BR122018004646B1 - AIR CONDITIONER - Google Patents
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Abstract
CONDICIONADOR DE AR A presente invenção sugere um condicionador de ar para condicionar um espaço (72) dentro de edifício (70) compreendendo uma unidade de fonte de calor (30) e pelo menos uma unidade interna (50). A unidade de fonte de calor (30) possui uma unidade trocadora de calor (31) compreendendo um primeiro trocador de calor (5) disposto em um primeiro invólucro (2) e configurado para trocar calor com uma fonte de calor e uma unidade compressora (32) compreendendo um compressor (37) disposto em um segundo invólucro (44) separado do primeiro invólucro. A pelo menos uma unidade interna (50) possui um segundo trocador de calor (53) configurado para trocar calor com o espaço a ser condicionado e sendo fluidamente comunicado com a unidade trocadora de calor e/ou a unidade compressora. A unidade trocadora de calor (31) é disposta dentro do edifício e fluidamente comunicada com o exterior do edifício.AIR CONDITIONER The present invention suggests an air conditioner for conditioning a space (72) within a building (70) comprising a heat source unit (30) and at least one indoor unit (50). The heat source unit (30) has a heat exchanger unit (31) comprising a first heat exchanger (5) arranged in a first housing (2) and configured to exchange heat with a heat source and a compressor unit ( 32) comprising a compressor (37) arranged in a second housing (44) separate from the first housing. The at least one indoor unit (50) has a second heat exchanger (53) configured to exchange heat with the space to be conditioned and being fluidly communicated with the heat exchanger unit and/or the compressor unit. The heat exchanger unit (31) is arranged inside the building and fluidly communicates with the outside of the building.
Description
[001] A presente invenção se relaciona a condicionadores de ar e, particularmente, condicionadores de ar usando ar exterior ou água de circulação como fonte de calor. Tais condicionadores de ar podem também serem denominados bombas de calor. Adicionalmente, os condicionadores de ar podem ser usados para resfriamento e/ou aquecimento de um espaço a ser condicionado. Mais particularmente, a presente invenção se relaciona a uma unidade compressora tal qual condicionador de ar, e uma unidade de fonte de calor de tal condicionador de ar.[001] The present invention relates to air conditioners, and particularly air conditioners using outside air or circulating water as a heat source. Such air conditioners may also be called heat pumps. Additionally, air conditioners can be used for cooling and/or heating a space to be conditioned. More particularly, the present invention relates to a compressor unit such as an air conditioner, and a heat source unit of such an air conditioner.
[002] Geralmente falando, os condicionadores de ar consistem de uma ou mais unidades externas e uma ou maus unidade internas ligadas via uma tubulação de refrigerante. As unidades externa e unidade internas cada uma compreende um trocador de calor para, por um lado, trocar calor com a fonte de calor e, por outro lado, trocar calor com o espaço a ser condicionado. As unidades externas dos condicionadores de ar são, em muitos casos, instaladas no exterior de um edifício, por exemplo, no telhado, ou na fachada. Isto, contudo, tem, sob certas circunstâncias, percebido desvantagens de um ponto de vista estético. Portanto, o EP 2 108 897 Al sugere integrar a unidade externa em um teto do edifício, de modo a ser ocultado no mesmo, e não ser perceptível a partir do exterior do edifício.[002] Generally speaking, air conditioners consist of one or more outdoor units and one or more indoor units connected via a refrigerant pipe. The outdoor units and indoor units each comprise a heat exchanger for, on the one hand, exchanging heat with the heat source and, on the other hand, exchanging heat with the space to be conditioned. The external units of air conditioners are, in many cases, installed on the exterior of a building, for example, on the roof, or on the facade. This, however, has, under certain circumstances, perceived disadvantages from an aesthetic point of view. Therefore,
[003] Ainda, a unidade externa sugerida neste documento tem certas desvantagens. Um aspecto negativo é que a unidade externa produz ruídos que podem ser percebidos distúrbios pelos indivíduos no interior do edifício. Um segundo aspecto negativo é a instalação e manutenção, devido à unidade externa ser relativamente pesada, e devido à sua construção requerer um espaço de instalação relativamente grande com relação à sua altura.[003] Still, the external drive suggested in this document has certain disadvantages. A negative aspect is that the external unit produces noise that can be perceived as disturbances by individuals inside the building. A second negative aspect is installation and maintenance, because the outdoor unit is relatively heavy, and because its construction requires a relatively large installation space in relation to its height.
[004] PTL 1: EP 2 108 897 Al[004] PTL 1:
[005] Para superar estes problemas, a requerente do presente pedido considerou a divisão da unidade de fonte de calor em uma unidade compressora e uma unidade trocadora de calor de fonte de calor. Adicionalmente, alguns equipamentos requerem a integração de uma estação de subresfriamento no circuito de refrigerante para aumentar a eficiência. Ainda, a integração de uma seção de subresfriamento em uma unidade de fonte de calor dividida pode requerer mais tubulação entre a unidade trocadora de calor de fonte de calor e a unidade compressora, bem como a unidade interna que conduz a uma instalação mais complicada e custos de instalação mais altos. Em adição, muitas tubulações através das quais refrigerante gasoso escoa, são requeridas. Tal tubulação é mais custosa devido à um diâmetro requerido maior e, consequentemente, mais material. Além disso, mis tempo é necessário para instalação. Finalmente, uma perda de efeito pode ser reconhecida se a tubulação para refrigerante gasoso entre a unidade compressora e a unidade trocadora de calor de fonte de calor torna-se muito longa. As desvantagens acima foram reconhecidas quando da disposição do trocador de calor de subresfriamento próximo ao trocador de calor de fonte de calor, isto é, na unidade trocadora de calor de fonte de calor.[005] To overcome these problems, the applicant of the present application considered the division of the heat source unit into a compressor unit and a heat source heat exchanger unit. Additionally, some equipment requires the integration of a subcooling station in the refrigerant circuit to increase efficiency. Furthermore, the integration of a subcooling section into a split heat source unit may require more piping between the heat source heat exchanger unit and the compressor unit as well as the indoor unit leading to more complicated installation and costs. higher installation. In addition, many pipes through which gaseous refrigerant flows are required. Such piping is more costly due to a larger required diameter and, consequently, more material. Also, mis time is required for installation. Finally, a loss of effect can be recognized if the piping for gaseous refrigerant between the compressor unit and the heat source heat exchanger unit becomes too long. The above drawbacks have been recognized when arranging the subcooling heat exchanger close to the heat source heat exchanger, i.e. in the heat source heat exchanger unit.
[006] Consequentemente, um objetivo que a presente invenção pretende solucionar é proporcionar um condicionador de ar incluindo uma unidade de fonte de calor e pelo menos uma unidade interna. Aqui, a unidade de fonte de calor inclui uma unidade compressora como parte da unidade de fonte de calor. A unidade de fonte de calor tendo tal uma unidade compressora, que é capaz de reduzir a tubula-ção e, particularmente, a tubulação para refrigerante gasoso para conexão das várias unidades a um mínimo, mesmo se uma seção de subresfriamento é integrada, assegurando, desse modo, facilidade de instalação e custos de instalação mais baixos.[006] Consequently, an object that the present invention seeks to solve is to provide an air conditioner including a heat source unit and at least one indoor unit. Here, the heat source unit includes a compressor unit as part of the heat source unit. The heat source unit having such a compressor unit, which is capable of reducing the piping, and particularly the piping for gaseous refrigerant for connecting the various units to a minimum, even if a subcooling section is integrated, ensuring, therefore, ease of installation and lower installation costs.
[007] De acordo com um aspecto da invenção, é proporcionado um condicionador de ar para condicionar um espaço dentro de edifício compreendendo uma unidade de fonte de calor e pelo menos uma unidade interna. A unidade de fonte de calor possui uma unidade trocadora de calor compreendendo um primeiro trocador de calor disposto em um primeiro invólucro e configurado para trocar calor com uma fonte de calor e uma unidade compressora compreendendo um compressor disposto em um segundo invólucro separado do primeiro invólucro. A pelo menos uma unidade interna possui um segundo trocador de calor configurado para trocar calor com o espaço a ser condicionado e estando fluidamente comunicado com a unidade trocadora de calor e/ou a unidade compressora. A unidade trocadora de calor é disposta dentro do edifício e fluidamente comunicada com o exterior do edifício.[007] According to one aspect of the invention, there is provided an air conditioner for conditioning a space within a building comprising a heat source unit and at least one indoor unit. The heat source unit has a heat exchanger unit comprising a first heat exchanger disposed in a first housing and configured to exchange heat with a heat source and a compressor unit comprising a compressor disposed in a second housing separate from the first housing. The at least one indoor unit has a second heat exchanger configured to exchange heat with the space to be conditioned and being fluidly communicated with the heat exchanger unit and/or the compressor unit. The heat exchanger unit is arranged inside the building and fluidly communicates with the outside of the building.
[008] De acordo com outra modalidade preferida do condiciona dor de ar mencionado acima, o primeiro e/ou segundo invólucros são isolados acusticamente.[008] According to another preferred embodiment of the air conditioner mentioned above, the first and/or second enclosures are acoustically insulated.
[009] De acordo com uma modalidade preferida adicional do condicionador de ar mencionado acima, a unidade compressora é disposta dentro do edifício.[009] According to an additional preferred embodiment of the air conditioner mentioned above, the compressor unit is arranged inside the building.
[0010] De acordo com uma modalidade preferida adicional do condicionador de ar mencionado acima, o segundo invólucro possuindo uma largura e/ou altura e/ou profundidade coerentes com DIN EN 1116 para móveis de cozinha e acessórios de cozinha.[0010] According to a further preferred embodiment of the above-mentioned air conditioner, the second casing having a width and/or height and/or depth consistent with DIN EN 1116 for kitchen furniture and kitchen accessories.
[0011] De acordo com uma modalidade preferida adicional do condicionador de ar mencionado acima, o primeiro invólucro é completamente fechado em relação ao interior do edifício.[0011] According to an additional preferred embodiment of the above-mentioned air conditioner, the first enclosure is completely closed with respect to the interior of the building.
[0012] De acordo com uma modalidade preferida adicional do condicionador de ar mencionado acima, a unidade trocadora de calor, a unidade compressora e a(s) unidade(s) interna(s) são fluidamente comunicadas por uma tubulação de refrigerante.[0012] According to an additional preferred embodiment of the air conditioner mentioned above, the heat exchanger unit, the compressor unit and the indoor unit(s) are fluidly communicated by a refrigerant pipeline.
[0013] De acordo com outro aspecto, uma unidade compressora para um condicionador de ar, é sugerida. O condicionador de ar é configurado para condicionar um espaço, tal como um ambiente interior do edifício esteja aquecendo ou resfriando. A unidade compressora compreende um compressor disposto em um primeiro invólucro. Consequentemente, o primeiro invólucro está acomodando o compressor e, de preferência, encapsulando o compressor. Adicionalmente, um segundo isolamento de som pode ser provido no interior ou no exterior do invólucro para evitar ruídos produzidos pelo compressor de serem transferidos ao ambiente em que a unidade compressora é instalada. Adicionalmente, a uma primeira e segunda portas de fonte de calor são providas e, de preferência, acessíveis a partir do exterior do invólucro para fácil conexão. As primeira e segunda portas de fonte de calor são configuradas para ligar o compressor a um trocador de calor de fonte de calor de uma unidade de fonte de calor do condicionador de ar por meio de uma tubulação de refrigerante. As primeira e segunda portas de fonte de calor podem ser de qualquer tipo capaz de ligar uma tubulação de refrigerante ao compressor, tal como uma tubulação aberta em uma extremidade, e tendo uma rosca externa na extremidade. Ainda, também os assim denominados conectores de auto veda- ção ou fixadores rápidos podem ser usados. Em muitos casos, contudo, devido aos regulamentos, pode-se usar conexões hábeis ou estufadas. O trocador de calor de fonte de calor é disposta em um segundo invólucro separada do primeiro invólucro e configurada para trocar calor com uma fonte de calor. "Separada" neste contexto significa que os invólucros representam montagens ou unidades separadas, e não devem envolver que um invólucro é disposto no interior de outro invólucro. Em uma concretização particular, a unidade trocadora de calor de fonte de calor é ar exterior (isto é, ar exterior do edifício) como fonte de calor. Para esta proposta, é preferido que o segundo invólucro tenha uma primeira conexão em um lado do trocador de calor, e uma segunda conexão em um lado oposto do trocador de calor. As primeira e se-gunda conexões são, de preferência, ligadas à dutos fluidamente comunicados com o exterior do edifício, de modo que ar exterior pode passar no primeiro trocador de calor. Além disso, uma unidade compressora compreende uma primeira e segunda portas de unidade interna configuradas para ligar o compressor a um trocador de calor interno de pelo menos uma unidade interna do condicionador de ar pela tubulação de refrigerante. As primeira e segunda portas de unidade interna podem ser do mesmo ou de tipo diferente como as primeira e segunda portas de fonte de calor. Adicionalmente, a unidade compressora compreende uma primeira tubulação de refrigerante, de preferên-cia, disposta no interior do primeiro invólucro. A primeira tubulação de refrigerante liga fluidamente a primeira porta de fonte de calor e a primeira porta de unidade interna. Consequentemente, a primeira porta de fonte de calor e a primeira porta de unidade interna são usadas para ligar fluidamente a unidade trocadora de calor de fonte de calor a uma ou mais unidades internas usando a tubulação de refrigerante. Mesmo embora a conexão entre a unidade trocadora de calor de fonte de calor e a unidade interna possa ser feita, um aspecto sugere ligar estas unidades, via a unidade compressora, de modo que parte da tubulação de refrigerante que liga estas unidades passa através do primeiro invólucro da unidade compressora. Além disso, um trocador de calor de subresfriamento é disposto no interior do primeiro invólucro, e fluidamente ligado à primeira tubulação de refrigerante, para que refrigerante de subresfriamento seja escoado através da primeira tubulação de refrigerante. Devido à primeira tubulação de refrigerante estar passando através do primeiro invólucro, o trocador de calor de subres- friamento pode ser integrado no condicionador de ar sem uma tubulação de refrigerante gasoso adicional ser necessária para ligar a unidade compressora e a unidade trocadora de calor de fonte de calor, e, particularmente, o trocador de calor de fonte de calor e o lado de sucção do compressor que passa no trocador de calor de subresfriamen- to. Esta tubulação de refrigerante gasoso longa adicional é integrada na unidade compressora e, portanto, muito mais curta, visto que menos material é requerido, e menos tempo de instalação necessário. Portanto, facilidade de instalação é obtida, e os custos de instalação são reduzidos.[0013] According to another aspect, a compressor unit for an air conditioner is suggested. The air conditioner is configured to condition a space, such as an interior building environment, whether it is heating or cooling. The compressor unit comprises a compressor arranged in a first housing. Accordingly, the first housing is housing the compressor and preferably housing the compressor. Additionally, a second sound insulation can be provided on the inside or outside of the enclosure to prevent noise produced by the compressor from being transferred to the environment in which the compressor unit is installed. Additionally, first and second heat source ports are provided and preferably accessible from outside the housing for easy connection. The first and second heat source ports are configured to connect the compressor to a heat source heat exchanger of an air conditioner heat source unit via refrigerant piping. The first and second heat source ports may be of any type capable of connecting a refrigerant line to the compressor, such as a line open at one end, and having an external thread at the end. Furthermore, also so-called self-sealing connectors or quick fasteners can be used. In many cases, however, due to regulations, tight or flared connections may be used. The heat source heat exchanger is disposed in a second enclosure separate from the first enclosure and configured to exchange heat with a heat source. "Separate" in this context means that the enclosures represent separate assemblies or units, and shall not imply that one enclosure is disposed within another enclosure. In a particular embodiment, the heat source heat exchanger unit is outside air (i.e. outside air of the building) as the heat source. For this proposal, it is preferred that the second shell has a first connection on one side of the heat exchanger, and a second connection on an opposite side of the heat exchanger. The first and second connections are preferably connected to ducts fluidly communicated with the outside of the building, so that outside air can pass through the first heat exchanger. Furthermore, a compressor unit comprises first and second indoor unit ports configured to connect the compressor to an internal heat exchanger of at least one indoor unit of the air conditioner via the refrigerant piping. The first and second indoor unit ports may be of the same or different type as the first and second heat source ports. Additionally, the compressor unit comprises a first refrigerant pipe, preferably arranged inside the first enclosure. The first refrigerant piping fluidly connects the first heat source port and the first indoor unit port. Accordingly, the first heat source port and the first indoor unit port are used to fluidly connect the heat source heat exchanger unit to one or more indoor units using refrigerant piping. Even though the connection between the heat source heat exchanger unit and the indoor unit can be made, one aspect suggests connecting these units, via the compressor unit, so that part of the refrigerant piping connecting these units passes through the first compressor unit enclosure. Furthermore, a subcooling heat exchanger is disposed within the first shell, and fluidly connected to the first refrigerant piping, so that subcooling refrigerant flows through the first refrigerant piping. Because the first refrigerant piping is passing through the first shell, the subcooling heat exchanger can be integrated into the air conditioner without an additional gaseous refrigerant piping being required to connect the compressor unit and the source heat exchanger unit. heat exchanger, and particularly the heat source heat exchanger and the suction side of the compressor passing the subcooling heat exchanger. This additional long gaseous refrigerant piping is integrated into the compressor unit and is therefore much shorter, as less material is required, and less installation time is required. Therefore, ease of installation is achieved, and installation costs are reduced.
[0014] De acordo com uma concretização, a unidade compressora adicionalmente compreende uma segunda tubulação de refrigerante. A segunda tubulação de refrigerante fluidamente comunica ou liga a segunda porta de fonte de calor e a segunda porta de unidade interna. O compressor e, de preferência, uma válvula de 4 vias, são interpostos entre a segunda porta de fonte de calor e a segunda porta de unidade interna ou, mais particularmente, na segunda tubulação de refrigerante que liga estas portas. Um acumulador pode ser incluído no lado de sucção do compressor. Além disso, uma passagem de bypass é ligada à segunda tubulação de refrigerante no lado de sucção do compressor entre o compressor e a válvula de 4 vias, e o trocador de calor de sub- resfriamento é fluidamente ligado à passagem de bypass para transfe- rência de calor entre o refrigerante que escoa na linha de by-pass, e refrigerante que escoa através da primeira tubulação de refrigerante. Consequentemente, toda tubulação relacionada à unidade de subres- friamento é uma contida no primeiro invólucro, de modo que em uma concretização, somente quatro portas são requeridas na unidade compressora. Para ligar a unidade compressora, a unidade trocadora de calor de fonte de calor, e uma unidade interna. Em particular, uma rota adicional entre a unidade trocadora de calor de fonte de calor e a unidade interna pode ser evitada por colocação do trocador de calor de subresfriamento na unidade compressora, e volteando a tubulação de refrigerante que liga o módulo de trocador de calor de fonte de calor à unidade interna através da unidade compressora. Uma vantagem adi-cional de dispor o trocador de calor de subresfriamento no módulo de compressor é que uma tubulação de grande diâmetro usualmente requer que fluxo de refrigerante gasoso possa ser evitado.[0014] According to one embodiment, the compressor unit additionally comprises a second refrigerant pipe. The second refrigerant pipe fluidly communicates or connects the second heat source port and the second indoor unit port. The compressor, and preferably a 4-way valve, is interposed between the second heat source port and the second indoor unit port or, more particularly, in the second refrigerant piping connecting these ports. An accumulator can be included on the suction side of the compressor. In addition, a bypass passage is connected to the second refrigerant piping on the suction side of the compressor between the compressor and the 4-way valve, and the subcooling heat exchanger is fluidly connected to the bypass passage for transfer. of heat between the refrigerant flowing in the by-pass line, and the refrigerant flowing through the first refrigerant line. Consequently, all piping related to the subcooling unit is contained in the first enclosure, so that in one embodiment, only four ports are required on the compressor unit. To connect compressor unit, heat source heat exchanger unit, and indoor unit. In particular, an additional route between the heat source heat exchanger unit and the indoor unit can be avoided by placing the subcooling heat exchanger on the compressor unit, and routing the refrigerant piping that connects the subcooling heat exchanger module to the compressor unit. heat source to the indoor unit through the compressor unit. An additional advantage of arranging the subcooling heat exchanger in the compressor module is that large diameter piping usually requires that gaseous refrigerant flow can be avoided.
[0015] De acordo com um aspecto, a unidade compressora não compreende uma válvula de expansão principal do condicionador de ar. A "válvula de expansão principal" de um condicionador de ar é definida como aquela válvula de expansão através da qual a quantidade total de refrigerante no circuito de refrigerante passe durante resfriamento.[0015] According to one aspect, the compressor unit does not comprise an air conditioner main expansion valve. The "main expansion valve" of an air conditioner is defined as that expansion valve through which the entire amount of refrigerant in the refrigerant circuit passes during cooling.
[0016] No aquecimento, a válvula de expansão principal define o superaquecer após o trocador de calor de fonte de calor. No resfriamento, a válvula de expansão principal está sempre completamente aberta para evitar uma alta queda de pressão. No resfriamento, a quantidade total de refrigerante passa na válvula de expansão principal. No aquecimento, a quantidade de refrigerante é separada entre o fluxo através do trocador de calor de subresfriamento e o trocador de calor de fonte de calor.[0016] In heating, the main expansion valve sets the superheat after the heat source heat exchanger. On cooling, the main expansion valve is always fully open to prevent a high pressure drop. On cooling, the full amount of refrigerant passes through the main expansion valve. In heating, the amount of refrigerant is separated between the flow through the subcooling heat exchanger and the heat source heat exchanger.
[0017] Na operação de aquecimento, uma queda de pressão rela- tivamente grande existe devido à tubulação de refrigerante relativamente longa que liga o trocador de calor de subresfriamento ao trocador de calor de fonte de calor. Devido à válvula de expansão principal não ser disposta na unidade compressora, uma queda de pressão do refrigerante entre a unidade compressora e a unidade trocadora de calor de fonte de calor pode ser compensada, e ruído de fluxo de duas fases é reduzido.[0017] In heating operation, a relatively large pressure drop exists due to the relatively long refrigerant piping that connects the subcooling heat exchanger to the heat source heat exchanger. Because the main expansion valve is not arranged in the compressor unit, a refrigerant pressure drop between the compressor unit and the heat source heat exchanger unit can be compensated, and two-phase flow noise is reduced.
[0018] De acordo com uma concretização, a unidade compressora pode compreender um separador de óleo localizado no lado de descarga do compressor entre o compressor e uma (a) válvula de 4 vias.[0018] According to one embodiment, the compressor unit may comprise an oil separator located on the discharge side of the compressor between the compressor and a (a) 4-way valve.
[0019] De acordo com outro aspecto, uma unidade de fonte de ca lor para um condicionador de ar é sugerida, que compreende uma unidade compressora e uma unidade trocadora de calor de fonte de calor acima descritas. A unidade trocadora de calor de fonte de calor tem um trocador de calor de fonte de calor disposto no segundo invólucro separado do primeiro invólucro, conforme descrito acima. O trocador de calor de fonte de calor é configurado para trocar calor com uma fonte de calor particularmente um ar exterior, e é fluidamente ligado ou comunicado à unidade compressora, via a primeira e segunda porta de fonte de calor. Neste contexto, e devido à conexão da primeira porta de fonte de calor e da primeira porta de unidade interna pela primeira tubulação de refrigerante, a conexão da unidade trocadora de calor de fonte de calor e da unidade interna está em loop através da unidade compressora (primeiro invólucro). Desse modo, é possível integrar a unidade de subresfriamento na unidade compressora sem uma tubulação adicional requerida para conectar a unidade compressora com a unidade trocadora de calor de fonte de calor.[0019] According to another aspect, a heat source unit for an air conditioner is suggested, which comprises a compressor unit and a heat source heat exchanger unit described above. The heat source heat exchanger unit has a heat source heat exchanger disposed in the second shell separate from the first shell as described above. The heat source heat exchanger is configured to exchange heat with a heat source, particularly outside air, and is fluidly connected or communicated to the compressor unit via the first and second heat source ports. In this context, and due to the connection of the first heat source port and the first indoor unit port by the first refrigerant piping, the connection of the heat source heat exchanger unit and the indoor unit is looped through the compressor unit ( first shell). In this way, it is possible to integrate the subcooling unit into the compressor unit without additional piping required to connect the compressor unit with the heat source heat exchanger unit.
[0020] Conforme descrito anteriormente, a válvula de expansão principal do condicionador de ar é disposta no segundo invólucro, isto é, na unidade trocadora de calor de fonte de calor. Consequentemen- te, a queda de pressão entre a unidade compressora e a unidade trocadora de calor de fonte de calor é mantida a mais baixa possível, e ruídos de fluxo de duas fases podem ser evitados.[0020] As previously described, the main expansion valve of the air conditioner is arranged in the second shell, that is, in the heat source heat exchanger unit. Consequently, the pressure drop between the compressor unit and the heat source heat exchanger unit is kept as low as possible, and two-phase flow noises can be avoided.
[0021] Conforme previamente indicado, uma ou mais unidades in ternas podem ser fluidamente ligadas ou comunicadas à unidade compressora, via a primeira e segunda porta de unidade interna. Neste contexto, a primeira porta de unidade interna serve para a conexão da unidade interna e, particularmente, um trocador de calor interno à unidade trocadora de calor de fonte de calor, e, particularmente, o trocador de calor de fonte de calor. A segunda porta de unidade interna serve para ligar a unidade interna e, particularmente, o trocador de calor interno à segunda tubulação de refrigerante e, consequentemente, o compressor. Se mais do que uma unidade interna é provida, as unidades internas podem ser ligadas em paralelo.[0021] As previously indicated, one or more indoor units can be fluidly connected or communicated to the compressor unit, via the first and second indoor unit ports. In this context, the first indoor unit port serves for the connection of the indoor unit and particularly an indoor heat exchanger to the heat source heat exchanger unit, and particularly the heat source heat exchanger. The second indoor unit port serves to connect the indoor unit and particularly the indoor heat exchanger to the second refrigerant piping and hence the compressor. If more than one indoor unit is provided, the indoor units can be connected in parallel.
[0022] Características e efeitos adicionais da unidade de fonte de calor podem ser obtidos a partir da seguinte descrição das concretizações. Na descrição destas concretizações, referência é feita aos desenhos acompanhantes.[0022] Additional features and effects of the heat source unit can be obtained from the following description of embodiments. In describing these embodiments, reference is made to the accompanying drawings.
[0023] [fig.l] A Figura 1 mostra um diagrama de circuito esquemáti co de um condicionador de ar,[0023] [fig.l] Figure 1 shows a schematic circuit diagram of an air conditioner,
[0024] [fig.2] A Figura 2 mostra um esboço esquemático do condi cionador de ar mostrado na figura 1 instalado em um edifício,[0024] [fig.2] Figure 2 shows a schematic sketch of the air conditioner shown in figure 1 installed in a building,
[0025] [fig.3] A Figura 3 mostra uma vista em perspectiva de uma unidade trocadora de calor de fonte de calor,[0025] [fig.3] Figure 3 shows a perspective view of a heat source heat exchanger unit,
[0026] [fig.4] A Figura 4 mostra uma vista em perspectiva de uma unidade compressora,[0026] [fig.4] Figure 4 shows a perspective view of a compressor unit,
[0027] [fig.5] A Figura 5 mostra um corte longitudinal da unidade trocadora de calor de fonte de calor da figura 3, e[0027] [fig.5] Figure 5 shows a longitudinal section of the heat source heat exchanger unit of figure 3, and
[0028] [fig.6] A Figura 6 mostra um diagrama de circuito esquemá- tico de um condicionador de ar de acordo com uma variação da configuração mostrada na Figura 1.[0028] [fig.6] Figure 6 shows a schematic circuit diagram of an air conditioner according to a variation of the configuration shown in Figure 1.
[0029] A Figura 1 mostra o diagrama de circuito de um condiciona dor de ar. O condicionador de ar tem uma unidade de fonte de calor 30 compreendendo uma unidade trocadora de calor de fonte de calor 31 e uma unidade compressora 32.[0029] Figure 1 shows the circuit diagram of an air conditioner. The air conditioner has a
[0030] A unidade trocadora de calor de fonte de calor 31 compre ende um trocador de calor 5 que consiste de um elemento de trocador de calor superior 6 e um elemento de trocador de calor inferior 7 que estão posicionados relativos entre si para formar a forma de um "V" em uma vista lateral ou vista em corte transversal (ver figura 5). A unidade trocadora de calor de fonte de calor 31 adicionalmente compreende a válvula de expansão principal 33 do circuito de refrigerante. Conforme torna-se aparente da figura 1, a quantidade total de refrigerante contida no circuito também passa na válvula de expansão principal 33 durante resfriamento. Em outras palavras, a quantidade total de refrigerante distribuída ou suprida a partir do compressor 37 escoa através da válvula de expansão principal 33 durante resfriamento.[0030] The heat source
[0031] A unidade trocadora de calor de fonte de calor é também mostrada em maiores detalhes nas figuras 3 e 5.[0031] The heat source heat exchanger unit is also shown in greater detail in figures 3 and 5.
[0032] As Figuras 3 e 5 mostram uma unidade trocadora de calor de fonte de calor 31 que pode ser parte da unidade de fonte de calor 30.[0032] Figures 3 and 5 show a heat source
[0033] A unidade trocadora de calor de fonte de calor 31 compre ende um invólucro 2 (segundo invólucro) sendo configurado para conexão a um duto de ar exterior de um condicionador de ar. Em particular, a unidade trocadora de calor de fonte de calor é configurada como uma unidade "exterior" de um condicionador de ar que é, contudo, disposta dentro particularmente dentro do limite máximo de um edifício. Consequentemente, uma primeira conexão 3 é provida no invólucro 2 para conexão a um duto de comunicação de ar da unidade trocadora de calor de fonte de calor 31 com o exterior do edifício, e desse modo, para capacitar a tomada de ar exterior no invólucro 2. Uma conexão 4 (Ver Figura 5), provida para a conexão da unidade trocadora de calor de fonte de calor 31 ao duto de ar novamente conduzindo ao exterior do edifício, e para capacitar a exaustão de ar tendo passado no trocador de calor 5 para o exterior, é disposta na extremidade oposta do invólucro 2.[0033] The heat source
[0034] O invólucro 2 é substancialmente retangular e plana, signi ficando que a altura H é uma menor do que a largura W e o comprimento L. Em uma concretização, a altura H não é maior do que 50 cm, de preferência, não maior do que 45 cm, mais preferido não maior do que 40 cm e, mais preferido, não maior do que 35 cm.[0034] The
[0035] A unidade trocadora de calor de fonte de calor 31 adicio nalmente compreende um trocador de calor 5 (trocador de calor de fonte de calor) que é também visível na figura 3. Contudo, a configuração do trocador de calor 5 pode ser melhor vista da figura 5. A Figura 5 também representa uma vista lateral do trocador de calor 5 no sentido do presente pedido.[0035] The heat source
[0036] O trocador de calor 5 compreende um elemento de trocador de calor superior 6 e um elemento de trocador de calor inferior 7. Ambos os elementos de trocador de calor superior e inferior 6, 7 são planos ou em forma planar, e são posicionados com um ângulo α encerrado entre os mesmos. Conforme melhor visível da figura 1, os elementos de trocador de calor superior e inferior 6, 7 são fluidamente ligados em paralelo à tubulação de refrigerante. Consequentemente, o trocador de calor 5 tem uma forma de V no qual o "V" é orientado horizontalmente. Uma linha CL que passa no ápice 8 do "V" é orientada horizontalmente, que é ao longo da extensão de comprimento L da unidade trocadora de calor de fonte de calor 31. A linha CL é também a linha de centro do trocador de calor 5, ou para pôr diferentemente uma linha de simetria com relação aos elementos de trocador de calor 6, 7.[0036] The
[0037] O trocador de calor 5 é disposto dentro do duto de ar for mado pelo invólucro 2 de modo que todo ar sugado através da abertura na conexão 3 tem que escoar através do trocador de calor 5 sem qualquer ar bypassando o trocador de calor 5 no topo ou no fundo ou nos lados do trocador de calor 5 na direção da largura W.[0037] The
[0038] Os elementos de trocador de calor superior e inferior 6, 7 são conectados entre si no ápice 8 por um elemento de conexão 9. O elemento de conexão é impermeável à ar e também usado para conectar mecanicamente ou fisicamente os elementos de trocador de calor superior e inferior 6, 7. Cada um dos elementos de trocador de calor 6, 7 compreende bobinas de trocador de calor 10 (laços de tubulação) e aletas 11 dispostas entre as mesmas. O trocador de calor da presente concretização é aplicado para aplicações externas, isto é, como parte da unidade de fonte de calor de um condicionador de ar. Neste caso, as aletas do elemento de trocador de calor superior e inferior 6, 7 são, de preferência, aletas enroladas. Mesmo embora aletas em persianas sejam, de preferência, usadas para um bom fluxo de ar através do trocador de calor à medida que vários furos são providos para permitir que o ar escoe através das aletas, água de condensação pode se acumular neste furos, e pode conduzir a problemas relacionados à formação de gelo durante operação de aquecimento, quando a temperatura ambiente é mais baixa do que cerca de 7 graus Celsius. Para impedir estes problemas, é neste casos preferido usar aletas enroladas.[0038] The upper and lower
[0039] As ventoinhas centrífugas curvadas para trás 20 são provi das no interior do invólucro. Estas ventoinhas centrífugas curvadas para trás 20 cada uma tem uma abertura de sucção 21. Na vista lateral (figura 5), o eixo central da abertura de sucção 21 e, consequentemente, as ventoinhas 20, são substancialmente congruentes ou alinhados com a linha de centro CL do trocador de calor 5. Em alguns aparelhos, pode, contudo, ser suficiente, como na concretização representada, que o eixo de centro da abertura de sucção 21 e a linha de centro CL do trocador de calor 5 sejam paralelos, mas deslocados relativos entre si em uma direção horizontal.[0039] The backward curved centrifugal fans 20 are provided inside the housing. These backward curved centrifugal fans 20 each have a suction opening 21. In the side view (Figure 5), the central axis of the suction opening 21, and hence the fans 20, are substantially congruent or aligned with the centerline CL of the
[0040] Em uso, as ventoinhas 20 criam uma força de sucção na abertura de sucção 21 de modo a induzir um fluxo de fluido (fluxo de ar) na direção F. Desse modo, ar exterior, particularmente, é retirado através da conexão 3 em direção à extremidade aberta 12 do trocador de calor 5, passando através dos elementos de trocador de calor superior e inferior 6, 7, e é succionado através da abertura de sucção 21 para ser escoado através da conexão 4. Como tal, o invólucro 2 define um duto a partir da conexão3, via o trocador de calor 5 e a ventoinha 20 para a conexão 4. Neste contexto, a conexão 3 e a conexão 4 definem uma abertura de admissão 13 e uma abertura de descarga 14.[0040] In use, the fans 20 create a suction force on the suction opening 21 so as to induce a fluid flow (air flow) in the direction F. In this way, outside air, in particular, is drawn through the connection 3 towards the open end 12 of the
[0041] Além disso, um recipiente de drenagem 15 é provido no in terior do invólucro. O recipiente de drenagem 15 é separado em duas metades 16, 17 ao longo do comprimento L do invólucro 2 na vista lateral. Na figura 5, as duas metades 16, 17 são identificadas pela linha tracejada com uma metade sendo localizada no lado esquerdo, e uma metade estando localizada no lado direito da linha tracejada. O recipiente de drenagem 15 tem uma posição mais baixa 18 em que uma abertura de drenagem 19 é provida. O fundo do recipiente de drenagem 15 se inclina em direção à abertura de drenagem 19 e, consequentemente, à posição mais baixa 18. Desse modo, a água que cai de qualquer componente no recipiente de drenagem é diretamente guiada para a abertura de drenagem 19 e a posição mais baixa 18 que é adicionalmente distante da ventoinha 20. Desse modo, é impedido que a água acumulada no interior do recipiente de drenagem possa ser succionada na ventoinha 20 e, consequentemente, através da abertura 14 no duto. A abertura de drenagem 19 é diretamente conectada para drenagem, de modo que a água é diretamente drenada.[0041] Furthermore, a drain pan 15 is provided inside the housing. The drain pan 15 is separated into two
[0042] Além disso, um isolamento de som e/ou térmico 22 é provi do no interior do invólucro 2 no lado oposto ao recipiente de drenagem 15 com relação à linha CL. Na seção transversal e, consequentemente, uma vista lateral (figura 5), as superfícies internas do recipiente de drenagem 15 e o isolamento 22 respectivamente direcionados ao trocador de calor 15 devem ser aproximados de modo que o duto criado no interior do invólucro 2 é o mais simétrico possível.[0042] Furthermore, sound and/or heat insulation 22 is provided inside the
[0043] Adicionalmente, a distância entre o ápice 8 e a entrada da abertura de sucção 21 deve ser a mais curta possível para reduzir o comprimento. Em particular, a zona de alta velocidade das ventoinhas não deve, na vista lateral, se sobrepor com o trocador de calor 5 e/ou o recipiente de drenagem 15.[0043] Additionally, the distance between the apex 8 and the entrance to the suction opening 21 must be as short as possible to reduce the length. In particular, the high speed zone of the fans must not, in the side view, overlap with the
[0044] Em um lado do invólucro 2, pode-se ver uma primeira e se gunda conexão de tubulação de refrigerante 34 e 35 para conexão da unidade trocadora de calor de fonte de calor 31 para a tubulação de refrigerante do circuito de refrigerante. Em adição, uma porta de conexão 36 para conexão da abertura de drenagem 19 para drenagem (não mostrada) se prolonga a partir da mesma superfície lateral do invólucro 2, como as conexões de tubulação de refrigerante 34 e 35.[0044] On one side of the
[0045] O invólucro 2 é completamente fechado relativo ao ambien te, exceto para as conexões 3 e 4, bem como as conexões de tubulação de refrigerante 34 e 35 e a conexão 36 para a drenagem. Consequentemente, e conforme pode ser visto da figura 5, o invólucro pode ser isolado de som e, desse modo, encapsulado para impedir quaisquer ruídos, por exemplo, das ventoinhas, de serem transferidos para o espaço a ser condicionado. Em adição e devido ao compressor 37 não ser disposto no invólucro 2, mas a unidade compressora 32, conforme descrito acima, nenhum ruído do compressor é induzido e transferido, via o fluxo de ar através da unidade trocadora de calor de fonte de calor 31, e no duto de ar conectado ao exterior do edifício.[0045]
[0046] A unidade compressora 32 tem um invólucro 44 (Primeiro invólucro) no qual, na figura 4, uma parede frontal do invólucro 44 e um correspondente isolamento de som foram removidos para mostrar parcialmente o interior do invólucro 44. Um compressor 37 (ver figura 1) é disposto no invólucro 44. Além disso, todos os outros componentes da unidade compressora descritos abaixo e, se presentes, serão dispostos no invólucro 44 também. Em adição, a unidade compressora pode compreender um acumulador opcional 38, e uma válvula de 4 vias 39.[0046] The
[0047] Em adição, a unidade compressora 32 compreende um tro cador de calor de subresfriamento 40 e uma válvula de expansão de subresfriamento 41. O trocador de calor de subresfriamento é um trocador de calor de tubo.[0047] In addition, the
[0048] A unidade compressora 32, adicionalmente, compreende primeira e segunda conexões da tubulação de refrigerante 42 e 43 (primeira e segunda portas de unidade trocadora de calor de fonte de calor), conforme mostrado na figura 4.[0048] The
[0049] Um bloqueio de válvula 45 (duas válvulas de bloqueio, uma para cada conexão 42, 43) pode ser provida perto das primeira e segunda conexões da tubulação de refrigerante 42 e 43, respectivamente.[0049] A valve block 45 (two block valves, one for each
[0050] Adicionalmente, uma terceira e quarta conexão de tubula ção de refrigerante 46 e 47 (primeira e segunda portas de unidade interna) são providas para conexão de uma ou mais unidades internas 50 (uma na presente concretização) dispostas em comunicação de fluido com o espaço a ser condicionado. Uma válvula de bloqueio 48 (duas válvulas de bloqueio, uma para cada conexão 46, 47) é também provida perto das conexões de tubulação de refrigerante 46 e 47, respectivamente.[0050] Additionally, a third and fourth
[0051] Portas 42, 43 e 46, 47 são todas dispostas perto da parte frontal da unidade compressora para aperfeiçoar a operacionalidade. Em particular, se a parede frontal do invólucro 44 e o isolamento correspondente são removidos como na figura 4, as portas são facilmente acessíveis.[0051]
[0052] Além disso, uma tubulação de refrigerante 80 (segunda tu bulação de refrigerante) liga a conexão de tubulação de refrigerante 42 e a conexão de tubulação de refrigerante 47 com a válvula de 4 vias 39, o compressor 37, o acumulador 38, a conexão 81, à tubulação de refrigerante 57, a conexão 82 à tubulação de refrigerante 52, e a válvula de 4 vias 39 sendo interposta nesta ordem.[0052] In addition, a refrigerant piping 80 (second refrigerant piping) connects the
[0053] Os componentes antes mencionados são dispostos na se guinte ordem a partir da conexão de tubulação de refrigerante 47 para a conexão de tubulação de refrigerante 42 considerando a operação de resfriamento (setas sólida na figura 1): a válvula de 4 vias 39, o acumulador 38, o compressor 37, a válvula de 4 vias 39, e a conexão de tubulação de refrigerante 42. Os componentes antes mencionados são dispostos na seguinte ordem a partir da conexão de tubulação de refrigerante 42 para a conexão de tubulação de refrigerante 47 considerando a operação de aquecimento (setas quebradas na figura 1): a válvula de 4 vias 39, o acumulador 38, o compressor 37, as válvula de 4 vias 39, e a conexão de tubulação de refrigerante 47.[0053] The aforementioned components are arranged in the following order from the
[0054] Além disso, uma tubulação de refrigerante 49 liga as cone xões da primeira tubulação de refrigerante 43 e a terceira conexão de tubulação de refrigerante 46. O trocador de calor de subresfriamento 40 é configurado para trocar calor entre o refrigerante que escoa na tubulação de refrigerante 49 e o refrigerante que escoa na tubulação de refrigerante 52. Uma válvula de expansão de subresfriamento 41 é disposta na tubulação de refrigerante 52 entre o trocador de calor de subresfriamento e a conexão de tubulação de refrigerante 43. Para colocá-la diferentemente, a válvula de expansão de subresfriamento 41 é disposta entre a conexão da tubulação de refrigerante 52 com a tubulação de refrigerante 49 e o trocador de calor de subresfriamento 40. Em qualquer caso, e durante operação de aquecimento e operação de resfriamento, a válvula de expansão de subresfriamento 41 é disposta à montante do trocador de calor de subresfriamento 40 na tubulação de refrigerante 52.[0054] In addition, a
[0055] Uma tubulação de refrigerante 51 liga o acumulador 38 e a válvula de 4 vias 39. Ainda adicionalmente, uma tubulação de refrigerante 52 (tubulação de refrigerante gasoso) se liga em uma extremidade à tubulação de refrigerante 49, e, na outra extremidade, à tubulação de refrigerante 51. Adicionalmente, uma tubulação de refrigerante 57 liga a tubulação de refrigerante 49 e a tubulação de refrigerante 51 com uma válvula de regulação de pressão 58 sendo integrada na tubulação de refrigerante 57 em uma posição intermediária.[0055] A
[0056] O invólucro 44 da unidade compressora 32 pode ser isola do de som, de modo que o ruído produzido pelo compressor 37 pode ser impedido de sair do invólucro e incomodar os indivíduos no interior do edifício. Adicionalmente, o invólucro 44 pode, devido a seu tamanho compacto, ser disposto no piso para fácil instalação e manutenção, e ainda abaixo de um armário de uma cozinha, ou outros ambientes de equipamento técnico. O invólucro 44 pode adicionalmente compreender pés 59, conforme mostrado na figura 4 para colocação e fixação do invólucro 44 em uma superfície de suporte horizontal. O tamanho do invólucro 44, particularmente relacionado a sua altura, larguras e profundidade, cumpre com a DIN EN 1116 para mobiliário de cozinha e equipamentos de cozinha.[0056] The
[0057] Um exemplo de uma unidade interna 50 compreende um trocador de calor interno 53 (segundo trocador de calor) ligado respec-tivamente, via terceira e quarta conexões de tubulação de refrigerante 54 e 55 e uma tubulação de refrigerante às terceira e quarta conexões de refrigerante 46 e 47 da unidade compressora 32. Opcionalmente, a unidade interna 50 pode compreender uma válvula de expansão interna 56 disposta entre o trocador de calor interno 53 e a terceira conexão de tubulação de refrigerante 54. A unidade interna 50 pode, em princípio, ser configurada como uma unidade internas comum usada em tais condicionadores de ar.[0057] An example of an
[0058] Conforme pode ser melhor visto da figura 2, o condiciona dor de ar pode ser instalado em um edifício 70. Em uma concretização possível, a unidade trocadora de calor de fonte de calor 31 pode ser disposta no limite máximo 71 de um espaço 72 a ser condicionado e sendo ocultado dentro do limite máximo 71. As conexões 3 e 4 são, de preferência, ligadas a um duto de ar 73, de modo que o invólucro 2 da unidade trocadora de calor de fonte de calor 31 forma parte do duto de ar 73. A extremidade do duto de ar 73 se abre em ambas extremidades 74 e 75 para o exterior do edifício, de modo que ar exterior pode ser succionado através da extremidade 74 que passa no trocador de calor 5 da unidade trocadora de calor de fonte de calor 31, e é exaurido através da extremidade 75.[0058] As best seen from Figure 2, the air conditioner can be installed in a
[0059] A unidade trocadora de calor de fonte de calor 31 é ligada pela tubulação de refrigerante 76 à unidade compressora 32 usando as conexões de tubulação de refrigerante 34 e 35, bem como 43 e 42, respectivamente. A unidade compressora 32 novamente é ligada à unidade interna 50, via tubulação de refrigerante 77 usando as terceira a quarta conexões de tubulação de refrigerante 46, 47 e 54, 55 respectivamente.[0059] The heat source
[0060] A operação do condicionador de ar descrita acima é con- forme segue. Durante operação de resfriamento (setas sólidas na figura 1), o refrigerante escoa na unidade compressora 32 na conexão de tubulação de refrigerante 47 que passa na válvula de 4 vias 39, e é introduzido no acumulador 38. Quando passando no acumulador, refrigerante líquido associado é separado do refrigerante gasoso, e refrigerante líquido é temporariamente armazenado no acumulador 38.[0060] The operation of the air conditioner described above is as follows. During cooling operation (solid arrows in figure 1), the refrigerant flows in the
[0061] Subsequentemente, o refrigerante gasoso é introduzido no compressor 37, e comprimido. O refrigerante comprimido é introduzido na unidade trocadora de calor de fonte de calor 31, via as conexões da primeira tubulação de refrigerante 42, 35 e uma tubulação de refrigerante 71. O refrigerante passa no trocador de calor 5 com suas placas 6, 7 da unidade trocadora de calor de fonte de calor 31, pelo que o refrigerante é condensado (o trocador de calor 5 funciona como um condensador). Consequentemente, calor é transferido ao ar exterior paralelamente passando através dos elementos de trocador de calor 6, 7 do trocador de calor 5. A válvula de expansão 33 está completamente aberta para evitar quedas de alta pressão durante resfriamento. Em seguida, o refrigerante escoa na unidade compressora 32, via as conexões da terceira tubulação de refrigerante 34, 43 e tubulação de refrigerante. Na unidade compressora 32, o refrigerante escoa em parte através da tubulação de refrigerante 52 e, consequentemente, a válvula de expansão de subresfriamento 41 e o trocador de calor de subres- friamento 40, e em parte através da tubulação de refrigerante 49, sendo introduzido, via a terceira conexão de tubulação de refrigerante 46, uma tubulação de refrigerante e a terceira conexão de refrigerante 54 na unidade interna 50. O refrigerante é, em seguida, adicionalmente expandido pela válvula de expansão interna 56 e evaporado no trocador de calor 53 (o trocador de calor 53 funciona como evaporador), resfriando o espaço 72 a ser condicionado. Consequentemente, o calor é transferido do ar no espaço a ser condicionado ao refrigerante que escoa através do trocador de calor 53. No resfriamento, a proposta principal do trocador de calor de subresfriamento 40 é sub-resfriar o refrigerante líquido que escoa através da tubulação de refrigerante 49 para a unidade interna 50. Finalmente, o refrigerante é novamente introduzido, via as conexões da quarta tubulação de refrigerante 55, 47 e tubulação de refrigerante na unidade compressora 32.[0061] Subsequently, the gaseous refrigerant is introduced into the
[0062] Conforme é geralmente conhecido, a capacidade de um condicionador de ar no lado interno é a multiplicação de entalpia e fluxo de massa. Consequentemente, um fluxo de massa reduzido pode ser usado quando a entalpia é aumentada. O trocador de calor de sub- resfriamento serve para aumentar a entalpia no lado interno. Como uma consequência, o fluxo de massa pode ser reduzido sem prejudicar a capacidade. Como um resultado, a queda de pressão na tubulação de líquido pode ser reduzida de modo que o compressor 37 necessita de distribuir menos operação que aperfeiçoa a eficiência do sistema completo.[0062] As is generally known, the capacity of an air conditioner on the indoor side is the multiplication of enthalpy and mass flow. Consequently, a reduced mass flow can be used when the enthalpy is increased. The subcooling heat exchanger serves to increase the enthalpy on the inner side. As a consequence, mass flow can be reduced without sacrificing capacity. As a result, the pressure drop in the liquid line can be reduced so that the
[0063] Durante aquecimento, este circuito é revertido, no qual o aquecimento é mostrado pelas setas quebradas na figura 1. O processo é, em princípio, o mesmo. Ainda, o primeiro trocador de calor 5 funciona como evaporador pelo que o segundo trocador de calor 53 funciona como condensador durante aquecimento. Em particular, o refrigerante é introduzido na unidade compressora 32, via as conexões da primeira tubulação de refrigerante 42, escoa via a válvula de 4 vias 39 no acumulador 38 e é, em seguida, comprimido no compressor 37 antes do escoamento na válvula de 4 vias 39, e através das conexões da quarta tubulação de refrigerante 47, 55, e tubulação de refrigerante na unidade interna 50 e, particularmente, o trocador de calor interno 53 onde o refrigerante é condensado (o trocador de calor interno 53 funciona como um condensador). Subsequentemente, o refrigerante é expandido pela válvula de expansão 56 e, em seguida, reintroduzido, via as interconexões da terceira tubulação de refrigerante 54, 46 na unidade compressora 32, onde o refrigerante escoa na tubulação 49, e passa no trocador de calor de subresfriamento 40.[0063] During heating, this circuit is reversed, in which heating is shown by the broken arrows in figure 1. The process is, in principle, the same. Furthermore, the
[0064] Por meio de injeção do refrigerante após o evaporador, o superaquecer de sucção antes do compressor pode ser otimizado. Como um resultado, a temperatura de descarga pode ser reduzida com o efeito benéfico de melhor eficiência do sistema e vida útil prolongada. No aquecimento, o trocador de calor de subresfriamento 40 serve para aperfeiçoar a qualidade do refrigerante na entrada do compressor, via a tubulação de refrigerante 52 conectada à tubulação de refrigerante 51 à montante do compressor 37, que está no lado de sucção do mesmo. Adicionalmente, o trocador de calor de subresfria- mento 40 serve para evaporar as duas fases de refrigerante na tubulação de refrigerante 49, conforme desejado.[0064] By injecting the refrigerant after the evaporator, the suction superheat before the compressor can be optimized. As a result, the discharge temperature can be reduced with the beneficial effect of better system efficiency and extended service life. In heating, the
[0065] Subsequentemente, parte do refrigerante que escoa na tu bulação de refrigerante 52, é expandida na válvula de expansão de subresfriamento 41, e escoa através do trocador de calor de subresfri- amento 40 antes se ser reintroduzida na tubulação de refrigerante 51 à montante do acumulador 38, desse modo, pré-resfriando o refrigerante que escoa através da tubulação de refrigerante 49 que passa no trocador de calor de subresfriamento 40. A parte remanescente escoa na unidade trocadora de calor de fonte de calor 31, via as conexões da segunda tubulação de refrigerante 43 e 34 e tubulação de refrigerante. O refrigerante é adicionalmente expandido pela válvula de expansão principal 33 na unidade trocadora de calor de fonte de calor 31 e, em seguida, evaporado no trocador de calor 5 (o trocador de calor 5 funciona como evaporador) antes de ser reintroduzido na unidade compressora 32, via as conexões da primeira tubulação de refrigerante 35 e 42 e tubulação de refrigerante.[0065] Subsequently, part of the refrigerant flowing in the
[0066] Devido à divisão da unidade compressora 32 e a unidade trocadora de calor de fonte de calor 31, a unidade compressora 32 pode ser instalada em áreas que não são sensíveis à ruído de modo que não existe distúrbio de ruído causado pelo compressor mesmo embora ambientes internos dispostos. Em adição, o invólucro 44 da unidade compressora 32 pode ser bem isolado com isolamento de som. Ainda adicionalmente, não existe ruído de compressor no fluxo de ar através da unidade trocadora de calor de fonte de calor 31 devido ao conceito dividido entre a unidade trocadora de calor de fonte de calor 31 e a unidade compressora 32 que pode ser transferido no espaço a ser condicionado.[0066] Due to the division of the
[0067] Devido ao peso mais baixo por unidade da unidade troca dora de calor de fonte de calor 31 e a unidade compressora 32, a instalação é aperfeiçoada. Em adição, a unidade compressora 32 pode ser instalada no piso de modo que não existe necessidade de elevar a unidade compressora pesada. Devido à pegada relativamente pequena (largura e profundidade) da unidade compressora 32, e uma altura mais baixa da unidade compressora 32, e particularmente, seu invólucro 44, a unidade compressora 32 pode ainda ser ocultada quando disposta no interior do ambiente a ser condicionado, tal como abaixo de um armário ou balcão.[0067] Due to the lower weight per unit of the heat source
[0068] A unidade trocadora de calor de fonte de calor 31 tem tam bém a vantagem que não existe distúrbio de ruído. Devido ao compressor não estar contido na unidade trocadora de calor de fonte de calor 31, o único som que pode ser arrastado na corrente de ar é o ruído da ventoinha, pelo que o ruído na corrente de ar é drasticamente reduzido. Adicionalmente, o invólucro 2 pode ser completamente fechado ao espaço 72 a ser condicionado de modo que nem som é transferido no espaço. Também este invólucro pode ser bem isolado com isolamento de som. Devido à altura mais baixa da unidade troca-dora de calor de fonte de calor 31, é fácil ocultar a unidade, por exem- plo, no limite máximo. Portanto, a unidade 31 não é visível a partir do exterior. A instalação é também aperfeiçoada devido ao peso mais baixo, conforme comparado às unidades tendo o compressor no mesmo invólucro, e devido à altura mais baixa da unidade trocadora de calor de fonte de calor 31. A altura mais baixa é particularmente auxiliada pelo uso da forma de "V" do trocador de calor 5, que capacita alta eficiência com uma altura relativamente baixa.[0068] The heat source
[0069] Devido à integração da unidade de subresfriamento, parti cularmente, o trocador de calor de subresfriamento na unidade compressora preferivelmente do que a unidade trocadora de calor de fonte de calor, uma longa tubulação de refrigerante gasoso que liga o trocador de calor de fonte de calor com o lado de sucção do compressor pode ser substituída por uma linha mais curta 52 contida na unidade compressora. Consequentemente, um tubo de diâmetro maior usualmente requerido para escoar o refrigerante gasoso, pode ser encurtado. Em outras palavras, uma rota adicional entre a unidade trocadora de calor de fonte de calor e a unidade interna pode ser evitada por colocação do trocador de calor de subresfriamento na unidade compressora, e volteando a tubulação de refrigerante que liga o módulo de trocador de calor de fonte de calor à unidade interna através da unidade compressora.[0069] Due to the integration of the subcooling unit, in particular, the subcooling heat exchanger in the compressor unit rather than the heat source heat exchanger unit, a long gaseous refrigerant pipeline that connects the source heat exchanger of heat with the suction side of the compressor can be replaced by a
[0070] Se o trocador de calor de subresfriamento foi disposto no módulo de trocador de calor de fonte de calor, e a conexão de fluido entre as unidades 31 e 50 não estaria em loop através do invólucro 44 da unidade compressora 32, mas diretamente conectada, uma terceira porta do trocador de calor de fonte de calor foi necessária na unidade compressora 32 com uma linha adicional que conecta a unidade compressora 32 e a unidade trocadora de calor de fonte de calor 31, para implementar a linha 52. A presente concretização é, consequentemente, aperfeiçoada conforme comparada a este caso com uma conse- quência de instalação mais fácil, e custos de instalação mais baixos.[0070] If the subcooling heat exchanger was arranged in the heat source heat exchanger module, and the fluid connection between the
[0071] Além disso, devido à válvula de expansão principal 33 ser disposta na unidade trocadora de calor de fonte de calor 31, a queda de pressão do refrigerante causada por uma tubulação de refrigerante relativamente longa entre a unidade compressora 32 e a unidade trocadora de calor de fonte de calor 31, pode ser compensada, e o ruído de fluxo de duas fases pode ser reduzido a pelo menos alguma extensão.[0071] In addition, due to the
[0072] A Figura 6 mostra o diagrama de circuito de um condiciona dor de ar, de acordo com uma variação da configuração mostrada na Figura 1. A diferença entre as configurações na Figura 1 e Figura 6 é o uso de um módulo de trocador de calor de fonte de calor 31’ que é configurado para utilizar a fonte de calor de água.[0072] Figure 6 shows the circuit diagram of an air conditioner, according to a variation of the configuration shown in Figure 1. The difference between the configurations in Figure 1 and Figure 6 is the use of a heat exchanger module heat source 31' which is configured to utilize the water heat source.
[0073] O condicionador de ar, de acordo com esta variação, tem uma unidade de fonte de calor 30 compreendendo uma unidade trocadora de calor de fonte de calor 31’, uma torre de resfriamento 90, e uma unidade compressora 32. A unidade trocadora de calor de fonte de calor 31’ opera em cooperação com a torre de resfriamento 90 de modo a servir como uma fonte de calor de água.[0073] The air conditioner, according to this variation, has a
[0074] Durante a operação de resfriamento (setas sólidas na figura 8), o refrigerante gasoso é introduzido no compressor 37, e comprimido. O refrigerante comprimido é introduzido na unidade trocadora de calor de fonte de calor 31’, via as conexões da primeira tubulação de refrigerante 42, 35 e uma tubulação de refrigerante 76. O refrigerante passa na porção do circuito de refrigerante do trocador de calor de água-refrigerante 5’ da unidade trocadora de calor de fonte de calor 31’, pelo que o refrigerante é condensado (o trocador de calor de água-refrigerante 5’ funciona como um condensador). Consequentemente, calor é transferido para a água que passa através da porção do circuito de água do trocador de calor de água-refrigerante 5’. A válvula de expansão 33 está completamente aberta para evitar quedas de alta pressão durante resfriamento. Em seguida, o refrigerante escoa na unidade compressora 32, via as conexões da terceira tubulação de refrigerante 34, 43 e tubulação de refrigerante.[0074] During the cooling operation (solid arrows in figure 8), the gaseous refrigerant is introduced into the
[0075] A água circula através do circuito de água, que inclui a torre de resfriamento 90 e a porção do circuito de água do trocador de calor de água-refrigerante 5’. Na torre de resfriamento 90, a água de circulação libera calor para ser resfriada.[0075] The water circulates through the water circuit, which includes the
[0076] Com relação à instalação, a unidade trocadora de calor de fonte de calor 31’ pode ser disposta no limite máximo de um espaço a ser condicionado onde a torre de resfriamento 90 pode ser disposta no telhado do edifício, por exemplo.[0076] With regard to installation, the heat source heat exchanger unit 31' can be arranged in the upper limit of a space to be conditioned where the
[0077] Para operação de aquecimento, um equipamento de caldei ra (não mostrado) para aquecer a água de circulação, pode ser empregado ao invés de, ou em adição a, a torre de resfriamento 90.[0077] For heating operation, a boiler equipment (not shown) to heat the circulating water, can be employed instead of, or in addition to, the
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B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
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