BR112018015884B1

BR112018015884B1 - Aparelho de refrigeração com uma válvula

Info

Publication number: BR112018015884B1
Application number: BR112018015884-4A
Authority: BR
Inventors: Wilhelmus Franciscus Schoonen
Original assignee: Franke Technology And Trademark Ltd
Priority date: 2016-02-04
Filing date: 2016-02-04
Publication date: 2023-04-04
Also published as: EP3411641B1; EP3411641B8; EP3411641A1; MX2018009469A; RU2699873C1; CN108603708B; BR112018015884A2; UA124195C2; CN108603708A; US20190032982A1; AU2016391750B2; AU2016391750A1; US10808977B2; WO2017133774A1

Abstract

Aparelho de refrigeração compreendendo um refrigerante, um compressor (301), um condensador (302), um dispositivo de expansão (304) e um evaporador (305), conectados de modo fluido para formar um ciclo de refrigeração, uma válvula controlável (303) configurada para controlar um fluxo do refrigerante do condensador (302) para o evaporador (305), pelo menos um sensor (330) configurado para medir uma propriedade do refrigerante e um controlador (300) configurado para determinar uma quantidade do refrigerante armazenado em uma porção do ciclo de refrigeração que compreende o condensador (302), e controlar a válvula controlável (303) com base na quantidade determinada de refrigerante.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A invenção se refere a um aparelho de refrigeração e a um método para operação de um aparelho de refrigeração e a um método para operação do mesmo.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] Um aparelho de refrigeração pode ser usado, por exemplo, como um resfriador de fluido para resfriar um líquido, como água, um líquido consumível, como limonada ou cerveja, ou outro fluido. Esses refrigeradores de fluidos são amplamente utilizados na indústria, eletrodomésticos, estabelecimentos de bebidas, restaurantes como, por exemplo, restaurantes de comida rápida, indústria de catering, etc. O fluido refrigerado pelo refrigerador de fluido deve ser dispensado, por exemplo, em um copo. Neste tipo de indústria, é conhecido o uso de refrigeradores de fluido incluindo um recipiente de refrigeração compreendendo um tubo contendo refrigerante que atravessa o interior do recipiente de refrigeração. Dessa maneira, um líquido de resfriamento, como água, pode ser armazenado dentro do recipiente de refrigerante; e o refrigerante que flui através do tubo, pode resfriar a água. O líquido consumível pode ser alimentado por outro tubo imerso na água resfriada. Além disso, o fluido de refrigeração às vezes circulado por meio de uma tubulação para resfriar vários componentes da instalação, por exemplo, essa tubulação pode ser fornecida ao longo de um tubo contendo o fluido consumível do recipiente de refrigeração para a torneira e/ou de um recipiente do líquido consumível para o recipiente de refrigeração. Também em outras aplicações domésticas e/ou industriais, várias aplicações de resfriamento podem estar em uso simultaneamente.

[0003] O documento GP 1247580 revela um sistema de refrigeração incluindo um compressor, um condensador, uma linha de fluido e uma unidade de resfriamento, em que a unidade de resfriamento compreende uma câmara de refrigerante anular contendo refrigerante.

[0004] O documento DE 10 2012 204057 revela ainda um trocador de calor que compreende uma cavidade que é preenchida com refrigerante que sai de um evaporador para regular a temperatura do refrigerante antes de transportá- lo ao condensador.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0005] Existe a necessidade por um sistema de refrigeração melhorado e mais eficiente. Para resolver esta preocupação, em um primeiro aspecto, é fornecido um aparelho de refrigeração para refrigerar um fluido de acordo com a reivindicação 1 em anexo. O aparelho compreende: um refrigerante; um compressor, um condensador, um dispositivo de expansão e um evaporador, conectados de modo fluido para formar um ciclo de refrigeração; uma válvula controlável configurada para controlar um fluxo do refrigerante do condensador para o evaporador; pelo menos um sensor configurado para medir uma propriedade do refrigerante; um controlador configurado para receber da dita pelo menos uma informação de sensor sobre a propriedade medida, usar a dita informação para determinar uma quantidade do refrigerante armazenado em uma porção do ciclo de refrigeração que compreende o condensador, e controlar a válvula controlável com base na quantidade determinada de refrigerante.

[0006] O aparelho acima definido pode usar a quantidade disponível de refrigerante de forma muito eficiente. Ao controlar a válvula, com base na quantidade de refrigerante armazenada na porção do ciclo de refrigeração que compreende o condensador, essa quantidade de refrigerante pode ser controlada com alta precisão. Em aplicações específicas, essa quantidade de refrigerante pode ser mantida pequena, ou pode ser mantida perto de um ponto de ajuste predeterminado, enquanto a válvula pode ser controlada para fechar a válvula antes que o refrigerante da fase líquida no condensador seja exaurido, melhorando assim a operação do aparelho de refrigeração.

[0007] Em uma modalidade específica do aparelho, a propriedade medida pode ser temperatura ou pressão, ou uma combinação das mesmas. Uma ou mais propriedades além da temperatura ou pressão podem ser medidas em vez de ou além da temperatura e/ou pressão. Sensores diferentes podem ser fornecidos para medir diferentes propriedades.

[0008] Em uma outra modalidade, o dito pelo menos um sensor pode compreender um primeiro sensor configurado para medir uma primeira propriedade do refrigerante em uma primeira porção do ciclo de refrigeração, sendo a primeira porção do ciclo de refrigeração uma porção de uma saída do dispositivo de expansão para uma entrada do compressor e a primeira parte incluindo o evaporador. A primeira porção pode corresponder a uma parte de baixa pressão do ciclo de refrigeração, sendo que a pressão é menor que em uma segunda porção da refrigeração.

[0009] Ainda em uma outra modalidade, o dito pelo menos um sensor pode compreender ainda um segundo sensor configurado para medir uma segunda propriedade do refrigerante em uma segunda porção do ciclo de refrigeração, a segunda porção do ciclo de refrigeração sendo uma porção de uma saída do compressor para uma entrada do dispositivo de expansão e incluindo o condensador. A segunda porção pode corresponder a uma parte de baixa pressão do ciclo de refrigeração, sendo que a pressão é maior que em uma primeira porção do ciclo de refrigeração.

[0010] Em uma modalidade particularmente vantajosa, o controlador pode ainda ser configurado para receber informação sobre uma capacidade na qual o compressor está funcionando e para determinar a dita quantidade do refrigerante baseado ainda na dita informação sobre a capacidade na qual o compressor está funcionando. Esta informação pode ser usada para estimar, por exemplo, a taxa na qual o refrigerante é deslocado pelo compressor. Ela pode compreender informações sobre uma corrente elétrica consumida pelo compressor e/ou um ajuste conhecido do compressor, que fornece uma maneira fácil de determinar a capacidade de funcionamento do compressor.

[0011] O controlador pode, de acordo com outro modalidade do aparelho, ser configurado para calcular um deslocamento do refrigerante pelo compressor e uma capacidade de processamento de refrigerante através do dispositivo de expansão, e para calcular a quantidade de refrigerante na porção do ciclo de refrigeração que compreende o condensador com base no deslocamento e na capacidade de processamento. Este cálculo pode ser feito com base na pressão na primeira porção e na pressão na segunda porção. Essas pressões podem ser medidas diretamente ou, alternativamente, podem ser calculadas de uma ou mais propriedades medidas.

[0012] O controlador pode, de acordo ainda com outra modalidade do aparelho, ser configurado para controlar a abertura da válvula controlável para permitir o fluxo do refrigerante do condensador para o evaporador se a quantidade de refrigerante na porção do ciclo de refrigeração compreendendo o condensador exceder um primeiro valor limiar predeterminado, e controlar para fechar a válvula controlável para impedir o fluxo do refrigerante do condensador para o evaporador se a quantidade de refrigerante na porção do ciclo de refrigeração compreendendo o condensador estiver abaixo de um segundo valor limiar predeterminado. Isso permite manter a quantidade de refrigerante, como a massa total de refrigerante dentro da porção, em uma determinada faixa predeterminada. Desta forma, pode-se evitar que seja coletado desnecessariamente muito refrigerante no condensador. Além disso, o esvaziamento do condensador pode ser evitado.

[0013] De acordo com outra modalidade preferida, o primeiro sensor pode ser configurado para medir a primeira propriedade do refrigerante no interior do evaporador ou em uma passagem do evaporador para o compressor, e o aparelho pode ainda compreender um terceiro sensor configurado para medir uma terceira propriedade do refrigerante em uma passagem do dispositivo de expansão para uma entrada do evaporador; em que o controlador é configurado para determinar uma condição de superaquecimento com base na primeira propriedade e na terceira propriedade, e para controlar a válvula controlável também com base na condição de superaquecimento determinada. Essa condição de superaquecimento pode ser detectada, por exemplo, comparando a primeira propriedade medida com a terceira propriedade medida.

[0014] A porção do ciclo de refrigeração compreendendo o condensador pode ser uma porção que se estende desde uma saída do compressor até uma entrada do dispositivo de expansão e inclui o condensador. Definições alternativas da porção também podem ser usadas, por exemplo, o condensador e a linha de saída do condensador até a válvula controlável ou até o dispositivo de expansão.

[0015] A válvula controlável pode formar, de acordo com outra modalidade, pelo menos uma parte do dispositivo de expansão. Isso permite usar uma válvula com uma função de expansão.

[0016] Em um segundo aspecto da presente invenção, o objetivo acima definido também é alcançado através de um método para operação de um aparelho de refrigeração de acordo com a reivindicação 14. O método compreende:fornecer um refrigerante; fornecer um compressor, um condensador, um dispositivo de expansão e um evaporador, conectados de modo fluido para formar um ciclo de refrigeração;fornecer uma válvula controlável configurada para controlar um fluxo do refrigerante do condensador para o evaporador;fornecer pelo menos um sensor configurado para medir uma propriedade do refrigerante; usar a propriedade medida para determinar uma quantidade do refrigerante armazenado em uma porção do ciclo de refrigeração compreendendo o condensador, e controlar a válvula controlável com base na quantidade determinada do refrigerante.

[0017] A pessoa versada na técnica entenderá que os recursos descritos acima podem ser combinados de qualquer forma considerada útil. Além disso, as modificações e variações descritas em relação ao sistema também podem ser aplicadas ao método e ao produto de programa de computador, e as modificações e variações descritas em relação ao método também podem ser aplicadas ao sistema e ao produto de programa de computador.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0018] A seguir, aspectos da invenção serão elucidados por meio de exemplos, com referência aos desenhos. Os desenhos são esquemáticos e podem não estar desenhados em escala. Itens semelhantes podem ser indicados pelos mesmos números de referência ao longo das figuras.

[0019] A Figura 1 mostra um diagrama de um aparelho de refrigeração relacionado.

[0020] A Figura 2A mostra uma vista aberta parcialmente trabalhada de um trocador de calor para refrigerar um fluido.

[0021] A Figura 2B mostra uma seção transversal do trocador de calor da Figura 2A.

[0022] A Figura 3 mostra uma primeira modalidade de um aparelho de refrigeração.

[0023] A Figura 4 mostra uma segunda modalidade de um aparelho de refrigeração.

[0024] A Figura 5 mostra um fluxograma de um método para operar um aparelho de refrigeração.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIADES

[0025] A seguir, exemplos de implementações serão descritos com mais detalhes com referência aos desenhos. No entanto, será entendido que os detalhes aqui descritos são apenas fornecidos como exemplos para ajudar a compreender a invenção e não para limitar o escopo da revelação. A pessoa versada na técnica será capaz de encontrar modalidades alternativas que estão dentro do espírito e escopo da presente invenção, como definido pelas reivindicações anexas e seus equivalentes.

[0026] A Figura 1 mostra um diagrama de um sistema de resfriamento genérico ou aparelho de refrigeração capaz de resfriar um fluido. Durante a operação, um refrigerante é circulado através do aparelho em um ciclo de refrigeração. O sistema de refrigeração da Fig. 1 compreende um evaporador 151, um compressor 157, um condensador 161 e um dispositivo de expansão 171. O evaporador 151 pode ser qualquer evaporador conhecido na técnica. Do mesmo modo, o compressor 157, o condensador 161 e o dispositivo de expansão 171 podem ser como conhecidos na técnica.

[0027] O sistema de refrigeração da Fig. 1 pode compreender, além disso, um tubo de entrada de fluido 158 e um tubo de saída de fluido 170, o qual pode estar ligado por um tubo 159 no interior do evaporador 151. Durante a operação, um fluido a ser resfriado pode ser obrigado a fluir através do tubo 159 de modo que o fluido a ser resfriado troque calor com o refrigerante, o qual pode fluir através do tubo 172 do evaporador. Em certas modalidades, tanto o tubo 159 como o tubo 172 são imersos em um recipiente dentro do evaporador 151, recipiente esse (não mostrado) que compreende um líquido como água, de modo que a troca de calor ocorra através deste líquido. Em certas outras modalidades, o tubo 159 pode ser substituído por um recipiente contendo o fluido a ser resfriado e o tubo 172 está disposto dentro deste recipiente. Em certas outras modalidades, o tubo 172 pode ser substituído por um recipiente contendo o refrigerante e o tubo 159 está disposto dentro do recipiente. Outras implementações do evaporador também são possíveis.

[0028] O sistema de refrigeração pode ainda compreender uma linha de sucção 155. Uma das extremidades da linha de sucção 155 pode ser conectada de modo fluido ao tubo 172 do evaporador 151 e disposta para permitir o fluxo do refrigerante para fora do evaporador 151 para o compressor 157. A outra extremidade da linha de sucção 155 pode estar conectada operacionalmente ao compressor 157. O compressor 157 pode ser disposto para provocar um fluxo do refrigerante do evaporador 151 para o compressor 157 através da linha de sucção 155. O compressor 157 pode ser disposto para comprimir o refrigerante recebido da linha de sucção 155. O sistema de refrigeração pode ainda compreender uma linha de descarga 159 ligando de modo fluido o compressor 157 ao condensador 161 e disposto para permitir um fluxo do refrigerante comprimido do compressor 157 para o condensador 161. O condensador 161 pode ser disposto para condensar o refrigerante comprimido recebido do compressor. O condensador 161 pode ser qualquer condensador conhecido na técnica.

[0029] Em certas modalidades, o evaporador 151 pode ser disposto para ser preenchido com um líquido a ser resfriado enquanto um refrigerante pode passar através de um tubo colocado dentro do evaporador de modo que o tubo preenchido com refrigerante atravesse o líquido a ser resfriado, refrigerando assim o liquido.

[0030] Em certas modalidades, o evaporador 151 pode ser disposto para ser preenchido com refrigerante enquanto um líquido a ser resfriado pode ser passado através de um tubo colocado dentro do evaporador de modo que o tubo preenchido com o líquido a ser resfriado atravessa o refrigerante sendo, assim, refrigerado. A Figura 2A ilustra um exemplo de um evaporador que funciona desta maneira.

[0031] A Figura 2A mostra uma vista aberta parcialmente trabalhada de um trocador de calor para refrigerar um fluido, que pode agir como o evaporador em um ciclo de refrigeração. O trocador de calor compreende um recipiente 201 para conter o refrigerante. O recipiente 201 tem uma câmara 203 com uma entrada 211 e uma saída 209 para transportar o refrigerante para dentro e para fora da câmara 203. O tubo 207 corresponde ao tubo 159 da Figura 1 e é usado para transportar o fluido a ser resfriado através do evaporador. Ao viajar através do tubo 159, o fluido a ser resfriado troca calor com o refrigerante no interior da câmara 203 através da parede do tubo 159. Um tubo de entrada de fluido 258 e um tubo de saída de fluido 270 para o fluido a ser resfriado também são mostrados na figura. O tubo 207 pode ser disposto em pelo menos uma volta ao redor de uma parede interna 205 do recipiente 201 ou da câmara 203. No entanto, o tubo 207 pode ser disposto com uma pluralidade de voltas em torno da parede interna 205, em forma de bobina. A pluralidade de voltas pode ser qualquer número adequado de modo que o tubo esteja disposto para ocupar uma quantidade predeterminada de um volume do espaço interno 203. No entanto, isso não é uma limitação. Por exemplo, o tubo pode ser disposto para ocupar pelo menos dois terços do volume do espaço interno. Alternativamente, o tubo pode ter qualquer tamanho.

[0032] No exemplo mostrado na Figura 2A, o recipiente tem uma forma toroide ou de “rosquinha”. Isto permite encher a câmara 203 com tubulação 207 eficientemente, sem fazer curvas fortes no tubo 207. A linha de sucção 209 liga a câmara ao compressor 157 e o tubo 211 liga de modo fluido a câmara ao dispositivo de expansão. No entanto, o evaporador não está limitado a qualquer formato específico no contexto da presente invenção.

[0033] A Figura 2B mostra uma seção transversal na direção longitudinal de uma parte do trocador de calor para refrigerar um fluido da Fig. 2A. O tubo 207 que atravessa o espaço interno 203 em vários enrolamentos ao redor da parede interna 205 é ilustrado. O espaço interno 203 pode ser preenchido com refrigerante fluido até um nível ilustrado no número de referência 220 na Fig. 2B. O restante do espaço interno 203 pode ser preenchido com refrigerante gasoso, isto é, o refrigerante na sua forma gasosa. O nível 220 do refrigerante líquido pode ser escolhido de acordo com as necessidades da aplicação.

[0034] Pode ser desejável ter o máximo de refrigerante possível no evaporador, porque desse modo o líquido a ser resfriado pode ser refrigerado mais eficientemente. Por outro lado, pode ser desejável ter o mínimo de refrigerante possível fora do evaporador, porque a porção do refrigerante que está fora do evaporador não contribui para o resfriamento do fluido a ser resfriado.

[0035] A Fig. 3 mostra um diagrama de um sistema de resfriamento capaz de fazer circular refrigerante em um ciclo de refrigeração. O sistema de resfriamento compreende um compressor 301, um condensador 302, uma válvula controlável 303, um dispositivo de expansão 304 e um evaporador 305. Estes componentes 301, 302, 303, 304, 305 estão conectados de modo fluido para formar o ciclo de refrigeração. Muitas implementações diferentes do compressor, condensador, válvula, dispositivo de expansão e evaporador são conhecidas na técnica. Por exemplo, a válvula 303 e o dispositivo de expansão 304 podem ser combinados por meio de uma válvula de expansão.

[0036] A seguir, o evaporador 305 será descrito em maior detalhe. Será observado que na Fig. 3, o compressor 301, o condensador 302, a válvula 303 e o dispositivo de expansão 304 são desenhados como símbolos para indicar que qualquer dispositivo adequado pode ser utilizado. Entretanto, o evaporador 305 foi desenhado em maior detalhe para ilustrar certos aspectos do mesmo. No entanto, será entendido que o evaporador 305 mostrado é apenas um exemplo e pode ser substituído por outro tipo adequado de evaporador, como um dos outros tipos de evaporadores aqui revelados.

[0037] O evaporador 305 mostrado na Fig. 3 tem um recipiente 323 com um espaço interno 326 delimitado por uma superfície interna 328 de uma parede do recipiente 318. Na modalidade exemplificadora, uma camada de isolamento opcional 319 cobre a parede do recipiente 318 para proporcionar isolamento térmico. O recipiente 323 compreende uma entrada 324 para transportar refrigerante para o espaço interno 326 e uma saída 325 para transportar refrigerante para fora do espaço interno 326. Para fornecer a função de um evaporador, o refrigerante é mantido sob pressão no espaço interno 326 e está parcialmente na fase líquida 313 e parcialmente na fase gasosa 314. Uma porção de tubo 310 está disposta dentro do espaço interno 326. A superfície externa da porção de tubo 310 pode estar em contato direto com o refrigerante 313, 314 para permitir uma troca de calor eficiente. Uma primeira extremidade 308 da porção de tubo 310 é fixada a um primeiro orifício do recipiente 323 e uma segunda extremidade 309 da porção de tubo 310 é fixada a um segundo orifício do recipiente 323 para permitir a comunicação fluida dentro e/ou fora da porção de tubo 310 através do primeiro orifício e do segundo orifício. Mais porções e orifícios do tubo podem ser fornecidos, por exemplo, para permitir que uma pluralidade de fluidos seja resfriada em tubos separados. Uma parte da porção de tubo 310 é mostrada por ser imersa no refrigerante líquido 313. Além disso, uma parte do tubo é mostrada acima do nível de refrigerante líquido, rodeada pelo refrigerante gasoso 314. Em uso, o refrigerante líquido 313 vaporiza devido à troca de calor entre o refrigerante 313 e o fluido dentro da porção de tubo 310.

[0038] O recipiente 323 mostrado na Fig. 3 não tem um formato toroidal (comparar com a Fig. 2A), mas um formato retangular. O tubo 310 faz várias voltas no interior da câmara 326.

[0039] Caso contrário, o evaporador pode funcionar de forma semelhante ao evaporador mostrado na Fig. 2A e 2B. Os orifícios podem encerrar as extremidades de tubo 308, 309 de modo que nenhum refrigerante pode entrar ou deixar o espaço interno através do orifício, e nenhum outro fluido do exterior do recipiente 323 pode entrar através do orifício para o espaço interno 326. Contudo, a troca de fluido para dentro e para fora da porção de tubo 310 é viabilizada. Além disso, a entrada 324 e a saída 325 do recipiente 323 estão ligadas à tubulação 311, 312 para transportar o refrigerante do dispositivo de expansão 304 para o espaço interno 326 e do espaço interno 326 para o compressor 301. A entrada 324, como mostrado, está localizada abaixo do nível de refrigerante líquido. Contudo, a entrada 324 também pode estar localizada acima do nível de refrigerante líquido em outras modalidades. A saída 325 pode estar localizada no lado superior do espaço interno 326, ou pelo menos acima de um nível de refrigerante líquido no interior do espaço interno. Deste modo, o refrigerante líquido pode ser impedido de chegar ao compressor 301. Contudo, a saída também pode estar localizada abaixo do nível de refrigerante líquido em implementações alternativas. Será observado que, quando em uso, o nível de refrigerante líquido pode variar e o refrigerante líquido pode espalhar-se através do recipiente 323 enquanto as bolhas de refrigerante gasoso se movem para cima.

[0040] Como mencionado acima, o evaporador 305 pode ser substituído por qualquer outro tipo adequado de evaporador. A seguir, é descrito como o fluxo de refrigerante através do ciclo de refrigeração pode ser controlado por meio de uma válvula controlável 303. Este conceito também pode ser aplicado a um aparelho de refrigeração com outro tipo de evaporador. Na configuração mostrada na Figura 3, esta válvula controlável 303 é posicionada entre o condensador 302 e o dispositivo de expansão 304. Também, um sensor 330 é fornecido na entrada do compressor 301 para medir uma propriedade do refrigerante que entra no compressor 301. Esta propriedade pode ser temperatura ou pressão, por exemplo.

[0041] A válvula 303 pode ser controlada entre uma posição aberta e uma posição fechada, em que na posição aberta o refrigerante pode fluir do condensador 302 através do dispositivo de expansão 304 para o evaporador 305, e na posição fechada o refrigerante não pode fluir do condensador 302 para o evaporador 305.

[0042] O aparelho compreende ainda um controlador 300. Este controlador pode compreender, por exemplo, um microcontrolador ou processador adequado (não mostrado) e uma memória (também não mostrada) para armazenar um programa de software com instruções que o microcontrolador ou processador está configurado para executar. Implementações alternativas do controlador 300 também são possíveis, por exemplo, por meio de um FPGA ou de um circuito eletrônico dedicado.

[0043] O sensor 330 está operacionalmente conectado ao controlador 300 com ou sem fios, de modo que os valores indicativos da propriedade medida são regularmente enviados do sensor 330 para o controlador 300. O controlador 300 recebe a informação sobre a propriedade medida e usa a informação para controlar a válvula 303. Além disso, o compressor 301 envia informação sobre a sua capacidade de funcionamento atual para o controlador 300, que recebe esta informação. Isto é indicado por meio de linhas tracejadas ou quebradas na Figura 3. A informação sobre a propriedade recebida do sensor 330 pode ser usada para determinar, por exemplo, uma pressão em uma primeira parte do ciclo de refrigeração, cuja primeira parte se estende desde a saída do dispositivo de expansão 311 até à entrada do compressor 301, e que inclui o evaporador 305. A informação sobre a capacidade de trabalho do compressor 301 pode ser usada pelo controlador 300 para estimar uma diferença de pressão entre a saída e a entrada do compressor 301. Usando a pressão na primeira parte do ciclo de refrigeração e a dita diferença de pressão, o controlador 300 pode calcular uma estimativa da pressão em uma segunda parte do ciclo de refrigeração, segunda parte que se prolonga desde a saída do compressor 301 até à entrada do dispositivo de expansão 304 e que inclui o condensador 302. A diferença de pressão também pode ser usada para calcular o fluxo de refrigerante através do dispositivo de expansão 304. Dessa forma, pode- se calcular uma estimativa do fluxo de refrigerante para o condensador 302 e do fluxo de refrigerante para fora do condensador 302. Isto permite estimar a quantidade de refrigerante dentro do condensador 302 (ou a quantidade de refrigerante dentro da segunda parte do ciclo de refrigeração).

[0044] O controlador 300 pode ser programado com um ponto de ajuste para a quantidade de refrigerante dentro do condensador 302 (ou a quantidade de refrigerante dentro da segunda parte do ciclo de refrigeração). Se a quantidade estimada de refrigerante estiver acima do ponto definido, o controlador 300 pode emitir um comando de controle para abrir a válvula 303. Se a quantidade estimada de refrigerante estiver abaixo do ponto definido, o controlador 300 pode emitir um comando de controle para fechar a válvula 303. Em certas modalidades, se a quantidade estimada de refrigerante estiver próxima do ponto de regulação, o controlador 300 pode controlar a válvula para assumir uma posição entre a posição totalmente fechada ou totalmente aberta, de modo que a válvula tenha uma abertura pequena ou intermediária.

[0045] A Fig. 4 mostra um diagrama de um sistema de resfriamento capaz de fazer circular refrigerante em um ciclo de refrigeração. O sistema de refrigeração compreende um evaporador 405, um compressor 421, um condensador 403, um controlador 400, uma válvula 401 e um dispositivo de expansão 414. Também são ilustrados um primeiro sensor de pressão 402, um primeiro sensor de temperatura 404, um segundo sensor de pressão 406 e um segundo sensor de temperatura 408. O evaporador 405 pode compreender um recipiente 415, como apresentado de forma análoga nas Figuras 2A-2B ou na Figura 3, com o tubo de entrada de fluido 418 e o tubo de saída de fluido 419. Alternativamente, o evaporador 405 pode ser qualquer outro evaporador adequado conhecido na técnica.

[0046] O sistema de refrigeração pode ainda compreender uma linha de sucção 412. Uma das extremidades da linha de sucção 412 pode ser conectada de modo fluido a uma saída do evaporador 405 e disposta para permitir o fluxo do refrigerante para fora do evaporador 405 para o compressor 421. A outra extremidade da linha de sucção 412 pode ainda estar conectada operacionalmente ao compressor 421. O compressor 421 pode ser disposto para provocar o fluxo do refrigerante do evaporador 405 para o compressor 421 através da linha de sucção 412. O compressor 421 pode ser disposto para comprimir o refrigerante recebido da linha de sucção 412. O sistema de refrigeração pode ainda compreender uma linha de descarga 409 ligando de modo fluido o compressor 421 ao condensador 403 e disposto para permitir o fluxo do refrigerante comprimido do compressor 421 para o condensador 403. O condensador 403 pode ser disposto para condensar o refrigerante comprimido recebido do compressor 421. O condensador 403 pode ser qualquer condensador conhecido na técnica.

[0047] O sistema de refrigeração pode ainda compreender uma linha de saída 411 que conecta de forma fluida o condensador 403 à válvula controlável 401. O sistema de refrigeração pode ainda compreender uma linha 431 que conecta de forma fluida a válvula 401 ao evaporador 405. A válvula 401 pode compreender um membro de válvula 430, que pode ser movido para abrir e fechar a válvula. A válvula 401 pode ser uma válvula solenoide, uma válvula de esfera ou qualquer outra válvula adequada. O membro de válvula 430 da válvula 401 pode ser disposto para ser controlado pelo controlador 400 entre uma posição aberta e uma posição fechada. A posição aberta da válvula 401 pode permitir o fluxo de refrigerante do condensador 403 para o evaporador 405 através do dispositivo de expansão 414. A posição fechada da válvula 401 pode evitar o fluxo de refrigerante do condensador 403 para o evaporador 405. O dispositivo de expansão 414 pode estar conectado de modo fluido entre a válvula 401 e o evaporador 405. O dispositivo de expansão 414 pode compreender, por exemplo, um tubo capilar. O dispositivo de expansão 414 pode ser uma válvula de expansão. A válvula 401 também pode fornecer a função de um dispositivo de expansão e, por conseguinte, o dispositivo de expansão 414 pode ser integrado com a válvula 401. O dispositivo de expansão 414 pode ser qualquer tipo de dispositivo de expansão adequado.

[0048] O primeiro sensor de pressão 402 e o primeiro sensor de temperatura 404 estão dispostos, respectivamente, para medir a pressão e a temperatura na linha de sucção 412. O segundo sensor de pressão 406 e o segundo sensor de temperatura 408 podem ser dispostos, respectivamente, para medir a pressão e a temperatura na linha de descarga 409. O primeiro sensor de pressão 402 e o primeiro sensor de temperatura 404 podem ser dispostos para medir a pressão e a temperatura em qualquer ponto da linha de sucção 412. De preferência, o primeiro sensor de pressão 402 e o primeiro sensor de temperatura 404 estão dispostos para medir a pressão e a temperatura da linha de sucção 412 em um ponto da linha de sucção 412 próximo ao compressor 421. Como uma alternativa, o primeiro sensor de pressão 402 e/ou o primeiro sensor de temperatura 404 podem ser dispostos, respectivamente, para medir a pressão e a temperatura na linha 431 entre o dispositivo de expansão e o evaporador. O segundo sensor de pressão 406 e o segundo sensor de temperatura 408 podem ser dispostos para medir a pressão e a temperatura em qualquer ponto da linha de descarga 409.De preferência, o segundo sensor de pressão 406 e o Segundo sensor de temperatura 408 estão dispostos para medir a pressão e a temperatura da linha de descarga 409 em um ponto da linha de descarga 409 próximo ao condensador 403. Como uma alternativa, o segundo sensor de pressão 406 e/ou o segundo sensor de temperatura 408 podem ser dispostos, respectivamente, para medir a pressão e a temperatura na linha de saída 411 do condensador 403. O primeiro sensor de pressão 402 e o segundo sensor de pressão 406 podem ser qualquer tipo de sensor de pressão adequado e podem ser conectados respectivamente à linha de sucção 412 e à linha de descarga 409 de qualquer maneira adequada que permita medir a pressão do fluido que passa respectivamente através da linha de sucção 412 e da linha de descarga 409. O primeiro sensor de temperatura 404 e o segundo sensor de temperatura 408 podem ser qualquer tipo de sensor de temperatura adequado e podem ser conectados respectivamente à linha de sucção 412 e à linha de descarga 409 de qualquer maneira adequada que permita medir a temperatura do fluido (refrigerante) que passa respectivamente através da linha de sucção 412 e da linha de descarga 409.

[0049] Um exemplo de um sensor de pressão que pode ser usado é um transmissor de pressão (PT) que converte uma pressão em um sinal de saída elétrico linear. Um exemplo de implementação de um transmissor de pressão pode compreender um chip piezo resistivo encerrado em uma cápsula de óleo. Um exemplo de um sensor de temperatura é um termistor de coeficiente de temperatura negativo (NTC). Estes exemplos de sensores de pressão e sensores de temperatura são conhecidos na técnica per se. Outros tipos de sensores de pressão e sensores de temperatura também podem ser usados nas diferentes implementações aqui reveladas.

[0050] O primeiro sensor de pressão 402, o primeiro sensor de temperatura 404, o segundo sensor de pressão 406 e/ou o segundo sensor de temperatura 408 podem ser conectados ao controlador 400 com ou sem fios de modo que o controlador 400 possa receber regularmente sinais indicativos de uma primeira temperatura medida pelo primeiro sensor de temperatura 404, uma segunda temperature medida pelo segundo sensor de temperatura 408, uma primeira pressão medida pelo primeiro sensor de pressão 402 e/ou uma segunda pressão medida pelo segundo sensor de pressão 406.

[0051] O controlador 400 pode controlar a válvula 401 entre a posição aberta e fechada (ou uma posição intermediária) com base na primeira temperatura medida pelo primeiro sensor de temperatura 404, a segunda temperature 408 medida pelo segundo sensor de temperatura, a primeira pressão medida pelo primeiro sensor de pressão 402 e/ou a segunda pressão medida pelo segundo sensor de pressão, por meio de um sinal de controle correspondente.

[0052] O controlador 400 pode determinar a densidade do refrigerante na linha de sucção 412 com base na primeira pressão medida pelo primeiro sensor de pressão 402, por exemplo, utilizando uma tabela termodinâmica de valores saturados para a substância específica usada como refrigerante. O controlador 400 também pode determinar a densidade do refrigerante na linha de sucção 412 do compressor 421 com base na primeira temperatura medida pelo primeiro sensor de temperatura 404, por exemplo, utilizando a tabela termodinâmica.

[0053] O controlador 400 pode ainda receber outras entradas, por exemplo, informação sobre a capacidade (potência) na qual o compressor 421 está funcionando no momento. O compressor 421 pode compreender cilindros. Parte dos cilindros do compressor 421 pode ser ativada ou desativada para controlar a capacidade do compressor. O controlador 400 pode ainda receber informação da velocidade a que o compressor 421 está funcionando (por exemplo, em número de revoluções por unidade de tempo), o número de cilindros ativados ou desativados, etc. Também, o controlador 400 pode receber informação sobre o volume de refrigerante deslocado pelo compressor 421 em uma revolução. O controlador 400 pode receber ou calcular também a quantidade de tempo que o compressor 421 esteve em funcionamento. O controlador pode calcular o volume de refrigerante que foi deslocado pelo compressor 421 em um dado intervalo de tempo com base no volume de refrigerante deslocado pelo compressor 421 em uma revolução, a duração do intervalo de tempo e a velocidade a qual o compressor 421 está trabalhando em revoluções por unidade de tempo. Outros modos para determinar o volume do refrigerante que passou pelo compressor 421 podem ser usados alternativamente. Por exemplo, o deslocamento de refrigerante por segundo pode ser determinado com base em certas configurações do compressor 421. Para esse fim, uma tabela de consulta que mapeie configurações diferentes do compressor para diferentes capacidades de deslocamento pode ser usada.

[0054] O controlador 400 pode calcular o fluxo de massa de refrigerante para o condensador 403 com base no volume de refrigerante deslocado pelo compressor 421 e a densidade de massa do refrigerante na linha de sucção 412.

[0055] O controlador 400 pode usar todas ou algumas das outras entradas para controlar a válvula 401 entre uma posição aberta e uma posição fechada.

[0056] O controlador 400 pode calcular o fluxo de massa do refrigerante que sai do condensador 463 com base na capacidade de processamento do refrigerante através do dispositivo de expansão 414. Esta capacidade de processamento pode ser conhecida por teste ou pelo design do dispositivo de expansão 414. A capacidade de processamento pode depender da diferença de pressão entre a linha de saída 411 do condensador 411 na direção da válvula 401 e o dispositivo de expansão 414 e a linha 431 do dispositivo de expansão 414 para o evaporador 405. Uma estimativa destas pressões é a pressão obtida a partir das medições feitas pelos sensores 402, 404, 406, 408.

[0057] O controlador 400 pode ainda receber informação sobre a capacidade de um ventilador do condensador 403 e a superfície de trabalho do dito ventilador, isto é, a superfície do tubo dentro do condensador 403 através da qual o refrigerante flui. Isso pode fornecer informações sobre a rapidez com que o refrigerante se condensa dentro do condensador 403.

[0058] O controlador 400 pode calcular o fluxo de massa do refrigerante que vai para o condensador 403 e o fluxo de massa do refrigerante que sai do condensador 403. O controlador 400 pode calcular o fluxo de massa do refrigerante que vai para o condensador 403 calculando o deslocamento do compressor 421. Este pode ser calculado com base na capacidade de trabalho do compressor 421. A capacidade de trabalho do compressor 421 pode ser determinada a partir das configurações atuais do compressor 421 e suas especificações. Por exemplo, a capacidade de trabalho em termos de volume deslocado por unidade de tempo pode ser determinada a partir das configurações atuais do compressor 421 usando uma tabela de consulta. A massa deslocada por unidade de tempo pode ser calculada com base no volume deslocado por unidade de tempo e na densidade de massa do refrigerante deslocado.

[0059] Também, o controlador 400 pode calcular o fluxo de massa do refrigerante que sai do condensador 403 com base na pressão do refrigerante em ambos os lados do dispositivo de expansão 414 e as propriedades do dispositivo de expansão 414. Por exemplo, o volume de refrigerante que flui através do dispositivo de expansão 414 por unidade de tempo pode ser consultado em uma tabela de consulta que mapeia a diferença de pressão para o volume por unidade de tempo.

[0060] A densidade de massa do refrigerante pode ser determinada a partir de uma tabela de consulta termodinâmica baseada na pressão ou na temperatura. A tabela termodinâmica fornece a relação entre, entre outros, temperatura, pressão e densidade de massa do refrigerante em condições saturadas. Uma vez que a tabela termodinâmica permite determinar a pressão a partir de uma temperatura medida e determinar a temperatura a partir de uma pressão medida, os sensores 402, 404, 406, 408 usados podem ser sensores de temperatura ou sensores de pressão. Usando sensores de temperatura e pressão, a precisão pode ser melhorada e/ou circunstâncias especiais, como vazamento ou superaquecimento, podem ser detectadas pelo controlador 400.

[0061] Ao acompanhar o fluxo de massa no condensador 403 e o fluxo de massa para fora do condensador 403, a massa de refrigerante no interior do condensador 403 pode ser calculada adicionando a massa que flui para o condensador 403 e subtraindo a massa que flui para fora do condensador 403.

[0062] O controlador 400 pode controlar a válvula 401 para abrir ou fechar com base na massa de refrigerante dentro do condensador 403. O controlador 400 pode abrir a válvula 401 para permitir o fluxo de refrigerante do condensador 403 para o evaporador 405 se a massa de refrigerante no condensador 403 exceder um primeiro valor limiar predeterminado. O controlador 400 pode fechar a válvula 401 para impedir o fluxo de refrigerante do condensador 403 para o evaporador 405 se a massa de refrigerante no condensador estiver abaixo de um segundo valor limiar predeterminado. Na presente invenção, o primeiro valor limiar predeterminado pode ser maior que (ou igual a) o segundo valor limiar predeterminado.

[0063] Em certas modalidades, o sistema de resfriamento pode compreender um terceiro sensor de temperatura 420 disposto para medir a temperatura na linha 431 a partir do dispositivo de expansão 414 para a entrada 407 do evaporador 415. Se a temperatura medida pelo terceiro sensor de temperatura 420 aumenta em comparação com a temperatura medida pelo primeiro sensor de temperatura 404, que neste exemplo está localizado na saída do evaporador 415, isto é uma indicação de que o refrigerante na linha de saída 411 do condensador 403 pode não ser líquido, mas gasoso. Nesse caso, o controlador 400 pode ser configurado para fechar a válvula 401. Adicionalmente, o controlador 400 pode ser configurado para restaurar o valor representando a massa de refrigerante dentro do condensador 403 para um valor padrão (por exemplo, zero ou um valor baseado na densidade de massa de refrigerante gasoso dada a condição de pressão dentro do condensador 403) se o superaquecimento é detectado. Isto permite obter um valor inicial bem definido para a massa de refrigerante dentro do condensador 403.

[0064] O controlador 400 pode calcular a capacidade de trabalho do compressor 421 com base na corrente elétrica que o compressor 421 está consumindo (por exemplo, com um transformador). Esta corrente é uma boa indicação da capacidade de trabalho do compressor 421. Os valores de corrente podem ser mapeados para valores de capacidade de trabalho por meio de uma tabela de consulta adequada. Em outras modalidades, o sensor 420 pode ser dedicado como um sensor de pressão (comparar com abaixo).

[0065] A Figura 5 mostra um fluxograma das etapas que podem ser realizadas pelo controlador 300 ou 400 durante a operação. Na etapa 501, o método começa. Na etapa 502, o controlador 300 ou 400 calcula a densidade do refrigerante na primeira parte do ciclo de refrigeração, por exemplo, no ponto de sucção do compressor 301, 421. Mais especificamente, a densidade do refrigerante perto do ponto de sucção do compressor 301, 421 pode ser calculada. A pressão de sucção 512 e/ou a temperatura de sucção 513, que pode ser medida pelos sensores 330, 402, 404, podem ser utilizadas como valores de entrada relevantes, por exemplo. A tabela de valores saturados 511 pode ser usada como referência no cálculo.

[0066] Na etapa 503, o controlador 300, 400 calcula a densidade do refrigerante na segunda parte do ciclo de refrigeração, em particular no ponto de condensação, próximo à saída do condensador 302, 403. A pressão de descarga 514 do compressor 301, 421 pode ser usada como um valor de entrada relevante. Além disso, a temperatura 515 do refrigerante líquido na saída do condensador 302, 403 pode ser usada como um valor de entrada relevante. Para esse fim, o sensor de temperatura 408 pode estar localizado na linha de saída 411 do condensador 403.

[0067] Na etapa 504, o fluxo de massa do refrigerante no condensador 302, 403 é calculado. Este cálculo se baseia na densidade calculada do ponto de sucção do compressor 301, 421 e na capacidade do compressor 301, 421 em termos de volume deslocado por unidade de tempo.

[0068] Na etapa 505, o fluxo de massa do refrigerante que deixa o condensador 302, 403 é calculado. Este cálculo se baseia na capacidade de processamento conhecida do dispositivo de expansão 304, 414 em termos de volume de capacidade de processamento por unidade de tempo, dada a pressão antes e depois do dispositivo de expansão 304, 414.

[0069] Na etapa 506, a quantidade do refrigerante dentro do condensador 302, 403 é calculada. Em vez da quantidade de refrigerante no interior do condensador 302, 403, a quantidade de refrigerante dentro da segunda porção do ciclo de refrigeração pode ser usada, por exemplo. Esta quantidade de refrigerante pode ser calculada começando a partir de uma quantidade anterior de refrigerante em um determinado momento t, adicionando a quantidade de refrigerante que foi deslocada pelo compressor 301, 421 durante um intervalo de tempo de t para t+Δt, em que Δt é uma duração de tempo, que pode estar, por exemplo, no intervalo de 0,01 a 1 segundo e subtraindo a quantidade de refrigerante que passou pelo dispositivo de expansão 304, 414 no intervalo de tempo de t a t + Δt. O valor inicial para a quantidade de refrigerante pode ser determinado na fábrica ao encher o aparelho de refrigeração com refrigerante. Além disso, em caso de superaquecimento, a quantidade de refrigerante dentro do condensador 302, 403 pode ser restaurada para zero, por exemplo. Será observado que as pressões medidas e/ou as temperaturas usadas nas etapas 502, 503 e 504 se referem ao intervalo de tempo de t a t+Δt.

[0070] Na etapa 507, a válvula 303, 401 é controlada para assumir uma posição, como uma posição fechada ou aberta (opcionalmente, posições intermediárias podem ser suportadas). Para esse fim, a quantidade determinada de refrigerante no condensador 302, 403 é comparada com o ponto de ajuste 516. O valor deste ponto de ajuste 516 pode ser um parâmetro de projeto do aparelho de refrigeração. Se a quantidade de refrigerante no condensador 302, 403 for menor do que o ponto de ajuste do sistema, a válvula 303, 401 é controlada para assumir uma posição fechada. Se a quantidade de refrigerante na saída do condensador 302, 403 for maior do que o ponto de ajuste do sistema, a válvula 303, 401 é controlada para assumir uma posição aberta.Algoritmos de controle mais complexos também são possíveis.Por exemplo, diferentes limiares podem ser utilizados para desencadear o fechamento e a abertura da válvula 303, 401.

[0071] Na etapa 508, é determinado se o processo deve continuar. Se for determinado que o processo está terminado, por exemplo, se o aparelho de refrigeração estiver desligado, o processo termina na etapa 510. Caso contrário, um atraso 509 pode ser aplicado de modo que o controlador 300, 400 possa estar inativo por um período de tempo. A duração deste período de tempo inativo pode ser Δt menos o tempo de processamento gasto para os cálculos. Após o atraso, o processo é repetido a partir da etapa 502.

[0072] Um exemplo numérico será explicado agora com referência à Figura 4. Os valores mencionados são apenas exemplos.

[0073] Pr imeiro, um ponto de ajuste para o sistema é calculado. O ponto de ajuste é calculado como a percentagem alvo do volume do condensador na linha de líquido 411 do condensador 403 que deve ser preenchido com refrigerante líquido. O ponto de ajuste pode ser expresso como uma percentagem do volume do condensador 403, por exemplo. O volume do espaço para refrigerante dentro do condensador 403 pode ser conhecido ou pode ser calculado com base nas condições de trabalho do condensador 403. Este volume do condensador 403 pode ser calculado de qualquer maneira adequada. Também, a densidade do refrigerante na linha de líquido 411 pode ser calculada. Neste exemplo, o volume do condensador 403 é de 0,8 decímetros cúbicos. Por exemplo, a densidade do refrigerante na linha de líquido do condensador 403 pode ser determinada como sendo 487,8 gramas/litro. A porcentagem do volume do condensador a ser preenchido com refrigerante líquido é selecionada, por exemplo, para 4%. A partir da densidade de massa do refrigerante na linha de saída 411 do condensador 403, e a percentagem alvo do volume do condensador a ser preenchido com refrigerante líquido, a massa alvo correspondente de refrigerante líquido na linha de saída 411 do condensador 403, pode ser calculada e usada como um ponto de ajuste para o sistema. Neste caso, a massa alvo de refrigerante líquido é de 0,8 decímetros multiplicados por 0,04 multiplicados por 487,8 gramas/litro. Isso equivale a um ponto de ajuste de 15,6 gramas.

[0074] Por exemplo, o controlador 400 pode ser configurado para medir as condições de funcionamento do compressor 421 a cada 1/10 de segundo e para calcular o fluxo de massa no condensador 403 a cada 1/10 de segundo. Evidentemente, outro intervalo de tempo adequado pode ser usado alternativamente. O controlador 400 recebe, do sensor 402, o valor da pressão na linha de sucção 412 e/ou a pressão na linha 431 a partir do dispositivo de expansão 414 para o evaporador 415, do sensor (de pressão) 420, ou por meio de computação (tabela de consulta) e usa uma tabela termodinâmica para determinar a densidade do refrigerante na linha de sucção 412. O controlador também pode receber sinais indicativos da temperatura na linha de sucção 412 (sensor 404) e/ou da temperatura na linha 431 (sensor de temperatura 420) e usar a referência da tabela termodinâmica para determinar a densidade do refrigerante na linha de sucção 412.

[0075] Em um exemplo específico, a temperatura na linha de sucção 412 pode ser de 3 graus Celsius. A densidade do refrigerante na linha de sucção 412 pode ser 11,9 gramas por litro. Essa densidade pode ser observada na tabela termodinâmica. Usando a informação sobre a capacidade em que o compressor 421 está funcionando, o controlador 400 calcula o deslocamento do compressor 421. Por exemplo, o deslocamento do compressor 421 é de 17,9 centímetros cúbicos por revolução.

[0076] O volume do refrigerante deslocado pelo compressor 421 pode ser calculado, por exemplo, como o deslocamento do compressor 421 por revolução, multiplicado pelo número de revoluções por segundo do compressor 421, multiplicado pela duração do intervalo de tempo para a qual a computação é feita. No exemplo, o número de revoluções por segundo do compressor 421 é 51 e o comprimento do intervalo de tempo é de 0,1 segundo. O volume de refrigerante deslocado pelo compressor 421 é então de 17,9 centímetros cúbicos por revolução multiplicado por 51 revoluções por segundo multiplicado por 0,1 segundo, o que resulta em um volume de refrigerante deslocado pelo compressor igual a 91,26 centímetros cúbicos.

[0077] Multiplicar o volume de refrigerante deslocado pelo compressor 421 pela densidade do refrigerante na linha de sucção 412 resulta no fluxo de massa de refrigerante para dentro do condensador 403.

[0078] O controlador 400 pode medir a cada 1/10 de segundo, ou em outro intervalo adequado, as condições de funcionamento na linha de saída 411 do condensador 403 e pode calcular o fluxo de massa para fora do condensador 403. O controlador 400 pode calcular o fluxo de massa para fora do condensador 403 usando a diferença de pressão entre o refrigerante na linha de líquido 411 e o refrigerante na linha 431 do dispositivo de expansão 414 para o evaporador 415.

[0079] A quantidade total de refrigerante na linha de líquido do condensador 403 pode ser atualizada adicionando a massa de refrigerante deslocada pelo compressor 421 e subtraindo a massa de refrigerante que passou pelo dispositivo de expansão 414 da estimativa anterior da quantidade de refrigerante na linha de líquido do condensador 403.

[0080] O controlador 400 controla a válvula 401 com base na massa de refrigerante armazenada na linha de líquido 411 do condensador 403. Neste exemplo, o ponto de ajuste é de 15,60 gramas, e o controlador 400 abre e fecha a válvula 401 de modo a manter a quantidade de refrigerante no condensador perto de 15,6 gramas.

[0081] Os exemplos e modalidades aqui descritos servem para ilustrar ao invés de limitar a invenção. A pessoa versada na técnica será capaz de conceber modalidades alternativas sem se afastar do escopo das reivindicações. Os sinais de referência colocados entre parênteses nas reivindicações não devem ser interpretados como limitando o escopo das reivindicações. Os itens descritos como entidades separadas nas reivindicações ou na descrição podem ser implementados como um único item de hardware ou software combinando os recursos dos itens descritos.

Claims

1. Aparelho de refrigeração para refrigerar um fluido compreendendo: um refrigerante; um compressor (301), um condensador (302), um dispositivo de expansão (304) e um evaporador (305), conectados de modo fluido para formar um ciclo de refrigeração; uma válvula controlável (303) configurada para controlar um fluxo do refrigerante do condensador (302) para o evaporador (305); pelo menos um sensor (330) configurado para medir uma propriedade do refrigerante; um controlador (300) configurado para receber da dita pelo menos uma informação de sensor sobre a propriedade medida, e usar a dita informação para determinar uma quantidade do refrigerante armazenado em uma porção do ciclo de refrigeração que compreende o condensador (302), o controlador (300) sendo configurado ainda para receber informação sobre uma capacidade na qual o compressor (301) está funcionado e para determinar a dita quantidade do refrigerante baseada ainda na dita informação sobre a capacidade na qual o compressor (301) está funcionando, caracterizado pelo fato de que a válvula controlável (303) é controlada com base na quantidade determinada de refrigerante.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a propriedade compreende pelo menos uma dentre temperatura e pressão.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um sensor compreende: um primeiro sensor (402, 404) configurado para medir uma primeira propriedade do refrigerante em uma primeira porção do ciclo de refrigeração, sendo a primeira porção do ciclo de refrigeração uma porção de uma saída do dispositivo de expansão (404) para uma entrada do compressor (421) e a primeira parte incluindo o evaporador (415).

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um sensor compreende ainda: um segundo sensor (406, 408) configurado para medir uma segunda propriedade do refrigerante em uma segunda porção do ciclo de refrigeração, sendo a segunda porção do ciclo de refrigeração uma porção de uma saída do dispositivo de expansão (421) para uma entrada do dispositivo de expansão (414) e incluindo o condensador (403).

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a informação compreende informação sobre uma corrente consumida pelo compressor (301) ou uma configuração do compressor (301).

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador (300) é configurado para calcular um deslocamento de refrigerante pelo compressor (301) e uma capacidade de processamento de refrigerante através do dispositivo de expansão (304), e para calcular a quantidade de refrigerante na porção do ciclo de refrigeração que compreende o condensador com base no deslocamento e na capacidade de processamento.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o controlador (300) é configurado para calcular o dito deslocamento com base em uma densidade de massa do refrigerante em uma linha de sucção do compressor (301) e uma capacidade de trabalho do compressor expressa como volume deslocado por unidade de tempo.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o controlador (300) é configurado para calcular a dita capacidade de processamento baseado em uma diferença entre uma pressão de refrigerante que flui para o dispositivo de expansão (304) e uma pressão do refrigerante que sai do dispositivo de expansão (304).

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador (300) é configurado para controlar a abertura da válvula controlável (303) para permitir o fluxo do refrigerante do condensador (302) para o evaporador (305) se a quantidade de refrigerante na porção do ciclo de refrigeração compreendendo o condensador (302) exceder um primeiro valor limiar predeterminado, e controlar para fechar a válvula controlável (303) para impedir o fluxo do refrigerante do condensador (302) para o evaporador (305) se a quantidade de refrigerante na porção do ciclo de refrigeração compreendendo o condensador (302) estiver abaixo de um segundo valor limiar predeterminado.

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o primeiro sensor (402, 404) é configurado para medir a primeira propriedade do refrigerante dentro do evaporador (415) ou em uma passagem do evaporador (415) para o compressor (421), e em que o aparelho compreende ainda um terceiro sensor (420) configurado para medir uma terceira propriedade do refrigerante em uma passagem do dispositivo de expansão (414) para uma entrada (407) do evaporador (415); em que o controlador (400) é configurado para determinar uma condição de superaquecimento com base na primeira propriedade e na terceira propriedade, e para controlar a válvula controlável (401) também com base na condição de superaquecimento determinada.

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porção do ciclo de refrigeração compreendendo o condensador (302) é uma porção que se estende desde uma saída do compressor (301) até uma entrada do dispositivo de expansão (304) e inclui o condensador (302).

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a válvula controlável (303) é pelo menos uma parte do dispositivo de expansão (304).

13. Método para operação de um aparelho de refrigeração, em que o método compreende: fornecer um refrigerante; fornecer um compressor, um condensador, um dispositivo de expansão e um evaporador, conectados de modo fluido para formar um ciclo de refrigeração; fornecer uma válvula controlável configurada para controlar um fluxo do refrigerante do condensador para o evaporador; fornecer pelo menos um sensor configurado para medir uma propriedade do refrigerante; usar a propriedade medida para determinar (506) uma quantidade do refrigerante armazenado em uma porção do ciclo de refrigeração compreendendo o condensador, em que determinar a quantidade do refrigerante armazenado em uma porção do ciclo de refrigeração compreendendo o condensador é ainda baseado na informação sobre uma capacidade na qual o compressor (301) está funcionado, caracterizado pelo fato de controlar (507) a válvula controlável com base na quantidade determinada do refrigerante.