ES2255143T3 - Caudal por impulsos para control de capacidad. - Google Patents
Caudal por impulsos para control de capacidad.Info
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Abstract
EL CONTROL DE LOS PASOS DE MODULACION DE LA CAPACIDAD DE UN CIRCUITO (10) DE REFRIGERACION O AIRE ACONDICIONADO SE CONSIGUE MOVIENDO RAPIDAMENTE EN CICLO UNA VALVULA DE SOLENOIDE (52, 54, 56) EN EL CONDUCTO DE ASPIRACION (24), UN CIRCUITO ECONOMIZADOR (18-1), O EN UNA DERIVACION (50) CON EL PORCENTAJE DE TIEMPO DE "APERTURA" DE LA VALVULA (52, 54, 56) REGULANDO EL CAUDAL DE FLUJO A TRAVES DEL MISMO. PARA EL FLUJO DEL ECONOMIZADOR (18-1) Y PARA LA DERIVACION (50) SE USA UN ORIFICIO COMUN (12-1) EN EL COMPRESOR (12).
Description
Caudal por impulsos para control de
capacidad.
En un sistema cerrado de acondicionamiento o
refrigeración por aire hay una serie de métodos de vaciado que
pueden ser empleados. La patente de Estados Unidos 4.938.666 revela
el vaciado de un cilindro de un grupo mediante una derivación del
gas y el vaciado de un grupo mediante corte de succión. La patente
de Estados Unidos 4.938.029 revela el vaciado de una etapa completa
del compresor y la utilización de un economizador. La patente de
Estados Unidos 4.878.818 cedida en común describe el uso de una
lumbrera común con válvula para proporcionar comunicación con la
succión para el vaciado o con la descarga para el control de
V_{i}, donde V_{i} es la proporción de la presión de descarga
respecto a las presiones de succión. En el empleo de estos diversos
métodos, la estructura de válvulas está normalmente completamente
abierta, completamente cerrada, o el grado de apertura de la
válvula es modulado para permanecer en una cierta posición fija. Un
problema asociado con estas disposiciones es que la capacidad puede
ser controlada solamente por pasos o deben ser empleadas válvulas
de modulación accionadas por motor caras para mantener la apertura
de la válvula en una cierta posición para el control de la
capacidad.
Una capacidad gradual del compresor puede ser
conseguida alternando rápidamente válvula(s) de solenoide
entre las posiciones completamente abierta y completamente cerrada.
La(s) válvula(s) de solenoide pueden ser situadas el
la línea de succión del compresor, la línea del economizador del
compresor y/o la línea de derivación del compresor que conecta la
línea del economizador con la línea de succión. El porcentaje de
tiempo que una válvula está abierta determina el grado de
modulación que se consigue. Sin embargo, puesto que la duración del
ciclo es muchísimo más corta que el tiempo de respuesta del
sistema, es como si la(s) válvula(s)
estuviera(n) parcialmente abierta(s) más que siendo
alternada(s) entre sus posiciones abierta y cerrada.
Es un objetivo de esta invención proporcionar
control de capacidad continuo.
Es otro objetivo de esta invención proporcionar
control por pasos en la modulación de la capacidad.
Es otro objetivo más de esta invención
proporcionar una alternativa menos cara a la utilización de
compresores de velocidad variable.
Es otro objetivo de esta invención proporcionar
una alternativa menos cara a una válvula de modulación. Estos
objetivos, y otros que resultarán evidentes en lo que sigue, son
logrados por esta invención.
US-A-5062274
revela un sistema de vaciado para dos compresores, en el que una
línea de derivación se extiende entre una línea de succión y un
punto intermedio entre los dos compresores. Una válvula de solenoide
controla el flujo a través de la línea de derivación.
US-A-4132086
revela un sistema de control de temperatura para aparatos de
acondicionamiento por aire en el que la válvula de control del
recorrido de un compresor de descarga variable es controlada por una
válvula de solenoide accionada por impulsos.
JP-A-08284842
revela un compresor cuya descarga es controlada por una válvula
accionada por impulsos.
Esta invención proporciona un sistema según la
reivindicación 1.
Por consiguiente, de acuerdo con la invención, el
control gradual o por pasos en la modulación de la capacidad de un
circuito de refrigeración se obtiene alternando rápidamente una
válvula de solenoide en la línea de succión del compresor y la
línea de derivación.
La figura es una representación esquemática de un
sistema de refrigeración o acondicionamiento de aire economizado
que emplea la presente invención.
En la figura, el número 12 designa en general un
compresor hermético en un sistema cerrado de refrigeración o
acondicionamiento de aire 10. Empezando con el compresor 12, el
sistema 10 incluye, en serie, una tubería de descarga 14, un
condensador 16, una tubería 18, un dispositivo de expansión 20, un
evaporador 22, y una tubería de succión 24 completa el circuito. La
tubería 18-1 se bifurca de la tubería 18 y contiene
un dispositivo de expansión 30 y está conectada con el compresor 12
por medio de una lumbrera 12-1 en un lugar
correspondiente a un punto intermedio en el proceso de compresión.
Un intercambiador de calor economizador 40 está situado de tal
forma que la tubería 18-1 aguas abajo del
dispositivo de expansión 30 y la tubería 18 aguas arriba del
dispositivo de expansión 20 están en una relación de intercambio de
calor. Los dispositivos de expansión 20 y 30 están etiquetados como
dispositivos de expansión electrónicos, EEV, y se ilustran
conectados a un microprocesador 100. En el caso del dispositivo de
expansión 20, al menos, no se necesita que sea un EEV y podría, por
ejemplo, ser un dispositivo de expansión térmica, TEV. Lo que ha
sido descrito hasta ahora es en general convencional. La presente
invención proporciona una tubería de derivación 50 que conecta las
tuberías 18-1 y 24 aguas abajo del intercambiador
de calor economizador 40 y del evaporador 22, respectivamente, y
sitúa una válvula de solenoide 52 en la tubería 50, una válvula de
solenoide 54 en la tubería 24 aguas abajo del evaporador 22 y aguas
arriba de la tubería 50 y una válvula de solenoide 56 en la tubería
18-1 aguas abajo del intercambiador de calor
economizador 40 y aguas arriba de la tubería 50. Las válvulas de
solenoide 52, 54 y 56 y el EEV30 están todos controlados por el
microprocesador 100 que responde a las entradas de zona. Cuando el
dispositivo de expansión 20 es, como se ilustra, un EEV, éste
también es controlado por el microprocesador 100.
En la operación "normal" del sistema 10, las
válvulas 52 y 56 están cerradas y el gas refrigerante caliente a
alta presión procedente del compresor 12 se suministra por medio de
la tubería 14 al condensador 16, donde el gas refrigerante se
condensa en un líquido que es suministrado por medio de la tubería
18 y el intercambiador de calor economizador inactivo 40 al EEV20.
El EEV20 provoca un descenso de la presión y una vaporización
parcial del líquido refrigerante que pasa a través de él. La mezcla
líquido-vapor de refrigerante se suministra al
evaporador 22, donde el líquido refrigerante se evapora para enfriar
el espacio requerido y el refrigerante gaseoso resultante se
suministra al compresor 12 por medio de la tubería de succión 24 que
contiene la válvula de solenoide 54 para completar el ciclo.
La operación descrita anteriormente es
convencional y la capacidad es controlada mediante el EEV20. De
conformidad con las enseñanzas de la presente invención, la válvula
de solenoide 54 puede ser rápidamente pulsada para controlar la
capacidad del compresor 12, ya que la pulsación será más rápida que
el tiempo de respuesta del sistema 10, el sistema 10 responde como
si la válvula 54 estuviera parcialmente abierta en lugar de ser
alternada entre sus posiciones abierta y cerrada. La modulación se
consigue controlando el porcentaje de tiempo que la válvula 54 está
abierta y cerrada. Para evitar una operación de bomba de vacío, la
posición "cerrada" de la válvula 54 puede necesitar que
permita un flujo limitado.
Para aumentar la capacidad del sistema 10, se
emplea el intercambiador de calor economizador 40. En el
intercambiador de calor economizador 40, las tuberías 18 y
18-1 están en una relación de intercambio de calor.
La válvula de solenoide 56 está abierta y la válvula de solenoide
52 cerrada y una parte del líquido refrigerante en la tubería 18 es
dirigido hacia la tubería 18-1, donde el EEV30
produce un descenso de la presión y una vaporización parcial del
líquido refrigerante. El líquido refrigerante a baja presión pasa
por el intercambiador de calor economizador 40 donde el
refrigerante en la tubería 18-1 extrae calor del
refrigerante en la tubería 18, provocando que se enfríe más y de
este modo proporciona un efecto refrigerador aumentado en el
evaporador 22. El refrigerante en la tubería 18-1
que pasa a través del intercambiador de calor economizador 40 se
suministra al compresor 12 por medio de la lumbrera
12-1 bajo el control de la válvula 56, que está, a
su vez, controlada por el microprocesador 100. La tubería
18-1 entrega gas refrigerante a un volumen retenido
en una etapa de compresión intermedia en el compresor 12, como es
convencional. Sin embargo, se acuerdo con las enseñanzas de la
presente invención, el flujo del economizador en la tubería
18-1 y, como tal, la capacidad del sistema, es
controlado alternando rápidamente la válvula 56 para modular la
cantidad de flujo del economizador hacia una etapa intermedia de
compresión en el compresor 12. Para disminuir la capacidad del
sistema 10, es empleada la válvula de solenoide 52 de la tubería de
derivación. En esta disposición, la válvula 56 está cerrada, y el
gas a presión intermedia se desvía del compresor 12 por medio de la
lumbrera 12-1, la tubería 18-1 y la
tubería 50 hacia la tubería de succión 24. La cantidad de gas
desviado y, como tal, la capacidad del sistema es modificada
alternando rápidamente la válvula 52. Por lo tanto la lumbrera
12-1 es utilizada tanto como lumbrera de
economizador como de lumbrera de desvío o vaciado.
A partir de lo anterior, debe ser claro que la
rápida alternancia de las válvulas 52, 54 y 56, individualmente,
permite varias formas de control de capacidad, determinando la
cantidad de tiempo que una válvula particular está abierta respecto
al tiempo que está cerrada el grado de modulación de la capacidad.
La frecuencia de modulación para sistemas típicos puede variar
entre 0,1 y 100 segundos.
Claims (2)
1. Un sistema que incluye, en serie, un compresor
(12), una tubería de descarga (14), un condensador (16), un
dispositivo de expansión (20), un evaporador (22) y una tubería de
succión (24), y que incluye además medios para conseguir control de
capacidad, que comprende:
una válvula de solenoide (54) en dicha tubería de
succión (24);
medios (100) para alternar rápidamente dicha
válvula de solenoide (54) por los cuales se modula el caudal en
dicha tubería de succión (24) hacia dicho compresor (12);
una trayectoria de fluido (12-1)
conectada a dicho compresor (12) en un lugar correspondiente a un
punto intermedio de compresión en dicho compresor;
una tubería de derivación (50) conectada a dicha
trayectoria de fluido (12-1) y dicha tubería de
succión (24);
una válvula de solenoide un dicha tubería de
derivación (50);
medios (100) para alternar rápidamente dicha
válvula de solenoide (52) en dicha tubería de derivación (50) por
los cuales es modulado el caudal de derivación hacia dicha tubería
de succión.
2. El sistema de la reivindicación 1, que incluye
además:
un circuito economizador (18-1,
40) conectado a dicha trayectoria de fluido;
una válvula de solenoide (56) en dicho circuito
economizador; y
medios (100) para alternar rápidamente dicha
válvula de solenoide (56) en dicho circuito economizador, por los
cuales es modulado el caudal del economizador hacia dicho
compresor.
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