ES2237887T3 - Recipiente refrigerado y metodo para optimizar el descenso de temperatura en el recipiente. - Google Patents
Recipiente refrigerado y metodo para optimizar el descenso de temperatura en el recipiente.Info
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Abstract
Un único procedimiento de operar un sistema de refrigeración (24) para reducir rápidamente la temperatura de un receptáculo refrigerado incluye el uso de varios componentes del sistema, y de un algoritmo para operar los mismos. El sistema de refrigeración (24) está preferentemente provisto de una válvula de modulación de la aspiración (34), de un descargador de compresor (36) y un circuito economizador (38). Al utilizar cada uno de estos componentes en combinación unos con otros, y en varias etapas durante la reducción, la capacidad y eficacia de energía del sistema de refrigeración (24) son optimizados, mientras se mantiene la operación del sistema dentro de los límites preestablecidos.
Description
Recipiente refrigerado y método para optimizar el
descenso de temperatura en el recipiente.
Esta invención se refiere a un recipiente
refrigerado y a un método de trabajo de un sistema de refrigeración
para enfriar un recipiente refrigerado, especialmente para un
enfriamiento óptimo, y una capacidad de equilibrio, eficiencia en el
consumo de energía, y fiabilidad de un sistema de refrigeración
sometido a un procedimiento de reducción de temperatura en un
espacio refrigerado.
En la refrigeración de un recipiente para
transporte de una carga, un sistema de refrigeración está unido para
enfriar un recipiente y mantener las mercancías dentro de él a una
temperatura de objetivo. En cualquier momento dado, las condiciones
de trabajo del sistema de refrigeración vienen determinadas por
varios factores. Como ejemplo, la temperatura de punto establecido o
de objetivo, la temperatura ambiental, la temperatura dentro del
recipiente refrigerado, y las características eléctricas de la
fuente de alimentación, afectan todas ellas a las condiciones de
trabajo. Al cambiar estos parámetros lo hacen también las
condiciones de trabajo del sistema de refrigeración.
Los recipientes de refrigeración en modos
diferentes están diseñados para el transporte de mercancías sobre
varias modalidades de transporte, al tiempo que una temperatura de
objetivo es mantenida dentro del recipiente en todo momento. Este
tipo de recipiente refrigerado está sometido a cambios
particularmente severos en todos los parámetros antes citados.
El procedimiento para situar la temperatura de
una carga y de un recipiente inicialmente calientes a una
temperatura de objetivo para un recipiente refrigerado intermodal,
ha de producirse bajo condiciones ampliamente variables en los
parámetros antes mencionados. Esta reducción de la temperatura
inicial hasta una temperatura de objetivo es citada comúnmente como
descenso de la temperatura. Las características de la fuente de
alimentación de energía, temperaturas de objetivo, y temperatura
ambiental, pueden variar mucho, como ejemplo, de temperaturas muy
bajas a otras muy altas. Estos parámetros variables establecen unos
requerimientos especiales en un sistema de refrigeración para
recipientes de transporte intermodal. Aunque es deseable hacer
máxima la eficiencia en el consumo de energía, la capacidad de
enfriamiento, y la fiabilidad del sistema de refrigeración, con
frecuencia no es posible lograr todos estos objetivos para la
configuración fija de un sistema de refrigeración. Limitaciones de
trabajo en el sistema de refrigeración vienen impuestas por el
equipo físico, refrigerante, y normas de seguridad. Cada una de
estas limitaciones crea dificultades adicionales en el mantenimiento
de una configuración de un sistema de refrigeración universal, que
daría satisfacción al conjunto de condiciones operativas presentes
típicamente en un sistema de refrigeración de recipientes. Como
ejemplo, la capacidad máxima de enfriamiento podría no ser muy
eficiente en ciertos casos. Igualmente, límites operativos (por
ejemplo, eléctricos, etc) pueden ser superados durante un
funcionamiento con capacidad de enfriamiento
máxima.
máxima.
Cuando un sistema de refrigeración utiliza un
compresor en espiral, hay ciertos límites que resultan
particularmente difíciles de alcanzar. Como ejemplo, los compresores
en espiral tienen límites en cuanto a la corriente del motor,
presión de descarga, temperatura de descarga, y presión de succión,
todo lo cual puede ser comprobado cuidadosamente.
Por tanto, existe la necesidad de crear un método
y un algoritmo para diseñar un sistema de refrigeración que acomode
condiciones de trabajo variables, al tiempo que protege el sistema
contra operaciones fuera de los límites preestablecidos.
El documento EP 0 718 568 describe un método de
control de capacidad para compresores multigraduales, de acuerdo con
el preámbulo de la reivindicación 1.
En un primer aspecto amplio, la presente
invención proporciona un recipiente de refrigeración obturado como
se expone en la reivindicación 1.
En un segundo aspecto amplio, la presente
invención proporciona un método de trabajo de un sistema de
refrigeración como se expone en la reivindicación 6.
En una realización preferida de esta invención,
un sistema de refrigeración es accionado en una de varias
modalidades posibles de acuerdo con un método que logra capacidad
óptima, eficiencia en el consumo de energía, y fiabilidad de un
sistema de refrigeración en cada etapa de un procedimiento de
descenso de la temperatura. La puesta en marcha del sistema de
refrigeración en su modalidad de capacidad más alta, inmediatamente
después del arranque, podría dar por resultado rebasar ciertos
límites operativos del sistema y/o del compresor. Los límites del
sistema deben ser mantenidos cuidadosamente para asegurar una alta
fiabilidad de dicho sistema y del compresor. Por otra parte, ciertas
aplicaciones sensibles a una eficiencia en el consumo de energía
pueden requerir el funcionamiento del compresor en modalidad de
capacidad inferior, para reducir al mínimo el consumo total de dicha
energía. Un diseñador de un sistema de refrigeración puede conseguir
un deseado acuerdo entre capacidad, eficiencia en el consumo de
energía, y fiabilidad, mediante una adecuada selección de las
modalidades de trabajo del método de la
invención.
invención.
En una realización preferida de esta invención,
un sistema de refrigeración está equipado con los necesarios
elementos para permitir la reducción de presión por succión,
descarga en derivación, y economía. El sistema puede ser accionado
en una de varias modalidades, con el uso de varias combinaciones de
los elementos del sistema de refrigeración antes mencionado.
El sistema puede ser accionado en seis
modalidades diferentes. En la primera de ellas, el sistema de
refrigeración marcha con el circuito economizador accionado, y sin
activar la descarga en derivación ni la estrangulación de succión.
Esta es la modalidad de capacidad más alta para la mayor parte del
funcionamiento. Una segunda modalidad incluye la utilización del
circuito economizador combinado con la estrangulación de succión.
Esto da por resultado típicamente una capacidad del sistema algo
menor. No obstante, el sistema puede trabajar también con una
corriente y presión de descarga menores, lo que podría ser crítico
en los casos en que se superasen de otro modo la presión de descarga
o los límites operativos de la corriente.
Una tercera modalidad es citada a veces como
funcionamiento estándar. Ninguna de las características antes
mencionadas es utilizada. Es decir, que el circuito economizador es
desactivado, la descarga en derivación está cerrada, y no se dispone
estrangulación de succión.
La cuarta modalidad es una combinación de
modalidades estándar con la estrangulación de succión.
Una quinta modalidad hace uso de la descarga en
derivación, sin activación de la estrangulación de succión ni del
circuito economizador.
Una sexta modalidad es una combinación de la
descarga en derivación con la estrangulación de succión. Esta sexta
modalidad no utiliza el economizador.
En un método de la presente invención, es
impuesta una estrategia de control por bucle cerrado, para la
utilización de las seis modalidades anteriores. El sistema se
arranca en una de las modalidades de número más alto (es decir,
quinta o sexta). A medida que progresa el descenso son comprobados
los límites operativos del sistema (por ejemplo, corriente del
compresor, presión de descarga, temperatura de descarga, etc). Si
después de un cierto período de tiempo, todos los parámetros del
sistema están por debajo de los límites correspondientes un margen
suficiente, se permite que el sistema pase a una modalidad de número
inferior (por ejemplo, tercera).
Con el uso de una táctica similar, el sistema
llegará eventualmente a su modalidad de capacidad más alta, o uno.
No obstante, si en cualquier momento en el curso del descenso se
excede uno de los límites del sistema operativo, éste retrocede a
una modalidad de número más alto.
Además, es posible también utilizar una modalidad
intermedia como posición de emergencia. Es decir, si el sistema es
conmutado de modalidad seis a modalidad tres, y se excede uno de los
límites, dicho sistema puede retornar a la modalidad cinco, o en
otra variación a modalidad cuatro. Después del funcionamiento en
esta posición de emergencia durante un cierto período de tiempo, si
los parámetros de actuación del sistema están por debajo de los
límites correspondientes un margen aceptable, el sistema puede
intentar de nuevo otro desplazamiento a una modalidad de capacidad
más alta. De este modo, la capacidad del sistema y la eficiencia en
el consumo de energía se hacen óptimas, al tiempo que no se exceden
los límites operativos durante la totalidad del procedimiento de
descenso.
En una realización preferida de esta invención,
es utilizada una estrategia de control de bucle abierto. Este método
utiliza el conocimiento anterior del funcionamiento del sistema a
través de las condiciones operativas. Partiendo de la
experimentación o el análisis se puede llegar a una estrategia de
control derivada directamente de las características operativas,
tales como temperatura ambiental, espacio refrigerado, tensión
eléctrica de la fuente de alimentación, frecuencia, etc. El
funcionamiento con este método da por resultado automáticamente un
acuerdo óptimo entre la capacidad, la eficiencia en el consumo de
energía, y la fiabilidad, proporcionado por un algoritmo de control
confeccionado.
Estas y otras características de la presente
invención pueden ser mejor comprendidas en la siguiente memoria
descriptiva y dibujos adjuntos, que se describen ahora
brevemente.
La fig. 1 es una vista esquemática de un sistema
de refrigeración de un recipiente.
La fig. 2 es un diagrama de un ciclo de
refrigeración básico, trazado sobre unas coordenadas de
presión-entalpía.
La fig. 3 muestra el efecto de la descarga en
derivación del presente diagrama de
presión-entalpía.
La fig. 4 muestra el efecto de la economización
en un diagrama de presión-entalpía.
La fig. 5 muestra la temperatura en un espacio
refrigerado frente al tiempo, para un procedimiento de descenso
típico.
La fig. 6a es un mapa de la capacidad de un
sistema de refrigeración típico.
La fig. 6b es un mapa de eficiencia del consumo
de energía de un sistema de refrigeración típico.
La fig. 7 es una tabla de flujo de acciones para
un algoritmo de bucle cerrado de acuerdo con esta invención.
La fig. 8 es una tabla de flujo de acciones para
un algoritmo de control de bucle cerrado de acuerdo con esta
invención.
En la fig. 1 se ilustra un sistema de
refrigeración 24 para enfriar un recipiente refrigerado 22. Dicho
sistema de refrigeración 24 incorpora un compresor 26, un
condensador 28, un evaporador 30, y un elemento de expansión 32,
como es conocido. Estos son los cuatro componentes principales de un
sistema de refrigeración típico. El sistema de refrigeración 24 está
dotado también de una válvula 34 de modulación de succión, que es un
componente conocido que estrangula el fluido de succión que conduce
al compresor. Una válvula descargadora en derivación 36 conecta
refrigerante comprimido total o parcialmente de vuelta a la succión
del compresor. De este modo, la válvula descargadora reduce al
mínimo la carga sobre el compresor, así como también la cantidad de
fluido que abandona dicho compresor. Son conocidas las válvulas
descargadoras, por lo que la que aquí se cita no forma parte de esta
invención. Es el uso de la válvula descargadora en ciertos momentos
dentro del método de esta invención, lo que resulta inventivo. Lo
mismo puede decirse para la válvula de modulación de succión.
En una realización más preferida, la válvula
descargadora conecta el conducto de un economizador de vuelta al
conducto principal de succión.
Un circuito economizador 38 incluye un elemento
de expansión 40 de conducto economizador, un intercambiador térmico
economizador 42, y una válvula 39 de conducto economizador. De nuevo
ha de decirse que el propio economizador no es inventivo. Por el
contrario, es el uso y la relación de los componentes del sistema de
refrigeración 24 lo que constituye el aspecto inventivo de esta
invención.
La fig. 2 muestra una curva A de saturación y una
curva B de ciclo de refrigeración, trazadas sobre un sistema de
coordenadas de presión-entalpía. La curva de
saturación A representa la propiedad termodinámica del refrigerante
que se está utilizando. La curva B del ciclo refrigerante representa
las propiedades del refrigerante que circula a través del sistema de
refrigeración en diversos emplazamientos y puntos del ciclo.
La curva de saturación separa las dos fases
(zonas de líquido-gas) bajo dicha curva de
saturación, la zona de líquido puro (por encima y hacia la izquierda
de la curva) y la zona de gas puro (por encima y hacia la derecha de
la curva).
El punto 1 de la curva B corresponde al estado
termodinámico que entra en la succión del compresor.
El punto 2 de la curva B corresponde al estado
termodinámico que abandona la descarga del compresor.
El punto 3 corresponde al estado termodinámico
que abandona el condensador y el dispositivo estrangulador.
El punto 4 corresponde al estado termodinámico
que penetra en el evaporador o que abandona el dispositivo de
estrangulación.
Estos cuatro procedimientos diferentes
constituyen un ciclo de refrigeración básico. El refrigerante es
comprimido entre los puntos de estado 1 y 2. Energía en forma de
calor es retirada del refrigerante entre los puntos 2 y 3 en un
intercambiador térmico citado comúnmente como un condensador. El
condensador rechaza el calor hacia el medio ambiental circundante.
Entre los puntos 3 y 4 tiene lugar una expansión adiabática a través
de la válvula de estrangulación (o restricción fija). El
refrigerante absorbe energía entre los puntos de estado 4 y 1 en
forma de calor en un intercambiador térmico citado comúnmente como
evaporador. El evaporador retira el calor del espacio de
acondicionamiento, tal como el recipiente refrigerado antes
descrito.
La fig. 3 muestra una modificación del ciclo de
refrigeración básico mostrado en la fig. 2. En la fig. 3, una
válvula de modulación por succión está situada entre el evaporador y
el compresor.
Como resultado del funcionamiento de la válvula
de modulación por succión tiene lugar un procedimiento adicional de
expansión casi adiabática entre la salida del evaporador y la
entrada al compresor. La presión de sección es reducida, y la
capacidad de bombeo del flujo masivo del compresor es disminuida
debido al volumen específico más alto del gas a una presión de
succión inferior. Esto a su vez, disminuye la capacidad de
enfriamiento del sistema. La válvula de modulación de succión es el
elemento utilizado para conseguir la estrangulación de succión en
las modalidades antes descritas.
La fig. 4 muestra una modificación del ciclo de
refrigeración básico cuando es añadido un circuito economizador.
Como en el ciclo de refrigeración básico, un refrigerante de
entalpía baja abandona el condensador en el punto de estado 3. El
flujo del refrigerante es dividido luego entre una corriente de
economizador (auxiliar) y una corriente de evaporador (principal).
La corriente del economizador sufre una expansión adiabática a
través del dispositivo de estrangulación, desde el punto 3 al punto
4A. La presión es reducida a un valor intermedio, que corresponde a
la condición en algún punto intermedio del procedimiento de
compresión. Luego, ambas corrientes, auxiliar y principal, penetran
en un intercambiador térmico citado como economizador. El vapor de
la corriente auxiliar se evapora a la presión intermedia, y penetra
en el compresor en algún punto intermedio del procedimiento de
compresión. Al evaporarse el vapor de la corriente auxiliar, la
corriente principal es subenfriada más entre los puntos 3 y 3A. Como
resultado, la entalpía de la corriente principal es disminuida aún
más, y con ello aumenta la diferencia de la entalpía entre los
puntos de estado 4 y 1. La capacidad de enfriamiento del sistema es
directamente proporcional al cambio de entalpía en el evaporador, y
con ello, la capacidad de enfriamiento del sistema de refrigeración
es aumentada mediante el uso del circuito economizador. Como un
efecto de enfriamiento adicional se logra con sólo la compresión
parcial de la corriente auxiliar, se aumenta la eficiencia de la
energía total. El circuito economizador proporciona así una
capacidad de enfriamiento adicional, de manera eficiente en cuanto
al consumo de energía.
La presente invención describe un método para
utilizar una combinación del circuito economizador, el conducto en
derivación del descargador, y una válvula de modulación de succión,
para hacer óptima la capacidad, la eficiencia en el uso de energía,
y la fiabilidad de un sistema de refrigeración de un recipiente
sometido al procedimiento de reducción de temperatura. Seis
modalidades de funcionamiento se han definido para el sistema de
refrigeración ilustrado en la fig. 1. Estas modalidades se describen
en la sección de Sumario de la Invención, y se refieren al uso de
cada uno de los tres elementos antes descritos, solos o en
combinación.
Para la comprensión de los métodos expuestos en
esta invención deben ser estudiadas las figs. 6A y 6B. Estas figuras
muestran la capacidad de enfriamiento neta y la eficiencia en el
empleo de la energía de un sistema de refrigeración, y cómo estas
características resultan afectadas por las modalidades de trabajo,
temperatura ambiental, y la temperatura del espacio controlado o
refrigerado, en un sistema de refrigeración capaz de operar en seis
modalidades.
Las líneas A-baja y
A-alta corresponden a un funcionamiento económico en
condiciones de temperatura ambiental baja y alta. Las líneas
B-baja y B-alta corresponden al
funcionamiento estándar a temperaturas ambientales baja y alta, y
las líneas C-baja y C-alta
corresponden al funcionamiento sin carga en condiciones de
temperatura ambiental baja y alta. Es importante apreciar que cada
línea incluye el efecto de estrangulación de succión requerido para
mantener los límites operativos en estas condiciones del
gráfico.
Como puede verse en las figs. 6A y 6B, el
funcionamiento a temperatura ambiental baja logra la capacidad más
alta cuando el sistema de refrigeración está configurado para el
funcionamiento económico. Nótese que la eficiencia en cuanto al
consumo de energía varía aún con la temperatura dentro del espacio
refrigerado. La eficiencia más alta se logra en una modalidad sin
carga a temperaturas más altas, en una modalidad estándar a
temperaturas intermedias, y en una modalidad económica a
temperaturas inferiores.
No obstante, a temperaturas ambientales altas, la
capacidad más alta ya no se consigue con el funcionamiento económico
a través del margen de control de temperatura. El funcionamiento sin
carga proporciona un enfriamiento máximo en el extremo superior del
margen de temperaturas, y la modalidad estándar proporciona el
enfriamiento máximo en el centro del margen de temperaturas.
Finalmente, la modalidad económica es la capacidad más alta en el
extremo inferior del margen de temperaturas. Como antes se ha dicho,
podría pensarse que el funcionamiento con capacidad nominal más
alta, o funcionamiento económico, da por resultado la capacidad más
alta dentro del margen. Estas figuras muestran que éste no es el
caso.
Claramente se aprecia que en función del objetivo
de la aplicación específica, un diseñador de un sistema de
refrigeración puede conseguir un acuerdo deseable entre la capacidad
y la eficiencia en el consumo de energía mediante la asignación de
las modalidades operativas, en base a las diversas características
del sistema (por ejemplo, temperatura ambiental, temperatura de
control, corriente del compresor, presión de descarga, etc.). Este
método resulta particularmente adecuado para sistemas de
refrigeración equipados con un microprocesador controlador de base,
que sea capaz de comprobar de manera continua los parámetros de
trabajo del sistema y los dispositivos del sistema de control, de
acuerdo con un una lógica programada.
El método que constituye el sujeto de esta
invención será mejor comprendido con el examen del procedimiento de
reducción de la temperatura mostrado en la fig. 5. El gráfico de
dicha fig. 5 muestra la temperatura dentro del recipiente
refrigerado (T), desde el comienzo del procedimiento y hasta que se
alcanza un punto establecido Tset. El objetivo de la presente
invención es conseguir un acuerdo deseable entre el tiempo necesario
para alcanzar el punto Tset y la energía consumida por el sistema de
refrigeración, al tiempo que se mantiene el funcionamiento dentro de
todos los límites operativos. En un método de la presente invención,
el sistema trata de conseguir la modalidad de capacidad más alta en
la forma escalonada, como se describe en el sumario de la
invención.
La fig. 7 es una tabla del flujo de acciones para
conseguir el acuerdo deseado entre la eficiencia en cuanto al
consumo de energía y la capacidad de enfriamiento neta en el sistema
de refrigeración durante un procedimiento de reducción de
temperatura (al tiempo que se mantiene el sistema dentro de límites
establecidos en todos los parámetros operativos), o el esquema de
control del tipo de bucle cerrado. Se trata aquí de un esquema de
control de bucle cerrado. Como puede verse en la fig. 7, el
controlador es programado para arrancar el sistema de refrigeración
en modalidad de capacidad baja, tal como modalidad sin carga, al
tiempo que se actúa sobre la válvula de modulación de succión para
mantener el sistema dentro de los límites operativos.
Dichos límites operativos (por ejemplo, corriente
extraída, temperatura de descarga máxima, etc.) se establecen dentro
del controlador por cada una de varias características. El compresor
no debe exceder dichos límites, ya que esto sería indeseable y
potencialmente el compresor podría resultar dañado. Estos límites
son establecidos fácilmente por el diseñador del sistema, y pueden
variar de un sistema a otro. No obstante, en la presente invención
se proporcionan al controlador indicaciones relativas a dichos
límites, y es posible así comparar los parámetros operativos del
momento con los límites citados.
Durante el funcionamiento en modalidad 6, la
válvula de modulación por succión es abierta totalmente un cierto
período de tiempo. Esto aumenta la capacidad, de modo que sólo es
utilizado el descargador. Después del tiempo especificado en esta
condición, el controlador intenta una transición a modalidad
estándar mediante cierre del descargador. Esta modalidad se inicia
con algún estrangulamiento (es decir, modalidad 4). Si la transición
se ha hecho a modalidad estándar y ha transcurrido el período de
tiempo establecido(_t_{2}), es comprobada la posición de la
válvula de modulación de succión. Esta válvula es controlada por un
controlador para mantener el sistema dentro de los límites
operativos. El controlador intenta abrir la válvula de modulación
hacia una posición totalmente abierta, al tiempo que mantiene el
funcionamiento dentro de ciertos límites. La válvula de modulación
de succión es así utilizada deseablemente a través de cada fase del
procedimiento de reducción de temperatura, para mantener el
funcionamiento dentro del límite establecido. Por tanto, la posición
de la válvula de modulación de succión en cualquier momento dado
proporciona una indicación indirecta del estado de la modalidad
operativa en ese momento, con respecto a los límites operativos. Es
decir, que a medida que el sistema se aproxima al límite operativo,
la válvula de modulación de succión es cerrada despacio por el
controlador, para situar de nuevo el sistema dentro de sus
límites.
Después de dicho período de tiempo, si la
posición de modulación de succión es inferior a un cierto tanto por
ciento abierto (X %), el controlador puede entonces pasar el sistema
de refrigeración de vuelta a una modalidad de capacidad inferior. En
el método hasta aquí descrito, la modalidad de capacidad inferior
sería la modalidad sin carga.
Por el contrario, si la válvula de modulación por
succión está abierta más allá de un porcentaje especificado, el
sistema puede entonces continuar trabajando en modalidad estándar
hasta transcurrido otro período de tiempo _t_{3}. En este punto,
el controlador puede desplazar el sistema a modalidad económica, si
la válvula de modulación de succión ha alcanzado una posición total
o casi totalmente abierta,
En la modalidad económica, la válvula de
modulación es utilizada también aún inicialmente. Los controladores
intentan cerrar dicha válvula de modulación, como antes se ha
descrito. El controlador comprueba de nuevo la posición de
modulación de succión después de un período de tiempo establecido
_t_{4}. Si la posición de modulación de succión es inferior a la
abertura especificada (Y %), el controlador pasa de vuelta el
sistema a la modalidad de funcionamiento estándar. De otro modo, el
sistema de refrigeración continuará trabajando en modalidad
económica hasta que se completa la reducción de temperatura. Por
tanto, una configuración del sistema de refrigeración es diseñada de
manera efectiva para conseguir el acuerdo deseado entre la capacidad
neta y la eficiencia en el consumo energético, al tiempo que dicho
sistema se mantiene dentro de los límites operativos.
La fig. 8 contiene una tabla de flujo de acciones
para una segunda realización, con el uso de una estrategia de
control de bucle abierto. Este método requiere una planificación de
las características de funcionamiento de la unidad a través de
conjunto operativo. Como ejemplo, la capacidad neta de enfriamiento
y la eficiencia en el consumo energético pueden ser determinadas de
modo arbitrario o experimental, para todas las posibles
combinaciones de modalidades del sistema y condiciones operativas.
Esto incluye una determinación de la cantidad requerida de
estrangulación de succión para mantener los límites operativos en
todas las condiciones de trabajo. Una vez completada la
planificación puede ser ajustada la configuración de la unidad, para
reflejar los objetivos del diseñador del sistema de refrigeración.
Esto puede ser comprendido mejor mediante el examen de las figs. 6A
y 6B. En algunas aplicaciones en las que la capacidad máxima es el
factor guía, el esfuerzo por lograr el funcionamiento económico
dentro de una cierta cuantía de estrangulación de succión, podría se
el procedimiento más razonable. En aplicaciones que son sensibles a
la eficiencia en el consumo energético, la modalidad sin carga puede
ser utilizada a través a de un margen de condiciones relativamente
amplio, a costa de reducir la capacidad de enfriamiento. De nuevo,
el control puede ser adaptado fácilmente para conseguir el acuerdo
deseado.
En la presente invención, la operación de
descenso de la temperatura de un sistema de refrigeración se hace
óptima para conseguir el acuerdo deseado entre la capacidad y la
eficiencia energética, mientras se mantienen todos los límites
operativos del sistema. La presente invención utiliza el
funcionamiento de varios componentes del sistema en combinación, de
un modo no efectuado anteriormente. Además, la presente invención
utiliza una lógica para conseguir el objetivo deseado, de manera que
no ha sido utilizada en la técnica anterior.
Aunque se han descrito realizaciones preferidas
de esta invención, los expertos en esta técnica apreciarán que son
posibles ciertas modificaciones dentro del alcance de aquélla. Por
todo ello, las siguientes reivindicaciones deben ser estudiadas para
determinar el verdadero alcance y contenido de esta invención.
Claims (9)
1. Un recipiente refrigerado y obturado, que
comprende:
- una caja refrigerada (22);
- un sistema de refrigeración (24) para enfriar
dicha caja (22), cuyo sistema refrigerador (24) está dotado de un
compresor (26), un evaporador (30), un condensador (28), una válvula
estranguladora (32), un circuito economizador (38), una válvula (34)
de modulación de succión, y una válvula descargadora (36) para el
compresor (26); y
- un control para dicho sistema de refrigeración
(24), cuyo control es programado para conseguir una disminución en
la temperatura de dicha caja (22) mediante el accionamiento de dicho
compresor (26), la válvula descargadora (36), la válvula de
modulación de succión (34), y dicho economizador (38), de acuerdo
con una lógica diseñada para equilibrar la eficiencia en el consumo
de energía y la capacidad de enfriamiento;
- caracterizado porque dicho control
incluye una serie de modalidades de funcionamiento mediante la
utilización de la válvula (34) de modulación de succión en
conjunción con el descargador (36); con el uso sólo del descargador
(36); con el uso sólo de la válvula de modulación de succión (34);
sin el uso de los tres elementos citados; con el uso del circuito
economizador (38) con la válvula de modulación de succión (34); y
con el uso sólo del circuito economizador (38);
- cuyas modalidades de funcionamiento están
definidas desde una capacidad mínima nominal, utilizando la válvula
(34) de modulación de succión en conjunción con el descargador,
hasta una capacidad nominalmente más alta, con el uso sólo del
circuito economizador (38); y
- dicho control comienza a accionar el citado
ciclo de refrigeración con una modalidad de capacidad nominalmente
inferior, y aumenta a modalidades de capacidad nominalmente más alta
a medida que transcurre el tiempo.
2. Un sistema (24) como se expone en la
reivindicación 1, en el que dicho control comprueba los límites
operativos durante el descenso de la temperatura.
3. Un sistema (24) como se expone en las
reivindicaciones 1 ó 2, en el que el cambio a modalidades en aumento
se produce si el sistema (24) trabaja en una modalidad particular
para un período de tiempo particular sin exceder cualesquiera
límites operativos.
4. Un sistema (24) como se expone en la
reivindicación 3, en el que dicho control acciona el citado sistema
de refrigeración (24) para retornar a una modalidad de capacidad
nominal inferior, si un límite operativo es excedido durante dicho
período de tiempo predeterminado.
5. Un sistema (24) como se expone en la
reivindicación 4, en el que dicho sistema (24) retorna a una
modalidad de capacidad más alta después del retorno a la modalidad
inferior, si un límite operativo no es excedido después de dicho
retorno.
6. Un método de accionamiento de un sistema de
refrigeración (24) para un recipiente refrigerado, cuyo sistema de
refrigeración (24) incluye una válvula descargadora (36), una
válvula (34) de modulación de succión, un circuito economizador
(38), y un control, cuyo método de trabajo se caracteriza por
comprender las operaciones de:
I) accionar el control para definir seis
modalidades de trabajo mediante la utilización de la válvula (34) de
modulación de succión en conjunción con el descargador (modalidad
6); con el uso sólo del descargador (36) (modalidad 5); con el uso
sólo de la válvula (34) de modulación de succión (modalidad 4); sin
el uso de los tres elementos citados (modalidad 3); con el uso del
circuito economizador (38) con la válvula (34) de modulación de
succión (modalidad 2); y con el uso del circuito economizador
(modalidad 1); con las seis modalidades de funcionamiento definidas
como de seis a uno, respectivamente;
II) comenzar el funcionamiento de dicho circuito
de refrigeración en una de las modalidades cinco y seis durante un
cierto período de tiempo, y comprobar los límites operativos durante
dicho período de tiempo, y si dichos límites operativos durante el
citado período de tiempo no son excedidos, aumentar hacia arriba a
una de las modalidades 2, 3, y 4;
III) accionar el sistema de refrigeración en una
de las modalidades 2, 3, ó 4 durante un cierto período de tiempo, y
comprobar los límites operativos;
IV) si los límites operativos no son excedidos
dentro de ese período de tiempo, pasar el citado sistema de
refrigeración (24) a las modalidades 1 ó 2; y
V) pasar de una modalidad de número inferior a
otra de número más alto si dichos límites operativos son excedidos
durante cualquier modalidad de funcionamiento.
7. Un método según la reivindicación 6, en el
que dicho sistema (24) comienza en la modalidad 5 ó 6 en la
operación II), y pasa a la modalidad 3 en la operación III), y luego
a la modalidad 1 en la operación IV).
8. Un método según la reivindicación 7, en el
que si un sistema (24) máximo es excedido en la operación III),
dicho sistema (24) es retornado a una de dichas modalidades 4 ó
5.
9. Un método según la reivindicación 8, en el
que si el funcionamiento en la operación IV) en la modalidad 1
excede los máximos operativos, dicho sistema (34) retorna a la
modalidad 2 ó 3.
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