agora de baixa pressão em um estado de duas fases gás-líquido, flui para dentro do trocador de calor externo 30, que funciona como um evaporador. O refrigerante de baixa pressão em duas fases gás- líquido que flui para o trocador de calor externo 30 é aquecido ao ser submetido à troca de calor com o ar externo fornecido a partir do ventilador externo 35, e evapora, tornando-se o refrigerante de baixa pressão. O refrigerante gasoso de baixa pressão que sai do trocador de calor externo 30 passa através da válvula de comutação de quatro vias 15 e é aspirado para dentro do compressor 20 novamente. Basica-mente, esta é a forma como o aparelho de ar condicionado aquece o ambiente interno. (2-3) Controle de injeção para cada operação

[00107] Durante a operação de resfriamento e durante a operação de aquecimento, a parte de controle executa a injeção intermediária ou a injeção de sucção, tendo como objetivo melhorar a capacidade operacional ou diminuir a temperatura de descarga do compressor 20. A injeção intermediária significa que o refrigerante que fluiu para o tubo de injeção comum 202 a partir do trocador de calor para a injeção 264 e/ou o receptor de alta pressão 280, flui através do canal de injeção intermediária 265 e é injetado na porta de injeção intermediária 23 do compressor 20. A injeção de sucção significa que o refrigerante que fluiu para o tubo de injeção comum 202 a partir do trocador de calor para a injeção 264 e/ou o receptor de alta pressão 280, é injetado para dentro da passagem de sucção 27 através do canal de injeção de sucção 267 e é aspirado para dentro do compressor 20. Ambas, a injeção intermediária e a injeção de sucção, têm o efeito de diminuir a temperatura de descarga do compressor 20. A injeção intermediária tem o efeito adicional de melhorar a capacidade operacional.

[00108] A parte de controle de controle executa a injeção com base na velocidade de rotação (ou a frequência) do compressor de inversor controlado 20, a temperatura de descarga Tdi de refrigerante descarregado a partir do compressor 20, como detectado pelo sensor de temperatura de descarga 95, e a temperatura do fluido refrigerante injetado na forma de detectada pelo sensor de temperatura de injeção 296 para o lado a jusante do trocador de calor para a injeção 264. Basicamente, a parte de controle implementa o controle de injeção intermediária que provoca a injeção intermediária, ou implementa o controle de injeção de sucção que provoca a injeção de sucção. Além disso, quando as condições são tais que a parte de controle não deve executar qualquer injeção intermediária ou injeção de sucção, nem a forma de injeção é realizada e as operações são realizadas na condição de não injeção. Em outras palavras, a parte de controle pode executar de maneira seletiva o controle de injeção intermediária, o controle de injeção de sucção, ou o controle de não injeção no qual nenhuma injeção é implementada.

[00109] O fluxo de controle de injeção a partir da parte de controle será agora descrito com referência à figura 6A até a figura 6D.

[00110] Em primeiro lugar, na etapa S21, a parte de controle determina se a velocidade de rotação do compressor 20 está acima ou abaixo de um limite predeterminado. O limite predeterminado está definido, por exemplo, a uma velocidade de rotação relativamente baixa, um valor abaixo do qual uma velocidade de rotação mais baixa poderia não ser ajustada, ou, um valor no qual, caso a velocidade de rotação seja reduzida ainda mais, haveria uma diminuição na eficiência do motor do compressor. (2-3-1) Controle de injeção intermediária

[00111] Se a parte de controle determina na etapa S21 de que a velocidade de rotação do compressor 20 é maior do que ou igual ao limite, a parte de controle muda para a etapa S22 para determinar se o aparelho de ar condicionado está realizando a operação de resfria- mento ou operação de aquecimento. No caso da operação de resfriamento, a injeção intermédia é realizada, que flui o refrigerante gasoso retirado principalmente o receptor de alta pressão 280, para o canal de injeção intermediária 265. (2-3-1-1) Controle de injeção intermediária durante o aquecimento

[00112] Se a determinação, na etapa S22 é que o aparelho de ar condicionado está em funcionamento de aquecimento, a parte de controle muda para a etapa S23 e determina se a temperatura de descarga Tdi de refrigerante descarregado a partir do compressor 20, como detectado pelo sensor de temperatura de descarga 93, é ou não maior do que o primeiro valor-limite superior. O primeiro valor-limite superior pode ser fixado em, por exemplo, 95 °C. Se a temperatura de descarga não for maior do que o primeiro valor-limite superior, a parte de controle faz a transição para a etapa S24 e coloca a válvula de injeção eletrônica intermédia 266 para a condição aberta e a válvula de injeção eletrônica de sucção 268 na condição fechada. Se essas válvulas já estiverem localizadas nas respectivas condições, as válvulas são mantidas como elas estão. Além disso, na etapa S24, os respectivos graus de abertura da primeira válvula eletrônica de injeção 263 e da segunda válvula de injeção eletrônica 284 são ajustados. À medida que a temperatura de descarga Tdi está na gama normal, a abertura da primeira válvula eletrônica de injeção 263 é ajustada, de acordo com o controle básico operação de aquecimento, de tal modo que o refrigerante líquido fora a partir do receptor 280 e que flui no canal principal do refrigerante de alta pressão 211a atinge um predeterminado grau de super-refrigeração. Além disso, a abertura da segunda válvula eletrônica de injeção 284 é ajustada, de tal modo que o refrigerante gasoso no receptor de alta pressão 280 flui para o canal de injeção intermediária 265. Por outro lado, se, na etapa S23, a parte de controle que determina a temperatura de descarga Tdi é maior do que o primei- ro valor-limite superior, etapa S25, é transferida. Aqui, como é necessário para reduzir a temperatura de descarga Tdi, as respectivas aberturas da primeira válvula de injeção eletrônica 263 e a segunda válvula de injeção eletrônica 284 são ajustadas com base no que temperatura de descarga Tdi. Basicamente, na etapa S25, o controle de umidade é realizado que umedece o refrigerante gasoso a ser submetido à injeção intermediária de tal forma que a temperatura de descarga Tdi pode ficar rapidamente abaixo do primeiro valor-limite superior. Ou seja, a fim de aumentar o efeito de resfriamento da injeção intermediária, a abertura da primeira válvula eletrônica de injeção 263 e similares é ajustada de tal modo que o refrigerante gasoso para a injeção intermediária torna-se o gás flash em duas fases gás- líquido. (2-3-1-2) Controle de injeção intermediária durante o resfriamento

[00113] Se a determinação, na etapa S22 for que o aparelho de ar condicionado está na operação de resfriamento, a parte de controle muda para a etapa S26 e determina se a temperatura de descarga Tdi é ou não maior do que o primeiro valor-limite superior. Se a temperatura de descarga Tdi for maior do que o primeiro valor-limite superior, a parte de controle muda para a etapa S27 e, a fim de executar o controle de umidade que umedece o refrigerante gasoso a submetido à injeção intermediária, principalmente a partir de fluxos de refrigerante do trocador de calor 264 para a injeção para o canal de injeção intermediária 265. Basicamente, na etapa S27, o {266 é posicionada na condi-ção de aberta e a válvula de injeção eletrônica de sucção 268 está na condição fechada}, ainda mais, o grau de abertura da primeira válvula de injeção eletrônica 263 é controlado com base na temperatura de descarga Tdi. Além disso, na etapa S27, a segunda válvula eletrônica de injeção 284 é aberta, conforme necessário. Além disso, na etapa S27, o refrigerante gasoso úmido em um estado de duas fases gás- líquido a partir do trocador de calor para a injeção 264 é submetido à injeção intermédio para o compressor 20, a temperatura de descarga Tdi elevada pode ser esperada diminuir rapidamente.

[00114] Na etapa S26, se a temperatura de descarga Tdi for inferior ao primeiro valor-limite superior, a parte de controle determina que não há necessidade de reduzir a temperatura de descarga Tdi, e a injeção intermediária é realizada com o uso tanto do fluido refrigerante do receptor de alta pressão 280 e quanto do refrigerante a partir de o trocador de calor para a injeção 264. Basicamente, as transições do sistema através da etapa S28 ou etapa S29 à etapa S30, a válvula eletrônica de injeção intermediária 266 fica na condição aberta, a válvula de injeção eletrônica de sucção 268 fica na condição fechada, além disso, o grau de abertura da primeira válvula eletrônica de injeção 263 e o grau de abertura da segunda válvula eletrônica de injeção 284 são ajustados. Na etapa S28, a parte de controle determina se um valor de alta pressão do refrigerante líquido detectado pelo sensor de pressão de saída do receptor 292 na saída do receptor de alta pressão 280 es-tá ou não abaixo de um valor-limite. Esse valor-limite é um valor inicialmente definido com base, por exemplo, na diferença de elevação (diferença na altura dos seus respectivos locais de instalação) entre a unidade externa 211 e a unidade interna 12, e é definido de tal modo que, se o valor de alta pressão for inferior a esse valor-limite, antes de passar através da válvula de expansão interna 42 da unidade interna 12, o refrigerante se tornaria o refrigerante em estado de gás flash e o som de passagem de refrigerante iria aumentar substancialmente. Se for determinado na etapa S28, que o valor de alta pressão é inferior ao valor-limite, uma vez que é necessário para aumentar o valor de alta pressão, a válvula de expansão externa 41 em um estado de ser ligeiramente apertado é mais aberta, aliviando o grau de despressurização. Assim, o componente de refrigerante gasoso no receptor de alta pressão 280 é reduzido, a quantidade de refrigerante gasoso a partir do receptor de alta pressão 280 que compreende a quantidade total de fluido refrigerante para diminuir a injeção, e a proporção de injeção do receptor de alta pressão 280 torna-se menor. Por outro lado, se na etapa S28, o valor de alta pressão exceder o valor-limite, o sistema passa para a etapa S30 mantendo essa relação de injeção. Na etapa S30, do mesmo modo como acima, a válvula de injeção eletrônica intermédia 266 é aberta, e ambos o refrigerante que flui a partir do receptor 280 e o refrigerante de alta pressão que flui do trocador de calor 264 para a injeção de fluxo a partir do canal de injeção intermediária 265 para a porta de injeção intermediária 23 do compressor 20. Por outro lado, na etapa S30, o grau de abertura da primeira válvula eletrônica de injeção 263 é ajustado com base na temperatura do fluido refrigerante utilizado Tsh para a injeção no lado de fluxo para baixo do trocador de calor para a injeção de 64, ainda mais, com base na razão de injeção, a abertura da segunda válvula eletrônica de injeção 284 é ajustada em conjunto com o grau de abertura da válvula de expansão externa 41. (2-3-2) Controle para manter a baixa capacidade

[00115] A etapa S22 até a etapa S30 acima, refere-se a controlar quando for determinado na etapa S21 que a velocidade de rotação do compressor 20 é maior do que ou igual ao valor-limite, no entanto, como há espaço para a queda da velocidade de rotação do compressor 20 reduzindo ainda mais a capacidade, basicamente, esse controle proporciona melhoria na capacidade operacional através de injeção.

[00116] No entanto, se na etapa S21 for determinado que a velocidade de rotação do compressor 20 é menor do que o valor-limite, isso significa que o compressor 20 já caiu para baixo de capacidade, e como aumentar a capacidade de operação seria contrário às necessidades dos usuários, o controle é implementado para conservar a capacidade do compressor 20 como está, em que a condição de baixa capa- cidade. (2-3-2-1) Controle de injeção sucção

[00117] Se na etapa S21 for determinado que a velocidade de rotação do compressor 20 é inferior ao valor-limite, a parte de controle muda para a etapa S31 e a determinação é feita com ou sem a temperatura de descarga Tdi maior do que o primeiro valor-limite superior. Se a temperatura de descarga Tdi for maior do que o primeiro valor- limite superior, já que não há necessidade de baixar a temperatura de descarga Tdi, a etapa S33 ou a etapa S34 é alterada, e a injeção de sucção é implementada. (2-3-2-1-1) Controle de injeção de sucção durante a operação de aquecimento

[00118] Se for determinado na etapa S31, que a temperatura de descarga Tdi é maior do que o primeiro valor-limite superior, além disso, na etapa S32 é determinado que a operação de aquecimento está sendo realizada, a injeção de sucção é realizada principalmente em que o fluido refrigerante do receptor de alta pressão 280 flui desde o canal de injeção de sucção 267 até a passagem de sucção 27. Basicamente, na etapa S33, a válvula eletrônica de injeção intermediária 266 é posicionada na condição fechada e a válvula de injeção eletrônica de sucção 268 é posicionada na condição aberta. Em seguida, com base na temperatura de descarga Tdi, o grau de abertura da segunda válvula eletrônica de injeção 284 é ajustado de tal modo que o refrigerante gasoso acumulado no receptor de alta pressão 280 na operação de aquecimento flui na maior parte para o canal de injeção de sucção 267, ainda mais, o grau de abertura da primeira válvula eletrônica de injeção 263 é ajustado de tal modo que o refrigerante que flui a partir do trocador de calor para a injeção 264 para o canal de injeção de sucção 267 torna-se o gás flash. (2-3-2-1-2) Controle de injeção sucção durante a operação de resfria- mento

[00119] Se for determinado na etapa S31 que a temperatura de descarga Tdi é maior do que o primeiro valor-limite superior, além disso, na etapa S32 é determinado que a operação de resfriamento está sendo realizada, a injeção de sucção é realizada principalmente em que o fluido refrigerante do trocador de calor para a injeção 264 flui para o canal de injeção de sucção 267. Basicamente, na etapa S34, a válvula eletrônica de injeção intermediária 266 é posicionada na condição fechada e a válvula de injeção eletrônica de sucção 268 é posicionada na condição aberta. Em seguida, com base na temperatura de descarga Tdi, o grau de abertura da primeira válvula eletrônica de injeção 263 é ajustado de tal modo que o refrigerante que flui a partir do trocador de calor para a injeção 264 para o canal de injeção de sucção 267 torna-se o gás flash. Além disso, na etapa S34, a segunda válvula eletrônica de injeção 284 é aberta, se necessário. (2-3-2-2) Controle de não injeção

[00120] Se na etapa S31 a temperatura de descarga Tdi for inferior ao primeiro valor-limite superior, é determinado que não é necessário reduzir a temperatura de descarga Tdi, e a parte de controle seleciona a condição de não injeção. Ou seja, a injeção intermediária e a injeção de sucção, a fim de baixar a temperatura de descarga Tdi e a injeção intermediária, a fim de melhorar a capacidade de operação não são necessários, e tal como é desejável para parar as formas de injeção, a condição de não injeção é implementada. Na etapa S35, a parte de controle coloca a válvula eletrônica de injeção intermediária 266 e a válvula de injeção eletrônica de sucção 268 no estado fechado, e ajusta o grau de abertura da primeira válvula de injeção eletrônica 263 e o grau de abertura da segunda válvula de injeção eletrônica 284 para o mínimo. Quando o grau mínimo de abertura é zero, a primeira válvula de injeção eletrônica 263 e a segunda válvula de injeção eletrônica 284 estão na condição completamente fechada.

[00121] Assim, no aparelho de ar condicionado de acordo com essa segunda modalidade da presente invenção, não é necessário diminuir a temperatura {{de descarga}} do compressor 20 pela injeção intermediária, ou pela injeção de sucção uma vez que a temperatura de descarga Tdi é baixa, por outro lado, no caso em que a velocidade de rotação do compressor 20 é reduzida à medida que a baixa capacidade é exigida, o controle de não injeção é selecionado e aplicado. Assim, o aumento da capacidade através da injeção intermediária ou da injeção de sucção e a ocorrência de diminuição da eficiência operacional são suprimidos, e nesse aparelho de ar condicionado de acordo com a segunda modalidade, é possível manter a eficácia operacional enquanto satisfaz o requisito de baixa capacidade. Lista de Referência 10, 110 aparelhos de ar condicionado (aparelho de refrigeração) 11a, 111a canal de refrigerante principal 20 compressor 27 passagem de sucção 30 trocador de calor externo (condensador, evaporador) 41 válvula de expansão externa (mecanismo de expansão) 42 válvula de expansão interna (mecanismo de expansão) 50 trocador de calor interno (evaporador, condensador) 62, 262 tubo de fluxo ramificado (canal de fluxo ramificado) 63, 263 válvula de injeção elétrica (válvula ajustável de abertura) 64, 264 trocador de calor para a injeção 65 , 265 canal de injeção intermediária 66 , 266 válvula de comutação de injeção intermediária (mecanismo de comutação) 67 , 267 canal de injeção de sucção 68 , 268 válvula de comutação de injeção de sucção (mecanismo de comutação) 90 parte de controle 95 sensor de temperatura de descarga (primeiro sensor de temperatura) 96 sensor de temperatura de injeção (segundo sensor de temperatura) 180, 280 receptor de alta pressão (tanque de armazenamento de refrigerante) 182, 282 canal de desvio Lista de Citação Literatura de patentes O documento de patente 1: pedido de patente japonesa aberta à inspeção pública N° 2009-127902.

Claims

1. Aparelho de refrigeração (10, 110) que utiliza R32 como refrigerante, o aparelho de refrigeração compreendendo: um compressor (20), para aspirar refrigerante de baixa pressão a partir de uma passagem de sucção (27), comprimindo o refrigerante e descarregando refrigerante de alta pressão; um condensador (30, 50) para condensar o refrigerante de alta pressão descarregado a partir do compressor (20); um mecanismo de expansão (41, 42) para expandir o refrigerante de alta pressão saindo do condensador (30, 50); e um evaporador (50, 30) para evaporar o refrigerante expandido pelo mecanismo de expansão (41, 42); caracterizado pelo fato de que ainda compreende: um canal de injeção intermediária (65, 265) para guiar uma parte do refrigerante fluindo a partir do condensador (30, 50) em direção ao evaporador (50, 30) para o compressor (20), fazendo com que o refrigerante se funda com refrigerante de pressão intermédia do compressor (20); um canal de injeção de sucção (67, 267) para guiar uma parte do refrigerante fluindo a partir do condensador (30, 50) em direção ao evaporador (50, 30) para a passagem de sucção (27), fazendo com que o refrigerante se funda com refrigerante de baixa pressão aspirado para dentro do compressor (20); um mecanismo de comutação (66, 68, 266, 268) para comutar entre uma condição de injeção intermediária que flui refrigerante no canal de injeção intermediária, e uma condição de injeção de sucção que flui refrigerante no canal de injeção de sucção (67, 267); um sensor (95) para detectar a temperatura do refrigerante descarregado do compressor (20); e uma parte de controle (90), para implementar de forma se- letiva controle de injeção intermediária, uma condição de injeção intermediária do mecanismo de comutação (66, 68, 266, 268), que flui refrigerante para o canal de injeção intermediária (65, 265), ou controle de injeção de sucção, uma condição de injeção de sucção do mecanismo de comutação (66, 68, 266, 268), que flui refrigerante para o canal de injeção de sucção (67, 267), em que a parte de controle (90) executa o controle de injeção de sucção quando a temperatura de descarga detectada pelo sensor (95) de temperatura de descarga é maior do que um valor-limite de temperatura, além disso, a velocidade de rotação do compressor (20) está abaixo de um valor-limite de velocidade de rotação.

2. Aparelho de refrigeração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um canal de fluxo ramificado (62, 262) se ramificando a partir de um canal de refrigerante principal (11a, 111a) unindo o condensador (30, 50) e o eva- porador (50, 30), uma válvula ajustável de abertura (63, 263) cuja abertura é ajustável, fornecida ao canal de fluxo ramificado (62, 262), e um trocador de calor para injeção (64, 264) para trocar calor entre o refrigerante fluindo no canal de refrigerante principal (11a, 111a) e o refrigerante fluindo a jusante da válvula ajustável de abertura (63, 263) do canal de fluxo ramificado (62, 262), em que o refrigerante que sai do trocador de calor para injeção (64, 264) e flui no canal de fluxo ramificado (62, 262) flui para o canal de injeção intermediária (65, 265) ou para o canal de injeção de sucção (67, 267).

3. Aparelho de refrigeração, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um tanque de armazenamento de refrigerante (180, 280) fornecido a um canal de refrigerante principal (11a, 111a) unindo o condensador (30, 50) e o evaporador (50, 30), e um canal de desvio (182, 282), para guiar o componente gasoso do refrigerante acumulado no interior do tanque de armazenamento de refrigerante (180, 280) para o canal de injeção intermediária (65, 265) ou para o canal de injeção de sucção (67, 267).

4. Aparelho de refrigeração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de comutação (66, 68, 266, 268) tem um primeiro mecanismo de abertura/fecho (66, 266) fornecido ao canal de injeção intermediária (65, 265) e um segundo mecanismo de abertura/fecho (68, 268) fornecido ao canal de injeção de sucção (67, 267).

5. Aparelho de refrigeração, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de comutação (66, 68, 266, 268) é um mecanismo que comuta entre a condição de injeção intermediária, a condição de injeção de sucção, e uma condição de não injeção na qual refrigerante não flui nem para o canal de injeção intermediária (65, 265) nem para o canal de injeção de sucção (67, 267), a parte de controle (90) implementa de forma seletiva o controle de injeção intermediária, o controle de injeção de sucção, e o controle de não injeção, a condição de não injeção do mecanismo de comutação (66, 68, 266, 268) que não flui refrigerante para ambos o canal de injeção intermediária (65, 265) ou o canal de injeção de sucção (67, 267), o controle de não injeção sendo implementado de forma seletiva quando a temperatura de descarga detectada pelo sensor (95) de temperatura de descarga é inferior ao valor-limite de temperatura, além disso, a velocidade de rotação do compressor (20) está abaixo do valor-limite de velocidade rotacional.

6. Aparelho de refrigeração, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de comutação (66, 68, 266, 268) comuta entre a condição de injeção intermediária, a condição de injeção de sucção e uma condição de não injeção na qual refrigerante não flui nem para o canal de injeção intermediário nem para o canal de injeção de sucção (67, 267).