ES2201436T3 - Control de descongelacion para bomba de calor. - Google Patents
Control de descongelacion para bomba de calor.Info
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Abstract
UN CONTROL DE DESCONGELACION DESTINADO A UN SISTEMA DE BOMBA DE CALOR INICIA UNA DESCONGELACION CUANDO CIERTAS CONDICIONES CALCULADAS SON SOBREPASADAS. LAS CONDICIONES COMPRENDEN UNA LIMITACION DE LA DIFERENCIA PERMITIDA ENTRE LA DIFERENCIA MAXIMA DE TEMPERATURA DE DOS TEMPERATURAS MEDIDAS Y LA DIFERENCIA ACTUAL DE ESTAS TEMPERATURAS MEDIDAS. LAS DOS TEMPERATURAS MEDIDAS SON LA TEMPERATURA DEL SERPENTIN INTERIOR DE LA BOMBA DE CALOR Y LA TEMPERATURA DEL AIRE INTERIOR DEL AIRE QUE ESTA SIENDO CALENTADO POR EL SERPENTIN INTERIOR.
Description
Control de descongelación para bomba de
calor.
Este invento se refiere, en general, a la
descongelación del serpentín exterior de un sistema de bomba de
calor y, más particularmente, a un aparato y a un método para
iniciar oportunamente la acción de descongelación del serpentín
exterior, de acuerdo con el preámbulo de las reivindicaciones 14 y
1, respectivamente. Un aparato y un método de esta clase se conocen
a partir del documento Patent Abstracts of Japan, vol. 010, núm.
267(M-516) del 11 de Septiembre de 1986.
Uno de los problemas asociados con un sistema de
bomba de calor con fuente de aire con que se tropieza
frecuentemente consiste en que, durante las operaciones de
calentamiento, el serpentín exterior tenderá a acumular hielo en
determinadas condiciones del ambiente exterior. La acumulación de
hielo sobre el serpentín exterior produce un efecto aislante que
reduce la transmisión de calor entre el refrigerante que circula
por el serpentín y el medio circundante. En consecuencia, tras una
acumulación de hielo sobre el serpentín exterior, el sistema de
bomba de calor perderá capacidad de calentamiento y todo el sistema
funcionará menos eficientemente. Por tanto, es deseable iniciar la
descongelación antes de que se produzca esta acumulación de hielo
con el consiguiente impacto sobre la eficacia de la bomba térmica.
Es deseable, también, no iniciar de manera innecesaria una
descongelación del serpentín exterior hasta que se produzca tal
congelación, ya que cada descongelación de un serpentín exterior
elimina calor del recinto a calentar, debido a la inversión del
sistema de refrigeración.
Se han utilizado diferentes tipos de sistemas
para iniciar la descongelación con el fin de dar comienzo a la
descongelación en el momento oportuno. Estos sistemas han incluido
la vigilancia de ciertas condiciones de temperatura experimentadas
por el sistema de bomba de calor. Estas condiciones de temperatura
se comparan, usualmente con ciertos límites predeterminados. Estos
límites predeterminados son, usualmente, fijos y no tienen en
cuenta los cambios de la manera en que puede estar funcionando la
bomba de calor.
Un objeto del invento es iniciar una acción de
descongelación sólo después de que se han realizado ciertas
mediciones de temperatura y se las ha comparado con cálculos en
tiempo real en cuanto a los valores de umbral apropiados para las
condiciones de temperatura percibidas.
Otro objeto del invento es controlar la
iniciación de una acción de descongelación con el fin de reducir al
mínimo, por tanto, el número de ciclos de descongelación que, de
otro modo, podrían tener lugar debido al comienzo prematuro de la
descongelación como consecuencia de comparar condiciones de
temperatura sólo contra umbrales predeterminados que, no siempre,
reflejan con precisión el momento en que debe ocurrir la
descongelación.
Desde un primer aspecto, el invento proporciona
un método para controlar la iniciación de una acción de
descongelación en un sistema de bomba de calor como se reivindica
en la reivindicación 1.
Desde un segundo aspecto, el invento proporciona
un sistema como se reivindica en la reivindicación 14.
Así, el invento proporciona un control programado
por ordenador para un sistema de bomba de calor que inicia una
acción de descongelación sólo cuando ésta resulta necesaria como
resultado de haber calculado, sobre una base de tiempo real, el
umbral apropiado que ha de utilizarse para ciertas temperaturas
percibidas. El control programado por ordenador calcula en primer
lugar la diferencia corriente entre la temperatura del serpentín
interior del sistema de bomba de calor y la temperatura del aire
ambiente del recinto o del espacio que está siendo calentado por el
sistema de bomba de calor. Esta diferencia de temperatura corriente
calculada es examinada con el fin de ver si es mayor que cualquier
diferencia máxima de temperatura, calculada previamente, de estas
dos temperaturas medidas que pueda haber ocurrido después de una
descongelación previa del serpentín exterior. La diferencia de
temperatura corrientemente calculada se convierte en la diferencia
máxima de temperatura en el caso de que supere cualquiera de tales
diferencias máximas de temperatura previamente calculadas.
Debe observarse que el cálculo anterior elimina
cualquier influencia del aire interior sobre el comportamiento de
la temperatura del serpentín interior. A este respecto, se anula
cualquier caída de temperatura experimentada por el serpentín
debida, por ejemplo, a corrientes de aire dentro del recinto, ya
que habrán caído tanto la temperatura del aire ambiente del recinto
como la temperatura del serpentín.
Debe observarse, asimismo, que los cálculos
anteriores en cuanto a diferencias entre la temperatura del
serpentín interior y la temperatura del aire ambiente del recinto,
están condicionados también, de preferencia, por ciertos otros
parámetros del sistema de bomba de calor que, asimismo, han de
cumplir ciertos criterios. En particular, el ventilador interior
asociado con el serpentín interior, no debe sufrir cambios de
velocidad dentro de un período de tiempo predeterminado durante el
cual el compresor y el ventilador exterior permanece
conectados.
La diferencia entre la diferencia máxima de
temperatura presente entre la temperatura del serpentín interior y
la temperatura del aire ambiente y la diferencia real presente
entre estas dos temperaturas, se calcula a continuación mediante el
ordenador programado. Esta diferencia entre estas dos diferencias de
temperatura previamente calculadas, se comparará finalmente con un
límite de la diferencia permisible que puede aceptarse entre estas
dos diferencias de temperatura previamente calculadas.
De acuerdo con el invento, el límite de la
diferencia permisible que puede aceptarse es, en sí mismo, función
de la diferencia máxima de temperatura. Como el presente valor de
la diferencia máxima de temperatura es calculado de manera continua,
el límite resultante de la diferencia permisible puede calcularse,
también, continuamente.
De acuerdo con el invento, se inicia
preferiblemente una descongelación del serpentín exterior si la
diferencia entre la diferencia máxima presente entre la temperatura
del serpentín interior y la del aire del recinto, en función de la
diferencia real entre los valores corrientemente medidos de estas
dos temperaturas supera el límite calculado para esta diferencia
permisible. Sin embargo, se hace que esta iniciación de una
descongelación del serpentín exterior, esté sometida, también, de
preferencia, a ciertos parámetros adicionales tales como el tiempo
total de funcionamiento del compresor del sistema de bomba de calor
y la temperatura real del serpentín exterior.
La relación matemática utilizada para calcular el
límite antes mencionado se deduce, preferiblemente, observando el
funcionamiento de un sistema de bomba de calor dotado de las
características del sistema de bomba de calor particular que se está
controlando. Estas observaciones incluyen iniciar una operación de
calentamiento de tal sistema de bomba de calor en un conjunto dado
de condiciones (tales como la temperatura exterior, la temperatura
interior del recinto y las velocidades de los ventiladores) y tomar
nota de las temperaturas del serpentín interior y del aire del
interior del recinto según transcurre el tiempo. La temperatura del
serpentín interior aumentará desde la temperatura del recinto hasta
un valor máximo antes de disminuir debido a la acumulación de hielo
en el serpentín exterior. La temperatura en el interior del recinto
tenderá a aumentar hasta un valor relativamente constante cuando se
la compara con los cambios antes anotados de la temperatura del
serpentín interior. La máxima diferencia entre estas temperaturas
se producirá antes de que la temperatura del serpentín interior
comience a caer. El sistema de bomba de calor será hecho funcionar
continuamente, anotándose las temperaturas del serpentín interior y
del aire en el recinto. En un punto, la temperatura del serpentín
interior caerá significativamente, indicando que el serpentín
exterior se ha congelado hasta el punto de que la transmisión de
calor del refrigerante en circulación en el serpentín interior, se
ve perjudicada sustancialmente. La diferencia entre la máxima
diferencia registrada entre la temperatura del serpentín interior y
la temperatura interior del recinto y la diferencia entre estas
mismas temperaturas cuando se produce una congelación sustancial del
serpentín exterior, se anota como una diferencia permisible que no
debe ser excedida.
La diferencia permisible anotada que no debe ser
excedida y la diferencia máxima de temperatura se convertirán en un
punto de una gráfica de máximas diferencias de temperatura anotadas
y diferencias permisibles anotadas correspondientemente entre
diferencia de temperatura medida y la diferencia máxima de
temperatura. Se ha encontrado que la relación matemática
desarrollada finalmente entre diferencia permisible y diferencia
máxima de temperatura, es una relación no lineal. Esta relación no
lineal se reduce, preferiblemente, a una serie de relaciones
lineales para facilitar el cálculo en el ordenador programado que
controla el sistema de bomba de calor.
Otros objetos y ventajas del presente invento
resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada
tomada en conjunto con los dibujos anejos, en los que:
la Figura 1 es una ilustración esquemática de un
sistema de bomba de calor que incluye un control por ordenador
programado en él;
la Figura 2 es una ilustración del patrón de
valores de la temperatura del serpentín de calentamiento interior y
de la temperatura del aire ambiente en el recinto, generado por el
sistema de bomba de calor de la Figura 1, cuando se encuentra en una
situación de calentamiento particular,
la Figura 3 ilustra cómo variarán la diferencia
permisible entre la diferencia máxima de estas temperaturas durante
un ciclo de calentamiento y la diferencia corriente de temperatura,
en función de la diferencia máxima de temperatura;
la Figura 4 ilustra un procedimiento llevado a la
práctica mediante el control por ordenador del sistema de bomba de
calor, al encender todo el sistema;
la Figura 5 ilustra cómo se alinean las Figuras
5A a 5D; y
las Figuras 5A a 5D ilustran la secuencia de
pasos que ha de realizar el ordenador de control para que el
sistema de bomba de calor lleve a cabo la iniciación de una acción
de descongelación del serpentín
exterior.
exterior.
Refiriéndonos a la Figura 1, se ve que un sistema
de bomba de calor incluye un serpentín interior 10 y un serpentín
exterior 12, con un compresor 14 y una válvula de inversión 16
situada entre ellos. Situadas, también, entre los serpentines
interior y exterior, hay un par de válvulas de expansión 18 y 20, de
flujo doble, que permiten que el refrigerante circule en cualquier
dirección como resultado del ajuste de la válvula de inversión 16.
Ha de apreciarse que todos los componentes antes mencionados
funcionan de manera bastante usual con el fin de permitir que el
sistema de bomba de calor proporcione refrigeración al espacio
interior mientras funciona en un modo de enfriamiento o proporcione
calor al espacio interior mientras funciona en un modo de
calentamiento.
El ventilador interior 22 proporciona un flujo de
aire sobre el serpentín interior 10, mientras que un ventilador
exterior 24 proporciona un flujo de aire sobre el serpentín
exterior 12. El ventilador interior 22 es accionado por un motor 26
de ventilador, mientras que el ventilador exterior 24 es impulsado
por un motor 28 de ventilador. Ha de apreciarse que, en la
realización particular, el motor del ventilador interior puede tener
al menos dos velocidades constantes de accionamiento Estas
velocidades de accionamiento son controladas, preferiblemente,
mediante un procesador 30 de control que controla el motor 26 del
ventilador mediante unidades de relé. El motor 28 del ventilador es
controlado, de preferencia, por la unidad de relé R1. La válvula de
inversión 16 es controlada también por el procesador de control 30,
que funciona a través del circuito de relé R3. El compresor 14 es
controlado, de manera similar, por el procesador de control 30, que
actúa a través del circuito de relé R2 conectado a un motor 32 de
compresor. El procesador de control 30 controla, además, un
elemento calentador eléctrico 33 asociado con el serpentín 10 de
ventilador interior a través de un circuito de relé R5. Ha de
apreciarse que el elemento de calentamiento 33 forma parte de una
unidad de calentamiento auxiliar que, normalmente, será activada
por el procesador de control 30 cuando se requiera un calentamiento
adicional para la zona de interior que, normalmente, es calentada
por el sistema de bomba de calor.
Refiriéndonos al procesador de control 30, ha de
observarse que el procesador de control recibe valores de
temperatura del serpentín exterior desde una termistancia 34
asociada con el serpentín exterior 12. El procesador de control 30
recibe, también, un valor de temperatura de serpentín interior
desde una termistancia 36 y un valor de temperatura del aire del
interior del recinto desde una termistancia 38.
Ha de apreciarse que el procesador de control 30
es operativo para iniciar una acción de descongelación cuando se
presentan determinadas condiciones de temperatura indicadas por las
termistancias 34, 36 y 38. Con el fin de que el procesador de
control 30 detecte las condiciones particulares de temperatura que
originan la necesidad de descongelar, es necesario que lleve a cabo
un cálculo particular que implica a la temperatura del serpentín
interior y la temperatura del aire en el recinto, proporcionadas
normalmente por las termistancias 36 y 38, respectivamente. El
cálculo particular realizado por el procesador de control se basa
en la realización, preferiblemente, de una serie de pruebas del
sistema de bomba de calor de la Figura 1, como se describirá a
continuación.
Refiriéndonos a la Figura 2, en ella se ilustra
una gráfica que representa la temperatura del serpentín interior y
la temperatura del aire del recinto del sistema de bomba de calor
de la Figura 1 para un ciclo de calentamiento dado. El ciclo de
calentamiento ocurre ante un conjunto de condiciones ambientes dadas
y ante un conjunto dado de condiciones del sistema para el sistema
de bomba de calor. Las condiciones ambientes incluyen temperaturas
iniciales particulares del aire exterior y del interior. Las
condiciones del sistema incluyen ajustes particulares de la
velocidad de los ventiladores y una cantidad particular de
refrigerante en el sistema. Se anotan, a intervalos de tiempo
periódicos, la temperatura del serpentín interior, así como la
temperatura en el interior del recinto, medidas por las
termistancias 36 y 38. En un punto determinado, la diferencia entre
la temperatura del serpentín interior, T_{ic} y la temperatura del
interior del recinto, T_{r}, habrá alcanzado un valor máximo,
indicado por \DeltaT_{MAX} que se da en instante t_{1}. El
ciclo de calentamiento continuará más allá de t_{1}, cayendo la
temperatura T_{ic} del serpentín interior a medida que empieza a
acumularse hielo sobre el serpentín exterior, debido a una
temperatura exterior fría. En determinado momento, t_{f}, sobre el
serpentín exterior se habrá acumulado una cantidad significativa de
hielo, provocando, por tanto, una caída significativa de la
temperatura del serpentín interior. Esta caída de la temperatura
del serpentín interior se debe a la disminución de la capacidad de
transmisión de calor del refrigerante en circulación, como
resultado de una pérdida de rendimiento como evaporador del
serpentín exterior congelado. La diferencia entre la temperatura
máxima del serpentín interior, que se tiene en t_{1} y la
temperatura del serpentín interior que se tiene en t_{f}, se toma
como temperatura delta de descongelación, \DeltaT_{d}. Ha de
observarse que la diferencia de temperatura, \DeltaT_{d},
también define, esencialmente en que medida puede caer la
diferencia real \DeltaT_{R} entre la temperatura del serpentín
interior y la de aire del recinto, en el instante t_{f} con
relación a \DeltaT_{MAX} ya que la temperatura del aire del
recinto no varía significativamente entre los instantes t_{1} y
t_{f}.
De acuerdo con el invento, se anotan tanto la
diferencia \DeltaT_{d} de la temperatura de descongelación en
el instante t_{f} como el valor de \DeltaT_{MAX} en el
instante t_{1} para el ciclo de calentamiento particular. Ha de
comprenderse que se realizarán ciclos de calentamiento adicionales
para otros conjuntos de condiciones ambientes particulares y otros
conjuntos de condiciones particulares del sistema. Se anotarán, para
cada uno de tales ciclos, la diferencia \DeltaT_{d} de
temperatura de descongelación y la diferencia máxima de
temperatura, \DeltaT_{MAX}. Todos los valores anotados de
\DeltaT_{d} y de \DeltaT_{MAX} se utilizarán después como
puntos de referencia en una gráfica, tal como la de la Figura 3,
para definir una relación entre \DeltaT_{d} y
\DeltaT_{MAX}.
Refiriéndonos a la Figura 3, se ve que la curva
dibujada por los diversos puntos de datos obtenidos a partir de las
pruebas de calentamiento del sistema de bomba de calor, no es
lineal. Esta curva se rompe, preferiblemente, en dos segmentos
lineales teniendo el primero de ellos una pendiente S_{1} y
terminando a una \DeltaT_{MAX} de \DeltaT_{K} y teniendo el
segundo segmento lineal una pendiente S_{2} y comenzando en el
mismo punto. Los dos segmentos lineales pueden expresarse como
sigue:
para \DeltaT_{MAX} \leq
\DeltaT_{K}, \DeltaT_{d} = S_{1}*\DeltaT_{MAX} -
C_{1}
para \DeltaT_{MAX} \geq
\DeltaT_{K}, \DeltaT_{d} = S_{2}*\DeltaT_{MAX} -
C_{2}
C_{1} y C_{2} son los valores de las
coordenadas de \Delta T_{d} cuando \DeltaT_{MAX} es igual
cero para los respectivos segmentos lineales. Ha de apreciarse que
los valores particulares de \DeltaT_{K}, S_{1}, S_{2},
C_{1} y C_{2} dependerán del sistema de bomba de calor
particular que se haya probado. A este respecto, el sistema de bomba
de calor tendrá componentes diferentemente dimensionados tales como
ventiladores, motores de ventilador, configuraciones de serpentín y
compresores, que generarían sus propias Figuras 2 y 3 respectivas y,
por tanto, sus propios valores respectivos de \DeltaT_{K},
S_{1}, S_{2}, C_{1} y C_{2}. Como se explicará con detalle
en lo que sigue, las relaciones lineales derivadas para un sistema
de bomba de calor particular serán utilizadas por el procesador de
control 30 en la determinación de cuándo iniciar una descongelación
del serpentín exterior 12 de tal
sistema.
sistema.
Refiriéndonos a la Figura 4, el procesador de
control 30 lleva a cabo una serie de asignaciones de valores
iniciales antes de ejecutar cualquier control de descongelación del
sistema de bomba de calor. Estas asignaciones, incluyen ajustar los
relés R1 a R5 en un estado desexcitado con el fin de poner, por
tanto, a los diversos componentes del sistema de bomba de calor
asociados con ellos en las condiciones iniciales apropiadas. Esto
se consigue en un paso 40. La unidad procesadora sigue a un paso 42
y asigna valores iniciales a diversas variables de software que
serán utilizadas por la lógica de descongelación. Se activan
diversos temporizadores con el fin de proporcionar continuamente
tiempos a las variables TM_DFDEL y TM_DFSET. Finalmente, la unidad
procesadora establecerá, en un paso 40, una variable, OLD_FNSPD,
igual a la variable CUR_FNFPD que representa la velocidad actual
del ventilador. Ha de apreciarse que los pasos anteriores solamente
se ejecutan cuando se activa la unidad procesadora para iniciar el
control del sistema de bomba de calor.
Con referencia ahora a la Figura 5A, el
procedimiento ejecutado por el procesador de control 30 con el fin
de iniciar oportunamente la descongelación del serpentín exterior
12, comienza con un paso 50 en el que se pregunta si el relé R2 del
compresor está excitado. Como este relé, inicialmente, estará
desexcitado, el procesador de control 30 seguirá al paso 52 y
preguntará si una variable "WAS_ON" tiene el valor de
"verdadero". Como WAS_ON tiene el valor de "falso", el
procesador seguirá el camino del "no" hasta un paso 54. El
procesador preguntará entonces, en el paso 54, si el relé R2 del
compresor está excitado antes de asignarle a la variable
"WAS_ON", en el paso 56, el valor de "falso". A
continuación, en el paso 58, se preguntará si IN_DEFROST es
"verdadero". Dado que IN_DEFROST se establece inicialmente
como "falso" al encender, el procesador de control seguirá a
un paso 60 y preguntará si se ha seleccionado el modo de
calentamiento. A este respecto, ha de apreciarse que un panel de
control u otro dispositivo de comunicación asociado con el
procesador de control 30 indicará si el sistema de bomba de calor
de la Figura 1 se encuentra en un modo de funcionamiento para
calentar. Si no se ha seleccionado tal modo, el procesador
continuará por el camino del "no" hasta un paso 62 en la
Figura 5C y establecerá el valor cero para la variable
TM_ACC_CMP_ON. El procesador establecerá, también, una variable
MAX_DELTA igual a cero en un paso 64 y una variable TM_DFDEL igual
a cero en un paso 66. El procesador de control continúa desde el
paso 66 a un paso 68 y pregunta, de nuevo, si el relé R2 del
compresor está excitado. Si el relé R2 no lo está, el procesador
sale del paso 68 para ir al paso 70 y establece TM_DFSET igual a
cero. Se pregunta a continuación si IN_DEFROST es "verdadero"
en un paso 72. Como esta variable es, inicialmente "falso", el
procesador de control 30 continuará hasta un paso de salida 74.
Ha de apreciarse que el procesador de control 30
ejecutará diversos procesos para controlar el sistema de bomba de
calor como continuación a una salida de la lógica particular de las
Figuras 5A-5D. La velocidad de proceso del
procesador de control 30 permitirá que éste vuelva, en
milisegundos, a la ejecución de la lógica de la Figura 5A. Se
apreciará, asimismo, que, en determinado punto, se seleccionará un
modo de calentamiento y, subsiguientemente, se iniciará el
calentamiento, merced al procesador de control 30, si la
temperatura del aire del recinto, medida por un termostato, es menor
que un ajuste de temperatura deseado. Cuando ha de tener lugar
calentamiento, el procesador de control 30 activa preferiblemente
los ventiladores interior y exterior, 22 y 24, así como el motor 32
del compresor. La válvula de inversión 16 se ajustará, también, para
hacer que circule refrigerante desde el compresor al serpentín
interior 10 y, de él, al serpentín exterior 12.
Refiriéndonos al paso 50, el procesador de
control 30 preguntará, nuevamente, si el relé R2 del compresor ha
sido excitado, a continuación de la iniciación del calentamiento. Ha
de apreciarse que el relé R2 del compresor habrá sido excitado por
el procesador cuando se solicita el calentamiento. El procesador de
control tomará nota, en el paso 50, de que ello ha ocurrido y
seguirá al paso 76, para preguntar si la variable WAS_ON tiene
valor de "falso". Como esta variable, en ese momento tiene
"falso", el procesador seguirá al paso 78 y desconectará los
temporizadores asociados con TM_CMPON y TM_ACC_CMPON. El procesador
preguntará, a continuación, si el relé R2 del compresor está
excitado y seguirá al paso 80, ya que el relé R2 del compresor,
ahora está excitado. Esto tendrá como resultado que a la variable
WAS_ON se le asigne el valor de "verdadero" en el paso 80. El
procesador continuará por los pasos 58 y 60, como se ha descrito
anteriormente. Como se ha seleccionado el modo de calentamiento, el
procesador irá del paso 60 al 81 y preguntará si una variable de
temporización, TM_DFSET, es mayor que sesenta segundos. Como esta
variable, inicialmente, será cero, el procesador seguirá al paso 66
en la Figura 5C y asignará a la variable de temporización TM_DFDEL,
el valor cero. El procesador preguntará, a continuación, si el relé
R2 del compresor está excitado, en el paso 68. Como el relé del
compresor habrá sido excitado por el procesador de control en
respuesta a una demanda de calentamiento, el procesador continuará
al paso 82.
Con referencia al paso 82, el procesador pregunta
si el relé del ventilador exterior está excitado. El relé R1 del
ventilador exterior estará, normalmente, excitado si el sistema de
bomba de calor responde a una demanda de calentamiento. Esto hará
que el procesador de control continúe por el camino del "sí"
hasta un paso 84, en el que es leída la velocidad del ventilador
interior. Ha de apreciarse que el ventilador interior habrá sido
activado cuando se ha iniciado el calentamiento, haciendo, por
tanto, que la velocidad del ventilador sea distinta de cero. Esta
velocidad del ventilador está disponible dentro del procesador de
control como resultado de que éste haya controlado la velocidad
mediante otro software de control. Esta velocidad del ventilador de
ajusta igual a la variable CUR_FNSPD y, en el paso 86, se la
compara con el presente valor de la anterior velocidad del
ventilador, designada como OLD_FNSPD. Dado que esta última variable
es, inicialmente, cero, el procesador de control saldrá del paso 86
para hacer, en el paso 88, que la variable que representa la
anterior velocidad del ventilador adopte un valor igual al de la
velocidad actual del ventilador. El procesador de control establece
la variable de temporización TM_DFSEET igual a cero en el paso 70,
antes de preguntar de nuevo si IN_DEFROST es igual a
"verdadero" en el paso 72. Como IN_DEFROST es "falso", el
procesador de control seguirá el camino del "no" desde el paso
72 al paso 74 de salida.
Haciendo referencia una vez más a la Figura 5A,
ha de apreciarse que la siguiente ejecución de la lógica de
descongelación hará, de nuevo, que el procesador pregunte si el
compresor está en marcha. Como el relé del compresor está, ahora,
excitado, el procesador sigue al paso 76 para averiguar el estado
de "WAS_ON". Dado que esta variable es, ahora,
"verdadero", el procesador de control irá al paso 54, en el que
se toma nota, de nuevo, de que el relé R2 del compresor está
excitado, haciéndose que el procesador siga, a través de los pasos
80, 58 y 60, al paso 81. Refiriéndonos al paso 81, ha de observarse
que el procesador examina el cómputo de tiempo de TM_DFSET, para ver
si es mayor que sesenta segundos. Ha de apreciarse que esta
variable habrá comenzado a crecer tiempo después de que la
velocidad anterior del ventilador se igualase, en el paso 88, a la
velocidad actual del ventilador. Esta variable continuará acumulando
tiempo durante cada ejecución sucesiva de la lógica de
descongelación, en tanto el relé R2 del compresor siga excitado, el
ventilador exterior siga en marcha y no cambie la velocidad del
ventilador interior. De esta forma, el cómputo del tiempo reflejado
en TM_DFSET será una medida de la cantidad de tiempo que se han
mantenido constantes las anteriores tres condiciones de estado de
compresor, ventilador exterior y ventilador interior. El procesador
de control 30 habrá impuesto, por tanto, un nivel de consistencia
sobre el sistema de bomba de calor que funciona sin cambio alguno
en estos componentes durante, al menos, sesenta segundos.
Cuando el recuento de tiempo mantenido por
TM_DFSET alcance un valor mayor de sesenta segundos, el procesador
de control ira del paso 81 al paso 90 en la Figura 5A y leerá la
temperatura del serpentín interior proporcionada por la termistancia
36, así como la temperatura del aire del recinto, proporcionada por
la termistancia 38. Estos valores se guardarán como T_ICOIL y
T_ROOM_AIR. El procesador de control seguirá al paso 92 para
calcular la diferencia entre estas temperaturas medidas, almacenadas
en estas variables respectivas. La diferencia calculada entre las
temperaturas medidas, DELTA, es comprobada, a continuación, en el
paso 94 para ver si es menor que cero. En caso de que sea menor que
cero, el procesador de control la hace igual a cero en el paso 96,
antes de seguir al paso 98, en el que se pregunta si la diferencia
DELTA entre las temperaturas medidas, es mayor que el valor de una
variable MAX_DELTA. Ha de apreciarse que el valor de MAX_DELTA será
cero cuando el procesador de control inicia por vez primer un
calentamiento, después de haberse seleccionado el modo de
calefacción. Esto hará que el procesador de control haga que
MAX_DELTA adopte el valor corriente de DELTA en el paso 100. Ha de
apreciarse que lo más probable es que el procesador de control
continúe para ajustar MAX_DELTA al valor de DELTA corrientemente
calculado, ya que el procesador de control ejecuta repetidamente la
lógica de descongelación y encuentra un DELTA creciente en virtud
del ascenso de la temperatura del serpentín del ventilador
interior.
El procesador de control sigue al paso 102 desde
el paso 98, en el caso de que la diferencia de temperatura medida
en el paso 92 sea menor que el valor actualmente almacenado de
MAX_DELTA, o en el caso de que el valor actualmente medido de la
diferencia de temperatura, sea igual a MAX_DELTA en el paso 100.
Refiriéndonos al paso 102, el procesador de
control calcula la diferencia entre el valor corriente de MAX_DELTA
y el valor corriente de DELTA, En el caso de que el valor presente
de DELTA sea menor que MAX_DELTA, entonces el valor de la variable
DELTA_DIFF, en el paso 102, será distinto de cero. En consecuencia,
el procesador de control irá al paso 104 para preguntar si
MAX_DELTA es menor o igual que T_{K}. Ha de recordarse que el
valor de \DeltaT_{K} se obtuvo en la Figura 3 como resultado de
la prueba y evaluación del comportamiento del sistema de bomba de
calor. Ha de comprenderse que este valor podría cambiar en caso de
que se probase una configuración diferente de bomba de calor, con
distintos valores de sistema tales como velocidad de los
ventiladores, tamaño de los mismos o tamaño del compresor, y que se
desarrolló una relación apropiada para la diferencia crítica
permisible entre la delta máxima y la diferencia corriente de
temperatura.
En el caso de que MAX_DELTA sea menor o igual que
\DeltaT_{K}, el procesador de control procederá a preguntar, en
un paso 106, si el elemento calentador eléctrico 33 se encuentra
activado. Ha de apreciarse que los sistemas de bomba de calor
tendrán disponible, con frecuencia, una fuente de calor secundaria o
auxiliar, para el caso de que el sistema de bomba de calor no pueda
proporcionar la cantidad requerida de calor al recinto que se está
calentando. El sistema de bomba de calor de la Figura 1 incluye un
elemento de calentamiento de esta clase con el fin de satisfacer la
pregunta particular del paso 106. En el caso de que el elemento de
calentamiento eléctrico 33 no esté activado o no esté presente, el
procesador de control irá del paso 106 a un paso 108 y calculará un
valor de DEFROST_DELTA. Ha de comprenderse que DEFROST_DELTA en este
paso es la variable \DeltaT_{d} en la Figura 3. Ha de apreciarse
que la relación matemática entre DEFROST_DELTA y MAX_DELTA es la
relación lineal de \DeltaT_{d} a \DeltaT_{MAX} para
\DeltaT_{MAX} menor o igual que \DeltaT_{K} derivado de la
Figura 3. Esta relación, naturalmente, podría cambiarse en el caso
de que se probase un sistema de bomba de calor diferente y se
determinase la relación apropiada de \DeltaT_{d} con respecto a
\DeltaT_{MAX}. Refiriéndonos de nuevo al paso 106, en el caso de
que esté presente un elemento de calentamiento eléctrico y el mismo
esté activado, el procesador de control pasará a calcular una delta
de descongelación en un paso 110. Ha de observarse que la delta de
descongelación en el paso 110 es dos grados menor que la que ha de
calcularse en el paso 108. Esta relación particular puede
desarrollarse comprobando apropiadamente el sistema de bomba de
calor de la Figura 1 y anotando las características de congelación
en el serpentín exterior con el elemento de calentamiento auxiliar
activado.
Refiriéndonos de nuevo al paso 104, en el caso de
que el valor de MAX_DELTA no sea menor o igual que \DeltaT_{K},
el procesador de control continuará por el camino de la negación
hasta un paso 112, para preguntar si el elemento eléctrico de
calentamiento 33 o un calentador auxiliar alternativo, asociado con
el sistema de bomba de calor, está activado. El procesador de
control calculará, en el paso 114, el valor apropiado de
DEFROST_DELTA para un calentador eléctrico que no esté activado o
que no esté presente, y para uno que esté activado en un paso 116.
Ha de apreciarse que el cálculo anotado en el paso 114 es la
relación lineal de \DeltaT_{d} en función de \DeltaT_{MAX}
en la Figura 3 para \DeltaT_{MAX} mayor que \DeltaT_{K}. Ha
de apreciarse, además, que el valor calculado en el paso 116
refleja el valor permisible de la delta de descongelación cuando
está presente y activo un calentador eléctrico. El procesador pasa
de haber calculado un valor apropiado de DEFROST_DELTA en el paso
108, 110, 114 o 116, a un paso 118 en el que se pregunta si el
valor calculado es menor que dos. En el caso de que el valor
calculado sea menor que dos, el procesador de control lo ajusta
para que sea igual a dos en el paso 120. El procesador de control
seguirá después, directamente, al paso 122. Ha de observarse que el
procesador también irá al paso 122 por el camino de la negación
desde el paso 118, en el caso de que DEFROST_DELTA sea igual o
mayor que dos.
Con referencia ahora al paso 122, en él se
pregunta si la diferencia calculada entre la diferencia máxima de
temperatura del sistema de bomba de calor y la diferencia
corrientemente medida de temperatura del sistema de bomba de calor,
calculada en el paso 102, es mayor que la DEFROST_DELTA calculada.
Ha de apreciarse que la pregunta que se realiza en el paso 122 es,
esencialmente, una comprobación para ver si la diferencia
corrientemente medida de temperatura ha disminuido hasta un valor
que dé como resultado que la diferencia de temperatura medida se
encuentre por debajo de la diferencia de temperatura máxima
definida por el valor de MAX_DELTA en una magnitud que sea mayor que
el valor de DEFROST_DELTA. Ha de apreciarse que el valor de la
diferencia de temperatura corrientemente medida no habrá disminuido,
normalmente, hasta dicho valor ya que el serpentín exterior no
experimentará, normalmente, una acumulación de hielo significativa.
En tales situaciones, el procesador de control continuará siguiendo
el camino de la negación para salir del paso 122 y avanzará por los
pasos 66, 68, 82, 84, 86, 72 y 74 y, eventualmente, ejecutará de
nuevo la lógica de descongelación de las Figuras
5A-5D. Cuando se haya satisfecho la demanda de
calor, el procesador de control desexcitará el relé R2 de
compresor, dando por terminado, por tanto, el período de tiempo
particular de calentamiento. Cuando ocurra esto, el procesador de
control percibirá que el relé R2 de compresor está desexcitado en
la siguiente ejecución de la lógica de descongelación. Esto hará
que el procesador note que "WAS_ON", que tiene el valor de
"verdadero" en el paso 52, requiere la ejecución de un paso
123 en el que se desactiva el recuento de tiempo que se almacena en
"TM_CMPON" y TM_ACC_CMPON, manteniendo por tanto estas
variables con un recuento de tiempo particular. El procesador de
control repone el recuento de tiempo de TM_CMPON a cero en el peso
123. El procesador de control no repone, sin embargo, el recuento
de tiempo almacenado en TM_ACC_CMPON. De esta manera, la variable
TM_ACC_CMPON continúa incrementando un recuento de tiempo cada vez
que se percibe que el compresor es conectado o desconectado en el
paso 50.
Ha de apreciarse que el procesador de control
continuará ejecutando en el momento oportuno la lógica de
descongelación de las Figuras 5A-5D. Además,
ejecutará los pasos 50, 76, 54, 80, 58, 60 y 81 y, después, saldrá
de la lógica de descongelación cuando se demande calor. Esto
continuará hasta el momento en que se hayan satisfecho las
condiciones del sistema de bomba de calor requeridas en los pasos
68, 82, 84 y 86. En este momento, el procesador de control pasará,
de nuevo, a calcular la diferencia entre las temperaturas del
serpentín interior y del aire en el recinto y, después, realizará
los diversos cálculos de MAX_DELTA, DEFROST_DELTA y DELTA_DIFF. Esto
le llevará al paso 122, donde se preguntará si la diferencia de
temperatura medida corrientemente, DELTA, ha aumentado hasta un
valor que dé como resultado que esta diferencia de temperatura
medida esté por debajo de la diferencia máxima de temperatura,
definida por el valor de MAX_DELTA en una magnitud mayor que el
valor de DEFROST_DELTA. En el caso de que ocurra esto, el procesador
de control presumirá que el serpentín exterior 12 ha experimentado
una congelación significativa que exige una acción de
descongelación.
Refiriéndonos de nuevo al paso 122, cuando el
valor de DELTA_DIFF es mayor que el valor calculado de
DEFROST_DELTA, el procesador de control irá a un paso 124 y
preguntará si el valor de TM_DFDEL es mayor de sesenta segundos.
Esta variable habrá iniciado un recuento de segundos de ejecución a
partir de la ejecución previa completa de la lógica de
descongelación que ocurre inmediatamente antes de que el procesador
de control vaya del paso 122 al paso 124. En el momento en que esa
variable indique un valor mayor de sesenta segundos, el procesador
de control saldrá del paso 124 siguiendo el camino de la negación,
para ir al paso 68 y, después, seguirá normalmente por los pasos
82, 84, 86 y 72 y, desde éste, siguiendo el camino de salida por
negación del paso 72, hasta el paso de salida 74. Refiriéndonos de
nuevo al paso 124, cuando el procesador de control ha ejecutado en
ciclo varias veces la lógica de descongelación con el fin de
permitir que se acumule tiempo en TM_DFDEL hasta un valor mayor de
sesenta segundos, entonces el procesdor de control irá al paso 126.
Refiriéndonos al paso 126, en el se pregunta si el valor del tiempo
indicado por TM_CMPON es mayor de quince minutos. Debe recordarse
que esta variable de temporización particular es activada en un paso
78, a continuación de que el procesador de control haya sido
notificado de que la variable "WAS_ON" tiene el valor de
"falso", indicando que el compresor 14 acaba de ser puesto en
marcha previamente. Esto significa, efectivamente, que el tiempo
que está siendo registrado por TM_CMPON es indicativo de la
cantidad de tiempo total que ha estado funcionando el compresor 14
desde su activación más reciente por parte del procesador de
control. En tanto la cantidad de tiempo total que haya estado
funcionando el compresor desde su última activación, sea menor o
igual que quince minutos, el procesador de control seguirá el camino
de salida por negación del paso 126 y ejecutará los pasos 68, 82,
84, 86, 72 y 74, como se ha descrito previamente. Si la cantidad
total de tiempo que ha estado en funcionamiento el compresor desde
que fue activado por última vez, supera los quince minutos, el
procesador de control seguirá el camino de la afirmación desde el
paso 126 a un paso 128, para preguntar si el tiempo indicado por la
variable TM_ACC_CMPON es mayor que treinta minutos. Refiriéndonos al
paso 62, ha de observarse que la variable de temporización
TM_ACC_CMPON se establece igual a cero cuando, como se hace notar en
el paso 60, no se selecciona el modo de calentamiento. Hay que
hacer notar, también, que la variable de temporización TM_ACC_CMPON
se hace, asimismo, igual a cero siempre que la variable IN_DEFROST
tenga valor "verdadero", como se indica en el paso 58. Como se
describirá con detalle en lo que sigue, la variable IN_DEFROST
únicamente tiene valor "verdadero" durante una descongelación
del serpentín exterior. Por tanto, se permite que la variable
TM_ACC_CMPON acumule tiempo después de una operación de
descongelación. Con referencia a los pasos 50, 76 y 78, se deja que
la variable TM_ACC_CMPON acumule tiempo después de una acción de
descongelación cuando el temporizador asociado con ella es activado
en el paso 78 como resultado de que acabe de ser excitado el relé
del compresor. El tiempo registrado por TM_ACC_CMPON continuará
creciendo hasta que se desconecte el compresor, según se indica en
los pasos 50 y 52. Cuando ocurra esto, el procesador de control
avanzará al paso 123 y desactivará el tiempo que está siendo
registrado tanto por TM_CMPON como por TM_ACC_CMPON. El tiempo
acumulado por TM_ACC_CMPON mantendrá, meramente, su valor presente.
así, cuando se excite de nuevo el relé R2 del compresor, la variable
TM_ACC_CMPON acumulará más tiempo a no ser que haya ocurrido una
acción de descongelación o haya dejado de seleccionarse un modo de
calentamiento. Ha de apreciarse que, en algún momento, la cantidad
total de tiempo que el compresor está funcionando después de una
acción de descongelación, habrá alcanzado los treinta minutos.
Refiriéndonos de nuevo al paso 128, en el caso en
que la cantidad total acumulada de tiempo de funcionamiento del
compresor, supere los treinta minutos, el procesador de control irá
al paso 134 para leer la temperatura del serpentín exterior a partir
de la termistancia 34 y guardará este valor en la variable T_OCOIL.
El procesador de control preguntará, a continuación, en un paso
136, si el valor de la temperatura del serpentín exterior que se ha
guardado en la variable T_OCOIL es inferior a menos dos grados
Centígrados. Si la temperatura del serpentín exterior no es menor
que menos dos grados Centígrados, el procesador de control seguirá,
simplemente, al paso 68 y, después, irá al paso de salida 74, como
se ha expuesto previamente. Refiriéndonos de nuevo al paso 136, en
el caso en que la temperatura del serpentín exterior esté por debajo
de menos dos grados Centígrados, el procesador de control procederá
a fijar la variable IN_DEFROST al valor "verdadero", en un
paso 140. El procesador de control saldrá del paso 140 al paso 68 y
tomará nota de que el relé del compresor está excitado. Esto hará
que el procesador vaya al paso 82 y pregunte si el relé R1 del
ventilador exterior está excitado. Si el relé R1 del ventilador
exterior está excitado, el procesador de control seguirá el camino
del "si" hasta el paso 84 y leerá la velocidad del ventilador
interior guardando este valor en CUR_FNSPD. El procesador comparará
entonces el valor de CUR_FNSPD con el valor de OLD_FNSPD en el paso
86. Si es necesario, CUR_FNSPD se hará igual al valor de OLD_FNSPD
en el paso 88 antes de que el procesador haga TM_DFSET igual a cero
en el paso 70 y siga al paso 72. Como, ahora, IN_DEFROST tiene el
valor "verdadero", el procesador de control seguirá el camino
del "si" para salir del paso 72 hacia una rutina de
descongelación, en un paso 142. Ha de apreciarse que la rutina de
descongelación incluirá ajustar el relé R3 de forma que la válvula
inversora 16 invierta la dirección del flujo de refrigerante entre
los serpentines 10 y 12 de ventilador. La rutina de descongelación
ajustará, también, el relé R1 con el fin de hacer que se desconecte
el ventilador exterior 24. La subsiguiente inversión del flujo de
refrigerante con el ventilador 24 desconectado, hará que el
serpentín exterior absorba calor del refrigerante, iniciándose, por
tanto, la eliminación de cualquier hielo que se haya acumulado sobre
el serpentín. El procesador de control irá del paso 142 al paso 144
y preguntará si la temperatura del serpentín exterior, medida por
la termistancia 34, ha subido hasta una temperatura superior
dieciocho grados Centígrados. Ha de apreciarse que el serpentín
exterior tardará cierto tiempo en llegar hasta la temperatura de
dieciocho grados Centígrados. Esto hará que el procesador continúe
por el camino del "si" saliendo del paso 58 cada vez que se
ejecute la lógica de descongelación de las Figuras
5A-5D. El procesador de control irá del paso 58 a
los pasos 62 y 64 y fijará continuamente a cero el total acumulado
en las variables de tiempo TM_ACC_CMPON y MAX_DELTA. Hará, también,
en el paso 66 que TM_DFDEL tome el valor cero. Esto asigna valores
iniciales, efectivamente, a todas estas variables en tanto el
procesador de control esté llevando a cabo una descongelación del
serpentín exterior 12. El procesador de control sigue, después de
haber puesto a cero las variables anteriores, a través de los pasos
68, 82, 84, 86 y 72, con el fin de ejecutar de nuevo la rutina de
descongelación. Refiriéndonos al paso 144, cuando la temperatura del
serpentín exterior ascienda hasta un valor mayor que dieciocho
grados Centígrados, el procesador de control irá al paso 146 y
fijará la variable IN_DEFROST a un valor de "falso" antes de
abandonar la lógica de descongelación en el paso 74. Ha de
observarse que la siguiente ejecución de la lógica de control de
descongelación hará que el procesador de control encuentre de nuevo
el paso 58 y vea que IN_DEFROST ya no es "verdadero". El
procesador de control seguirá por el paso 58 hasta el paso 60 en
tanto el modo de calentamiento permanezca seleccionado. Como se ha
descrito previamente, el procesador saldrá del paso 81 por el camino
de la negación hasta que se hayan satisfecho las condiciones de
velocidad del compresor, del ventilador interior y del ventilador
exterior. Ha de apreciarse que el valor de TM_ACC_CMPON, así como
el de MAX_DELTA podrán, ahora, acumular valores distintos de cero
cuando el relé R2 del compresor esté excitado. El máximo valor de
delta comenzará a acumular un valor de temperatura cuando el tiempo
señalado por TM_DFSET sea mayor que sesenta segundos, lo que
ocurrirá tan pronto como el relé del compresor y el ventilador
exterior hayan sido excitados y la velocidad del ventilador interior
no haya cambiado entre ejecuciones sucesivas de la lógica. Como se
ha expuesto previamente, cuando TM_DFSET supera los sesenta
segundos, comenzará a realizarse de nuevo el cálculo de una
DEFROST_DELTA. La comparación de la diferencia entre la diferencia
máxima de temperatura y la diferencia de temperatura medida de del
serpentín interior menos la temperatura del aire del recinto con
DEFROST_DELTA, determinará después cuándo es apropiado examinar los
diversos valores de temporización de los pasos 124, 126 y 128.
Ha de apreciarse que solamente se iniciará un
ciclo de descongelación si el ulterior examen de TMDFDEL y de los
tiempos del compresor señalados por TM_CMPON y TM_ACC_CMPON indican
que han transcurrido las cantidades de tiempo apropiadas. Una vez
que se satisfacen todas estas condiciones, la variable IN_DEFROST
volverá a ser igual a "verdadero", permitiendo que el
procesador inicie la rutina de descongelación.
Aunque el invento se ha descrito con referencia a
una realización preferida, los expertos en la técnica comprenderán
que pueden realizarse en él diversos cambios sin apartarse por ello
del alcance del invento. Por ejemplo, los cálculos lineales de
DEFROST_DELTA en los pasos 108, 110, 114 y 116 podrían ser
sustituidos por cálculos apropiados de DEFROST_DELTA basados en una
relación no lineal entre DEFROST_DELTA y la variable MAX_DELTA. Tal
cálculo seguiría, de hecho, más estrechamente la curva matemática
que define la relación de \DeltaT_{d} con \DeltaT_{MAX} en
la Figura 3. Ha de apreciarse, asimismo, que la curva matemática de
la Figura 3 podría variar en el caso de que se analizase un sistema
de bomba de calor diferente con un ventilador de compresor distinto
y con otras características de bomba de calor. Un sistema de bomba
de calor de esta clase podría ser probado similarmente y podría
definirse la relación apropiada como se ha descrito con respecto a
las Figuras 2 y 3. Debido a las razones anteriores, se pretende,
por tanto, que el invento no esté limitado a la realización
particular descrita, sino que incluya todas las realizaciones que
caigan dentro del alcance de las reivindicaciones que se detallan
en lo que sigue.
Claims (20)
1.Un método para controlar la iniciación de una
acción de descongelación en un sistema de bomba de calor, que
comprende las operaciones de:
tomar nota de la diferencia de temperatura entre
la temperatura de un serpentín interior del sistema de bomba de
calor y la temperatura del aire ambiente en el recinto que está
siendo calentado por el sistema de bomba de calor;
caracterizado por los siguientes
pasos:
pasos:
calcular cualquier diferencia entre la diferencia
de temperatura anotada y una diferencia de temperatura máxima que ha
sido anotada como producida entre la temperatura del serpentín
interior y la temperatura del aire ambiente después de una acción
previa de descongelación del serpentín exterior;
calcular un límite para la diferencia entre la
diferencia anotada de temperatura y la diferencia máxima de
temperatura anotada entre la temperatura del serpentín interior y la
temperatura del aire ambiente que establece un umbral para iniciar
potencialmente una descongelación del serpentín exterior del sistema
de bomba de calor, en el que el límite que establece un umbral para
iniciar potencialmente una descongelación se calcula en función del
valor de la diferencia máxima de temperatura anotada; y
determinar si debe activarse una acción de
descongelación del serpentín exterior del sistema de bomba de calor
cuando la diferencia calculada entre la diferencia anotada de
temperatura y la diferencia máxima de temperatura anotada entre la
temperatura del serpentín interior y la temperatura del aire
ambiente supera el límite calculado que establece un umbral para
iniciar potencialmente una descongelación.
2. El método de la reivindicación 1, en el que
dicho paso de anotar la diferencia de temperatura entre la
temperatura del serpentín interior del sistema de bomba de calor y
la temperatura del aire ambiente y dicho paso de calcular cualquier
diferencia entre la diferencia de temperatura anotada y la
diferencia máxima de temperatura que ha sido anotada en dicho paso
de calcular un límite para la diferencia entre la diferencia de
temperatura anotada y la diferencia máxima de temperatura anotada se
repite al menos una vez después de haberse realizado la
determinación de que una diferencia calculada entre la diferencia de
temperatura anotada entre la temperatura del serpentín interior y la
temperatura del aire ambiente y la diferencia de temperatura máxima
anotada supera el límite calculado que establece un umbral para
iniciar potencialmente una descongelación con el fin de confirmar
que la diferencia calculada continúa superando el límite calculado
antes de llevar a cabo cualquier acción de descongelación del
serpentín exterior.
3. El método de la reivindicación 2, en el que
dicho paso de determinar si debe activarse una acción de
descongelación del serpentín exterior comprende, además, las etapas
de:
determinar si el compresor ha estado funcionando
continuamente durante un período de tiempo predeterminado; y
proceder a determinar, además, si debe iniciarse
una acción de descongelación sólo después de que el compresor ha
estado funcionando continuamente durante el período de tiempo
predeterminado.
4. El método de la reivindicación 3, en el que
dicha etapa de proceder a determinar además si debe iniciarse una
acción de descongelación del serpentín exterior, comprende la
operación de determinar si el compresor ha estado funcionando
durante un período de tiempo predeterminado, acumulado, desde que se
descongeló previamente el serpentín exterior del sistema de bomba de
calor.
5. El método de la reivindicación 4, en el que
dicha operación de determinar si el compresor ha estado en marcha
durante un período predeterminado de tiempo acumulado comprende:
vigilar el tiempo de funcionamiento del compresor
después de la terminación de una acción de descongelación
previa;
añadir por incrementos cualquier tiempo de
funcionamiento vigilado en el presente a una suma de tiempo de
funcionamiento vigilado previamente del compresor después de la
acción de descongelación previa con el fin de obtener una suma
actual del tiempo de funcionamiento del compresor;
comparar la suma actual del tiempo de
funcionamiento del compresor con el segundo período de tiempo
predeterminado; y
proceder a determinar además si debe iniciarse
una acción de descongelación cuando la suma actual del tiempo de
funcionamiento supera el período predeterminado de tiempo acumulado
desde que se descongeló el serpentín exterior del sistema de bomba
de calor.
6. El método de la reivindicación 1, en el que
dicho paso de calcular un límite para la diferencia entre la
diferencia de temperatura anotada y cualquier diferencia máxima de
temperatura previa anotada entre la temperatura del serpentín
interior y la temperatura ambiente que establece un umbral para
iniciar potencialmente una descongelación del serpentín exterior,
comprende las etapas de:
detectar si está funcionando un calentador
auxiliar; y
calcular un primer límite para la diferencia
entre la diferencia de temperatura anotada y la diferencia máxima de
temperatura anotada entre el serpentín interior y la temperatura del
aire ambiente que establece un umbral para iniciar potencialmente
una descongelación del serpentín exterior cuando el calentador
auxiliar está funcionando y un segundo límite para la diferencia que
establece un umbral para iniciar potencialmente una descongelación
del serpentín exterior cuando el calentador auxiliar está
desconectado.
7. El método de la reivindicación 1, en el que
dicho paso de calcular un límite para la diferencia entre la
diferencia de temperatura anotada y la diferencia máxima de
temperatura anotada entre la temperatura del serpentín interior y la
temperatura ambiente que establece un umbral para iniciar
potencialmente una descongelación del serpentín exterior, comprende
las etapas de:
anotar el valor corriente de la diferencia máxima
de temperatura entre el serpentín interior y la temperatura del aire
ambiente; y
calcular el límite para la diferencia entre la
diferencia de temperatura anotada y el valor corriente de la
diferencia máxima de temperatura entre el serpentín interior y la
temperatura del aire ambiente que establece un umbral para iniciar
potencialmente una descongelación del serpentín exterior de acuerdo
con una relación definida entre el límite para la diferencia que
establece un umbral para iniciar potencialmente una descongelación
del serpentín exterior y una diferencia máxima de temperatura para
el valor corriente de la diferencia de temperatura máxima.
8. El método de la reivindicación 1, en el que el
límite que se calcula en función del valor de la diferencia máxima
de temperatura anotada se deriva de la observación de un sistema de
bomba de calor del mismo diseño que funciona en una variedad de
condiciones ambientes y del sistema diferentes y anotando la
diferencia máxima entre la temperatura del serpentín interior y la
temperatura del aire ambiente del sistema diseñado particularmente y
la caída de temperatura desde una temperatura máxima anotada del
serpentín interior cuando ocurre una congelación sustancial de este
durante cada una de tales operaciones observadas, por lo que se
genera una relación entre la diferencia máxima de temperatura
anotada entre la temperatura del serpentín interior y la temperatura
del aire ambiente y la caída desde la temperatura máxima anotada del
serpentín interior.
9. El método de la reivindicación 1, en el que
dicho paso de calcular cualquier diferencia entre la diferencia de
temperatura anotada y la diferencia máxima de temperatura anotada,
comprende las etapas de:
determinar si la diferencia de temperatura
anotada entre la temperatura de serpentín interior y la temperatura
del aire ambiente supera el valor de cualquier diferencia máxima
anotada previa entre la temperatura del serpentín interior y la
temperatura del aire ambiente que haya ocurrido después de una
descongelación previa del serpentín exterior; y
almacenar la diferencia anotada como la
diferencia máxima entre la temperatura del serpentín interior y la
temperatura del aire ambiente cuando la diferencia anotada supera el
valor de la diferencia máxima previamente anotada entre la
temperatura del serpentín y la temperatura del aire ambiente después
de una descongelación previa del serpentín exterior.
10. El método de la reivindicación 1, que
comprende además los pasos de:
detectar si ha transcurrido un período de tiempo
predeterminado durante el cual la velocidad de un ventilador
interior asociado con el serpentín interior se ha mantenido
constante mientras un compresor del sistema de bomba de calor y un
ventilador asociado con el serpentín exterior han permanecido en
funcionamiento; y
proceder a realizar dicha operación de anotar la
diferencia de temperatura entre la temperatura del serpentín
interior del sistema de bomba de calor y la temperatura del aire
ambiente del recinto que está siendo calentado por el sistema de
bomba de calor cuando ha transcurrido el periodo de tiempo
predeterminado.
11. El método de la reivindicación 10, en el que
dicho paso de detectar si ha transcurrido un periodo de tiempo
predeterminado durante el cual la velocidad de un ventilador
interior asociado con el serpentín interior se ha mantenido
constante mientras tanto un compresor del sistema de bomba de calor
como un ventilado asociado con el serpentín exterior se han
mantenido funcionando, comprende además las
etapas de:
etapas de:
establecer un recuento del periodo de tiempo
predeterminado que debe transcurrir durante el cual la velocidad del
ventilador interior debe mantenerse constante mientras tanto el
compresor como el ventilador asociado con el serpentín exterior
deben permanecer funcionando; y
reponer el recuento del tiempo predeterminado
cuando cambie la velocidad del ventilador interior o cuando se
desconecte el compresor o cuando se desconecte el ventilador
asociado con el serpentín
exterior.
exterior.
12. El método de la reivindicación 1, en el que
dicho paso de anotar la diferencia de temperatura entre la
temperatura de un serpentín interior del sistema de bomba de calor y
el recinto que está siendo calentado por el sistema de bomba de
calor comprende las etapas de:
leer de manera repetida tanto la temperatura del
serpentín interior del sistema de calor como la temperatura del aire
ambiente del recinto que está siendo calentado por el sistema de
bomba de calor;
calcular repetidamente la diferencia entre ambas
temperatura leídas con el fin de definir en forma repetida las
diferencias de temperatura entre la temperatura del serpentín
interior y anotar la temperatura del aire ambiente del recinto que
está siendo calentado por el sistema de bomba de calor; y
anotar al menos algunas de las diferencias
definidas de manera repetida entre la temperatura del serpentín
interior y la temperatura del aire ambiente.
13. El método de la reivindicación 12, que
comprende además el paso de:
anotar la diferencia máxima entre la temperatura
del serpentín interior y la temperatura ambiente del recinto que
está siendo calentado por el sistema de bomba de calor de entre las
diferencias repetidamente calculadas de ambas temperaturas.
14. Un sistema para controlar la iniciación de
una acción de descongelación en una bomba de calor, que
comprende:
un perceptor para detectar una temperatura de un
serpentín interior del sistema de bomba de calor;
un perceptor para detectar una temperatura del
espacio que está siendo calentado por la bomba de calor;
un dispositivo para descongelar el serpentín
exterior de la bomba de calor; y
medios de cálculo que funcionan para leer
repetidamente tanto la temperatura percibida del serpentín interior
a partir del perceptor para detectar la temperatura del serpentín
interior, como la temperatura detectada del espacio que está siendo
calentado a partir del perceptor para detectar la temperatura del
espacio que está siendo calentado, y para calcular después una
diferencia entre ambas temperaturas leídas, caracterizado
porque dichos medios de ordenador son operativos además para
determinar en forma repetida la diferencia máxima de temperatura en
ambas temperaturas leídas que han ocurrido desde la última
descongelación del serpentín exterior, siendo operativos además
dichos medios de ordenador para calcular y, después, comparar
cualquier diferencia entre la diferencia máxima de temperatura
entonces determinada en ambas temperaturas leídas y la diferencia
más reciente en ambas temperaturas leídas con un límite permisible
en cuanto a la diferencia entre la diferencia máxima de temperatura
entonces determinada en ambas temperaturas leídas y la diferencia
más reciente entre ambas temperaturas, por lo que dichos medios de
ordenador son operativos para enviar una señal de descongelación a
dicho dispositivo para descongelar el serpentín exterior cuando la
diferencia calculada entre la diferencia máxima de temperatura
entonces determinada entre ambas temperaturas leídas y la diferencia
más reciente supera el límite permisible y los medios de ordenador
han anotado que un componente particular de la bomba de calor ha
estado funcionando durante un periodo de tiempo predeterminado.
15. El sistema de la reivindicación 14, en el que
dichos medios de ordenador son operativos para calcular el límite
permisible en cuanto a la diferencia entre la diferencia de
temperatura máxima entonces determinada entre ambas temperaturas
leídas y la diferencia más reciente, calculándose el límite
permisible en función del valor de la diferencia máxima entonces
determinada entre ambas temperaturas leídas.
16. El sistema de la reivindicación 15, en el que
dichos medios de ordenador son operativos para confirmar a través de
al menos otra lectura sucesiva de la temperatura detectada del
serpentín interior y de la temperatura detectada del espacio a
continuación de una diferencia calculada entre la diferencia de
temperatura máxima entonces determinada entre ambas temperaturas
leídas y la diferencia más reciente entre las temperaturas leídas
que supere el límite permisible, que una diferencia resultante
calculada entre la diferencia máxima entonces determinada entre
ambas temperaturas leídas y la diferencia de las temperaturas leídas
en sucesión indica que la diferencia calculada resultante también
supera el límite permisible antes de enviar la señal de
descongelación a dicho dispositivo para descongelar el serpentín
exterior.
17. El sistema de la reivindicación 14, en el que
el componente particular de la bomba de calor del que se toma nota
ya ha sido operativo es un compresor de la bomba de calor.
18. El sistema de la reivindicación 14, en el que
dicho dispositivo de descongelación comprende: una válvula inversora
dentro de la bomba de calor para invertir el flujo de refrigerante
dentro de la bomba de calor.
19. El sistema de la reivindicación 14, en el que
dicha bomba de calor incluye un ventilador interior asociado con el
serpentín interior y un ventilador exterior asociado con un
serpentín exterior, y en el que dichos medios de ordenador son
operativos para verificar que la condición de funcionamiento de los
ventiladores no ha cambiado antes de proceder a leer de manera
repetida tanto la temperatura percibida del serpentín interior como
la temperatura percibida del espacio que está siendo calentado por
la bomba de calor.
20. El sistema de la reivindicación 14, que
comprende además:
un perceptor para detectar la temperatura y la
proximidad del serpentín exterior, y en el que:
dichos medios de ordenador son operativos para
condicionar el envío de la señal de descongelación a dicho
dispositivo para descongelar el serpentín exterior dependiendo del
valor de la temperatura leída desde dicho perceptor para detectar la
temperatura en la proximidad del serpentín.
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