ES2245057T3 - Aparato acondicionador de aire. - Google Patents
Aparato acondicionador de aire.Info
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Abstract
EN UN CICLO DE REFRIGERACION QUE HACE USO DE UN REFRIGERANTE INFLAMABLE COMO REFRIGERANTE Y QUE COMPRENDE UN CAMBIADOR DE CALOR INTERIOR (6), UN CAMBIADOR DE CALOR EXTERIOR (3), UN COMPRESOR (1) Y UN DISPOSITIVO DE EXPANSION (5) CONECTADOS ANULARMENTE ENTRE SI A TRAVES DE UNOS TUBOS, EL CICLO DE REFRIGERACION COMPRENDE UN DETECTOR DE GAS (8) Y UNA PORCION DE DESCARGA DE REFRIGERANTE (9), CONTROLANDO EL DETECTOR DE GAS (8) EL ESCAPE DE REFRIGERANTE DEL CICLO DE REFRIGERACION AL EXTERIOR Y, TRAS HABER DETECTADO EL DETECTOR DE GAS (8) EL ESCAPE, LA PORCION DE DESCARGA (9) SE ABRE PARA DESCARGAR EL REFRIGERANTE AL EXTERIOR. EN ESE MOMENTO, EL DETECTOR DE GASES (8) ESTA DISPUESTO DENTRO DE UNA HABITACION Y LA PORCION DE DESCARGA ESTA COLOCADA FUERA DE LA HABITACION. ADEMAS, LA PORCION DE DESCARGA (9) TIENE UN VENTILADOR (19) PARA FACILITAR LA DISPERSION DEL REFRIGERANTE. ADEMAS, LA PORCION DE DESCARGA TIENE UN QUEMADOR (29) PARA QUEMAR EL REFRIGERANTE MIENTRAS LO DESCARGA. CON LA ESTRUCTURA ANTEDICHA SE PUEDE CONTROLAR EL ESCAPE DE REFRIGERANTE INFLAMABLE Y TRAS HABER DETECTADO EL ESCAPE, EL ESCAPE SE DESCARGA DE MANERA POSITIVA A LA ATMOSFERA SEGURA, EJ., AL LADO DE LA UNIDAD EXTERIOR, E INCLUSO SI SE HA ESCAPADO REFRIGERANTE POR EL LADO DE UNA UNIDAD INTERIOR, SE PUEDE REDUCIR EL ESCAPE UN CIERTO NIVEL.
Description
Aparato acondicionador de aire.
La presente invención se refiere a un
acondicionador de aire que comprende las características del
preámbulo de la reivindicación 1. Tal acondicionador de aire se
conoce, por ejemplo, a partir de documento
EP-A-0768198.
En la actualidad, los refrigerantes basados en
freón, que tienen propiedades estables y son de fácil manejo, se
emplean como refrigerantes de aparatos que tienen ciclo de
refrigeración tales como un congelador, refrigerador y
acondicionador de aire. Sin embargo, a pesar de las propiedades
estables y el fácil manejo de los refrigerantes de freón, se dice
que destruyen la capa de ozono. Debido a que estos refrigerantes
afectan negativamente al medio ambiente a escala mundial, su uso
quedará completamente prohibido en el futuro tras un período de
tiempo preparatorio.
Entre los refrigerantes basados en freón, los
refrigerantes de hidrofluorocarbono (HFC) parece que no destruyen la
capa de ozono, pero tienen propiedades que favorecen el
calentamiento global. Existe una tendencia a prohibir también el uso
de estos refrigerantes, especialmente en Europa, donde existe una
mayor concienciación sobre los problemas medioambientales. Es decir,
existe la tendencia de prohibir el uso de los refrigerantes de
freón, que son producidos artificialmente, y de utilizar
refrigerantes naturales tales como el hidrocarburo, como se hacía
antiguamente.
Sin embargo, debido al carácter inflamable de
tales refrigerantes naturales, por motivos de seguridad, es
necesario evitar la explosión o ignición de los mismos.
Como procedimiento para evitar la explosión o
ignición cuando se utilizan refrigerantes de hidrocarburo, se
propone su separación, aislamiento o mantenimiento lejos de una
fuente de ignición (p.ej., solicitudes japonesas de patente
expuestas al examen público nº: H7-55267 y nº:
H8-61702). Para evitar la explosión o ignición de
los refrigerantes de hidrocarburo, se propone también convertir el
refrigerante en uno no inflamable (p.ej., solicitud japonesa de
patente expuesta al examen público nº:
H9-59609).
Sin embargo, aunque resulta eficaz, para la
seguridad del acondicionador de aire, separarlo, aislarlo o
mantenerlo lejos de fuentes de ignición, no se puede decir que esto
sea la solución. Además, la conversión del refrigerante a uno no
inflamable es extremadamente complicada, y no se ha propuesto
todavía un procedimiento concluyente.
De acuerdo con el documento
EP-A-0768198, cuando se detecta una
fuga de refrigerante durante el funcionamiento de un aparato de aire
acondicionado de vehículo, se cierran las salidas de aire de un
pasajero, así como la electroválvula de un conducto de aire. Por
consiguiente, transcurrido un tiempo predeterminado desde el cierre
de la electroválvula, se detiene un compresor. De este modo, el
refrigerante que se encuentra dentro de un evaporador es absorbido y
desechado. Como consecuencia, se puede reducir la cantidad de fuga
de refrigerante procedente de un conducto de aire acondicionado
debida al daño en el evaporador.
El objeto de la presente invención consiste en
aumentar la seguridad de los acondicionadores de aire.
El objeto se resuelve mediante las
características de la reivindicación 1. Las reivindicaciones
subordinadas definen mejoras adicionales de la invención.
Para resolver el problema anterior, según la
presente invención, se propone un acondicionador de aire que utiliza
un refrigerante inflamable, en el que un sensor de gas monitoriza
las fugas de refrigerante producidas al exterior del acondicionador
de aire, y si el sensor de gas detecta una fuga, el refrigerante del
ciclo de refrigeración es realmente descargado desde una parte de
descarga hacia la atmósfera, extrayendo así el refrigerante cargado
en el ciclo de refrigeración.
Con la estructura anterior, se monitoriza la fuga
de un refrigerante inflamable, y una vez detectada la fuga, el
refrigerante es realmente liberado a una atmósfera segura, p.ej.,
junto a una unidad exterior, e incluso aún saliendo el refrigerante
junto a una unidad interior, es posible reducir la fuga hasta un
cierto nivel.
Para lograr el objetivo anterior, según un primer
aspecto, se proporciona un acondicionador de aire de tipo integral,
en el que hay una unidad interior y una unidad exterior integradas,
un ciclo de refrigeración que comprende un intercambiador interior
de calor, un intercambiador exterior de calor, un compresor y un
dispositivo de expansión, que se encuentran conectados de forma
anular entre sí mediante tubos, y usando el ciclo de refrigeración
un refrigerante inflamable como refrigerante, en el que se
proporciona un sensor de gas dentro de la habitación, hay una parte
de descarga de refrigerante dispuesta fuera de la habitación, el
sensor de gas monitoriza las fugas de refrigerante que se producen
desde el ciclo de refrigeración al exterior, y cuando el sensor de
gas detecta una fuga, la parte de descarga se abre para descargar al
exterior el refrigerante. Con esta característica, como el
refrigerante cargado en el ciclo de refrigeración es descargado del
ciclo de refrigeración, que pierde hermetismo con respecto a la
atmósfera, hacia un lugar seguro, es posible evitar la acumulación
del refrigerante en un lugar peligroso, tal como un lugar en el que
el refrigerante fugado tienda a permanecer de manera que exista una
posibilidad de explosión o ignición.
De acuerdo con un segundo aspecto de la
invención, se proporciona un acondicionador de aire de tipo
separado, en el que el ciclo de refrigeración comprende un
intercambiador interior de calor incluido en una unidad interior, un
intercambiador exterior de calor incluido en una unidad exterior, un
compresor, y un dispositivo de expansión, que están conectados entre
sí de forma anular mediante tubos, usando el ciclo de refrigeración
un refrigerante inflamable como refrigerante, y que tiene una unidad
interior y una unidad exterior conectadas entre sí mediante tubos
conectores, en el que el ciclo de refrigeración se proporciona con
un sensor de gas y una parte de descarga de refrigerante, el sensor
de gas monitoriza las fugas de refrigerante producidas desde el
ciclo de refrigeración al exterior, cuando el sensor de gas detecta
una fuga, la parte de descarga se abre para descargar al exterior el
refrigerante. Con esta característica, el refrigerante cargado en el
ciclo de refrigeración es descargado del ciclo de refrigeración, que
pierde hermetismo con respecto a la atmósfera, hacia un lugar
seguro. Por lo tanto, incluso en el acondicionador de aire de tipo
separado, que generalmente tiene una gran cantidad de refrigerante,
es posible evitar la acumulación del refrigerante en un lugar
peligroso, tal como un lugar en el que el refrigerante fugado tienda
a permanecer de manera que exista una posibilidad de explosión o
ignición.
Según un tercer aspecto, en el segundo aspecto,
la unidad interior se proporciona con un sensor de gas y la unidad
exterior o los tubos conectores se proporcionan con la parte de
descarga de refrigerante. Con esta característica, es posible evitar
que el refrigerante permanezca en un lugar cerrado, que es lo más
peligroso en el caso de los refrigerantes inflamables. Es decir, es
posible evitar que cuando se produzca una fuga de refrigerante
inflamable desde la unidad interior, tal refrigerante fugado
permanezca en un lugar con poca ventilación, pudiéndose ocasionar
una explosión o ignición. Al colocar la parte de descarga en una
unidad exterior segura o en los tubos conectores seguros, es posible
descargar el refrigerante rápidamente y de una forma segura. Es
decir, al colocar la parte de descarga en un lugar con una buena
ventilación, el refrigerante inflamable se mezcla lo suficiente con
la atmósfera y se dispersa.
De acuerdo con un cuarto aspecto, se proporciona
un acondicionador de aire de tipo integral, en el que hay una unidad
interior y una unidad exterior integradas, un ciclo de refrigeración
que comprende un intercambiador interior de calor, un intercambiador
exterior de calor, un compresor y un dispositivo de expansión, que
se encuentran conectados entre sí de forma anular mediante tubos, y
usando el ciclo de refrigeración un refrigerante inflamable como
refrigerante, en el que se proporciona un sensor de gas dentro de la
habitación, hay una parte de descarga de refrigerante y un
ventilador fuera de la habitación, el sensor de gas monitoriza las
fugas de refrigerante que se producen desde el ciclo de
refrigeración al exterior, cuando el sensor de gas detecta una fuga,
la parte de descarga se abre para descargar al exterior el
refrigerante a la vez que gira el ventilador. Con esta
característica, como el refrigerante descargado desde la parte de
descarga hacia la atmósfera es removido por el ventilador, el
refrigerante inflamable puede ser descargado a la atmósfera de un
modo más seguro.
Según un quinto aspecto, se proporciona un
acondicionador de aire de tipo separado, en el que el ciclo de
refrigeración comprende un intercambiador interior de calor incluido
en una unidad interior, un intercambiador exterior de calor incluido
en una unidad exterior, un compresor, y un dispositivo de expansión,
que están conectados entre sí de forma anular mediante tubos, usando
el ciclo de refrigeración un refrigerante inflamable como
refrigerante, y estando la unidad interior y unidad exterior
conectadas entre sí mediante tubos conectores, en el que se
proporciona en el ciclo de refrigeración un sensor de gas, una parte
de descarga de refrigerante y un ventilador, el sensor de gas
monitoriza las fugas de refrigerante que se producen desde el ciclo
de refrigeración al exterior, cuando el sensor de gas detecta una
fuga, la parte de descarga se abre para descargar al exterior el
refrigerante a la vez que gira el ventilador. Con esta
característica, como el refrigerante descargado desde la parte de
descarga hacia la atmósfera y el refrigerante fugado son removidos
por el ventilador, le refrigerante inflamable puede ser descargado a
la atmósfera de un modo más seguro, incluso a pesar de tratarse del
acondicionador de aire de tipo separado, que generalmente tiene una
gran cantidad de refrigerante.
Según un sexto aspecto, en el quinto aspecto,
dicha unidad interior se proporciona con un sensor de gas y dicha
unidad exterior o los tubos conectores se proporcionan con dicha
parte de descarga de refrigerante y dicho ventilador. Con esta
característica, es posible evitar que si se produce una fuga de
refrigerante inflamable desde la unidad interior, tal refrigerante
fugado permanezca en un lugar con poca ventilación, y se produzca
una explosión o ignición. Al colocar la parte de descarga y el
ventilador en la unidad exterior segura o en los tubos conectores
seguros, es posible descargar el refrigerante rápidamente y de una
forma segura.
De acuerdo con un séptimo aspecto, se proporciona
un acondicionador de aire de tipo integral, en el que hay una unidad
interior y una unidad exterior integradas, un ciclo de refrigeración
que comprende un intercambiador interior de calor, un intercambiador
exterior de calor, un compresor y un dispositivo de expansión, que
se encuentran conectados entre sí de forma anular mediante tubos, y
usando el ciclo de refrigeración un refrigerante inflamable como
refrigerante, en el que se proporciona un sensor de gas dentro de la
habitación, hay una parte de descarga de refrigerante y un quemador
dispuestos fuera de la habitación, el sensor de gas monitoriza las
fugas de refrigerante que se producen desde el ciclo de
refrigeración al exterior, cuando el sensor de gas detecta una fuga,
la parte de descarga se abre para descargar el refrigerante al
exterior mientras se quema el refrigerante. Con esta característica,
como el refrigerante procedente del ciclo de refrigeración puede ser
forzosamente quemado, incluso aunque permaneciera una parte del
refrigerante liberado, sería posible evitar una explosión o
ignición.
Según un octavo aspecto, se proporciona un
acondicionador de aire de tipo separado, en el que el ciclo de
refrigeración comprende un intercambiador interior de calor incluido
en una unidad interior, un intercambiador exterior de calor incluido
en una unidad exterior, un compresor, y un dispositivo de expansión,
que están conectados entre sí de forma anular mediante tubos, usando
el ciclo de refrigeración un refrigerante inflamable como
refrigerante, y que la unidad interior y unidad exterior están
conectadas entre sí mediante tubos conectores, en el que se
proporciona en el ciclo de refrigeración un sensor de gas, una parte
de descarga de refrigerante y un quemador, el sensor de gas
monitoriza las fugas de refrigerante que se producen desde el ciclo
de refrigeración al exterior, cuando el sensor de gas detecta una
fuga, la parte de descarga se abre para descargar el refrigerante al
exterior mientras se quema el refrigerante. Con esta característica,
como el refrigerante procedente del ciclo de refrigeración puede ser
forzosamente quemado, incluso aunque permaneciera una parte del
refrigerante liberado, sería posible evitar la explosión o ignición,
incluso en los aparatos de aire acondicionado de tipo separado, que
generalmente tienen una gran cantidad de refrigerante.
Según un noveno aspecto, en el octavo aspecto, la
unidad interior se proporciona con un sensor de gas y dicha unidad
exterior o dichos tubos conectores se proporcionan con dicha parte
de descarga de refrigerante y dicho quemador. Con esta
característica, es posible evitar que si se produce una fuga de
refrigerante inflamable desde la unidad interior, tal refrigerante
fugado permanezca en un lugar con poca ventilación, y se produzca
una explosión o ignición. Al colocar la parte de descarga y el
quemador en la unidad exterior segura o en los tubos conectores
seguros, es posible descargar el refrigerante rápidamente y de una
forma segura.
De acuerdo con un décimo aspecto, en el séptimo o
noveno aspecto, el refrigerante inflamable del ciclo de
refrigeración y una parte de aire exterior son previamente mezclados
por el quemador. Este sistema se conoce generalmente como quemador
Bunsen. Con esta característica, como la atmósfera puede absorber y
mezclar uniformemente en función de la velocidad de suministro del
refrigerante, que es combustible, es posible quemar el refrigerante
de una forma más segura.
Según un undécimo aspecto, en el séptimo o noveno
aspecto, el refrigerante inflamable es quemado por el quemador
mediante un procedimiento de combustión catalítica. Como la
combustión catalítica es un tipo de combustión de contacto, el grado
de seguridad es alto, y el fuego apenas sale, a diferencia de la
combustión por llama. Por lo tanto, el refrigerante puede ser
descargado a la atmósfera de forma segura. Además, como la carga de
la combustión en función del espacio puede ser grande, puede
utilizarse un quemador compacto.
De acuerdo con un duodécimo aspecto, en uno
cualquiera del primero al décimo aspecto, el refrigerante inflamable
comprende como componente principal uno entre propano, isobutano y
etano, o una mezcla de una pluralidad de estos componentes. Entre
los refrigerantes inflamables, el refrigerante basado en
hidrofluorocarbono (HFC) presenta el problema relativo al
calentamiento y así, tal refrigerante no debería ser descargado. Si
el refrigerante es un refrigerante natural tal como el propano,
isobutano o etano, incluso aunque sea descargado a la atmósfera,
como el coeficiente de calentamiento es pequeño, éste no supone un
grave problema. Además, si el refrigerante procedente del ciclo de
refrigeración es quemado, no supone un problema al convertirse éste
en dióxido de carbono y agua.
Según un décimo tercer aspecto, en uno cualquiera
del primer al duodécimo aspecto, el aceite para equipos frigoríficos
presente en el compresor tiene una menor solubilidad mutua con el
refrigerante inflamable. Con esta característica, como la
solubilidad mutua entre el refrigerante y el aceite para equipos
frigoríficos es pequeña, si el refrigerante procede del ciclo de
refrigeración, casi no queda refrigerante en el ciclo de
refrigeración, siendo posible evitar una fuga continua a partir de
entonces desde la parte de descarga, y pudiéndose garantizar una
seguridad.
De acuerdo con un décimo cuarto aspecto, en uno
cualquiera del primer al décimo tercer aspecto, el compresor es un
compresor libre de aceite, dentro del cual no se carga aceite para
equipos frigoríficos. Con esta característica, si el refrigerante
procede del ciclo de refrigeración, casi no queda refrigerante en el
ciclo de refrigeración, siendo posible evitar, a partir de entonces,
una fuga continua de la parte de descarga, y pudiéndose garantizar
una seguridad.
De acuerdo con un décimo quinto aspecto, en uno
cualquiera del primer a décimo cuarto aspecto, se dispone un sensor
de gas entre el ventilador y una rejilla de transferencia en un
circuito de ventilación de la unidad interior. Debido a que el
propano y el isobutano, que constituyen el refrigerante inflamable,
son más densos que el aire, si el refrigerante se fuga del ciclo de
refrigeración, el refrigerante es dispersado hacia abajo. Por lo
tanto, al disponerse el sensor de gas entre el ventilador y la
rejilla de transferencia del circuito de ventilación de la unidad
interior, es posible detectar suficientemente la fuga de
refrigerante en el espacio interior, donde puede existir el mayor
peligro.
La fig. 1 es un diagrama de bloque de un ciclo de
refrigeración según una primera realización de la presente
invención;
La fig. 2 es un diagrama de bloque de un ciclo de
refrigeración según una segunda realización de la presente
invención;
La fig. 3 es un diagrama de bloque de un ciclo de
refrigeración según una tercera realización de la presente
invención;
La fig. 4 es un diagrama de bloque de un ciclo de
refrigeración según una cuarta realización de la presente
invención;
La fig. 5 es un diagrama de bloque de un quemador
según una cuarta realización de la presente invención;
La fig. 6 es un diagrama de bloque de un quemador
según una quinta realización de la presente invención;
La fig. 7 es una vista transversal lateral de una
unidad interior usada en la invención.
Las realizaciones de la presente invención serán
explicadas en detalle haciendo referencia a las figuras
adjuntas.
Primera
realización
La fig. 1 muestra un ciclo de refrigeración de la
primera realización. El número de referencia 1 representa un
compresor, 3 representa un intercambiador exterior de calor, 4
representa un secador, 5 representa un dispositivo de expansión y 6
representa un intercambiador interior de calor. El compresor 1, el
intercambiador exterior de calor 3, el secador 4, el dispositivo de
expansión 5 y el intercambiador interior de calor 6 están montados
en un acondicionador de aire tipo integral. El número de referencia
8 representa un sensor de gas y el 9 representa una electroválvula
de descarga. El sensor de gas 8 está colocado dentro de la
habitación, mientras que la electroválvula de descarga 9 está
colocada fuera de la habitación. Se utilizan 150 g de propano como
refrigerante, y se carga en el compresor 1 un compuesto de carbonato
como aceite para equipos frigoríficos.
Como compuesto de carbonato, se utilizó un
compuesto de carbonato de un 99,5% de pureza, representado por la
fórmula química 1 y con una proporción del 28% de carbono formador
de un enlace tipo éster de ácido carbónico. El secador 4 comprende
principalmente zeolita tipo A intercambiada con K y una arcilla, que
fue calcinada mientras se incorporaba material de enlace en el
secador 4.
Fórmula química
1
El acondicionador de aire tiene el siguiente
ciclo. Es decir, el calor del refrigerante comprimido por el
compresor 1
es liberado en el intercambiador exterior de calor 3, se licua el refrigerante y pasa a través del secador 4 y del dispositivo de expansión 5, convirtiéndose así en un refrigerante de mezcla de gas/líquido de baja temperatura, el refrigerante absorbe el calor y se evapora en el intercambiador interior de calor 6, para ser suministrado al compresor 1.
es liberado en el intercambiador exterior de calor 3, se licua el refrigerante y pasa a través del secador 4 y del dispositivo de expansión 5, convirtiéndose así en un refrigerante de mezcla de gas/líquido de baja temperatura, el refrigerante absorbe el calor y se evapora en el intercambiador interior de calor 6, para ser suministrado al compresor 1.
El sensor de gas 8 monitoriza la fuga de propano,
y si el sensor de gas 8 detecta una fuga, el sensor de gas 8 envía
inmediatamente una señal a la electroválvula de descarga 9, que
sirve para descargar el refrigerante, y se abre la electroválvula de
descarga 9, descargando así el propano del ciclo de refrigeración a
la atmósfera.
Aunque, en la presente realización, el sensor de
gas esté colocado en una habitación, la presente invención no está
limitada a esto. También resulta eficaz colocar el sensor de gas
fuera de la habitación. Puede que no haya un único sensor de gas en
funcionamiento, y cuando parezca que el grado de peligrosidad es
alto, se pueden colocar una pluralidad de sensores de gas.
El sensor de gas que se puede utilizar en la
presente invención no está especialmente limitado a uno de tipo
semiconductor y uno de tipo de combustión de contacto, pudiéndose
emplear cualquier sensor siempre que se trate de un sensor de gas
para hidrocarburos que sea de alta sensibilidad. Se puede utilizar
cualquier procedimiento de detección. Por ejemplo, la señal de fuga
puede ser enviada cuando el pico de concentración supere un valor
predeterminado o la concentración de la fuga esté integrada y la
cantidad de fuga supere un valor predeterminado.
Segunda
realización
La fig. 2 muestra un ciclo de refrigeración de
una segunda realización. El número de referencia 1 representa un
compresor, 2 representa una válvula de 4 vías, 3 representa un
intercambiador exterior de calor, 4 representa un secador, 5
representa un dispositivo de expansión, 6 representa un
intercambiador interior de calor y 7 representa tubos de conexión
entre la unidad exterior e interior. El compresor 1, la válvula de
4 vías 2, el intercambiador exterior de calor 3, el secador 4 y el
dispositivo de expansión 5 están montados en una unidad exterior. El
número de referencia 8 representa un sensor de gas y el 9 representa
una electroválvula de descarga. El sensor de gas 8 está colocado en
la unidad interior, y la electroválvula de descarga 9 está colocada
en una pieza que conecta la unidad exterior y el tubo de conexión
entre la unidad exterior e interior 7. Se utilizan 250 g de propano
como refrigerante, y se carga el compresor con un compuesto de
carbonato como aceite para equipos frigoríficos. Se utiliza el mismo
secador que en la primera realización.
En el momento de la operación de enfriamiento del
acondicionador de aire, se libera calor del refrigerante comprimido
por el compresor 1 en el intercambiador exterior de calor 3, se
licua el refrigerante y pasa a través del secador 4 y del
dispositivo de expansión 5, convirtiéndose así en un refrigerante de
mezcla de gas/líquido de baja temperatura, el refrigerante absorbe
el calor y se evapora en el intercambiador interior de calor 6,
siendo transferido de nuevo a la unidad exterior y suministrado al
compresor 1. En el momento de la operación de calentamiento, la
válvula de 4 vías cambia la trayectoria del flujo, el refrigerante
es comprimido en el intercambiador interior de calor 6 y se evapora
en el intercambiador exterior de calor 3.
El sensor de gas 8 monitoriza la fuga de propano,
y si el sensor de gas 8 detecta una fuga, el sensor de gas 8 envía
inmediatamente una señal a la electroválvula de descarga 9, que
sirve para descargar el refrigerante, y se abre la electroválvula de
descarga 9, descargando así el propano del ciclo de refrigeración a
la atmósfera. En el caso de acondicionadores de aire de tipo
separado, en general, la cantidad de refrigerante es superior que la
de los acondicionadores de aire de tipo integral, debido a los tubos
conectores. Sin embargo, como el refrigerante se descarga en la
atmósfera, un lugar altamente seguro, es posible mejorar en
seguridad.
Aunque, en la presente realización, la unidad
interior se proporciona con el sensor de gas, la presente invención
no está limitada a esto. También resulta eficaz colocar el sensor de
gas fuera de la habitación. Cuando los tubos de conexión entre la
unidad exterior e interior están construidos dentro de un edificio,
resulta eficaz para mejorar la seguridad colocar el sensor de gas en
la tubería. Puede que no haya un único sensor de gas en
funcionamiento, y cuando parezca que el grado de peligrosidad es
alto, se pueden colocar una pluralidad de sensores de gas.
El sensor de gas que se puede utilizar en la
presente invención no está especialmente limitado a uno de tipo
semiconductor o uno de tipo de combustión de contacto, pudiéndose
emplear cualquier sensor siempre que se trate de un sensor de gas
para hidrocarburos que sea de alta sensibilidad. Se puede utilizar
cualquier procedimiento de detección. Por ejemplo, la señal de fuga
puede ser enviada cuando el pico de concentración supere un valor
predeterminado o la concentración de la fuga esté integrada y la
cantidad de fuga supere un valor predeterminado.
Tercera
realización
La fig. 3 muestra un ciclo de refrigeración de
una tercera realización. El número de referencia 10 representa un
compresor, 11 representa una válvula de 4 vías, 12 representa un
intercambiador exterior de calor, 13 representa un secador, 14
representa un dispositivo de expansión, 15 representa un
intercambiador interior de calor y 16 representa tubos de conexión
entre la unidad interior y exterior. El compresor 10, la válvula de
4 vías 11, el intercambiador exterior de calor 12, el secador 13 y
el dispositivo de expansión 14 están montados en una unidad
exterior. El número de referencia 17 representa un sensor de gas, el
18 representa una electroválvula de descarga, 19 representa un
ventilador, 47 representa un ventilador interior y 50 representa un
ventilador exterior. El sensor de gas 17 está colocado en la unidad
interior, y la electroválvula de descarga 18 está colocada en una
pieza que conecta la unidad exterior y el tubo de conexión entre la
unidad interior y exterior 16. El ventilador 19 esta colocado
adyacente a la electroválvula de descarga 18. Como en la primera
realización, se utiliza propano como refrigerante, y se carga en el
compresor 10 un compuesto de carbonato como aceite para equipos
frigoríficos. Se utiliza el mismo secador que en la primera
realización.
La estructura de la presente realización es la
estructura de la primera realización más el ventilador 19, y con
esta estructura, el propano es descargado desde la electroválvula de
descarga 18 a la atmósfera mientras es dispersado por el ventilador
19. De este modo, se puede descargar el propano a la atmósfera de
una forma más segura. Además, como el ventilador interior y el
ventilador exterior funcionan a la vez para dispersar el
refrigerante fugado, se aumenta aún más la seguridad.
Aunque, en la presente realización, la unidad
interior se proporciona con el sensor de gas, la presente invención
no está limitada a esto. También resulta eficaz colocar el sensor de
gas en una unidad exterior. Cuando los tubos de conexión entre la
unidad interior y exterior están construidos dentro de un edificio,
resulta eficaz para mejorar la seguridad colocar el sensor de gas en
el tubo. Puede que no haya un único sensor de gas en funcionamiento,
y cuando parezca que el grado de peligrosidad es alto, se pueden
colocar una pluralidad de sensores de gas.
Al igual que el ventilador utilizado en la
presente invención, se pueden utilizar varios ventiladores tales
como un ventilador siroco o un ventilador helicoidal, y el
ventilador puede ser de cualquier tipo siempre y cuando tenga la
función de remover el refrigerante descargado con sus aletas.
\newpage
Cuarta
realización
La fig. 4 muestra un ciclo de refrigeración de
una cuarta realización y la fig. 5 muestra un quemador. El número de
referencia 20 representa un compresor, 21 representa una válvula de
4 vías, 22 representa un intercambiador exterior de calor, 23
representa un secador, 24 representa un dispositivo de expansión, 25
representa un intercambiador interior de calor y 26 representa tubos
de conexión entre la unidad interior y exterior. El compresor 20,
la válvula de 4 vías 21, el intercambiador exterior de calor 22, el
secador 23 y el dispositivo de expansión 24 están montados en una
unidad exterior. El número de referencia 27 representa un sensor de
gas, el 28 representa una electroválvula de descarga y 29 representa
un quemador. El sensor de gas 27 está colocado en la unidad
interior, y la electroválvula de descarga 28 está colocada en una
pieza que conecta la unidad exterior con el tubo de conexión entre
la unidad interior y exterior 26. El quemador 29 esta colocado
adyacente a la electroválvula de descarga 28. Como en la primera
realización, se utiliza propano como refrigerante, y se carga en el
compresor 20 un compuesto de carbonato como aceite para equipos
frigoríficos. Se utiliza el mismo secador que en la primera
realización.
La estructura de la presente realización es la
estructura de la segunda realización más el quemador 29. El propano
por descargarse de la electroválvula de descarga 28 a la atmósfera
pasa a través de una boquilla 32 desde un conducto de flujo de gas
31 a un cuerpo cilíndrico 30 situado en el quemador 29 mientras se
mezcla con una porción de aire absorbida e introducida desde las
piezas de introducción de aire libre 33, y el propano mezclado con
el aire es introducido en un puerto de llama 34 en el que es
prendido mediante un elemento de ignición 35 para ser quemado, de
manera que se descompone en dióxido de carbono y agua, y es
descargado a la atmósfera. La llama se detecta utilizando una
varilla de llama 36 acoplada. Por lo tanto, el refrigerante puede
ser descargado desde el acondicionador de aire de forma segura.
En la presente realización, se utiliza lo que
generalmente se denomina un quemador Bunsen, pero la presente
invención no está limitada al mismo. El quemador puede ser del tipo
mezcla previa completa o del tipo dispersión, en el que el aire
libre es introducido mediante un ventilador. Sin embargo, como el
refrigerante, que es combustible, es proporcionado por sí mismo
mediante la presión interna, no se puede decir que el estado de
suministro sea constante y, por lo tanto, se considera el quemador
Bunser, en el que se absorbe y mezcla una porción de aire libre,
como el preferido.
Aunque, en la presente realización, la unidad
interior se proporciona con el sensor de gas, la presente invención
no está limitada a esto. También resulta eficaz colocar el sensor de
gas en una unidad exterior. Cuando los tubos de conexión entre la
unidad interior y exterior están construidos dentro de un edificio,
resulta eficaz colocar el sensor de gas en el tubo a efectos de
mejora de la seguridad. Puede que no haya un único sensor de gas en
funcionamiento, y cuando parezca que el grado de peligrosidad es
alto, se pueden colocar una pluralidad de sensores de gas.
Quinta
realización
La quinta realización se caracteriza porque el
quemador de la cuarta realización es de tipo combustión catalítica,
siendo el resto de los componentes similares a los de la cuarta
realización. Por lo tanto, el quemador será explicado en detalle en
referencia a la fig. 6.
El quemador está dispuesto adyacente a la
electroválvula de descarga de refrigerante en un cuerpo cilíndrico
37, y comprende, en su interior, un conducto de flujo de gas 38, una
boquilla 39, vías de introducción de aire libre 40, una malla 41, un
catalizador 42 y un elemento de ignición 43. El refrigerante, al
descargarse, pasa a través del conducto de flujo de gas 38, y
mientras el refrigerante pasa a través de la boquilla 39, una
porción de aire procedente de las vías de introducción de aire libre
40 es absorbido y mezclado con el refrigerante, y pasa a través de
la malla 41, siendo introducido en el catalizador 42. El elemento de
ignición 43 está dispuesto adyacente al catalizador 42, y cuando se
enciende el refrigerante que ha pasado a través del catalizador 42,
se prende primero en el catalizador y después, transcurridos unos
segundos, el catalizador 42 se calienta, moviéndose la posición de
prendido al catalizador 42 de manera que el refrigerante es sometido
a contrafuego. A partir de entonces, se quema el refrigerante de
forma estable en el catalizador, en una condición de combustión
catalítica de manera continua. La malla 41 se utiliza por razones de
seguridad cuando el suministro de refrigerante, que es combustible,
es inestable y el refrigerante se somete más a contrafuego. Cuando
se somete el refrigerante a contrafuego, si se vuelve a suministrar
refrigerante, como el propio catalizador 42 está a una temperatura
en la que se encuentra lo suficientemente activado, la combustión
catalítica producida en el catalizador 42 puede continuarse sin
necesidad de encender de nuevo mediante el elemento de ignición.
En el caso de la combustión catalítica, el fuego
no sale debido al viento procedente del exterior, e incluso cuando
la velocidad de suministro del refrigerante, que es combustible, es
inestable, y tras salir el fuego a diferencia de la combustión por
llama, es posible volver a prender el fuego para continuar con la
combustión. Por lo tanto, es posible quemar de manera estable y
completamente el refrigerante hasta el final. En el caso de la
combustión catalítica, como la carga de combustión en función del
espacio es grande, puede utilizarse un quemador compacto.
En las realizaciones de la primera a la quinta,
se utiliza el compresor en el que el aceite para equipos
frigoríficos tiene una menor solubilidad mutua con el refrigerante.
En el caso del aceite para equipos frigoríficos que tiene una menor
solubilidad mutua con el refrigerante, como el refrigerante no se
disuelve en el aceite casi en absoluto, resulta fácil extraer el
refrigerante del ciclo de refrigeración y descargarlo en la
atmósfera, siendo posible evitar la fuga permanente desde la
posición de fuga. En el caso de un aceite para equipos frigoríficos
que tenga una gran solubilidad mutua con el refrigerante, incluso si
se pretende descargar el refrigerante desde la válvula de descarga,
como el refrigerante disuelto en el aceite para equipos frigoríficos
requiere un tiempo para separarse del aceite para equipos
frigoríficos, resulta difícil descargar toda la cantidad de
refrigerante. Sin embargo, para reducir la cantidad de fuga, se
considera eficaz extraer el refrigerante del ciclo de refrigeración
inmediatamente después de detectarse la fuga.
En el caso de un compresor libre de aceite en el
que no se carga aceite para equipos frigoríficos, resulta fácil
descargar toda la cantidad de refrigerante como en las
realizaciones, y se considera que tal compresor es eficaz para
evitar una fuga permanente.
La fig. 7 es una vista transversal lateral de una
unidad interior. En la unidad interior, un intercambiador de calor
46 y un ventilador tangencial 47 están colocados en un armazón 44 y
una rejilla de superficie frontal 45. El circuito de ventilación de
la unidad interior está formado tal que el aire absorbido por la
rejilla de superficie frontal 45 pasa a través del intercambiador de
calor 46, de manera que el aire es calentado o enfriado y luego, es
reimpulsado por el ventilador tangencial 47, siendo el aire caliente
o frío impulsado hacia dentro del espacio interior desde la rejilla
de transferencia 48. El sensor de gas 49 está fijo, p.ej., en el
armazón 44 entre el ventilado tangencial 47 y la rejilla de
transferencia 48 del circuito de ventilación.
Cuando se produce una fuga de refrigerante del
ciclo de refrigeración desde la unidad interior hacia el espacio
interior, como el circuito de ventilación está proporcionado en la
unidad interior, la fuga de refrigerantes se produce desde una
tubería de cobre del intercambiador de calor 46. Como el
refrigerante es más denso que el aire, se considera que, en muchos
casos, el refrigerante se dispersa hacia abajo y es descargado desde
la rejilla de transferencia 48 dentro del espacio interior. Cuando
el acondicionador de aire está en funcionamiento, como el ventilador
tangencial 47 está rotando, el refrigerante es descargado desde la
rejilla de transferencia 48. Por lo tanto, al fijar y colocar el
sensor de gas 49 en el armazón 44 entre el ventilador tangencial 47
y la rejilla de transferencia 48, es posible detectar la mayor parte
del refrigerante que se fuga en la unidad interior.
En las presentes invenciones, se utiliza el
compuesto de carbonato (proporción del 28% de carbono formador del
enlace tipo éster de ácido carbónico) que se muestra en la fórmula
química 1 como aceite para equipos frigoríficos. A este respecto, se
descubrió que para inhibir la solubilidad mutua con el propano,
isobutano o etano a un valor pequeño, es preferible que en el
compuesto de carbonato, la proporción de carbono formador del enlace
tipo éster de ácido carbónico sea de un porcentaje atómico de 10 o
mayor con respecto al número total de carbonos que forman el
compuesto de carbonato. Sin embargo, cuando la proporción supera un
porcentaje atómico de 30, se deteriora bastante la estabilidad
térmica y el aceite para equipos frigoríficos, por lo que se
considera que el rango óptimo de la proporción es de un porcentaje
atómico de 10 a 30.
Como se puede entender de la explicación
anterior, según la presente invención, cuando se produce una fuga de
refrigerante inflamable, el refrigerante es descargado al exterior,
en un lugar seguro, i.e., en la atmósfera. Por lo tanto, es posible
evitar la acumulación de refrigerante en un lugar peligroso.
Aunque la realización anterior haya sido
explicada en base al caso en el que se utiliza principalmente
propano como refrigerante, se podría obtener el mismo efecto incluso
si se utilizara un refrigerante que comprendiera, como componente
principal, uno entre isobutano y etano, o una mezcla de dos o más
entre propano, isobutano y etano.
Claims (12)
1. Un acondicionador de aire, en el que un ciclo
de refrigeración comprende una unidad interior y una unidad exterior
integradas en el acondicionador de aire, un intercambiador interior
de calor (6) incluido en dicha unidad interior, un intercambiador
exterior de calor (3) incluido en dicha unidad exterior, un
compresor (1) y un dispositivo de expansión (5), que están
conectados de forma anular entre sí mediante tubos (7), usando dicho
ciclo de refrigeración un refrigerante inflamable como refrigerante,
y estando dicha unidad interior y dicha unidad exterior conectadas
entre sí mediante tubos conectores (7), que se caracteriza
porque
dicho ciclo de refrigeración se proporciona con
un sensor de gas (8) y una parte de descarga de refrigerante (9),
dicho sensor de gas (8) monitoriza la fuga de dicho refrigerante
desde dicho ciclo de refrigeración al exterior, y cuando el sensor
de gas (8) detecta una fuga, se abre dicha parte de descarga (9)
para descargar al exterior dicho refrigerante.
2. Un acondicionador de aire según la
reivindicación 1, en el que dicha unidad interior se proporciona con
dicho sensor de gas (8), y dicha unidad exterior o dichos tubos
conectores (7) se proporcionan con dicha parte de descarga de
refrigerante (9).
3. Un acondicionador de aire según la
reivindicación 1, que comprende además un ventilador (19) dispuesto
en dicho ciclo de refrigeración, que gira mientras dicha parte de
descarga de refrigerante (18) se abre para descargar al exterior
dicho refrigerante.
4. Un acondicionador de aire según la
reivindicación 3, en el que dicha unidad interior se proporciona con
dicho sensor de gas (17) y dicha unidad exterior o dichos tubos
conectores se proporcionan con dicha parte de descarga de
refrigerante (18) y dicho ventilador (19).
5. Un acondicionador de aire según la
reivindicación 1, que comprende además un quemador (29) dispuesto en
dicho ciclo de refrigeración, que quema dicho refrigerante mientras
se abre la parte de descarga (28) para descargar al exterior dicho
refrigerante.
6. Un acondicionador de aire según la
reivindicación 5, en el que dicha unidad interior se proporciona con
dicho sensor de gas (27) y dicha unidad exterior o dichos tubos
conectores (26) se proporcionan con dicha parte de descarga de
refrigerante (28) y dicho quemador (29).
7. Un acondicionador de aire según la
reivindicación 6, en el que dicho refrigerante inflamable de dicho
ciclo de refrigeración y una porción de aire exterior son
previamente mezclados por un quemador (29).
8. Un acondicionador de aire según la
reivindicación 6, en el que dicho refrigerante inflamable es quemado
por dicho quemador (29) en un procedimiento de combustión
catalítica.
9. Un acondicionador de aire según una cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho refrigerante
inflamable comprende, como componente principal, uno entre propano,
isobutano y etano, o una mezcla de una pluralidad de estos
componentes.
10. Un acondicionador de aire según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que un aceite para
equipos frigoríficos de dicho compresor (1, 10, 20) tiene menos
solubilidad mutua con dicho refrigerante inflamable.
11. Un acondicionador de aire según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho compresor
(1, 10, 20) es un compresor libre de aceite, dentro del cual no se
carga aceite para equipos frigoríficos.
12. Un acondicionador de aire según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho sensor de
gas (8, 17, 27) está colocado entre un ventilador (47) y una rejilla
de trasferencia (48) en un circuito de ventilación de una unidad
interior.
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