ES2236780T3 - Sistema de refrigeracion con ventilacion forzada variable. - Google Patents
Sistema de refrigeracion con ventilacion forzada variable.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN SISTEMA DE REFRIGERACION (1) TAL COMO UN REFRIGERADOR INDUSTRIAL, DOMESTICO O SIMILAR, EN EL CUAL SE FACILITAN MEDIOS (20, 21) PARA GENERAR UNA CIRCULACION DE AIRE FORZADA EN UN COMPARTIMENTO REFRIGERADO (4); EN PARTICULAR, EN EL SISTEMA DE LA INVENCION, LA CIRCULACION DE AIRE FORZADA ES VARIABLE, DEPENDIENDO DEL PERFIL DE LA TEMPERATURA DENTRO DEL ANTEDICHO COMPARTIMENTO (4) EN FUNCION DEL TIEMPO. DE ACUERDO CON UNA DISPOSICION DE PREFERENCIA, LOS MEDIOS DE VENTILACION COMPRENDEN UN VENTILADOR (20) QUE POSEE UN MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA (21), REGULABLE Y SIN ESCOBILLAS O UN MOTOR DE INDUCCION DE CORRIENTE ALTERNA REGULABLE, VARIANDO LA FRECUENCIA.
Description
Sistema de refrigeración con ventilación forzada
variable.
La invención se refiere a un método para accionar
un sistema de refrigeración de acuerdo con el preámbulo de la
reivindicación 1 y a un sistema de refrigeración de acuerdo con el
preámbulo de la reivindicación 7 siendo tal sistema de
refrigeración conocido a partir del documento
US-3759051.
Antes de ir más lejos, a modo de introducción a
esta descripción y a las reivindicaciones adjuntas, el término
sistema de refrigeración está destinado a indicar en general en la
presente las posibles aplicaciones de unidades de refrigeración
anteriormente mencionadas que están destinadas a mantener las
condiciones de temperatura que varían desde unos pocos grados por
encima de 0ºC (alrededor de 5ºC) hasta -18ºC e incluso
inferiores.
En la práctica, estas aplicaciones se refieren
principalmente a refrigeradores y congeladores domésticos normales
con uno o más compartimentos, a mostradores y ventanas refrigeradas
de exposición de productos, a cámaras de varias formas y tamaños
para el almacenamiento o movimiento de bienes perecederos (por
ejemplo, para conservar carnes, pescado, fruta, etc. y su transporte
en furgonetas o contenedores refrigerados) incluso en forma
ultracongelada, etc.; sin embargo, no debería excluirse el uso de
los sistemas de refrigeración anteriormente mencionados en el campo
criogénico, esto es, en un contexto en el que las temperaturas son
mucho menores que las utilizadas en las aplicaciones más comunes
recién enunciadas.
En los sistemas de refrigeración en cuestión, es
conocido el uso de medios adecuados para generar una circulación
forzada de aire dentro del compartimento enfriado.
La circulación forzada de aire puede usarse, de
hecho, para evitar la formación de gradientes de temperatura en el
compartimento enfriado, conduciendo así a una temperatura más
uniforme, o en el caso de los sistemas que tienen sistemas de
desescarchado, tales como los llamados refrigeradores "sin
escarcha", la ventilación forzada se utiliza para fundir el hielo
formado sobre el evaporador. Algunos ejemplos de refrigeradores
"sin escarcha" se dan en las solicitudes italianas de patente
números MI91A002984 y MI91A002985, a nombre del mismo solicitante de
la presente solicitud.
Se debe, sin embargo, señalar que estas dos
solicitudes describen refrigeradores que tienen dos compartimentos
que se comunican entre sí por medio de al menos un conducto a través
del cual pasa el aire movido por un ventilador; en estos
refrigeradores, la circulación forzada de aire sirve para enfriar
los dos compartimentos así como para el desescarchado anteriormente
mencionado.
Según se estableció anteriormente, los sistemas
de refrigeración considerados en la presente también tienen
sistemas de regulación termostática, esto es, sistemas que pueden
mantener una cierta temperatura dentro del compartimento enfriado
con variaciones de las condiciones generales de funcionamiento del
sistema; estas condiciones pueden ser la temperatura seleccionada
por el usuario del compartimento, la temperatura de la atmósfera
fuera del sistema, el número y duración de aperturas y cierres del
compartimento enfriado con objeto de retirar o añadir sus
contenidos, la capacidad calorífica de aquello que se conserva en
el compartimento anteriormente mencionado, y asimismo, la cantidad
de calor que se va a retirar, esto es, como también dicen los
expertos en la técnica, las frigorías que se van a producir, así
como cualesquiera otras variables que afecten al funcionamiento del
sistema.
Cuando los medios para detectar un parámetro de
funcionamiento del sistema de refrigeración, normalmente la
temperatura del compartimento enfriado, indican un valor más alto
que el valor preseleccionado, el sistema de regulación activa el
compresor de la unidad de refrigeración y los medios de ventilación
con objeto de devolver la temperatura en el compartimento enfriado
hasta el valor deseado.
En la práctica, sin embargo, la regulación
llevada a cabo es del tipo encendido/apagado
(conectado/desconectado) y funciona, por ello, con poca flexibilidad
a pesar de que, con objeto de hacer más completo el sistema de
regulación, algunas veces están provistos sensores para detectar la
temperatura del evaporador, según se muestra en la solicitud
MI91A002984 anteriormente mencionada.
Con respecto al ciclo de desescarchado en los
refrigeradores "sin escarcha", esto se lleva normalmente a
cabo cuando el compresor está desconectado de manera que permita a
los medios de ventilación bañar el evaporador con aire a una
temperatura tal que se funda el hielo formado sobre éste; la
duración del ciclo de desescarchado puede ser controlada por un
temporizador o sobre la base de que en el compartimento enfriador
se alcance cierta temperatura (en conexión con ésto véanse las dos
solicitudes de patente mencionadas anteriormente).
Naturalmente, no es necesario mencionar que el
sistema de regulación tiene aparatos electrónicos adecuados de tipo
conocido para coordinar el funcionamiento de las distintas partes
del sistema y conseguir la regulación mencionada.
No obstante, se ha encontrado en sistemas de
refrigeración de la técnica anterior que, en la práctica, la
regulación no siempre tiene lugar de una manera óptima.
De hecho, el número de frigorías necesarias para
reestablecer la temperatura deseada es algunas veces bastante alto,
de manera que se requiere que el compresor funcione durante un
periodo prolongado con un excesivo consumo de energía, éste es el
caso, por ejemplo, cuando una gran masa que se debe enfriar que
tiene, quizás, una temperatura bastante alta en comparación con los
-18ºC normalmente utilizados en congeladores, se pone en el
compartimento de refrigeración, o cuando existen altas temperaturas
fuera de los sistemas de refrigeración, como puede ocurrir durante
las temporadas más cálidas del año.
En otras situaciones, además, la circulación
forzada de aire en el compartimento enfriado puede ser obstruida
por los cuerpos de productos presentes dentro del compartimento, de
manera que la pérdida de presión producida en el flujo circulante
de aire ralentiza su velocidad, reduciendo consecuentemente el
intercambio de calor entre el aire y evaporador de la unidad de
refrigeración, así como entre el aire y la masa que se va a
enfriar.
Si tienen lugar estas condiciones de obstrucción
de la circulación forzada de aire, cuando el sistema de regulación
del sistema está reestableciendo la temperatura proporcionada para
el compartimento enfriado, esta operación puede durar más de lo
necesario debido a que se consigue una menor velocidad de
intercambio de calor, esto también conduce, por consiguiente, a un
funcionamiento del compresor más prolongado que lo habitual, lo que
se corresponde de nuevo con un mayor consumo de energía
eléctrica.
Además, debe señalarse que, si estas sobrecargas
de funcionamiento se prolongan, pueden conducir a un desgaste del
compresor y se puede requerir así su sustitución o al menos un
mantenimiento importante.
A pesar de que estos problemas se pueden superar
mediante un compresor de tamaño mayor, una solución de este tipo
supondría un aumento en el consumo y en los costes de producción de
los sistemas de refrigeración que sería conveniente evitar.
El objeto de la presente invención es resolver
los problemas establecidos anteriormente con relación a los
sistemas de refrigeración de la técnica anterior; este objeto se
consigue mediante un sistema del tipo indicado al principio de la
descripción, cuyas características se establecen en las
reivindicaciones adjuntas.
Para una mejor comprensión de la invención como
un todo con sus características y las ventajas resultantes de la
misma, se da a continuación una descripción relativa a dos sistemas
de refrigeración a modo de ejemplo no limitativo con referencia a
los dibujos adjuntos, en los cuales:
La figura 1 es una vista lateral esquemática, en
sección longitudinal de un refrigerador que no forma parte de la
invención;
La figura 2 es una vista similar a la de la
figura 1 de un refrigerador de acuerdo con la invención;
La figura 3 es una vista del refrigerador
mostrado en la figura 2, en corte sobre la línea
III-III de la misma, con una porción retirada.
Con referencia a la figura 1, ésta muestra un
refrigerador para uso doméstico, generalmente indicado como 1; este
refrigerador comprende una vitrina 2 con paredes aisladas, en la
cual una pared divisora 3 define dos compartimentos 4 y 5, de los
cuales el primero es un compartimento congelador y se mantiene, por
ello, a una temperatura inferior que el segundo compartimento 5 que
es adecuado para conservar alimentos. Los compartimentos 4 y 5
tienen respectivas puertas 6 y 7 de cierre.
En el refrigerador 1, existe una unidad 10 de
refrigeración que incluye un compresor 11, un condensador 12, en
forma de bobina, un filtro 13, algunas válvulas 14 de expansión para
el fluido refrigerante que circula en la unidad, un primer
evaporador 15 que intercambia calor con el compartimento congelador
4, y un segundo evaporador 16 que intercambia calor con el segundo
compartimento 5. Más precisamente, el primer evaporador 15 está en
una doble pared trasera del compartimento congelador 4 definido por
una pared 17 en la que están las aberturas 18 y 19, cuya función
quedará más clara a partir de la siguiente descripción, estando
incorporado el segundo evaporador 16 a la pared trasera del segundo
compartimento 5.
El compartimento congelador 4 también contiene
medios 20 de ventilación para generar una circulación forzada de
aire dentro del compartimento, estando los medios constituidos, en
esta realización, por un ventilador impulsado por un motor 21 de
corriente continúa, sin escobillas, que tiene características de
funcionamiento continuamente ajustables. Una resistencia eléctrica
22 está asociada con el primer evaporador 22 para desescarcharlo,
de una manera conocida.
Cada compartimento 4 ó 5 de refrigerador contiene
también medios 25 y 26 de detección de temperatura constituidos por
termistores normales.
El refrigerador de la invención tiene un sistema
de regulación al cual están subordinados el compresor 11 de la
unidad de refrigeración y el motor 21 de los medios 20 de
ventilación, y al cual están conectados los termistores 25 y 26
para detectar la temperatura en los compartimentos 4 y 5; este
sistema de regulación también comprende una unidad electrónica de
control que es de tipo conocido y que no será descrita por ello en
detalle en la presente, y que es adecuada para coordinar el
funcionamiento de distintas partes del sistema de refrigeración de
la invención, como se explicará más adelante.
En particular, la siguiente descripción se
referirá al funcionamiento del refrigerador con referencia
únicamente al compartimento congelador 4 en el que están dispuestos
los medios 20 de ventilación, funcionando el segundo compartimento
5 de la manera convencional para los refrigeradores para conservar
alimentos a temperaturas por encima de los 0ºC sin el uso de
ventilación forzada.
Es necesario simplemente señalar que la unidad 10
de refrigeración tiene una válvula de conmutación, dispuesta aguas
abajo de las válvulas 14 de expansión no mostradas en los dibujos,
para desviar el flujo de fluido refrigerante hacia uno u otro de los
evaporadores 15 y 16 bajo el mando del sistema de regulación.
Cuando el termistor 25 detecta una temperatura
mayor que la deseada para el compartimento refrigerador 4, siendo
seleccionable esta temperatura por el usuario por medio de un
sistema de regulación que tiene medios de selección tales como
botones o similares para este propósito, la unidad de control
enciende el compresor 11 y los medios 20 de ventilación. En
particular, en este sistema de refrigeración, la velocidad inicial
de rotación del motor 21 del ventilador 20 de la cual depende la
velocidad inicial del aire que circula por el compartimento 4 se
dispone de manera que se corresponda con un valor predeterminado
almacenado en el sistema de regulación y se determina con
dependencia en las dimensiones del compartimento y de la unidad de
refrigeración en la etapa de diseño.
Como resultado del inicio del compresor y del
ventilador, se establece una circulación forzada de aire en el
compartimento 4 desde la abertura 18 hacia la abertura 19, según se
indica mediante las flechas en la figura 1 mientras, al mismo
tiempo, la temperatura dentro del compartimento 4 decrece
progresivamente con una serie de valores que identifican una curva
de temperatura con respecto al tiempo. Estos valores se detectan
mediante el termistor 25 y transmiten a la unidad de control del
sistema de regulación que los compara con una curva de referencia
almacenada en éste.
Si la reducción real de temperatura en el
compartimento 4 tiene lugar más lentamente que lo establecido por
la curva de referencia, la unidad de control del sistema de
regulación aumenta la velocidad de rotación del motor 21 del
ventilador, aumentando así la circulación forzada en el
compartimento 4 y consecuentemente el intercambio de calor entre el
aire y la masa que se va a enfriar contenida en el compartimento,
así como entre el aire y el evaporador 15; en esta situación, la
velocidad de rotación del motor 21 de ventilador es cambiada también
por el sistema de regulación sobre la base de un respectivo
programa también almacenado en la unidad de control.
La velocidad de rotación del ventilador calculada
por la unidad de control sobre la base del programa anteriormente
mencionado se mantiene entonces durante un cierto periodo de tiempo
cuya duración puede ser predeterminada, esto es, constante, por
ejemplo, con un valor fijo de 1,2 o más minutos, almacenada en la
unidad de control, o variable, esto es, calculada por el programa de
regulación anteriormente mencionado.
Cuando, como resultado del cambio de la velocidad
de rotación del ventilador, la reducción en la temperatura en
función del tiempo regresa a los valores previstos por la curva de
referencia, el compresor y el ventilador pueden mantenerse en
funcionamiento hasta que se restablece la temperatura deseada en el
compartimento congelador 4; después de este restablecimiento, tanto
el compresor como el ventilador son desconectados por el sistema de
regulación.
Con referencia al funcionamiento del dispositivo
para desescarchar el compartimento congelador 4, éste se activa
cuando el compresor no está en funcionamiento, o en cualquier caso,
cuando el fluido no está circulando en el evaporador 15, porque
éste es dirigido hacia el otro evaporador 16 por la válvula de
conmutación. En estas condiciones, el sistema de regulación provoca
así, que la corriente eléctrica pase a través de las resistencias
asociadas al evaporador, y también enciende el ventilador 20; el
aire circula en el compartimento 4 desde la abertura 18 hasta la
abertura 19 según se explicó anteriormente y baña así, en sucesión,
la resistencia eléctrica 22, de manera que se calienta, y a
continuación al evaporador 15 con el hielo formado sobre éste,
derritiendo el hielo. También tiene lugar un cambio de temperatura
en el compartimento 4, en este caso, pero en la dirección opuesta a
la descrita anteriormente; esto es, la temperatura media del
compartimento se elevará desde los -18ºC previstos para su
funcionamiento normal hasta un valor predeterminado esencialmente
por el equilibrio térmico entre el calor intercambiado por el aire
con la resistencia eléctrica y el intercambiado con el hielo en el
evaporador. La siguiente descripción del método de desescarchado no
forma parte de la invención.
La elevación de temperatura se detecta una vez
más mediante el termistor 25 y es indicada a la unidad central de
control del sistema de regulación que la compara con una segunda
curva de referencia adecuadamente almacenada; si la curva de
temperatura con respecto al tiempo difiere de la segunda curva de
referencia, por ejemplo, porque la circulación forzada de aire en el
compartimento 4 se ve impedida por pérdidas de presión debidas a la
presencia de cuerpos que son voluminosos o que están dispuestos de
manera desordenada o por cualquier otra razón, el sistema de
regulación puede corregir esta diferencia aumentando la velocidad de
rotación del motor 21 del ventilador 20; esto restablece en el
compartimento las condiciones de intercambio de calor para el aire
que circula en el compartimento de manera tal que permite un cambio
de temperatura en el compartimento que se ajusta a la segunda curva
de referencia mencionada.
Para mayor seguridad, no obstante, la duración
del ciclo de desescarchado está en cualquier caso limitada
preferiblemente a un periodo de tiempo predeterminado entre un valor
inferior y un valor superior, almacenado en la unidad de
control.
La variación de la velocidad de flujo y de la
velocidad de aire en circulación forzada en éste, favorecen los
intercambios de calor que tienen lugar en el compartimento 4 que se
va a enfriar; es posible reducir así los tiempos necesarios para
reestablecer las condiciones deseadas de temperatura en el
compartimento en comparación con un sistema convencional que tiene
una regulación encendido/apagado como en la técnica anterior,
naturalmente si las otras condiciones permanecen iguales.
En otras palabras, el sistema de la invención
permite que el número de frigorías intercambiadas dentro del
compartimento enfriado en un cierto periodo de tiempo varíen de
manera que se puedan reducir los periodos para los cuales está
encendido el compresor; este resultado se consigue mediante una
variación de la velocidad de flujo y de la velocidad del aire
llevado a cabo mediante un aumento en la velocidad de rotación del
motor 21 que impulsa el ventilador.
Además, con una selección adecuada del motor, el
aumento en el consumo de energía necesaria para su regulación es
menor que el ahorro en el consumo resultante de la reducción de los
periodos de funcionamiento del compresor, que es así ventajoso para
superar los problemas mencionados con referencia a la técnica
anterior.
También debe señalarse que el sistema de
refrigeración de la invención es particularmente adaptable, puesto
que puede manejar autónomamente situaciones en las que existe un
considerable requerimiento de frigorías, pudiendo tales situaciones
tener lugar como resultado de la apertura continúa del
compartimento enfriado, o cuando la masa que se va a enfriar o más
correctamente, su capacidad calorífica es grande, o, finalmente
cuando la circulación forzada de aire en el compartimento está
obstruida de algún modo; de hecho, en estas situaciones el sistema
de regulación reacciona aumentando la velocidad de revolución del
motor que impulsa el ventilador de manera que se reestablezca la
velocidad de enfriamiento ajustándose a la velocidad de referencia
en el compartimento.
La situación a la que se hace referencia es de
hecho aquella en la que el compartimento enfriado es abierto
frecuentemente durante un cierto periodo de tiempo; tan pronto como
el sistema de regulación del refrigerador enciende el compresor y
los medios de ventilación de acuerdo con el sistema de
funcionamiento descrito anteriormente, la temperatura en el
compartimento tiende a decrecer; sin embargo, ya que la puerta del
compartimento es abierta frecuentemente durante la etapa de
regulación, la temperatura en ésta descenderá claramente más
lentamente de lo normal o podría no decrecer en absoluto; en tales
circunstancias, el sistema de regulación aumenta la velocidad de
ventilador de manera que aumente la capacidad de enfriamiento del
sistema y compense la situación de funcionamiento inusual.
Similares consideraciones a las recién expuestas
se aplican también cuando cuerpos con grandes capacidades térmicas
esto es, cuerpos para los cuales el producto de su calor específico
por su masa es grande, se introducen en el compartimento, por
ejemplo, es posible considerar una situación en la que una pieza de
carne de un cierto tamaño a temperatura ambiente, se introduce en un
congelador doméstico normal. De hecho, después de que la
temperatura del compartimento sube desde los -18ºC normales como
resultado de la presencia de estos cuerpos, el sistema de regulación
enciende el compresor e inicia el ventilador a la velocidad inicial
según se describió anteriormente; la presencia de cuerpos con
grandes capacidades térmicas provoca, no obstante, una reducción de
la temperatura con respecto al tiempo más lenta (o, si se prefiere,
velocidad de enfriamiento) dentro del compartimento enfriado que la
primera curva de referencia anteriormente mencionada que
generalmente se refiere a condiciones medias de funcionamiento del
sistema de refrigeración.
En estas circunstancias, el sistema de regulación
aumenta, por ello, la circulación forzada de aire, de acuerdo con
la enseñanza ya descrita de manera que se lleve la reducción de
temperatura en el compartimento de vuelta a los límites
predeterminados.
Finalmente, se debe entender también que, cuando
el flujo de aire que circula en el compartimento se obstruye y, por
ello, se ralentiza, por ejemplo por las razones explicadas
anteriormente, si el sistema de regulación enciende el compresor e
inicia el ventilador a la velocidad inicial predeterminada, la
temperatura descenderá más lentamente con respecto al tiempo que si
la circulación forzada de aire no estuviese obstruida,
permaneciendo igual las otras condiciones. En esta eventualidad, el
sistema de regulación puede también detectar la anomalía de
funcionamiento del sistema de refrigeración y puede llevar la
situación de vuelta a los parámetros de referencia aumentando la
velocidad de rotación del ventilador.
En resumen, por consiguiente, el sistema de la
invención está autorregulado incluso cuando éste tiene que
funcionar en situaciones inusuales.
Con referencia a la primera curva de enfriamiento
almacenada en la unidad de control, ésta se puede determinar
experimentalmente en la etapa de diseño del sistema por medio de
ensayos de funcionamiento en condiciones predeterminadas; puede
entenderse por ello, que esta curva puede variar de un sistema a
otro y no es necesario señalar que es posible almacenar, en una
unidad de control, varias curvas de referencia correspondientes a
respectivas condiciones de funcionamiento del sistema, por ejemplo
relativas a condiciones de funcionamiento mínimas, medias y máximas.
Naturalmente las condiciones recién expresadas también se pueden
aplicar a la segunda curva de referencia relativa al ciclo de
desescarchado.
Con respecto al funcionamiento del motor, es
apropiado señalar que, por otro lado, para el sistema de la
invención se prefieren motores sin contactos deslizantes, tales como
motores de corriente continua sin escobillas, del tipo utilizado en
la realización precedente o motores de inducción de corriente
alterna; estos últimos deberían tener preferiblemente
características de funcionamiento ajustables de manera continúa
mediante el control de la frecuencia de alimentación.
La preferencia de estos motores se debe tanto a
razones de naturaleza estrictamente electrotécnicas y en
particular, al hecho de que, ya que tienen que funcionar en entornos
en los que existen una cierta humedad los motores que tienen
contactos eléctricos deslizantes no garantizan la fiabilidad e
idoneidad adecuadas desde el punto de vista de salud e higiene. En
este sentido, es importante, de hecho, tener en mente que los
contactos eléctricos deslizantes mencionados inevitablemente
producen olores relacionados con la fricción que los distingue y
posiblemente liberan partículas de polvo que pueden circular en el
compartimento enfriado contaminando sus contenidos, como resultado
de la ventilación forzada.
El uso de una circulación variable forzada de
aire de acuerdo con la enseñanza de esta invención es también
particularmente ventajoso debido a la manera uniforme en la que se
lleva a cabo el ciclo de desescarchado de un evaporador.
De hecho, según se estableció anteriormente, en
virtud de la variación de la circulación forzada de aire es posible
regular el calor intercambiado en éste con el hielo formado en el
evaporador. Si esta capacidad de regulación no estuviese provista,
la cantidad de hielo fundido durante un tiempo predeterminado
podría ser menor que lo deseado, debido a la ventilación
insuficiente provocada, por ejemplo, por la presencia de
obstrucciones en el compartimento que ralentizan el flujo de aire en
circulación. La regulación anteriormente mencionada elimina este
riesgo con considerables beneficios con respecto a la efectividad
del desescarchado llevado a cabo.
La realización de un sistema refrigerador con dos
compartimentos separados, como se describe anteriormente con
referencia a la figura 1, no forma parte de la invención pero es
útil para entender las características de la invención descritas a
continuación con referencia a la realización del sistema de
refrigeración de la invención mostrado en las figuras 2 y 3, en las
cuales las piezas de un refrigerador de acuerdo con la invención que
son estructural o funcionalmente equivalentes a aquellas
anteriormente descritas están indicadas mediante las mismas
referencias numéricas. Esta realización de la invención difiere del
primer sistema de refrigeración esencialmente en que el
compartimento 4 que está a la menor temperatura está en comunicación
de fluidos con el segundo compartimento 5 que está a la mayor
temperatura; en la práctica, por consiguiente, el último se enfría
por medio del aire proveniente del compartimento congelador 4 que
está, por consiguiente, a una temperatura lo suficientemente baja
como para llevar a cabo el enfriamiento del segundo compartimento
5.
Para este propósito, en la doble pared trasera
del compartimento 4 en la que están situados el ventilador 20 y el
evaporador 15, existe un conducto 30 que tiene un extremo 30a que se
extiende a través de la pared divisora 3 y se comunica con el
segundo compartimento 5; en la pared divisora 3 existe también una
abertura 31, que pone los compartimentos 4 y 5 en comunicación. En
el extremo 30a del conducto y en la región de la abertura 31 la
pared divisora 3 tiene respectivos obturadores 32 y 33, cuya
condición abierta o cerrada es controlada por el sistema de
regulación del refrigerador.
Los compartimentos 4 y 5 se enfrían de una manera
similar a la descrita anteriormente; es únicamente necesario
señalar que, en esta realización, ya que es posible la comunicación
de fluidos entre los dos compartimentos 4 y 5, cuando la
temperatura del último, detectada por el termistor 26, está dentro
de un intervalo deseado de valores, los obturadores 32 y 33 están en
la condición cerrada de manera que aíslen los compartimentos 4 y 5,
interrumpiendo la comunicación de fluidos anteriormente mencionada.
Por otro lado, cuando el termistor 26 detecta un aumento en la
temperatura del compartimento 5, por ejemplo, como resultado de la
apertura de su puerta 7, los obturadores 32 y 33 estarán en la
condición abierta de manera que permitan que se enfríe el
compartimiento 5, reestableciendo en éste la temperatura
deseada.
En esta realización, la variación en la
temperatura del compartimiento 5 con respecto al tiempo es también
detectada por el termistor 26 y calculada por la unidad de control
del sistema de regulación que compara los valores detectados con
una correspondiente curva de referencia almacenada en éste con
objeto de llevar a cabo cualquier cambio en la velocidad de rotación
del ventilador 20 y por consiguiente en la circulación forzada de
aire en el refrigerador.
Con respecto al compartimiento congelador 4 y la
regulación de su temperatura, se aplican naturalmente las
indicaciones hechas anteriormente con referencia a la otra
realización; no obstante, para el desescarchado del evaporador 15,
que tiene lugar cuando está desconectado el compresor, esta vez, el
calor necesario para fundir el hielo formado en el evaporador ya no
es proporcionado por una resistencia eléctrica sino por el flujo de
aire proveniente del compartimiento 5 que, según se indicó
anteriormente, está a una temperatura por encima de 0ºC. Para este
propósito así como para conectar el ventilador, el sistema de
regulación también abre los obturadores 32 y 33 para permitir que
el aire recircule desde el compartimiento 5 hasta el evaporador,
según se indica con las flechas en la figura 3, a lo largo de una
trayectoria que comprende, consecutivamente, el conducto 30 y las
aberturas 31 y 19 en la pared divisora 3 y en la pared trasera 17
del compartimento congelador 4, respectivamente.
En esta realización, el cambio de la temperatura
detectado por el termistor 25 e indicado a la unidad de control del
sistema de regulación permite asimismo comprobar si el desescarchado
se está llevando a cabo correctamente en comparación con una curva
de referencia correspondiente; de hecho, si esto no tiene lugar el
sistema de regulación cambia la velocidad de rotación del motor 21
del ventilador 20; esta variación lleva a cabo un cambio en la
velocidad de flujo y en la velocidad del aire proveniente del
compartimento 5 así como en el calor intercambiado en ésta con el
hielo en el evaporador de manera que se lleve la operación de
desescarchado de vuelta a los parámetros predeterminados.
En esta realización, también se calcula
preferiblemente la duración del ciclo de desescarchado.
Entre las importantes ventajas adicionales
conseguidas por el sistema de la invención, se debe señalar que su
flexibilidad funcional permite el desarrollo de realizaciones
simplificadas en comparación con los ejemplos descritos.
Se debe señalar, en particular, que el principio
de la invención puede usarse con objeto de introducir un sistema
programable de refrigeración; de hecho, puede verse fácilmente que,
sobre la base de las enseñanzas proporcionadas por esta invención,
sería posible construir un congelador doméstico en el que la
velocidad de congelación de los alimentos pudiese ser seleccionada
por el usuario.
Por ejemplo, un usuario podría desear congelar
una cierta cantidad de carne, pescado u otro alimento, con la
provisión de un programa de regulación adecuado en la unidad de
control del sistema de refrigeración, sería posible disponer que un
usuario fuese capaz de establecer el tiempo deseado para congelar
la cantidad de alimento anteriormente mencionada.
La unidad de control podría calcular
automáticamente la velocidad de rotación necesaria para que el
ventilador llevase a cabo el congelamiento dentro del tiempo
requerido por el usuario.
En otras palabras, en vez de tener un sistema de
refrigeración autorregulado, en una variante de este tipo, se
dejaría al usuario seleccionar el peso y el tipo de producto que se
va a congelar, así como el tiempo requerido para la congelación;
sobre la base de esta información, el sistema de regulación podría
calcular fácilmente las frigorías que se deberían producir dentro
del periodo de tiempo seleccionado y en paralelo, la velocidad de
rotación del ventilador necesaria para conseguir estos
resultados.
No es apenas necesario señalar que una
realización de la invención de este tipo podría formarse en
combinación con o bien como una alternativa a las realizaciones
precedentes en las que está prevista la regulación autónoma.
Naturalmente, no deberían excluirse variaciones y
mejores adicionales de la invención con respecto a las descritas
hasta ahora; la realización descrita ahora se refiere, de hecho, a
un sistema de refrigeración que está simplificado y limitado de
alguna manera en el número así como en el funcionamiento de sus
componentes con objeto de facilitar la comprensión de los principios
en los que se basa la invención.
Además, está claro también que para mejorar el
rendimiento de un sistema de refrigeración de acuerdo con la
presente invención, no debería excluirse el uso de varios
ventiladores en vez del único mostrado en los dibujos y que también
es posible utilizar sensores de varios tipos para detectar los
distintos parámetros de funcionamiento del sistema de la invención
con objeto de conseguir resultados aún más precisos del mismo: a
modo de indicación, la posibilidad de utilizar un mayor número de
detectores de temperatura que los utilizados en las realizaciones
descritas anteriormente, así como el uso de medios para detectar la
velocidad de circulación del aire en algunos puntos del sistema, y
así sucesivamente, no se consideran, por ello, excluidas.
Naturalmente, sería necesario seleccionar en el momento en cuestión,
soluciones que consigan un compromiso entre el nivel de rendimiento
del aparato requerido y la complejidad de su sistema de regulación
que está conectada con la excesiva proliferación de parámetros que
se deben mantener bajo control.
Asimismo, con respecto al control del ventilador,
no deben excluirse otras soluciones, que deben satisfacer, no
obstante, los criterios y condiciones establecidos anteriormente,
que hacen preferibles los motores de corriente continua sin
escobillas o de inducción de corriente alterna.
Claims (12)
1. Método para hacer funcionar un sistema de
refrigeración que comprende:
- -
- un compartimiento (4) enfriado mediante una unidad (10) de refrigeración del tipo que incluye un condensador (12), un compresor (11) y un evaporador (15) que intercambia calor con el compartimiento (4);
- -
- medios (20, 21) de ventilación para generar una circulación forzada de aire dentro del compartimento enfriado (4);
- -
- medios (25) para detectar la temperatura en el compartimiento enfriado (4);
- -
- un sistema de regulación adecuado para mantener condiciones de temperatura predeterminadas en el compartimiento enfriado (4) y al cual están subordinados el compresor (11) y los medios (20, 21) de ventilación, llevando a cabo los medios (20, 21) de ventilación una variación de la circulación forzada de aire;
en el cual el método comprende la etapa de
desescarchado del evaporador (15) mientras el compresor (11) de la
unidad (10) de refrigeración está desconectado, estando dicha etapa
de desescarchado caracterizada por:
- -
- poner el compartimiento enfriado (4) en comunicación de fluidos con un segundo compartimiento (5) que tiene una temperatura por encima de 0ºC;
- -
- llevar a cabo una circulación forzada de aire entre el compartimiento enfriado (4) y el segundo compartimiento (5) que tiene una temperatura de por encima de 0ºC;
- -
- provocar que el evaporador (15) sea bañado con el aire proveniente del segundo compartimiento (5) que se mantiene a una temperatura por encima de 0ºC.
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, que
comprende las etapas de detectar cambios de temperatura con
respecto al tiempo en el compartimiento enfriado (4) y variar la
circulación forzada de aire dependiendo del cambio detectado de la
temperatura con respecto al tiempo.
3. Método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, que comprende la etapa de variar la
circulación forzada de aire de acuerdo con un periodo de tiempo
seleccionado por un usuario con objeto de enfriar una masa
predeterminada hasta una cierta temperatura.
4. Método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, que comprende las etapas de:
- -
- arrancar el compresor (11) y un ventilador (21) para generar una circulación forzada de aire dentro del compartimiento enfriado (4) mientras, al mismo tiempo, disminuye progresivamente la temperatura dentro del compartimiento (4) con una serie de valores que identifican una curva de temperatura con respecto al tiempo,
- -
- detectar estos valores por medio de un termistor (25) y trasmitirlos a una unidad de control del sistema de regulación, que los compara con una curva de referencia almacenada en éste;
- -
- si la reducción de temperatura en el compartimiento enfriado (4) tiene lugar más lentamente que lo previsto por la curva de referencia, la velocidad de rotación de un motor (20) del ventilador (21) es aumentada por la unidad de control, aumentando así la circulación forzada de aire.
5. Método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, que comprende las etapas de:
- -
- poner el compartimiento enfriado (4) en comunicación de fluidos con un segundo compartimiento (5) que tiene una temperatura mayor y
- -
- enfriar el segundo compartimiento (5) con el aire proveniente del compartimiento (4).
6. Método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual el sistema de
refrigeración es un refrigerador para uso doméstico y el
compartimiento enfriado (4) es un compartimiento congelador.
7. Sistema de refrigeración para implementar el
método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones
precedentes, que comprende:
- -
- un compartimiento (4) enfriado mediante una unidad (10) de refrigeración del tipo que incluye un condensador (12), un compresor (11) y un evaporador (15) que intercambia calor con el compartimiento (4);
- -
- medios (20, 21) de ventilación para generar una circulación forzada de aire dentro del compartimento enfriado (4);
- -
- medios (25) para detectar la temperatura en el compartimiento enfriado (4);
- -
- un sistema de regulación adecuado para mantener las condiciones de temperatura predeterminadas en el compartimiento enfriado (4) y al cual están supeditados el compresor (11) y los medios (20, 21) de ventilación, llevando a cabo los medios (20, 21) de ventilación una variación de la circulación forzada de aire,
caracterizado porque el
sistema de refrigeración comprende medios (30, 30a, 31, 32, 33)
accionables para poner el compartimiento enfriado (4) en
comunicación de fluidos con un segundo compartimiento (5) que tiene
una temperatura por encima de 0º y porque los medios (20, 21) de
ventilación son accionables para llevar a cabo una circulación
forzada de aire entre el compartimiento enfriado (4) y el segundo
compartimiento (5) que tiene una temperatura por encima de 0º para
desescarchar el evaporador (15) con el aire proveniente del segundo
compartimiento
(5).
(5).
8. Sistema de refrigeración de acuerdo con la
reivindicación 7, en el cual la circulación forzada de aire es
variable dependiendo del cambio de temperatura con respecto al
tiempo detectado en el compartimiento enfriado (4).
9. Sistema de refrigeración de acuerdo con las
reivindicaciones 7 u 8, en el cual los medios de ventilación
comprenden un ventilador (20) impulsado por un motor eléctrico (21)
de corriente continúa, sin escobillas, o un motor de inducción de
corriente alterna.
10. Sistema de refrigeración de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el cual la circulación
forzada de aire es variable de acuerdo con un periodo de tiempo
seleccionado por un usuario con objeto de llevar una masa
predeterminada que se va a enfriar hasta una temperatura
predeterminada.
11. Sistema de refrigeración de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en el cual:
- -
- el compresor (11) y un ventilador (21) están provistos para generar una circulación forzada de aire dentro del compartimiento enfriado (4) de manera que, al mismo tiempo, la temperatura dentro del compartimiento (4) decrece progresivamente con una serie de valores de temperatura que identifican una curva de temperatura con respecto al tiempo y;
- -
- está provisto un termistor (25) que detecta estos valores de temperatura y los trasmite hasta una unidad de control de dicho sistema de regulación que los compara con una curva de referencia almacenada en éste y, si la reducción en la temperatura en el compartimiento enfriado (4) tiene lugar más lentamente que lo previsto por la curva de referencia, aumenta la velocidad de rotación de un motor (20) del ventilador (21), aumentando así la circulación forzada de aire.
12. Sistema de refrigeración de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, en el cual el sistema de
refrigeración es un refrigerador para uso doméstico y el
compartimento enfriado (4) es un compartimento congelador.
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