ES2218811T3 - Refrigerador. - Google Patents
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Abstract
EN UN SISTEMA DE REFRIGERACION/ACONDICIONAMIENTO DE AIRE PARA UN SUPERMERCADO, HAY UNA SOLA UNIDAD EXTERIOR (60) CONECTADA A UNA PLURALIDAD DE UNIDADES DE APLICACION (11, 21, 31, 41, 51) QUE ESTAN CONECTADAS EN PARALELO ENTRE SI. LAS UNIDADES DE APLICACION (11, 21, 31, 41, 51) SE CLASIFICAN EN UNIDADES DE APLICACION (11, 21, 31) DE UN PRIMER TIPO PARA FORMAR UN CICLO DE REFRIGERACION DE DOS FASES CON LA UNIDAD EXTERIOR (60) Y EN UNIDADES DE APLICACION (41, 51) DE UN SEGUNDO TIPO PARA FORMAR UN CICLO DE REFRIGERACION DE UNA FASE CON LA UNIDAD EXTERIOR (60). LAS UNIDADES DE APLICACION (11, 21, 31) DEL PRIMER TIPO SE APLICAN A UN EXPOSITOR DE CONGELACION (10), A UN EXPOSITOR DE ENFRIAMIENTO (209 Y A UN ALMACEN (30), RESPECTIVAMENTE. LAS UNIDADES DE APLICACION (41, 51) DEL SEGUNDO TIPO SE APLICAN A UNA CAMARA DE FABRICACION DE ALIMENTOS (40) Y A UN CAMARA CLIMATIZADA GENERAL (50) RESPECTIVAMENTE.
Description
Refrigerador.
La presente invención se refiere a un sistema de
refrigeración aplicable a un supermercado o similar que requiere
varios tipos de ambientes térmicos, según el preámbulo de la
reivindicación 1. El documento JP 58-178159 muestra
un sistema así.
Tradicionalmente, se ha conocido una vitrina
enfriadora aplicable a un supermercado o similar tal como la
descrita, por ejemplo, en la publicación de patente japonesa abierta
a consulta por el público nº 62-94785. Una vitrina
de ese tipo incluye un sistema de refrigeración en el que un
compresor, un condensador, una válvula de expansión y un evaporador
están conectados a través de una tubería de refrigerante. La
vitrina no sólo incluye un puesto de exposición para alimentos sino
también un conducto de aireación para hacer circular aire
dentro/desde el puesto de exposición. El evaporador está instalado
en el conducto de aireación.
Cuando de acciona el sistema de refrigeración, un
refrigerante descargado desde el compresor se condensa en el
condensador, y a continuación la válvula de expansión reduce la
presión del refrigerante. Posteriormente, el refrigerante
intercambia calor en el evaporador con el aire que fluye por el
conducto de aireación, y se evapora, enfriando de esta manera el
aire. El aire enfriado se suministra al puesto de exposición por el
conducto de aireación, manteniendo así la de los alimentos a una
temperatura baja predeterminada. Un sistema de refrigeración de este
tipo puede conservar frescos los alimentos.
Adicionalmente, un supermercado normalmente está
equipado con un sistema de acondicionamiento de aire para
acondicionar el aire en una zona de venta dentro de la tienda y en
una oficina de los empleados. Un sistema de acondicionamiento de
aire de este tipo se construye conectando una unidad exterior,
colocada fuera de la tienda, con una unidad interior, colocada en el
techo o similar dentro de la tienda, a través de una tubería de
refrigerante y similares. Se transporta calor entre la unidad
exterior y la unidad interior, enfriándose así el aire dentro de la
tienda y de la oficina de los empleados. El sistema de
acondicionamiento de aire puede mantener un estado de aire agradable
dentro de la tienda y de la oficina de los empleados.
Tal como se ha descrito anteriormente,
tradicionalmente se han proporcionado por separado,
respectivamente, un sistema de refrigeración y un sistema de
acondicionamiento de aire para una zona tal como una vitrina donde
se exponen alimentos y para una zona tal como una zona de venta
dentro de la tienda y una oficina de los empleados donde están
presentes personas. El sistema de refrigeración y el sistema de
acondicionamiento de aire han aportado unos ambientes apropiados
para las respectivas zonas. Es decir, el sistema de refrigeración y
el sistema de acondicionamiento de aire han sido hasta ahora
totalmente independientes entre sí.
Por tanto, ha sido necesario tradicionalmente
proporcionar fuentes discretas de calor para un sistema de
refrigeración y un sistema de acondicionamiento de aire,
respectivamente. Más específicamente, es necesario proporcionar un
condensador y similares para un sistema de refrigeración para una
vitrina y es necesario proporcionar una unidad exterior para un
sistema de acondicionamiento de aire para acondicionar el aire
dentro de una tienda. Por consiguiente, los sistemas de congelación
y de acondicionamiento de aire requeridos para un supermercado en
su conjunto se han complicado negativamente.
Además, recientemente se han requerido por
separado espacios para alojar varias unidades que constituyen las
respectivas fuentes de calor. Por tanto, actualmente los espacios
para disponer los sistemas de congelación y de acondicionamiento de
aire han aumentado desfavorablemente.
En vista de los problemas tradicionales
anteriormente descritos, se ha ideado la presente invención a fin
de proporcionar un sistema de refrigeración que pueda,
simultáneamente, acondicionar por sí solo el aire en varios tipos
de ambientes térmicos en un supermercado o similar, pueda
simplificar la construcción general del mismo y pueda reducir el
espacio de instalación requerido.
A fin de lograr el objetivo anteriormente
descrito, según la presente invención, una única unidad fuente de
calor está conectada a una pluralidad de unidades de aplicación de
un primer tipo para formar un ciclo de refrigeración biescalonado
con la unidad fuente de calor, y también está conectada a una
pluralidad de unidades de aplicación de un segundo tipo para formar
un ciclo de refrigeración monoescalonado con la unidad generador de
calor, y las unidades de aplicación de estos dos tipos fijan
ambientes térmicos respectivamente diferentes.
Este objetivo está resuelto por las
características citadas en la parte caracterizadora de la
reivindicación 1.
Obsérvese que cada uno de los intercambiadores
(13, 23, 33) de calor del refrigerante en las unidades (11, 21, 31)
de aplicación del primer tipo se denominan algunas veces
"intercambiador de calor en cascada".
Según la solución, las unidades (11, 21, 31) de
aplicación del primer tipo realizan operaciones con la unidad (60)
fuente de calor en ciclos de refrigeración multiescalonados. Por
tanto, por ejemplo, si los intercambiadores (16, 26, 36) de calor de
aplicación realizan una operación de absorción de calor, puede
obtenerse calor frío a una temperatura relativamente baja.
Por otra parte, las unidades (41, 51) de
aplicación del segundo tipo realizan operaciones con la unidad (60)
fuente de calor en ciclos de refrigeración monoescalonados. Por
tanto, por ejemplo, si los intercambiadores (46, 56) de calor de
aplicación realizan operaciones de absorción de calor, la
temperatura del calor frío resultante se vuelve mayor que la del
calor frío obtenido por las unidades de aplicación del primer
tipo.
Por consiguiente, puede obtenerse calor frío a
fin de satisfacer los requerimientos de los respectivos ambientes
en los cuales están instaladas las unidades (11, 21, 31, 41, 51) de
aplicación.
Según la solución, si se requiere que cualquiera
de las unidades de aplicación (por ejemplo, la 11) muestre una
potencia refrigeradora particularmente estable, entonces se reduce
la potencia de otras unidades de aplicación (por ejemplo, la 51) a
fin de mantener la potencia de la unidad (11) de aplicación. Es
decir, se realizan operaciones de una manera tal que se prioriza la
unidad (11) de aplicación que debe mostrar una potencia
refrigeradora estable.
En otra realización de la presente invención, se
proporcionan además unos medios (Th-r) de detección
de la temperatura para detectar las temperaturas del aire de
suministro o las temperaturas del aire de aspiración de las unidades
(11, 21, 31, 41, 51) de aplicación. Cada uno de los
intercambiadores (16, 26, 36, 46, 56) de calor de aplicación de las
unidades (11, 21, 31, 41, 51) de aplicación está constituido por un
evaporador para evaporar un refrigerante. Un medio (82) de cambio de
ajustes está constituido a fin de recibir salidas de los medios
(Th-r) de detección de la temperatura y de dar
salida a una señal de cambio para elevar la temperatura deseada de
cualquiera de las unidades (41 ó 51) de aplicación del segundo tipo
si la temperatura del aire de suministro de cualquiera de las
unidades (11, 21 ó 31) de aplicación del primer tipo es mayor que
la temperatura deseada de las mismas en una diferencia
predeterminada o más.
Según la solución, la potencia de las unidades
(11, 21, 31) de aplicación del primer tipo se prioriza sobre las
unidades (41, 51) de aplicación del segundo tipo. Es decir, se
realizan operaciones a fin de obtener calor frío a una temperatura
relativamente baja para las unidades (11, 21, 31) de aplicación del
primer tipo.
En otra realización de la presente invención, la
solución está adaptada de manera tal que las unidades (11, 21) de
aplicación del primer tipo se proporcionan para unas vitrinas (10,
20) para exponer alimentos en un supermercado y de manera que la
unidad (51) de aplicación del segundo tipo se proporcione en el
interior para acondicionar el aire en el supermercado. Un único
sistema logra varios tipos de ambientes térmicos requeridos para
las vitrinas (10, 20) y para la zona de venta en el
supermercado.
Según la solución, la única unidad (60) fuente de
calor está conectada a las unidades (11, 21, 31) de aplicación del
primer tipo para formar un ciclo de refrigeración biescalonado con
la unidad (60) fuente de calor, y a las unidades (41, 51) de
aplicación del segundo tipo para formar un ciclo de refrigeración
monoescalonado con la unidad (60) fuente de calor. Por tanto, pueden
asegurarse unos ambientes térmicos respectivamente diferentes para
las unidades (11, 21, 31, 41, 51) de aplicación de estos dos
tipos.
Esto posibilita proporcionar muchos tipos de
ambientes térmicos que tengan niveles de temperatura muy diferentes
empleando un sistema que incluya únicamente una unidad (60) fuente
de calor. En particular, ya no es necesario proporcionar por
separado un sistema de refrigeración y un sistema de
acondicionamiento de aire para los respectivos ambientes térmicos,
tal como se ha hecho tradicionalmente en un supermercado. Por
consiguiente, pueden obtenerse ambientes térmicos que satisfagan
varias demandas mientras se proporciona un sistema simplificado que
puede reducir considerablemente la superficie de instalación
requerida.
Según la solución, si existe alguna unidad de
aplicación (por ejemplo, la 11) falta de potencia, se cambia la
temperatura deseada de otra unidad de aplicación (por ejemplo, la
51) a fin de recuperar la potencia de la unidad (11) de aplicación.
Por tanto, si existe alguna unidad (11) de aplicación a la que se
requiera mostrar una potencia de refrigeración particularmente
estable, puede mantenerse la potencia de la unidad (11) de
aplicación. Es decir, puesto que se prioriza el mantenimiento de la
potencia de una unidad (11) de aplicación en particular, puede
obtenerse la potencia requerida para la unidad (11) de aplicación
en particular sin incrementar la potencia requerida de todo el
sistema.
Según la invención, el control de la potencia de
refrigeración de las unidades (11, 21, 31) de aplicación del primer
tipo se prioriza sobre el control de la potencia de refrigeración
de las unidades (41, 51) de aplicación del segundo tipo. Por tanto,
es posible priorizar el mantenimiento de la potencia de las
unidades (11, 21, 31) de aplicación del primer tipo que requieran
una potencia de refrigeración particularmente elevada. Es decir, se
considera que las unidades (11, 21, 31) de aplicación del primer
tipo, que pueden mostrar una potencia de refrigeración superior, se
utilizan frecuentemente como unidades de aplicación requeridas a
mostrar una potencia de refrigeración particularmente estable. En
tal caso, al priorizar el control de las unidades (11, 21, 31) de
aplicación del primer tipo, es posible evitar con certeza que se
debilite demasiado la potencia de las unidades (11, 21, 31) de
aplicación para cumplir con los requerimientos de potencia de
refrigeración constante.
Según la invención, las unidades (11, 21) de
aplicación del primer tipo se proporcionan para las vitrinas (10,
20) para exponer alimentos en un supermercado, y la unidad (51) de
aplicación del segundo tipo se proporciona en el interior para
acondicionar el aire en el supermercado. Por tanto, un único
sistema logra varios tipos de ambientes térmicos requeridos para un
supermercado. Además, puesto que se prioriza el control de las
unidades (11, 21) de aplicación del primer tipo, el contenido de
las vitrinas (10, 20) puede mantenerse a una temperatura baja
constante. Por consiguiente, dado que los alimentos pueden
conservarse frescos durante un largo periodo de tiempo, puede
mejorarse la utilidad del sistema.
La figura 1 es un diagrama de canalización de un
sistema de refrigeración/acondicionamiento de aire en una
realización de la presente invención.
La figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra
un proceso del control priorizado sobre una vitrina.
En lo sucesivo, en el presente documento, se
describirá detalladamente una realización de la presente invención
con referencia a los dibujos adjuntos.
En esta realización, el sistema de refrigeración
de la presente invención se aplica a un sistema de
refrigeración/acondicionamiento de aire para un supermercado.
Por tanto, se describirán varios ambientes
térmicos requeridos para unas zonas respectivas, tales como una
zona de venta y una oficina de los empleados, en un
supermercado.
En la zona de venta del supermercado, están
dispuestos una vitrina (10) congeladora en el que se exponen
alimentos congelados y una vitrina (20) enfriadora en el que se
exponen alimentos refrigerados. Por ejemplo, se requiere un
ambiente térmico interior de -20ºC para la vitrina (10) congeladora
y se requiere un ambiente térmico interior de 0ºC para la vitrina
(20) enfriadora.
En el supermercado hay un almacén (30) o un
denominado "patio trasero" para almacenar en el mismo varios
tipos de alimentos, una cámara (40) de tratamiento de alimentos en
la que los empleados realizan varias tareas, tales como envasar los
alimentos, y una sala (50) climatizada general, tal como la zona de
venta y la oficina de los empleados, donde hay personas presentes.
Para estos espacios (30 a 50) se requieren ambientes térmicos
respectivamente diferentes. Específicamente, se requiere un
ambiente térmico de -2ºC para el almacén (30), se requiere un
ambiente térmico de 15ºC para la cámara (40) de tratamiento de
alimentos y se requiere un ambiente térmico de 25ºC para la sala
(50) climatizada general.
A continuación, se describirá el sistema de
refrigeración/acondicionamiento de aire de esta realización.
El sistema de refrigeración/acondicionamiento de
aire incluye: una unidad (60) exterior como unidad fuente de calor;
y tres unidades (11, 21, 31) refrigeradoras y dos unidades (41, 51)
acondicionadoras de aire como unidades de aplicación. Las unidades
(11, 21, 31) refrigeradoras y las unidades (41, 51)
acondicionadoras de aire se proporcionan para la vitrina (10)
congeladora, la vitrina (20) enfriadora, el almacén (30), la cámara
(40) de tratamiento de alimentos y la sala (50) climatizada
general, respectivamente.
En primer lugar, se describirá la unidad (60)
exterior.
La unidad (60) exterior está instalada fuera del
supermercado e incluye un compresor (61) y un intercambiador (62)
de calor exterior como intercambiador de calor de la fuente de
calor. El intercambiador (62) de calor exterior está conectado a una
salida de refrigerante del compresor (61), y un ventilador
(V-e) exterior está dispuesto en las proximidades
del intercambiador (62) de calor exterior.
Una entrada del compresor (61) está conectada a
las respectivas unidades (11, 21, 31) refrigeradoras y a las
respectivas unidades (41, 51) acondicionadoras de aire a través de
una tubería (71) de conexión de gas. El intercambiador (62) de
calor exterior está conectado por el lado de líquido a las
respectivas unidades (11, 21, 31) refrigeradoras y a las respectivas
unidades (41, 51) acondicionadoras de aire a través de una tubería
(72) de conexión de líquido. Es decir, la tubería (71) de conexión
de gas y la tubería (72) de conexión de líquido se ramifican en una
pluralidad de ramales de tuberías, y los extremos de cada par de
ramales de tubería están conectados al lado de gas y al lado de
líquido de la correspondiente de las unidades (11, 21, 31)
refrigeradoras y de las unidades (41, 51) acondicionadoras de
aire.
A continuación, se describirán las unidades (11,
21, 31) refrigeradoras y las unidades (41, 51) acondicionadoras de
aire.
Las unidades (11, 21, 31) refrigeradoras son
unidades de aplicación del primer tipo instaladas en la vitrina
(10) congeladora, en la vitrina (20) enfriadora y en el almacén
(30), respectivamente. Por otra parte, las unidades (41, 51)
acondicionadoras de aire son unidades de aplicación del segundo
tipo instaladas en la cámara (40) de tratamiento de alimentos y en
la sala (50) climatizada general, respectivamente.
Cada una de las unidades (11, 21, 31)
refrigeradoras de la vitrina (10) congeladora, de la vitrina (20)
enfriadora y del almacén (30) incluye un circuito (12, 22, 32) de
refrigerante de aplicación formado como un circuito cerrado. Cada
uno de los circuitos (12, 22, 32) de refrigerante de aplicación
está constituido a fin de intercambiar calor con el refrigerante
suministrado desde la unidad (60) exterior a través de la tubería
(72) de conexión de líquido.
Más específicamente, cada una de las unidades
(11, 21, 31) refrigeradoras incluye un intercambiador (13, 23, 33)
de calor del refrigerante para intercambiar calor en el circuito
(12, 22, 32) de refrigerante de aplicación con el refrigerante
suministrado desde la unidad (60) exterior a través de la tubería
(72) de conexión de líquido. Obsérvese que un intercambiador (13,
23, 33) de calor del refrigerante de este tipo se denomina algunas
veces "intercambiador de calor en cascada" (o condensador en
cascada) para enfriar el calor de condensación para un refrigerante
a temperatura más baja con el calor de evaporación de un
refrigerante a temperatura más alta.
Cada uno de los circuitos (12, 22, 32) de
refrigerante de aplicación se constituye conectando un compresor
(14, 24, 34), una sección (13a, 23a, 33a) de condensación, una
válvula (15, 25, 35) de expansión y un evaporador (16, 26, 36), por
este orden, por medio de una tubería (17, 27, 37) de refrigerante.
La sección (13a, 23a, 33a) de condensación funciona como sección de
intercambio de calor de aplicación para cada intercambiador (13,
23, 33) de calor del refrigerante. El evaporador (16, 26, 36)
funciona como intercambiador de calor de primera aplicación. Y un
ventilador (V) está dispuesto en las proximidades de cada
evaporador (16, 26, 36).
Se proporciona una válvula (18, 28, 38) de
expansión para cada ramal de tubería de la tubería (72) de conexión
de líquido que se extiende desde la unidad (60) exterior. Cada
válvula (18, 28, 38) de expansión, proporcionada para un
correspondiente ramal de tubería de la tubería (72) de conexión de
líquido, está conectada por el lado de presión más baja a una
sección (13b, 23b, 33b) de evaporación que funciona como sección de
intercambio de calor de la fuente de calor de un intercambiador (13,
23, 33) de calor del refrigerante correspondiente.
Por tanto, se forma un denominado sistema de
refrigeración biescalonado "múltiple", en el que una
pluralidad de circuitos de aplicación (circuitos secundarios) están
conectados a un único circuito de la fuente de calor (circuito
primario), entre la unidad (60) exterior y las respectivas unidades
(11, 21, 31) refrigeradoras de la vitrina (10) congeladora, de la
vitrina (20) enfriadora y del almacén (30).
Es decir, un circuito de refrigerante primario
incluye: el compresor (61) y el intercambiador (62) de calor
exterior de la unidad (60) exterior; y la válvula (18, 28, 38) de
expansión y la sección (13b, 23b, 33b) de evaporación del
intercambiador (13, 23, 33) de calor del refrigerante de cada
unidad (11, 21, 31) refrigeradora. Por otra parte, un circuito de
refrigerante secundario incluye: el compresor (14, 24, 34); la
sección (13a, 23a, 33a) de condensación del intercambiador (13, 23,
33) de calor del refrigerante; la válvula (15, 25, 35) de
expansión; y el evaporador (16, 26, 36) de cada unidad (11, 21, 31)
refrigeradora. Se transporta calor entre estos circuitos de
refrigerante.
A continuación, se describirán las unidades (41,
51) acondicionadoras de aire para la cámara (40) de tratamiento de
alimentos y la sala (50) climatizada general.
Cada una de las unidades (41, 51)
acondicionadoras de aire incluye un intercambiador (46, 56) de
calor interior que funciona como un intercambiador de calor de
segunda aplicación. Por otra parte, se proporciona una válvula (45,
55) de expansión para cada ramal de tubería de la tubería (72) de
conexión de líquido que se extiende desde la unidad (60) exterior.
Cada válvula (45, 55) de expansión, proporcionada para un
correspondiente ramal de tubería de la tubería (72) de conexión de
líquido, está conectada por el lado de presión más baja a un
correspondiente intercambiador (46, 56) de calor interior.
Por tanto, se forma un ciclo de refrigeración
monoescalonado conectando el compresor (61) y el intercambiador
(62) de calor exterior de la unidad (60) exterior a la válvula (45,
55) de expansión y al intercambiador (46, 56) de calor interior de
las unidades (41, 51) acondicionadoras de aire para la cámara (40)
de tratamiento de alimentos y la sala (50) climatizada general, por
este orden, entre la unidad (60) exterior y las unidades (41, 51)
acondicionadoras de aire para la cámara (40) de tratamiento de
alimentos y la sala (50) climatizada general.
Más específicamente, un refrigerante descargado
desde el compresor (61) de la unidad (60) exterior se condensa en
el intercambiador (62) de calor exterior. A continuación, la
válvula (45, 55) de expansión de cada unidad (41, 51)
acondicionadora de aire reduce la presión del refrigerante
condensado. Luego, el refrigerante intercambia calor en el
intercambiador (46, 56) de calor interior con el aire interior y
luego se evapora.
Se proporcionan varios tipos de sensores para el
sistema de refrigeración/acondicionamiento de aire.
Específicamente, se proporciona un termómetro (Th-r)
como medio de detección de la temperatura, para detectar una
temperatura del aire de suministro o una temperatura del aire de
aspiración para cada una de las unidades (11, 21, 31) refrigeradoras
y de las unidades (41, 51) acondicionadoras de aire. Obsérvese que
el termómetro (Th-r) de la temperatura de esta
realización realmente detecta una temperatura del aire de
suministro.
Aunque no se muestra en la figura 1, no sólo se
proporcionan los termómetros (Th-r) sino también
sensores para detectar la temperatura de la tubería de salida, la
presión de salida, la presión de entrada y similares de cada
compresor (61, 14, 24, 34) para el sistema de
refrigeración/acondicionamiento de aire.
Se proporciona además un controlador (80) para el
sistema de refrigeración/acondicionamiento de aire. El controlador
(80) incluye una sección (81) de control (medio de control) y una
sección (82) de cambio de ajustes (medio de cambio de ajustes).
La sección (81) de control controla la capacidad
de funcionamiento de cada compresor (61, 14, 24, 34), el grado de
apertura de cada válvula (15, 18, 25, 28, 35, 38, 45, 55) de
expansión y similares, logrando así los ambientes térmicos
anteriormente descritos para las respectivas unidades (11, 21, 31)
refrigeradoras y las respectivas unidades (41, 51) acondicionadoras
de aire. Es decir, la sección (81) de control controla las
respectivas unidades de manera tal que la temperatura del aire de
suministro o la temperatura del aire de aspiración de cada una de
las unidades (11, 21, 31) refrigeradoras y de las unidades (41, 51)
acondicionadoras de aire se convierta en una temperatura deseada
predeterminada.
La sección (82) de cambio de ajustes está
constituida a fin de recibir las salidas de los termómetros
(Th-r) y de dar salida a una señal de cambio hacia
la sección (81) de control de manera tal que, cuando la temperatura
del aire de suministro o la temperatura del aire de aspiración de la
unidad (11, 21) refrigeradora para la vitrina (10) congeladora o la
vitrina (20) enfriadora sea mayor que la temperatura deseada del
mismo en una diferencia predeterminada, la temperatura deseada de la
unidad (51) acondicionadora de aire para la sala (50) climatizada
general se haga mayor que la temperatura actual de la misma en la
diferencia predeterminada. La diferencia predeterminada para elevar
la temperatura deseada de la unidad (51) acondicionadora de aire
para la sala (50) climatizada general es, por ejemplo, 5
grados.
A continuación, se describirá el funcionamiento
del sistema de refrigeración/acondicionamiento de aire.
Cuando se inicia el funcionamiento, se accionan
los compresores (61, 14, 24, 34) de la unidad (60) exterior y de
las respectivas unidades (11, 21, 31) refrigeradoras. Las
capacidades de funcionamiento de los compresores (61, 14, 24, 34),
los grados de apertura de las válvulas (15, 18, 25, 28, 35, 38, 45,
55) de expansión y los números de revoluciones de los ventiladores
(V-e, V) están controlados por la sección (81) de
control. También se controlan las temperaturas del aire de
suministro y las temperaturas del aire de aspiración de las
respectivas unidades (11, 21, 31) refrigeradoras y unidades (41,
51) acondicionadoras de aire a fin de alcanzar las temperaturas
deseadas respectivamente predeterminadas.
Tal como se ha descrito anteriormente, dado que
se forma un ciclo de refrigeración biescalonado entre las unidades
(11, 21, 31) refrigeradoras de la vitrina (10) congeladora, de la
vitrina (20) enfriadora y del almacén (30) y la unidad (60)
exterior, se obtiene calor frío a una temperatura relativamente
baja. En tal estado, las temperaturas de las respectivas unidades se
fijan en los valores anteriormente descritos. Por otra parte, dado
que se forma un ciclo de refrigeración monoescalonado entre las
unidades (41, 51) acondicionadoras de aire de la cámara (40) de
tratamiento de alimentos y de la sala (50) climatizada general y la
unidad (60) exterior, se obtiene calor frío a una temperatura
relativamente alta en comparación con las unidades (11, 21, 31)
refrigeradoras. En tal estado, las temperaturas de las respectivas
unidades también se fijan en los valores anteriormente
descritos.
A continuación, se describirá, como una
característica de esta realización, una operación realizada cuando
a cualquiera de las unidades refrigeradoras le falte potencia de
refrigeración, con referencia al diagrama de flujo ilustrado en la
figura 2.
Es probable que a una unidad refrigeradora le
falte potencia de refrigeración cuando, por ejemplo, la temperatura
interior de la vitrina (10) congeladora o de la vitrina (20)
enfriadora se eleve por la exposición de productos alimenticios
adicionales en la vitrina (10) congeladora o la vitrina (20)
enfriadora, o cuando la potencia de acondicionamiento de aire
exterior de la unidad (60) exterior se vea empeorada por suciedad
pegada al intercambiador (62) de calor exterior o por algo similar.
En lo sucesivo, en el presente documento, se describirá una
operación a realizar cuando se eleve la temperatura interior de la
vitrina (10) congeladora.
En primer lugar, en la etapa ET1, la temperatura
(Tr) del aire suministrado a la vitrina (10) congeladora, que es
detectada por el termómetro (Th-r) del aire de
suministro, se compara con el ajuste (AjTA) de la temperatura
deseada de la vitrina (10) congeladora. El ajuste (AjTA) de la
temperatura deseada es, por ejemplo, de -20ºC. Si la temperatura
(Tr) del aire de suministro es superior al ajuste (AjTA) de la
temperatura deseada en una diferencia t predeterminada o más, se
ratifica la pregunta en la etapa ET1 (rama SÍ) y el proceso avanza
a la etapa ET2. La diferencia t predeterminada es, por ejemplo, de
5 grados.
A continuación, en la etapa ET2, se eleva el
ajuste (AjTB) de la temperatura deseada de la sala (50) climatizada
general en la diferencia predeterminada. En este caso, el ajuste
(AjTB) de la temperatura deseada se eleva 5 grados, y la cantidad de
calor a enfriar para la sala (50) climatizada general se
reduce.
Por tanto, si la temperatura ambiente del
interior de la sala (50) climatizada general ha llegado
sustancialmente al ajuste (AjTB) de la temperatura deseada, entonces
la temperatura ambiente real se vuelve más baja que el ajuste
(AjTB) de la temperatura deseada. A continuación, el proceso pasa
de la etapa ET2 a la etapa ET3, en la que se suspende la operación
de acondicionamiento de aire de la unidad (51) acondicionadora de
aire de la sala (50) climatizada general, entrándose así en un
estado denominado "termo-apagado". En el estado
termo-apagado se entra cerrando completamente la
válvula (55) de expansión.
En tal situación, la unidad (51) acondicionadora
de aire de la sala (50) climatizada general no vuelve a iniciar la
operación de acondicionamiento de aire hasta que la temperatura
ambiente no se vuelva mayor en más de 5 grados que la temperatura
deseada original. Es decir, la unidad (51) acondicionadora de aire
no entra en otro estado denominado
"termo-encendido" hasta que la temperatura
ambiente no se vuelve mayor en más de 5 grados que la temperatura
deseada original.
A continuación, el proceso avanza a la etapa ET4.
A consecuencia de la operación anteriormente descrita, el
suministro de refrigerante a la unidad (51) acondicionadora de aire
de la sala (50) climatizada general no es necesario hasta se produce
el "termo-encendido". Por tanto, en esta
etapa, puede suministrarse una gran cantidad de refrigerante a la
unidad (11) refrigeradora de la vitrina (10) congeladora durante un
periodo predeterminado de tiempo. Es decir, la cantidad de
refrigerante suministrada a la unidad (11) refrigeradora continúa
aumentando hasta que la unidad (51) acondicionadora de aire entra
en el estado "termo-encendido".
Por consiguiente, la potencia de la unidad (11)
refrigeradora de la vitrina (10) congeladora se incrementa, y la
temperatura (Tr) del aire de suministro de la vitrina (10)
congeladora se aproxima rápidamente al ajuste (AjTA) de la
temperatura deseada.
Posteriormente, en el etapa ET5, se determina si
la temperatura (Tr) del aire de suministro de la vitrina (10)
congeladora ha alcanzado o no el ajuste (AjTA) de la temperatura
deseada. Si se determina que la temperatura (Tr) del aire de
suministro de la vitrina (10) congeladora ha llegado al ajuste
(AjTA) de la temperatura deseada, se ratifica la pregunta en la
etapa ET5 (rama SÍ) y el proceso avanza al etapa ET6. En la etapa
ET6, el ajuste (AjTB) de la temperatura deseada de la sala (50)
climatizada general se vuelve a poner en su valor original. Es
decir, el ajuste (AjTB) de la temperatura deseada se reduce en 5
grados.
Por consiguiente, la cantidad de calor a enfriar
para la sala (50) climatizada general se incrementa, y el aire en
la sala (50) climatizada general puede acondicionarse
satisfactoriamente.
Obsérvese que si los termómetros
(Th-r) tienen que detectar la temperatura del aire
de aspiración, la operación de control se realiza de la misma manera
que en el caso anteriormente descrito.
Tal como se ha descrito anteriormente, en esta
realización, las unidades (11, 21, 31) refrigeradoras del primer
tipo para formar un ciclo de refrigeración biescalonado, y las
unidades (41, 51) acondicionadoras de aire del segundo tipo para
formar un ciclo de refrigeración monoescalonado, se proporcionan
para una única unidad (60) exterior. Esto posibilita proporcionar
muchos tipos de ambientes térmicos que tengan niveles de
temperatura muy diferentes empleando un único sistema de
refrigeración/acondicionamiento de aire.
En particular, ya no es necesario proporcionar
por separado sistemas de refrigeración y sistemas de
acondicionamiento de aire para los respectivos ambientes térmicos,
tal como se ha hecho tradicionalmente en un supermercado. Por
consiguiente, pueden obtenerse ambientes térmicos que satisfagan
varias demandas mientras se proporciona un sistema simplificado que
puede reducir considerablemente la superficie requerida de
instalación.
Además, en esta realización, aunque la potencia
de refrigeración de todo el sistema de
refrigeración/acondicionamiento de aire sea escasa, el ajuste (AjTB)
de la temperatura deseada de la sala (50) climatizada general se
cambia por la fuerza, y la operación se controla mientras se
prioriza el ambiente térmico de la vitrina (10) congeladora o
similar. Por tanto, los alimentos pueden conservarse frescos
durante un largo periodo de tiempo.
Además, dado que se forma un ciclo de
refrigeración biescalonado entre las unidades (11, 21, 31)
refrigeradoras y la unidad (60) exterior, puede obtenerse una
temperatura baja deseada únicamente cambiando los ajustes de los
circuitos (12, 22, 32) de refrigerante de aplicación como los
circuitos de refrigerante que tienen las temperaturas más bajas. Por
consiguiente, el sistema de refrigeración/acondicionamiento de aire
puede utilizarse en una mayor variedad de aplicaciones, y la
universalidad del sistema de refrigeración/acondicionamiento de aire
puede mejorarse.
Obsérvese que, en esta realización, se ha
descrito la presente invención tal como si estuviese aplicada a un
sistema de refrigeración/acondicionamiento de aire para un
supermercado. Alternativamente, la presente invención también es
aplicable a un sistema de refrigeración para un edificio.
Tal como resulta evidente por la descripción
anterior, el sistema de refrigeración de la presente invención es
aplicable eficazmente a una situación que requiera ambientes
térmicos respectivamente diferentes. El sistema de refrigeración de
la presente invención es aplicable de manera particularmente
adecuada para refrigerar una vitrina y acondicionar el aire interior
en un supermercado.
Claims (3)
1. Sistema de refrigeración que comprende:
una unidad (60) fuente de calor que incluye un
compresor (61) y un intercambiador (62) de calor de la fuente de
calor; y
una pluralidad de unidades (11, 21, 31, 41, 51)
de aplicación que están conectadas a la unidad (60) fuente de calor
a través de una tubería (72) de líquido y a una tubería (71) de gas
y están conectadas en paralelo entre sí,
estando clasificadas las unidades (11, 21, 31,
41, 51) de aplicación en al menos dos tipos de unidades de
aplicación que forman ciclos de refrigeración respectivamente
diferentes e incluyendo unidades (11, 21, 31) de aplicación de un
primer tipo y unidades (41, 51) de aplicación de un segundo
tipo,
incluyendo cada una de las unidades (11, 21, 31)
de aplicación del primer tipo un circuito (12, 22, 32) de
refrigerante de aplicación como circuito cerrado que incluye un
intercambiador (13, 23, 33) de calor del refrigerante y un
intercambiador (16, 26, 36) de calor de primera aplicación,
formándose un ciclo de refrigeración multiescalonado entre cada una
de las unidades (11, 21, 31) de aplicación del primer tipo y la
unidad (60) fuente de calor,
intercambiando cada uno de los intercambiadores
(13, 23, 33) de calor del refrigerante calor entre un refrigerante
de fuente de calor, suministrado desde la unidad (60) fuente de
calor, y un refrigerante de aplicación,
intercambiando cada uno de los intercambiadores
(16, 26, 36) de calor de primera aplicación calor entre el
refrigerante de aplicación, suministrado desde uno asociado de los
intercambiadores (13, 23, 33) de calor del refrigerante, y el aire,
acondicionándose así el aire a una temperatura predeterminada;
y
incluyendo cada una de las unidades (41, 51) de
aplicación del segundo tipo un segundo intercambiador (46, 56) de
calor de segunda aplicación para intercambiar calor entre el
refrigerante, suministrado desde la unidad (60) fuente de calor, y
el aire, acondicionándose así el aire a una temperatura
predeterminada, formándose un ciclo de refrigeración monoescalonado
entre las unidades (41, 51) de aplicación del segundo tipo y la
unidad (69) fuente de calor,
caracterizado por
un medio (81) de controlar la unidad (60) fuente
de calor y las respectivas unidades (11, 21, 31, 41, 51) de
aplicación de manera tal que una temperatura del aire de suministro
o una temperatura del aire de aspiración para cada una de las
unidades (11, 21, 31, 41, 51) de aplicación se convierta en una
temperatura deseada predeterminada; y
un medio (82) de cambio de ajustes para dar
salida a una señal de cambio tal hacia el medio (81) de control
que, si a cualquiera de las unidades (11, 21, 31) de aplicación del
primer tipo le faltase tanta potencia de refrigeración que tuviese
una temperatura del aire de suministro o una temperatura del aire
de aspiración que no alcanzase la temperatura deseada, se cambia la
temperatura deseada de cualquiera de las unidades (41, 51) de
aplicación del segundo tipo a fin de recuperar la potencia de dicha
unidad (11, 21, 31) de aplicación del primer tipo.
2. Sistema de refrigeración según la
reivindicación 1, caracterizado por comprender además un
medio (Th-r) de detección de la temperatura para
detectar las temperaturas del aire de suministro o las temperaturas
del aire de aspiración de las unidades (11, 21, 31, 41, 51) de
aplicación,
estando constituidos cada uno de los
intercambiadores (16, 26, 36, 46, 56) de calor de aplicación de las
unidades (11, 21, 31, 41, 51) de aplicación por un evaporador para
evaporar un refrigerante; y
estando constituido el medio (82) de cambio de
ajustes a fin de recibir salidas del medio (Th-r)
de detección de la temperatura y de dar salida a una señal de cambio
para elevar la temperatura deseada de cualquiera de las unidades
(41 ó 51) de aplicación del segundo tipo si la temperatura del aire
de suministro de cualquiera de las unidades (11, 21 ó 31) de
aplicación del primer tipo es superior a la temperatura deseada de
la misma en una diferencia predeterminada o más.
3. Sistema de refrigeración según la
reivindicación 1, caracterizado porque las unidades (11, 21)
de aplicación del primer tipo se proporcionan para unas vitrinas
(10, 20) para exponer alimentos en un supermercado,
y porque cualquiera de las unidades (41 ó 51) de
aplicación del segundo tipo se proporciona para acondicionar el
aire en el supermercado.
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