ES2261492T3 - Dispositivo de climatizacion de un vehiculo que utiliza un ciclo supercritico.. - Google Patents
Dispositivo de climatizacion de un vehiculo que utiliza un ciclo supercritico..Info
- Publication number
- ES2261492T3 ES2261492T3 ES01980592T ES01980592T ES2261492T3 ES 2261492 T3 ES2261492 T3 ES 2261492T3 ES 01980592 T ES01980592 T ES 01980592T ES 01980592 T ES01980592 T ES 01980592T ES 2261492 T3 ES2261492 T3 ES 2261492T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- fluid
- compressor
- evaporator
- loop
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
- F25B9/008—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
- F25B2309/061—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/02—Compressor control
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/25—Control of valves
- F25B2600/2513—Expansion valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
- F25B2700/13—Mass flow of refrigerants
- F25B2700/135—Mass flow of refrigerants through the evaporator
- F25B2700/1352—Mass flow of refrigerants through the evaporator at the inlet
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
- F25B2700/21—Temperatures
- F25B2700/2115—Temperatures of a compressor or the drive means therefor
- F25B2700/21151—Temperatures of a compressor or the drive means therefor at the suction side of the compressor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
- F25B2700/21—Temperatures
- F25B2700/2116—Temperatures of a condenser
- F25B2700/21163—Temperatures of a condenser of the refrigerant at the outlet of the condenser
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
- F25B2700/21—Temperatures
- F25B2700/2117—Temperatures of an evaporator
- F25B2700/21171—Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator
- F25B2700/21173—Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator at the outlet
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
Procedimiento de control de un bucle de fluido refrigerante en un dispositivo de climatización, particularmente del habitáculo de un vehículo, conteniendo dicho bucle un compresor (1) adecuado para recibir el fluido en estado gaseoso y para comprimirlo, un enfriador de fluido (2) adecuado para enfriar el fluido comprimido por el compresor, a presión sensiblemente constante, transfiriendo el calor a un primer medio, un dispositivo de expansión (4) adecuado para reducir la presión del fluido que sale del enfriador de fluido llevándolo por lo menos en parte al estado líquido y un evaporador (5) adecuado para hacer pasar al estado gaseoso el fluido en estado líquido proveniente del dispositivo de expansión, a presión sensiblemente constante, extrayendo el calor de un segundo medio para enfriar el espacio a climatizar, siendo aspirado a continuación por el compresor el fluido vaporizado de esta manera, conteniendo además el bucle un intercambiador de calor interno (3) que permite que el fluido que circula en un primer trayecto (3-1) del intercambiador interno, entre el enfriador de fluido y el dispositivo de expansión, ceda el calor al fluido que circula en un segundo trayecto (3-2) del intercambiador interno, entre el evaporador y el compresor, procedimiento en el cual se supervisa una primera condición susceptible de revelar la presencia de fluido en estado líquido en el interior de dicho primer trayecto y se reduce el caudal del fluido en el bucle cuando se cumple dicha primera condición, caracterizado por el hecho de que dicha primera condición consiste en el hecho de que la eficacia del intercambiador de calor interno, representada por la ecuación [1] ç=(Tec¿Tsé)/(Tsr-Tsé) en la cual Tec, Tsé y Tsr son respectivamente las temperaturas en la entrada del compresor, en la salida del evaporador y en la salida del enfriador, es inferior a un valor de referencia ç0.
Description
Dispositivo de climatización de un vehículo que
utiliza un ciclo supercrítico.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de climatización, particularmente del habitáculo de un
vehículo, y a un procedimiento de control de un bucle de fluido
refrigerante en dicho dispositivo, conteniendo dicho bucle un
compresor adecuado para recibir el fluido en estado gaseoso y para
comprimirlo, un enfriador de fluido adecuado para enfriar el fluido
comprimido por el compresor, a presión sensiblemente constante,
transfiriendo el calor a un primer medio, un dispositivo de
expansión adecuado para reducir la presión del fluido que sale del
enfriador de fluido llevándolo por lo menos en parte al estado
líquido y un evaporador adecuado para hacer pasar al estado gaseoso
el fluido en estado líquido proveniente del dispositivo de
expansión, a presión sensiblemente constante, extrayendo el calor de
un segundo medio para enfriar el espacio a climatizar, siendo
aspirado a continuación por el compresor el fluido vaporizado de
esta manera, conteniendo además el bucle un intercambiador de calor
interno que permite que el fluido que circula en un primer trayecto
del intercambiador interno, entre el enfriador de fluido y el
dispositivo de expansión, ceda el calor al fluido que circula en un
segundo trayecto del intercambiador interno, entre el evaporador y
el compresor.
Para evitar los efectos nefastos sobre el
entorno, de los compuestos fluorados utilizados tradicionalmente
como fluido refrigerantes en la climatización de vehículos
automóviles, se preconiza la utilización del dióxido de carbono
CO_{2}.
Este compuesto presenta una presión crítica
relativamente baja, la cual es superada durante la compresión del
fluido por el compresor, de manera que el fluido es enfriado a
continuación sin cambiar de fase por el enfriador de fluido que
sustituye al condensador del bucle tradicional. En ausencia de
cambio de fase, solamente la reducción de la temperatura del fluido
en el enfriador permite una disipación de energía térmica. Al
efectuarse generalmente esta disipación en el interior de un flujo
de aire atmosférico, es necesario que la temperatura del fluido que
penetra en el enfriador sea sensiblemente superior a la temperatura
atmosférica. Esta es la razón por la que se recurre al
intercambiador de calor interno, el cual permite recalentar el
fluido cuando el mismo circula entre el evaporador y el enfriador y
enfriarlo cuando circula entre el enfriador y el dispositivo de
expansión tal como se da a conocer en el documento EP1014013A1.
La eficacia \eta del intercambiador de calor
interno, representada por la ecuación [1]
\eta=(T_{ec}-T_{sé})/(T_{sr}-T_{sé})
en la cual T_{ec}, T_{sé} y T_{sr} son respectivamente las
temperaturas en la entrada del compresor, en la salida del
evaporador y en la salida del enfriador, es una función decreciente
del caudal de fluido que lo atraviesa, según la ecuación [2]
\eta=a.Q^{b}, siendo a y b unas constantes características del
intercambiador interno.
La descripción anterior no es cierta más que
cuando el intercambiador de calor interno recibe del evaporador el
fluido totalmente en estado gaseoso. Si por el contrario recibe el
fluido en estado líquido, su eficacia se reduce notablemente.
El objetivo de la invención es optimizar el
funcionamiento del bucle para evitar dicho inconveniente.
Por otra parte, para que el flujo de aire
enfriado por el evaporador esté a una temperatura homogénea, es
necesario que el evaporador no conste de ninguna zona de
sobrecalentamiento, dicho de otro modo que el fluido se evaporice
hasta el final de su trayecto dentro del evaporador.
Otro de los objetivos de la invención es cumplir
dicha condición.
La invención va dirigida particularmente a un
procedimiento del tipo definido en la introducción, y prevé que se
supervise una primera condición susceptible de revelar la presencia
de fluido en estado líquido en el interior de dicho primer trayecto,
y que se reduzca el caudal del fluido en el bucle cuando se cumpla
dicha primera condi-
ción.
ción.
Este modo de regulación, basado en un principio
termodinámico, permite una estabilización rápida del régimen del
bucle, sin oscilaciones. En particular, evita la aparición de un
pico de frío en caso de aceleración del vehículo.
A continuación se enuncian características
opcionales de la invención, complementarias o alternativas:
- Dicha primera condición consiste en el hecho
de que la eficacia \eta del intercambiador de calor interno,
representada por la ecuación [1]
[1]\eta =
\frac{T_{ec} - T_{sé}}{T_{sr} -
T_{sé}}
en la cual T_{ec}, T_{sé} y
T_{sr} son respectivamente las temperaturas en la entrada del
compresor, en la salida del evaporador y en la salida del enfriador,
es inferior a un valor de referencia
\eta_{0}.
- Se supervisa además una segunda condición
susceptible de revelar la existencia de una zona de
sobrecalentamiento en el evaporador, y se aumenta el caudal del
fluido en el bucle cuando se cumple dicha segunda condición.
- Dicha segunda condición consiste en el hecho
de que la eficacia \eta tal como se define en la reivindicación 2
es superior o igual a un valor de referencia \eta_{0}.
- Se regula el caudal del fluido sensiblemente
al valor máximo compatible con una eficacia \eta no inferior al
valor de referencia.
- Se adopta como valor de referencia, sea cual
sea el valor del caudal, el valor \eta_{m} tomado por la
eficacia \eta cuando el caudal es máximo y dicho segundo trayecto
no contiene fluido en estado líquido.
- Se adopta como valor de referencia, para un
valor determinado Q_{p} del caudal, el valor \eta_{p} tomado
por la eficacia \eta cuando dicho segundo trayecto no contiene
fluido en estado líquido.
- Se regula el caudal actuando sobre el
dispositivo de expansión.
- Para evaluar \eta sobre la base de la
ecuación [1], se utiliza, para por lo menos una de dichas
temperaturas, un valor medido por medio de un sensor en contacto
térmico con el fluido.
- Para evaluar \eta sobre la base de la
ecuación [1], se utiliza para representar T_{sé} la temperatura de
un flujo de aire que ha barrido el evaporador y que constituye dicho
segundo medio.
- Se compara T_{ec} con un valor de consigna
T_{es\_cons} tal como
\eta_{0} =
\frac{T_{ec\_cons} - T_{sé}}{T_{sr} -
T_{sé}}
y se considera que \eta es
inferior y superior al valor de referencia cuando T_{ec} es
respectivamente inferior y superior a dicho valor de
consigna.
- El compresor es del tipo de cilindrada
variable con control externo.
- El compresor comprime el fluido hasta una
presión supercrítica.
La invención también tiene por objeto un
dispositivo de climatización, particularmente del habitáculo de un
vehículo, adecuado para llevar a la práctica un procedimiento tal
como el definido anteriormente, que comprende un bucle de fluido
refrigerante tal como el definido, unos medios de supervisión para
supervisar una primera condición susceptible de revelar la presencia
de fluido en estado líquido en dicho segundo trayecto, y
opcionalmente una segunda condición susceptible de revelar la
existencia de una zona de sobrecalentamiento en el evaporador, y
unos medios para controlar el caudal del fluido en el bucle en
función del resultado de dicha supervisión.
El dispositivo según la invención puede constar
de por lo menos algunas de las siguientes particularidades:
- Los medios de supervisión comprenden medios
para evaluar las temperaturas T_{ec}, T_{sé} y T_{sr}
respectivamente en la entrada del compresor, en la salida del
evaporador y en la salida del enfriador, medios para calcular a
partir de estas últimas la eficacia \eta del intercambiador de
calor interno, sobre la base de la ecuación [1]
[1],\eta =
\frac{T_{ec} - T_{sé}}{T_{sr} -
T_{sé}}
y medios para comparar la eficacia
\eta con un valor de
referencia.
- Un bucle y para definir a partir de este
último dicho valor de referencia.
- Los medios para evaluar dichas temperaturas
comprenden por lo menos un sensor de temperatura en contacto térmico
con el fluido.
- Los medios para evaluar la temperatura
T_{sé} comprenden un sensor de temperatura en contacto térmico con
un flujo de aire que ha barrido al evaporador.
Las características y ventajas de la invención
se expondrán más detalladamente en la siguiente descripción,
haciendo referencia a los dibujos adjuntos.
La figura 1 es un gráfico que muestra la
variación de la eficacia \eta en función del caudal Q del fluido,
para un intercambiador de calor interno típico utilizable en el
procedimiento y en el dispositivo según la invención.
La figura 2 es un esquema del circuito de un
bucle de fluido refrigerante que pertenece a un dispositivo según la
invención.
La figura 3 es un esquema funcional que ilustra
el procedimiento y el dispositivo según la invención.
La figura 2 muestra la estructura conocida de un
bucle de climatización del habitáculo de un vehículo automóvil que
utiliza como fluido refrigerante el dióxido de carbono en un ciclo
termodinámico supercrítico. Un compresor 1 comprime el fluido para
llevarlo al estado supercrítico, después de lo cual el fluido
atraviesa un enfriador de fluido 2. El fluido que sale del enfriador
2 recorre un trayecto 3-1 de un intercambiador de
calor interno 3, a continuación pasa por un dispositivo de expansión
4 para llegar a un evaporador 5. Después del evaporador, el fluido
pasa por un depósito 6 a continuación recorre un trayecto
3-2 del intercambiador interno 3 antes de volver al
compresor 1. Los trayectos 3-1 y 3-2
están situados uno junto a otro y a contracorriente, es decir, la
entrada e1 y la salida s1 del trayecto 3-1 son
adyacentes respectivamente a la salida s2 y a la entrada e2 del
trayecto 3-2. En estas condiciones, se define, para
el intercambiador interno, una eficacia \eta proporcionada por la
ecuación [1]
[1]\eta =
\frac{T_{ec} - T_{sé}}{T_{sr} -
T_{sé}}
en la cual T_{ec}, T_{sé} y
T_{sr} son respectivamente las temperaturas del fluido en la
entrada del compresor 1 (o en la salida s2), en la salida del
evaporador 5 (o en la entrada e2) y en la salida del enfriador 2 (o
en la entrada
e1).
Se constata que, cuando el intercambiador
interno es recorrido exclusivamente por el fluido en estado gaseoso,
la eficacia \eta es función decreciente del caudal másico Q del
fluido en el bucle, según una curva un ejemplo de la cual está
representado por la curva C_{1} de la figura 1. Esta curva se
extiende desde un punto A a un punto B correspondiente
respectivamente a los caudales mínimo y máximo que se pueden obtener
en el bucle. Entre ellos, dicha curva depende únicamente de las
características geométricas del intercambiador interno y de la
naturaleza del
fluido.
fluido.
La condición mencionada más arriba no se cumple
más que si la carga térmica del bucle es suficiente para permitir
que el evaporador vaporice integralmente el fluido hasta su caudal
máximo. En caso contrario, la eficacia no sigue a la curva C_{1}
más que hasta un punto L correspondiente al caudal límite que puede
ser vaporizado en el evaporador. Más allá de dicho caudal límite, el
intercambiador interno recibe del evaporador el fluido en estado
líquido, lo cual hace que decrezca bruscamente la eficacia según el
tramo de curva C_{2} aproximadamente vertical, seguido por un
tramo C_{3} sensiblemente horizontal para el cual la eficacia es
prácticamente nula.
En la figura 3, la cual representa un
dispositivo de climatización según la invención, se encuentra el
bucle de la figura 1, compuesto por los elementos 1 a 6, a los
cuales se les añade un sensor de caudal 7 colocado antes que el
evaporador 5 para medir el caudal másico del fluido que lo atraviesa
en estado líquido, así como dos sensores de temperatura 10 y 11
asociados a unos bloques de lectura respectivos 12 y 13, destinados
a medir la temperatura del fluido respectivamente entre la salida
del enfriador de fluido 2 y la entrada e1 del trayecto
3-1 del intercambiador interno 3, y entre la salida
s2 del trayecto 3-2 de este último y la entrada del
compresor 1. Otro sensor 14, asociado a un bloque de lectura 15,
mide la temperatura de un flujo de aire F después de que el mismo
haya atravesado el evaporador 5 bajo la acción de un impulsor 16,
estando destinado dicho flujo de aire a ser enviado hacia el
habitáculo del vehículo para regular la temperatura reinante en este
último.
Según la invención, la temperatura T_{sr} en
la salida del enfriador 2 (o en la entrada e1) y la temperatura del
aire enfriado son enviadas por los bloques 12 y 15 respectivamente a
un bloque de tratamiento 17 también conectado al sensor de caudal 7,
el cual calcula a partir de estos valores medidos - si fuera
necesario con una corrección para tener en cuenta la diferencia
entre la temperatura del aire enfriado y la temperatura T_{sé} en
la salida del evaporador 2 (o en la entrada e2) - un valor de
consigna T_{ec\_cons} que debería tener la temperatura T_{ec}
del fluido en la entrada del compresor 1 (o en la salida s2) para
que la eficacia \eta del intercambiador interno 3, calculada según
la ecuación [1], adopte un valor de referencia \eta_{p} igual a
la ordenada del punto P de la curva C_{1} que tiene por abscisa el
caudal Q_{p} medido por el sensor 7. El valor real de T_{ec},
proporcionado por el bloque 13, es comparado con este valor de
consigna por un comparador 18. Si T_{ec}<T_{ec\_cons}, esto
significa que la eficacia real es inferior al valor de referencia, y
consecuentemente que el punto representativo de la eficacia en la
gráfica de la figura 11 se encuentra debajo de la curva C_{1}, por
lo tanto en uno de los tramos C_{2} y C_{3}, indicando la
presencia de líquido dentro del intercambiador interno. A
continuación, el comparador 18 elabora una señal de error 19 la cual
es transmitida hacia un regulador 20, el cual actúa sobre un bloque
de control 21 que controla el dispositivo de expansión 4, para
reducir el caudal.
Si por el contrario, T_{ec}=T_{ec\_cons},
esto significa que el intercambiador interno contiene el fluido
totalmente en estado gaseoso, y que el punto representativo de la
eficacia en el gráfico de la figura 1 se encuentra en la curva
C_{1}. Sin embargo, esta igualdad no permite distinguir entre los
tres casos siguientes: supongamos que el punto representativo es el
punto L definido anteriormente, supongamos que el punto
representativo está situado a la izquierda del punto L, supongamos
que el punto L no existe, siendo suficiente la carga térmica del
bucle para que el intercambiador interno no reciba líquido sea cual
sea el caudal del fluido. Si se desea que el evaporador no conste de
ninguna zona de sobrecalentamiento, o que su zona de
sobrecalentamiento sea mínima, en ese caso se puede controlar el
dispositivo de expansión 4 para aumentar el caudal en un pequeño
incremento. Se realizará así una regulación entorno al punto L, en
caso de que exista, y en caso contrario se estabilizará el caudal a
su valor máximo correspondiente al punto B, garantizando una zona de
sobrecalentamiento mínima.
En una de las variantes, el caudal másico del
fluido se puede determinar a través de otros medios que no sean el
sensor 7. Por ejemplo, el caudal volumétrico del fluido en el
compresor se puede determinar a partir de la cilindrada y de la
velocidad del mismo, y el caudal másico se deduce a partir de estos
valores teniendo en cuenta la masa volumétrica del fluido, la cual
está en función de la naturaleza del mismo, de la temperatura y de
la presión.
En otra de las variantes, no se tiene en cuenta
el caudal del fluido, y la eficacia \eta se compara con un valor
de referencia \eta_{m} igual a la ordenada del punto B. En ese
caso, la desigualdad \eta<\eta_{m} significa que el punto
representativo de la eficacia se encuentra en uno de los tramos
C_{2} y C_{3}, debajo del punto K del tramo C_{2} que tiene
por abscisa \eta_{m}, siendo necesaria una reducción del caudal.
Si, todavía en este momento, se desea evitar o minimizar la zona de
sobrecalentamiento del evaporador, se controlará el dispositivo de
expansión para mantener la eficacia al valor \eta_{m} realizando
de este modo una regulación en torno al punto K, o llevando el punto
de funcionamiento al punto B. El caudal correspondiente al punto K
es muy parecido al correspondiente al punto L.
Evidentemente, en lugar de calcular un valor de
consigna T_{ec\_cons} utilizando el valor de referencia de la
eficacia del intercambiador interno, se podrá comparar directamente
la eficacia real \eta con el valor de referencia, y producir la
señal de error sobre la base de dicha comparación. Estos dos
procedimientos son estrictamente equivalentes.
Además, la invención no se limita a la
supervisión de la eficacia del intercambiador interno como
indicador de la presencia de fluido en estado líquido en el primer
trayecto o de la existencia de una zona de sobrecalentamiento en el
evaporador. Estos fenómenos se pueden detectar a través de otros
medios, por ejemplo, gracias a unos sensores específicos destinados
para el intercambiador interno y/o para el evaporador.
Aunque la invención se haya descrito
detalladamente en relación con la utilización de dióxido de carbono,
la misma encuentra una aplicación ventajosa con cualquier fluido
refrigerante, particularmente en funcionamiento según un ciclo
supercrítico y que requiera un intercambiador de calor interno.
Claims (16)
1. Procedimiento de control de un bucle de
fluido refrigerante en un dispositivo de climatización,
particularmente del habitáculo de un vehículo, conteniendo dicho
bucle un compresor (1) adecuado para recibir el fluido en estado
gaseoso y para comprimirlo, un enfriador de fluido (2) adecuado para
enfriar el fluido comprimido por el compresor, a presión
sensiblemente constante, transfiriendo el calor a un primer medio,
un dispositivo de expansión (4) adecuado para reducir la presión del
fluido que sale del enfriador de fluido llevándolo por lo menos en
parte al estado líquido y un evaporador (5) adecuado para hacer
pasar al estado gaseoso el fluido en estado líquido proveniente del
dispositivo de expansión, a presión sensiblemente constante,
extrayendo el calor de un segundo medio para enfriar el espacio a
climatizar, siendo aspirado a continuación por el compresor el
fluido vaporizado de esta manera, conteniendo además el bucle un
intercambiador de calor interno (3) que permite que el fluido que
circula en un primer trayecto (3-1) del
intercambiador interno, entre el enfriador de fluido y el
dispositivo de expansión, ceda el calor al fluido que circula en un
segundo trayecto (3-2) del intercambiador interno,
entre el evaporador y el compresor, procedimiento en el cual se
supervisa una primera condición susceptible de revelar la presencia
de fluido en estado líquido en el interior de dicho primer trayecto
y se reduce el caudal del fluido en el bucle cuando se cumple dicha
primera condición, caracterizado por el hecho de que dicha
primera condición consiste en el hecho de que la eficacia del
intercambiador de calor interno, representada por la ecuación [1]
\eta=(T_{ec}-T_{sé})/(T_{sr}-T_{sé})
en la cual T_{ec}, T_{sé} y T_{sr} son respectivamente las
temperaturas en la entrada del compresor, en la salida del
evaporador y en la salida del enfriador, es inferior a un valor de
referencia \eta_{0}.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el cual se supervisa además una segunda condición susceptible de
revelar la existencia de una zona de sobrecalentamiento en el
evaporador, y se aumenta el caudal del fluido en el bucle cuando se
cumple dicha segunda condición.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, en
el cual dicha segunda condición consiste en el hecho de que la
eficacia \eta tal como se define en la reivindicación 2 es
superior o igual a un valor de referencia \eta_{0}.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 y 3, en el cual se regula el caudal del fluido
sensiblemente al valor máximo compatible con una eficacia \eta no
inferior al valor de referencia.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1, 3 y 4, en el cual se adopta como valor de
referencia, sea cual sea el valor del caudal, el valor \eta_{m}
tomado por la eficacia \eta cuando el caudal es máximo y dicho
segundo trayecto no contiene fluido en estado líquido.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1, 3 y 4, en el cual se adopta como valor de
referencia, para un valor determinado Q_{p} del caudal, el valor
\eta_{p} tomado por la eficacia \eta cuando dicho segundo
trayecto no contiene fluido en estado líquido.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 y 3 a 6, en el cual se regula el caudal actuando
sobre el dispositivo de expansión.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 y 3 a 7, en el cual para evaluar \eta sobre la
base de la ecuación [1], se utiliza, para por lo menos una de dichas
temperaturas, un valor medido por medio de un sensor (10, 11) en
contacto térmico con el fluido.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 y 3 a 8, en el cual, para evaluar \eta sobre la
base de la ecuación [1], se utiliza para representar T_{sé} la
temperatura de un flujo de aire (F) que ha barrido el evaporador y
que constituye dicho segundo medio.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 y 3 a 9, en el cual se compara T_{oc} con un
valor de consigna T_{ec\_cons} tal como
\eta_{0}=(T_{ec\_cons}-T_{sé})/(T_{sr}-T_{sé})
y se considera que \eta es inferior y superior al valor de
referencia cuando T_{ec} es respectivamente inferior y superior a
dicho valor de consigna.
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el cual el compresor es del tipo de
cilindrada variable con control externo.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el cual el compresor comprime el
fluido hasta una presión supercrítica.
13. Dispositivo de climatización,
particularmente del habitáculo de un vehículo, adecuado para llevar
a la práctica el procedimiento según una de las reivindicaciones
anteriores, que comprende un bucle de fluido refrigerante,
conteniendo dicho bucle un compresor (1) adecuado para recibir el
fluido en estado gaseoso y para comprimirlo, un enfriador de fluido
(2) adecuado para enfriar el fluido comprimido por el compresor, a
presión sensiblemente constante, transfiriendo el calor a un primer
medio, un dispositivo de expansión (4) adecuado para reducir la
presión del fluido que sale del enfriador de fluido llevándolo por
lo menos en parte al estado líquido y un evaporador (5) adecuado
para hacer pasar al estado gaseoso el fluido en estado líquido
proveniente del dispositivo de expansión, a presión sensiblemente
constante, extrayendo el calor de un segundo medio para enfriar el
espacio a climatizar, siendo aspirado a continuación por el
compresor el fluido vaporizado de esta manera, conteniendo además el
bucle un intercambiador de calor interno (3) que permite que el
fluido que circula en un primer trayecto (3-1) del
intercambiador interno, entre el enfriador de fluido y el
dispositivo de expansión, ceda el calor al fluido que circula en un
segundo trayecto (3-2) del intercambiador interno,
entre el evaporador y el compresor, unos medios de supervisión (10 a
15, 17) para supervisar una primera condición susceptible de revelar
la presencia de fluido en estado líquido en dicho segundo trayecto,
y opcionalmente una segunda condición susceptible de revelar la
existencia de una zona de sobrecalentamiento en el evaporador, y
unos medios (19, 20, 21) para controlar el caudal del fluido en el
bucle en función del resultado de dicha supervisión
caracterizado por el hecho de que los medios de supervisión
comprenden unos medios (10 a 15) para evaluar las temperaturas
T_{ec}, T_{se} y T_{sr} respectivamente en la entrada del
compresor, en la salida del evaporador y en la salida del
enfriador, unos medios (17) para calcular a partir de estas últimas
la eficacia \eta del intercambiador de calor interno, sobre la
base de la ecuación [1]
\eta=(T_{ec}-T_{sé})/(T_{sr}-T_{sé})
y unos medios para comparar la eficacia \eta con un valor de
referencia.
14. Dispositivo según la reivindicación 13, que
comprende además unos medios (7) para determinar el caudal del
fluido en el bucle y para definir a partir del mismo dicho valor de
referencia.
15. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 13 y 14, en el cual los medios para evaluar dichas
temperaturas comprenden por lo menos un sensor de temperatura (10,
11) en contacto térmico con el fluido.
16. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 13 a 15, en el cual los medios para evaluar la
temperatura T_{se} comprenden un sensor de temperatura (14) en
contacto térmico con un flujo de aire (F) que ha barrido al
evaporador.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0013074 | 2000-10-12 | ||
FR0013074A FR2815397B1 (fr) | 2000-10-12 | 2000-10-12 | Dispositif de climatisation de vehicule utilisant un cycle supercritique |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2261492T3 true ES2261492T3 (es) | 2006-11-16 |
Family
ID=8855277
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES01980592T Expired - Lifetime ES2261492T3 (es) | 2000-10-12 | 2001-10-09 | Dispositivo de climatizacion de un vehiculo que utiliza un ciclo supercritico.. |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6786057B2 (es) |
EP (1) | EP1325269B1 (es) |
JP (1) | JP2004511747A (es) |
AU (1) | AU2002212405A1 (es) |
DE (1) | DE60118588T2 (es) |
ES (1) | ES2261492T3 (es) |
FR (1) | FR2815397B1 (es) |
WO (1) | WO2002031416A1 (es) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6505475B1 (en) | 1999-08-20 | 2003-01-14 | Hudson Technologies Inc. | Method and apparatus for measuring and improving efficiency in refrigeration systems |
NO20014258D0 (no) * | 2001-09-03 | 2001-09-03 | Sinvent As | System for kjöle- og oppvarmingsformål |
US6694763B2 (en) * | 2002-05-30 | 2004-02-24 | Praxair Technology, Inc. | Method for operating a transcritical refrigeration system |
CH695464A5 (de) * | 2002-06-12 | 2006-05-31 | Felix Kalberer | Wärmepumpe. |
EP1369648A3 (en) * | 2002-06-04 | 2004-02-04 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Supercritical refrigerant cycle system |
JP4114471B2 (ja) * | 2002-12-06 | 2008-07-09 | 株式会社デンソー | 冷凍サイクル装置 |
EP1570215B1 (de) * | 2002-12-11 | 2007-12-05 | BMS-Energietechnik AG | Verdampfungsprozesssteuerung in der kältetechnik |
JP4143434B2 (ja) * | 2003-02-03 | 2008-09-03 | カルソニックカンセイ株式会社 | 超臨界冷媒を用いた車両用空調装置 |
US7089760B2 (en) * | 2003-05-27 | 2006-08-15 | Calsonic Kansei Corporation | Air-conditioner |
FR2862573B1 (fr) * | 2003-11-25 | 2006-01-13 | Valeo Climatisation | Installation de climatisation de vehicule |
JP2006183950A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 冷凍装置及び冷蔵庫 |
KR101261046B1 (ko) * | 2005-09-21 | 2013-05-06 | 한라비스테온공조 주식회사 | 공조장치용 초임계 냉매 시스템의 제어구조 및 방법 |
FR2913102B1 (fr) * | 2007-02-28 | 2012-11-16 | Valeo Systemes Thermiques | Installation de climatisation equipee d'une vanne de detente electrique |
DE102007035110A1 (de) * | 2007-07-20 | 2009-01-22 | Visteon Global Technologies Inc., Van Buren | Klimaanlage für Kraftfahrzeuge und Verfahren zu ihrem Betrieb |
EP2215412A1 (de) * | 2007-11-21 | 2010-08-11 | Remo Meister | Anlage für die kälte-, heiz- oder klimatechnik, insbesondere kälteanlagen |
US9696074B2 (en) * | 2014-01-03 | 2017-07-04 | Woodward, Inc. | Controlling refrigeration compression systems |
DE102020115274A1 (de) | 2020-06-09 | 2021-12-09 | Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Betrieb einer Kompressionskälteanlage |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3442169A1 (de) * | 1984-11-17 | 1986-05-28 | Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co KG, 7000 Stuttgart | Verfahren zum regeln eines kaeltekreisprozesses fuer eine waermepumpe oder eine kaeltemaschine und eine waermepumpe oder kaeltemaschine hierzu |
DE4432272C2 (de) * | 1994-09-09 | 1997-05-15 | Daimler Benz Ag | Verfahren zum Betreiben einer Kälteerzeugungsanlage für das Klimatisieren von Fahrzeugen und eine Kälteerzeugungsanlage zur Durchführung desselben |
JPH11193967A (ja) * | 1997-12-26 | 1999-07-21 | Zexel:Kk | 冷凍サイクル |
DE19829335C2 (de) * | 1998-07-01 | 2000-06-08 | Kki Klima-, Kaelte- Und Industrieanlagen Schmitt Kg | Kälteanlage |
JP2000179960A (ja) * | 1998-12-18 | 2000-06-30 | Sanden Corp | 蒸気圧縮式冷凍サイクル |
JP4202505B2 (ja) * | 1999-01-11 | 2008-12-24 | サンデン株式会社 | 蒸気圧縮式冷凍サイクル |
DE19925744A1 (de) * | 1999-06-05 | 2000-12-07 | Mannesmann Vdo Ag | Elektrisch angetriebenes Kompressionskältesystem mit überkritischem Prozeßverlauf |
JP2002130849A (ja) * | 2000-10-30 | 2002-05-09 | Calsonic Kansei Corp | 冷房サイクルおよびその制御方法 |
-
2000
- 2000-10-12 FR FR0013074A patent/FR2815397B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-10-09 EP EP01980592A patent/EP1325269B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-09 JP JP2002534756A patent/JP2004511747A/ja active Pending
- 2001-10-09 ES ES01980592T patent/ES2261492T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-09 AU AU2002212405A patent/AU2002212405A1/en not_active Abandoned
- 2001-10-09 WO PCT/FR2001/003115 patent/WO2002031416A1/fr active IP Right Grant
- 2001-10-09 US US10/275,809 patent/US6786057B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-09 DE DE60118588T patent/DE60118588T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2815397B1 (fr) | 2004-06-25 |
EP1325269B1 (fr) | 2006-04-05 |
EP1325269A1 (fr) | 2003-07-09 |
US6786057B2 (en) | 2004-09-07 |
FR2815397A1 (fr) | 2002-04-19 |
DE60118588D1 (de) | 2006-05-18 |
DE60118588T2 (de) | 2007-04-26 |
JP2004511747A (ja) | 2004-04-15 |
US20030159452A1 (en) | 2003-08-28 |
AU2002212405A1 (en) | 2002-04-22 |
WO2002031416A1 (fr) | 2002-04-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2261492T3 (es) | Dispositivo de climatizacion de un vehiculo que utiliza un ciclo supercritico.. | |
ES2292521T3 (es) | Refrigerador con fase de agente frigorifico controlada antes del compresor. | |
ES2275774T3 (es) | Circuito de calefaccion/refrigeracion para una instalacion de climatizacion de un vehiculo automovil, instalacion de climatizacion y procedimiento para su control. | |
US8459052B2 (en) | Refrigerant vapor compression system with flash tank receiver | |
CN101657686B (zh) | 制冷装置 | |
ES2346051T3 (es) | Dispositivo para el enfriamiento de aire de admision y procedimiento para el funcionamiento de dicho dispositivo. | |
ES2241199T3 (es) | Procedimiento y dispositivo para el calentamiento y la refrigeracion de un espacio util de un vehiculo automovil. | |
CN104204697A (zh) | 检测制冷剂损失的方法 | |
KR20060026442A (ko) | 가변 속도 팬을 갖는 냉장 시스템 | |
CN103987549A (zh) | 车辆用空气调节装置 | |
CN101611278A (zh) | 控制具有冷却模式和自由冷却模式的空调系统的方法和系统 | |
ATE500476T1 (de) | Kühlvorrichtung | |
ES2491167T3 (es) | Aparato de refrigeración y procedimiento para controlar el mismo | |
US20180031292A1 (en) | Condenser Pressure Control System and Method | |
CN105627643A (zh) | 具有填充程度监测的制冷系统 | |
JP3956674B2 (ja) | 冷媒回路 | |
ES2908098T3 (es) | Dispositivo compresor y método para controlar este dispositivo compresor | |
ES2293052T3 (es) | Instalacion de climatizacion para un vehiculo y procedimiento de funcionamiento asociado. | |
ES2299096T3 (es) | Dispositivo de refrigeracion y procedimiento de control. | |
US5531077A (en) | Refrigerating system with auxiliary compressor-cooling device | |
ES2235759T3 (es) | Seleccion adaptable de accionamiento previo para sistemas de refrigeracion. | |
JP5896525B2 (ja) | 冷却設備 | |
KR101058252B1 (ko) | 초임계 냉동 사이클을 이용한 차량용 공조장치 | |
JP2017088137A (ja) | 車両用空調装置の冷凍サイクル及びこれを搭載した車両 | |
ES2298405T3 (es) | Control del proceso de evaporizacion en la tecnica frigorifica. |