ES2243957T3 - Regulacion de temperatura para un aparato de refrigeracion. - Google Patents
Regulacion de temperatura para un aparato de refrigeracion.Info
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Abstract
EL APARATO DE REFRIGERACION ESTA EQUIPADO CON UN GRUPO DE ENFRIAMIENTO UNICO Y CON UN CIRCUITO (5) DE REFRIGERACION UNICO, QUE UNE UNA ZONA (2) DE ENFRIAMIENTO PRINCIPAL CON UNA ZONA (3) DE CONGELACION SUPERIOR CON TEMPERATURA MAS BAJA MEDIANTE UNA CONEXION EN SERIE. EL GRUPO (5) DE REFRIGERACION SE CONTROLA A TRAVES DE UN REGULADOR Y SE PRETENDE QUE LA TEMPERATURA (8) DE LA ZONA (2) DE REFRIGERACION PRINCIPAL SE MANTENGA APROXIMADAMENTE CONSTANTE. COMO REGULACION SE VARIA LA DURACION DEL CICLO Y/O LA DURACION DE CONEXION RELATIVA DEL GRUPO (5) DE ENFRIAMIENTO EN FUNCION DE UNA DESVIACION TEORICA DE LA TEMPERATURA (10) DE REFRIGERACION DE CONGELACION Y/O DE LA TEMPERATURA (8) DE REFRIGERACION PRINCIPAL.
Description
Regulación de temperatura para un aparato de
refrigeración.
La invención concierne a un procedimiento para
regular la temperatura en un aparato de refrigeración con un único
grupo de refrigeración y un único circuito de refrigeración que une
una zona de refrigeración principal con una temperatura de
refrigeración principal más alta y una zona de refrigeración
profunda con una temperatura de refrigeración profunda más baja a la
manera de una conexión en serie, y un medio para mantener constante
la temperatura de refrigeración principal.
Asimismo, la invención concierne a un dispositivo
de regulación para regular la temperatura en un aparato de
refrigeración y al propio aparato de refrigeración. El dispositivo
de regulación se utiliza en un aparato de refrigeración con varias
zonas de refrigeración.
Se conoce por el documento EP 0 045 728 A2 un
dispositivo para regular la temperatura para un aparato de
refrigeración que presenta un único grupo de refrigeración y un
único circuito de refrigeración. El circuito de refrigeración une
una zona de refrigeración principal con una temperatura de
refrigeración principal más alta y una zona de refrigeración
profunda con una temperatura de refrigeración profunda más baja a la
manera de una conexión en serie. Un termostato forma un medio para
mantener constante la temperatura de refrigeración principal,
controlándose la conexión y desconexión del grupo de refrigeración
en función de una desviación de valor nominal de la temperatura de
refrigeración profunda y de la temperatura de refrigeración
principal.
En el documento US 4 292 813 se describe un
procedimiento para regular la temperatura para un aparato de
refrigeración en el que se varían la duración de conexión y la
duración de desconexión del grupo de refrigeración en función de la
duración de conexión y la duración de desconexión anteriores.
En los aparatos de refrigeración de la clase
anteriormente descrita se presenta el problema de que la temperatura
de refrigeración profunda se varía de manera prácticamente
incontrolada en función de la respectivas magnitudes perturbadoras,
por ejemplo temperaturas ambiente cambiantes o carga con material a
refrigerar caliente. En el caso de altas temperaturas ambiente, la
aportación de calor es correspondientemente alta debido a la alta
diferencia de temperatura entre el ambiente y el recinto interior
del aparato de refrigeración. La potencia de refrigeración del grupo
de refrigeración tiene que ser correspondientemente grande. La
consecuencia para un compartimiento de refrigeración profunda con su
superficie de refrigeración o su densidad de serpentines de
refrigeración mayor en comparación con el compartimiento de
refrigeración principal es que el compartimiento de refrigeración
profunda enfría más fuertemente de lo que sería necesario para el
fin previsto. Este sobreenfriamiento del compartimiento de
refrigeración profunda no sólo es innecesario en cuanto al
almacenaje de alimentos, sino que significa también un consumo de
energía innecesario. En los aparatos de refrigeración convencionales
se intenta actualmente impedir este sobreenfriamiento mediante una
distribución correspondiente de la corriente del refrigerante o de
la potencia de refrigeración a las diferentes zonas de temperatura
utilizando válvulas magnéticas. En esta solución es desventajosa la
inversión técnica adicional en aparatos y controles, la cual
encarece los aparatos. Además, se tiene que prever un espacio de
montaje adicional para componentes correspondientes.
En el caso de bajas temperaturas ambiente, es
necesaria solamente una potencia de refrigeración
correspondientemente pequeña, ya que la diferencia de temperatura
entre el compartimiento de refrigeración principal y el ambiente es
pequeña y, por consiguiente, el paso de calor a través de las
paredes del aparato de refrigeración es reducido. Debido a las
largas fases de paro del grupo de refrigeración, el compartimiento
de refrigeración profunda se calienta absorbiendo calor del
compartimiento de refrigeración principal y del ambiente. Un remedio
convencional consiste en prever en el compartimiento de
refrigeración principal una calefacción que se conecte en la
situación anteriormente descrita. Aparte del coste técnico adicional
en aparatos y en montaje, con esta forma de proceder es desventajoso
sobre todo el elevado consumo de energía.
En el funcionamiento de aparatos de refrigeración
de la clase que se está comentando, puede ocurrir también que ambos
compartimientos de refrigeración estén demasiado calientes. Este
caso puede presentarse, por ejemplo, cuando, a consecuencia de bajas
temperaturas ambiente, el grupo de refrigeración trabaje con pequeña
frecuencia de conexión y el compartimiento de refrigeración
principal y eventualmente también el compartimiento de refrigeración
profunda sean cargados con material caliente a refrigerar
profundamente. En los aparatos de refrigeración convencionales se
pone en marcha en estos casos el grupo de refrigeración sin tener en
cuenta el desarrollo de la temperatura en el compartimiento de
refrigeración profunda o un ahorro de energía. Por último, ambos
compartimientos de refrigeración pueden presentar también una
temperatura demasiado baja, tal como se explica aún más
adelante.
Partiendo de esto, el cometido de la invención
consiste en indicar una regulación de temperatura para un aparato de
refrigeración en el que se eviten los inconvenientes citados y que
permita especialmente un funcionamiento económico.
La solución de este problema consiste según la
invención en que la duración del ciclo y/o la duración de conexión
relativa del grupo de refrigeración son variables en función de una
desviación de valor nominal de la temperatura de refrigeración
principal y/o de la temperatura de refrigeración profunda. Gracias a
esta medida, la regulación de temperatura de un aparato de
refrigeración se puede adaptar en general de forma más variable y,
por tanto, mejor a las diferentes influencias perturbadoras. Así, es
ventajoso un acortamiento de la duración del ciclo cuando la
temperatura de refrigeración profunda sea demasiado baja y la
temperatura de refrigeración principal esté en el rango del valor
nominal o sea más alta que el límite superior del rango del valor
nominal. Como ya se ha expuesto, este caso puede presentarse cuando
reinen altas temperaturas ambiente. Según la invención, en una
constelación de esta clase se acorta la duración del ciclo del grupo
de refrigeración. La duración de conexión relativa, que se ha
ajustado, por ejemplo, a un valor medio, permanece de momento
inalterada. Recíprocamente, la regulación según la invención cuida
de que, en el caso de una temperatura de refrigeración profunda
demasiado profunda y con una temperatura de refrigeración principal
situada en el rango del valor nominal o por debajo de éste, se
prolongue la duración del ciclo. Los efectos de compensación de
temperatura y de ahorro de energía ligados a este modo de proceder y
también a un acortamiento o alargamiento de la duración de conexión
relativa se explican seguidamente con más detalle haciendo
referencia a un dibujo.
Muestran
La figura 1, un croquis esquemático que
representa el comportamiento de regulación del sistema de regulación
según la invención en el ejemplo de un frigorífico con
compartimiento de refrigeración principal y compartimiento de
refrigeración profunda, y
La figura 2, un diagrama de circuito típico de un
grupo de refrigeración.
El frigorífico representado en la figura 1 está
estructurado de la manera convencional. Comprende una carcasa 1 y,
dispuestos en ésta, un compartimiento de refrigeración principal 2
de mayor tamaño y sobre éste, separado por un tabique 4, un
compartimiento de refrigeración profunda 3 más pequeño. Como grupo
de refrigeración sirve un compresor 5. El compartimiento de
refrigeración principal 2 y el compartimiento de refrigeración
profunda 3 pueden ser cerrados por medio de puertas separadas 6 y 7.
Los dos compartimientos de refrigeración 2, 3 están unidos uno con
otro a la manera de una conexión en serie, es decir que está
presente solamente un único circuito de refrigeración. La mayor
potencia de refrigeración en el compartimiento de refrigeración
profunda se logra por medio de un número mayor de serpentines o por
medio de una mayor superficie de refrigeración. Como es usual en
aparatos de refrigeración de la clase que se está comentado, se
mantiene sustancialmente constante la temperatura del compartimiento
de refrigeración principal 2, es decir, la temperatura de
refrigeración principal. A este fin, se toma la temperatura del
compartimiento de refrigeración principal con al menos un sensor de
temperatura 8, se retransmite el valor de medida a un regulador y se
compara este valor con un valor nominal preseleccionable por medio
de un ajustador de valor nominal 10. La señal de salida 9 del
regulador conecta o desconecta el compresor 5 según la desviación de
la temperatura real respecto de la temperatura nominal en el
compartimiento de refrigeración principal 2. La magnitud de una
duración de ciclo del compresor se compone de su duración de
conexión y su duración de desconexión (véase la figura 2), debiendo
estar la temperatura de refrigeración profunda a un valor nominal
ajustable, preferiblemente -18ºC. Además, puede estar previsto que
la temperatura de refrigeración profunda sea regulable por medio de
un potenciómetro.
La temperatura en el compartimiento de
refrigeración profunda es tomada por medio de un sensor de
temperatura 11 y retransmitida al regulador. La temperatura de
refrigeración profunda deberá ser de aproximadamente -18ºC. En caso
de una desviación de la temperatura de refrigeración profunda real
respecto de este valor hacia arriba o hacia abajo, se modifica la
señal de salida 9 del regulador de tal manera que se varíe la
duración del ciclo del compresor y/o su duración de conexión
relativa.
Se explica primero el funcionamiento de una
regulación según la invención haciendo referencia a la situación de
un caso en el que reina en el compartimiento de refrigeración
profunda 3 una temperatura más baja que -18ºC. Cuando las
temperaturas exteriores son relativamente altas, se incrementa de
manera correspondiente la cantidad de calor que penetra en el
compartimiento de refrigeración principal 2 a través de las paredes
de la carcasa. Por consiguiente, se conecta frecuentemente el
compresor 5 para mantener el compartimiento de refrigeración
principal 2 a su temperatura de refrigeración principal nominal
media. Esta potencia de refrigeración incrementada conduce a que la
temperatura de refrigeración profunda descienda más fuertemente de
lo necesario debido a la mayor superficie de refrigeración en el
compartimiento de refrigeración profunda 3. La situación resulta aún
más desfavorable cuando el compartimiento de refrigeración principal
2 se carga con una mayor cantidad de material caliente a refrigerar,
tal como ocurre frecuentemente en verano. El material a refrigerar
recién añadido sólo cede su calor lentamente. Es decir que el
compartimiento de refrigeración principal 2 se vuelve a calentar en
cada fase de desconexión del compresor 5. Esto se repite hasta que
se ha enfriado hasta la temperatura de refrigeración principal
nominal. Según la invención, se acorta en tales casos la duración
del ciclo del compresor 5. La medida del acortamiento depende de las
respectivas condiciones de temperatura, especialmente del grado de
sobreenfriamiento del compartimiento de refrigeración profunda. El
acortamiento de la duración del ciclo se consigue por medio de una
reducción de la duración de conexión y de la duración de desconexión
del compresor para una misma duración de conexión porcentual 5. Una
reducción de la duración del ciclo significa que se reducen del
mismo modo la duración de conexión y la duración de desconexión para
una misma duración de conexión porcentual. La medida según la
invención, es decir, la medida de acortar la duración del ciclo, se
basa en la consideración de que los dos compartimientos y sus partes
de evaporador tienen diferente inercia térmica. Mediante un
alargamiento o acortamiento de la duración del ciclo se puede
influir sólo en pequeña medida sobre el compartimiento de
refrigeración profunda 3, pero, por el contrario, se puede influir
más fuertemente sobre el compartimiento de refrigeración principal
2. Cuando, por ejemplo, la temperatura del compartimiento de
refrigeración profunda es demasiado baja, una reducción del tiempo
del ciclo conduce a que el compartimiento de refrigeración profunda
3 y el compartimiento de refrigeración principal 2 estén demasiado
fríos, pero esto es anulado por un acortamiento de la duración de
conexión.
El caso contrario de que el compartimiento de
refrigeración profunda 3 esté demasiado caliente se presenta, por
ejemplo, a bajas temperaturas ambiente. La aportación de calor a
través de las paredes de la carcasa es entonces tan pequeña que sólo
en raras ocasiones tiene que conectarse el compresor 5. La
consecuencia de esta pequeña potencia de refrigeración es un
calentamiento forzoso del compartimiento de refrigeración profunda
3. En este caso, se alarga la duración del ciclo por medio del
regulador. Esto conduce a un calentamiento del compartimiento de
refrigeración principal 2, de modo que ambos compartimientos 2, 3
están demasiado calientes. Para anular el aumento indeseado de
temperatura de ambos compartimientos 2 y 3 se aumenta de manera
correspondiente la duración de conexión relativa, a la vez que se
mantiene constante la duración del ciclo. El alargamiento de la
duración del ciclo se consigue mediante un alargamiento de la
duración de conexión y la duración de desconexión para una misma
duración de conexión porcentual del compresor 5.
Otra constelación de casos posibles es que ambos
compartimientos de refrigeración estén demasiado calientes. Esto
podría ocurrir, por ejemplo, cuando a bajas temperaturas ambiente el
compartimiento de refrigeración profunda esté demasiado caliente por
las razones anteriormente explicadas y el compartimiento de
refrigeración principal se cargue con material a refrigerar. En esta
situación, es ciertamente indeseable también la transmisión de calor
12, ya que con ello se calentaría aún más el compartimiento de
refrigeración profunda. El remedio propuesto según la invención
consiste aquí - como anteriormente se ha descrito - en alargar la
duración de conexión relativa, preferiblemente con una duración del
ciclo prácticamente inalterada.
La fase de conexión del compresor es alargada así
de manera correspondiente. Por tanto, se incrementa la potencia de
refrigeración aportada durante el tiempo de un ciclo, con lo que se
consigue un enfriamiento rápido hasta los valores nominales
correspondientes. Además, se acorta la duración de desconexión, lo
que contrarresta una transmisión de calor 12, si bien esta
transmisión de calor es en principio sólo de importancia
secundaria.
Debido a efectos de sobreoscilación o después de
llevar el ajustador de valor nominal 11 de valores bajos a valores
más altos, puede ocurrir que la temperatura de refrigeración
principal y la temperatura de refrigeración profunda sean demasiado
bajas. En este caso, como es natural, el compresor 5 permanece de
momento desconectado hasta que se haya calentado el compartimiento
de refrigeración principal 2 a la temperatura de conexión. Se
conecta ahora el compresor, pero éste funciona con una duración de
conexión relativa acortada, es decir, con una reducida potencia de
refrigeración. El acortamiento de la duración de conexión relativa
se ajusta directamente por medio del regulador. Por tanto, el
enfriamiento no se efectúa tan rápidamente como el que se produciría
en el caso de una potencia de refrigeración inalterada. Se evita así
un sobrecontrol hacia temperaturas más bajas que la temperatura de
refrigeración principal nominal. La reacción a una desviación de la
temperatura se produce aquí, al igual que ocurre también en el caso
del alargamiento de la duración de conexión relativa, no sólo según
el "principio de todo o nada"
(conexión-desconexión), sino que, según que la
temperatura de refrigeración principal sea previamente demasiado
alta o demasiado baja, se realiza una adaptación correspondiente de
la potencia de refrigeración del compresor 5.
El acortamiento de la duración de conexión
relativa por medio del regulador se efectúa ajustando éste un valor
más bajo de la temperatura de refrigeración profunda real y/o de la
temperatura de refrigeración principal real, es decir, un valor
virtual de la temperatura de refrigeración profunda real y/o de la
temperatura de refrigeración principal real; y el alargamiento de la
duración de conexión relativa por medio del regulador se efectúa
ajustando éste un valor más alto de la temperatura de refrigeración
profunda real y/o de la temperatura de refrigeración principal real,
es decir, un valor virtual de la temperatura de refrigeración
profunda real y/o de la temperatura de refrigeración principal real.
El regulador es, por ejemplo, un regulador de lógica difusa.
Claims (10)
1. Procedimiento para regular la temperatura en
un aparato de refrigeración, que comprende
- -
- un único grupo de refrigeración y un único circuito de refrigeración que une entre sí una zona de refrigeración principal con una temperatura de refrigeración principal más alta y una zona de refrigeración profunda con una temperatura de refrigeración profunda más baja a la manera de una conexión en serie, y
- -
- un medio para mantener constante la temperatura de refrigeración principal,
caracterizado porque la
duración del ciclo y la duración de conexión relativa del grupo de
refrigeración son variadas de forma sustancialmente independiente
una de otra en función de una desviación de valor nominal de la
temperatura de refrigeración profunda y/o de la temperatura de
refrigeración princi-
pal.
pal.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se acorta la duración del ciclo del
grupo de refrigeración cuando la temperatura de refrigeración
profunda presenta una desviación de valor real respecto de una
temperatura de refrigeración profunda más baja y la temperatura de
refrigeración principal está en el rango del valor nominal o por
encima del mismo.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se alarga la duración del ciclo del
grupo de refrigeración cuando la temperatura de refrigeración
profunda presenta una desviación de valor real respecto de una
temperatura de refrigeración profunda más alta y la temperatura de
refrigeración principal está en el rango del valor nominal o por
encima del mismo.
4. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 3,
caracterizado porque se produce el alargamiento de la
duración del ciclo por medio de un aumento de la duración de
conexión y la duración de desconexión y se produce su acortamiento
por medio de una reducción de dichas duraciones de conexión y de
desconexión, junto con una misma duración de conexión relativa del
grupo de refrigeración.
5. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se alarga la duración de conexión
relativa del grupo de refrigeración cuando la temperatura de
refrigeración profunda y la temperatura de refrigeración principal
presentan una desviación de valor real respecto de una temperatura
de refrigeración profunda más alta y de una temperatura de
refrigeración principal más alta, respectivamente.
6. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se acorta la duración de conexión
relativa del grupo de refrigeración cuando la temperatura de
refrigeración profunda y la temperatura de refrigeración principal
presentan una desviación de valor real respecto de una temperatura
de refrigeración profunda más baja y de una temperatura de
refrigeración principal más baja, respectivamente.
7. Procedimiento según la reivindicación 5 ó 6,
caracterizado porque el acortamiento de la duración de
conexión relativa se produce por medio de un valor más bajo de la
temperatura de refrigeración profunda real y/o de la temperatura de
refrigeración principal real ajustado por el regulador, y el
alargamiento de la duración de conexión relativa se produce por
medio de un valor más alto de la temperatura de refrigeración
profunda real y/o de la temperatura de refrigeración principal real
ajustado por el regulador.
8. Dispositivo de regulación para regular la
temperatura en un aparato de refrigeración con un único grupo de
refrigeración y un único circuito de refrigeración que une entre sí
una zona de refrigeración principal con una temperatura de
refrigeración principal más alta y una zona de refrigeración
profunda con una temperatura de refrigeración profunda más baja a la
manera de una conexión en serie, y con un regulador para mantener
constante la temperatura de refrigeración principal, por medio de un
procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7.
9. Dispositivo de regulación según la
reivindicación 8, caracterizado porque el regulador es un
regulador de lógica difusa.
10. Aparato de refrigeración con un dispositivo
de regulación según la reivindicación 8 ó 9.
Applications Claiming Priority (2)
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Family Applications (1)
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| IT1266851B1 (it) * | 1994-06-08 | 1997-01-21 | Merloni Elettrodomestici Spa | Metodo per il controllo di un apparato frigorifero, ed apparato implementante tale metodo. |
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| EP0798521A2 (de) | 1997-10-01 |
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