ES2292521T3 - Refrigerador con fase de agente frigorifico controlada antes del compresor. - Google Patents

Abstract

Refrigerador (1), en particular para un vehículo, provisto de un circuito de agente frigorífico (2), el cual contiene al menos un tramo (31, 38, 14, 44) en el que el agente frigorífico está presente esencialmente en forma de vapor; provisto de un compresor (3) que absorbe agente frigorífico en forma de vapor por una entrada (4) y que presenta una salida (5) por la que expulsa agente frigorífico comprimido; provisto de un condensador (7) que presenta una entrada (8) y una salida (9), estando la entrada (8) conectada a la salida (5) del compresor (3); provisto de un intercambiador térmico interno (14) que presenta una entrada (12) conectada a la salida (9) del condensador (7), extendiéndose un canal desde la entrada (12) del intercambiador térmico interno (14) hasta su salida (15); provisto de un evaporador (26) que sirve para evaporar el agente frigorífico y que presenta una salida (29) y una entrada (26), que está unida a través de una válvula de expansión (21) a la salida (15) del intercambiador térmico interno (14); provisto de un mecanismo precipitador (32) que está dispuesto en el tramo (31, 38, 14, 44) y presenta una salida (35) y una entrada (34), ambas situadas por encima de un nivel de líquido formado dentro de un espacio de almacenamiento, estando la entrada (34) conectada a la salida (29) del evaporador y presentando el mecanismo precipitador (32) un espacio de almacenamiento para retener en el espacio de almacenamiento el agente frigorífico en fase líquida presente en el vapor emitido por el evaporador, estando además provisto de una salida adicional (35a) situada en un punto por debajo del nivel de líquido; estando la salida (35) del mecanismo precipitador (32) conectada a través de una línea de unión (38) a un salida (17) del intercambiador térmico interno (14), del cual parte un canal hacia una salida (18) que está unida a la entrada (4) del compresor (3); provisto de un canal de entrada (36) que lleva desde la salida (35a) del espacio de almacenamiento situada más abajo del nivel de líquido hacia la línea de unión (38) que conecta la salida (35) del mecanismo precipitador (32) con la entrada (17) del intercambiador térmico (14) para agregar al agente frigorífico en forma de vapor agente frigorífico en fase líquida; provisto de un órgano de control (37), dispuesto en el canal de entrada (36), que regula el flujo del agente frigorífico que atraviesa el tramo (31, 38, 14, 44); provisto de un mecanismo sensor (43) que comprende un sensor de temperatura (45) y un sensor de presión (46) para detectar el estado del agente frigorífico en el tramo (31, 38, 14, 44); y provisto de un dispositivo regulador (42) que está conectado con el mecanismo sensor (43) y el órgano de control (37).

Description

Refrigerador con fase de agente frigorífico controlada antes del compresor.

El presente invento hace referencia a un refrigerador, en particular a su aplicación en vehículos.

Normalmente, los automóviles modernos vienen equipados de sistemas de climatización que comprenden un refrigerador. El refrigerador cumple la función de enfriar el aire que se transporta hacia el interior de la cabina del vehículo o que se hace circular dentro de éste. El rendimiento necesario de la refrigeración está sometido a grandes oscilaciones. Si el vehículo se ha calentado por la acción del sol durante un largo periodo de tiempo y se pone en marcha, al refrigerador se le exige un rendimiento más elevado. En cambio, si la temperatura ambiente es suave, el refrigerador ha de funcionar con un rendimiento inferior. Por lo tanto, el refrigerador debe contar con un amplio intervalo de regulación, dentro del cual pueda funcionar con estabilidad siendo cual sea la necesidad de rendimiento.

Por lo general, los refrigeradores presentan un compresor propulsado por la acción del motor del vehículo. En consecuencia, las revoluciones del compresor se derivan necesariamente de las revoluciones del vehículo. El refrigerador, por su parte, debe demostrar un funcionamiento estable independientemente de las revoluciones del compresor en cada caso.

En los últimos tiempos se aumentado la investigación con de frigoríficos alternativos, como el CO_{2} (dióxido de carbono), hidrocarburos u otros. La aplicación de estos agentes frigoríficos en los refrigeradores normalmente exige trabajar con presiones extraordinariamente elevadas, por ejemplo, superiores a los 20 bar. Según el diseño, pueden aparecer presiones de trabajo de entre 70 y 150 bar. Los compresores correspondientes se diseñan para la presión de trabajo necesaria y se ajustan para crear la diferencia de presión precisa. Sin embargo, son muy sensibles a condiciones de trabajo inadmisibles. Un compresor de este tipo está ajustado para absorber agente frigorífico en forma de vapor y entregarlo al condensador también en forma de vapor. En caso de que el vapor absorbido contenga gotitas líquidas, éstas podrían dañar el compresor; por ejemplo, podría dañarse la válvula de admisión. Esto ha de evitarse en todos los estados de funcionamiento del compresor, es decir, tanto a revoluciones altas como bajas y a rendimiento frigorífico elevado y bajo.

La patente DE-AS-1.227.036 hace público un refrigerador provisto de un compresor, un condensador, un evaporador y un intercambiador térmico interno. Entre el evaporador y el intercambiador térmico interno se prevé una sección de tubería en U en la que se mezcla el flujo de vapor de agente frigorífico con aceite. Esto sirve para lubricar el compresor. El aceite se mezcla con el agente frigorífico en el evaporador o flota sobre el agente frigorífico o se posa en la base del evaporador, en función de la miscibilidad y la relación de densidades. A una altura regulada correspondiente del evaporador se bifurca un canal de aceite por el que se transporta aceite y/o una mezcla de aceite y agente frigorífico a la sección de tubería en forma de U.

La sección de tubería en U contiene líquido y es atravesada por el agente frigorífico en vapor. Durante ese proceso, es posible que se arrastren partículas líquidas, que también pueden contener agente frigorífico. Por tanto, en cada caso el intercambiador térmico interno debe dimensionarse de tal forma que garantice la evaporación de las partículas líquidas.

De ahí se deriva el objetivo en el que se basa el presente invento, es decir, crear un refrigerador de funcionamiento seguro.

Este objetivo se cumple mediante un refrigerador con las características de la reivindicación 1. Asimismo, con el método de la reivindicación 14 se proporciona un método con el que puede crearse frío de una manera segura para el funcionamiento.

El refrigerador según el presente invento presenta un circuito de agente frigorífico que comprende un tramo que se dirige hacia el compresor, en el cual el agente frigorífico está presente esencialmente en forma de vapor. El mecanismo precipitador separa del vapor de agente frigorífico el líquido que aquél hubiera podido arrastrar. Este líquido puede estar formado por gotitas de agente frigorífico líquido o gotitas de aceite. Las gotitas de agente frigorífico pueden estar presentes en la conexión que proviene del evaporador, cuando el vapor que sale del evaporador arrastra agente frigorífico que no está completamente evaporado o cuando el agente frigorífico vuelve a condensarse en la conexión que parte del evaporador. Además, también pueden existir gotas de aceite. El circuito de agente frigorífico, además de agente frigorífico, también puede contener una cantidad determinada de aceite, que circula junto con el agente frigorífico para lubricar el compresor.

El evaporador produce vapor húmedo de agente frigorífico que puede arrastrar consigo gotitas líquidas. El mecanismo precipitador separa en gran medida las gotas líquidas del vapor y las acumula en un espacio de almacenamiento. De este modo, desde el mecanismo precipitador se transporta al compresor agente frigorífico en vapor prácticamente desprovisto de fase líquida. Generalmente, entre el mecanismo precipitador y el compresor se prevé un intercambiador térmico (denominado intercambiador térmico interno) que calienta ligeramente el agente frigorífico que se transporta al condensador. De este modo, el vapor de agente frigorífico que llega al condensador siempre está seco y no contiene partículas líquidas.

En el refrigerador según el presente invento, entre el espacio de almacenamiento del mecanismo precipitador y el tramo que conduce al compresor se prevé un canal de entrada regulado por un órgano de control. A través del canal de entrada se controla el agente frigorífico vaporoso y se le añade en cantidades tolerables agente frigorífico líquido, aunque sólo la cantidad necesaria para que el agente frigorífico líquido añadido se evapore totalmente en el tramo que queda desde el punto de entrada hasta el compresor o, como mínimo, no forme gotas grandes. Preferentemente, el agente frigorífico se introduce en el tramo antes del intercambiador térmico interno mencionado anteriormente, de forma que tenga la oportunidad de evaporarse en dicho intercambiador térmico interno. Para controlar este proceso, se prevé un dispositivo regulador que supervisa el estado del agente frigorífico (en particular la fase de éste) antes de llegar al compresor por medio de un mecanismo sensor.

El refrigerador según el presente invento transporta de nuevo el condensado, separado en el mecanismo precipitador y almacenado en el espacio de almacenamiento, y que por norma general contiene también aceite, al tramo que lleva al condensador. Con ello se garantiza que el compresor conectado reciba de la forma más continuada y permanente posible la cantidad de aceite necesaria, y que por otro lado no haya partículas líquidas que puedan provocar una avería. El espacio de almacenamiento del mecanismo precipitador funciona como almacenamiento auxiliar que recoge el aceite y el agente frigorífico sobrante cuando el vapor de agente frigorífico contiene demasiada fase líquida. En este caso, el espacio de almacenamiento del mecanismo precipitador se llena progresivamente de agente frigorífico líquido y aceite, mientras se recircula hacia el tramo a través del canal de entrada sólo las cantidades necesarias y admisibles. Con ello se garantiza que el compresor no funciona sin lubricación. No obstante, si el vapor de agente frigorífico procedente del evaporador no contiene ninguna fase líquida, por ejemplo cuando el compresor tiene que enfriar aire muy caliente y el vapor ya está seco, en el mecanismo precipitador no se precipita ninguna fase líquida. Sin embargo, puede suministrarse al tramo agente frigorífico y aceite procedente del espacio de almacenamiento para vaciar por una parte el espacio de almacenamiento y, por otra, para transportar aceite al compresor. El refrigerador según el presente invento puede funcionar con unas reservas de aceite inferiores, si así se desea. La retroalimentación de fluido desde el precipitador hacia el tramo no sólo impide la entrada de líquido al compresor, sino que además proporciona la condición previa para estabilizar el punto de funcionamiento del refrigerador, en especial en lo que concierne a la calidad del vapor (presión p, temperatura T) absorbido por el compresor.

De este modo, el refrigerador según el presente invento puede funcionar en un rango muy amplio con toda seguridad sin que se produzcan daños ni un desgaste excesivo, en particular en el compresor.

Preferentemente, entre el mecanismo precipitador y el compresor se prevé un dispositivo para calentar ligeramente el agente frigorífico que sale del evaporador. Este dispositivo puede ser, por ejemplo, un intercambiador térmico interno en el que el agente frigorífico absorbido por el compresor intercambia calor con el agente frigorífico procedente del condensador, que está a una temperatura como mínimo igual a la temperatura ambiente, antes de dirigirse hacia la válvula de expansión. Con ello, por un lado la válvula de expansión recibe agente frigorífico prerrefrigerado, y por otro el compresor trabaja a una temperatura general superior, lo cual aumenta el coeficiente de rendimiento del refrigerador.

La utilización de un intercambiador térmico interno también resulta ventajosa siempre y cuando pueda agregarse al vapor de agente frigorífico que proviene del mecanismo precipitador, antes del intercambiador térmico, una cantidad apreciable de agente frigorífico y aceite, de forma que se mezcle profundamente con el agente frigorífico vaporoso y se caliente de tal modo que la mezcla llegue a la entrada del compresor en forma esencialmente vaporosa. En principio, también sería posible introducir el agente frigorífico líquido en el tramo detrás del intercambiador térmico, cuando el tramo que lleva al compresor es suficiente para permitir una reevaporación del agente frigorífico líquido.

El dispositivo regulador está conectado a un mecanismo sensor que sirve para detectar si el agente frigorífico que se transporta al compresor está completamente en fase gaseosa (es decir, en forma de vapor). En el caso más sencillo, el mecanismo sensor comprende un sensor de presión y un sensor de temperatura, ambos dispuestos a la entrada del compresor o a la salida del intercambiador térmico interno (o en medio). Si como agente frigorífico se usa una sustancia que conduce la electricidad en fase líquida, y que la conduce menos o no la conduce en forma de vapor, puede emplearse un sensor de conductividad como mecanismo sensor. El dispositivo regulador incluye una tabla o un módulo de computación. La línea límite de fase del diagrama presión-temperatura, que define los valores de presión y temperatura que delimitan la fase líquida de la fase gaseosa, puede estar representada en forma de fórmula o tabla. El módulo de computación puede comparar los valores actuales de temperatura y presión con los valores de temperatura y presión de la línea límite de fase y así determinar si se mantiene una distancia de seguridad suficiente con la fase líquida.

A partir de ello pueden derivarse distintas estrategias de regulación. Por ejemplo, es posible suministrar el líquido contenido en el espacio de almacenamiento (agente frigorífico con aceite) al tramo de forma muy continuada para mantener el contenido del espacio de almacenamiento lo más bajo posible. En ese caso, el dispositivo regulador controla al máximo la entrada de agente frigorífico líquido en el tramo, de tal modo que en la entrada del compresor se mantenga la distancia de seguridad necesaria con la línea límite de fase. Si en cambio se desea que siempre se suministre líquido del espacio de almacenamiento al tramo para que el compresor no funcione nunca o casi nunca con una baja proporción de aceite o sin aceite en el agente frigorífico absorbido, el dispositivo regulador controla el órgano de control de tal modo que siempre se suministre un caudal mínimo de agente frigorífico líquido al tramo, reduciéndose dicho caudal mínimo a un valor menor sólo en aquellos casos en los que el estado vaporoso del agente frigorífico no admita el primer valor, es decir, cuando, de no reducirse el valor mínimo, se produjera un acercamiento excesivo a la línea límite de fase. Esta estrategia de control puede completarse según convenga mientras el aumento de la entrada de agente frigorífico líquido en el tramo sea admisible y el relleno del contenedor de almacenamiento no sea demasiado alto. La admisibilidad puede determinarse con ayuda de los valores de temperatura y presión del vapor de agente frigorífico medidos en la entrada del compresor. Otra posibilidad de estrategia de control consiste en mantener siempre constante la distancia entre el punto de funcionamiento y la línea límite de fase o mantener siempre constante el punto de funcionamiento. Esta última estrategia incluye también el mantenimiento de una presión constante, lo cual puede conseguirse mediante un control adicional de la válvula de expansión.

Es posible supervisar el nivel de llenado si se añade al mecanismo sensor, además del sensor de temperatura y presión, un sensor de nivel que controle el nivel de llenado del espacio de almacenamiento del mecanismo precipitador. Además, de este modo es posible reducir el volumen del espacio de almacenamiento, de tal manera que dicho espacio de almacenamiento sólo puede recoger en forma líquida una pequeña parte del agente frigorífico presente en el circuito de agente frigorífico. Esto permite crear un mecanismo precipitador pequeño y que ocupe poco espacio. Asimismo, puede diseñarse con unas dimensiones reducidas y con poca dificultad para que soporte presiones de reventón elevadas, lo cual es especialmente importante al emplear agentes frigoríficos alternativos como el CO_{2}.

Las reivindicaciones subordinadas tienen por objeto presentar detalles de las formas de realización ventajosas del presente invento, las cuales pueden extraerse de la descripción y los dibujos.

En los dibujos se visualiza un ejemplo de realización del invento. Las figuras muestran:

La figura 1 muestra un refrigerador según el presente invento en representación esquemática;

La figura 2 muestra un diagrama de las fases de un refrigerador en representación esquemática.

En la figura 1 se visualiza un refrigerador 1 de un vehículo con sus componentes esenciales esquematizado a un alto nivel de abstracción. El refrigerador 1 presenta un circuito de agente frigorífico 2 que atraviesa varios componentes. Entre estos se incluye un compresor 3, que por ejemplo tiene forma de compresor de émbolo y que está propulsado por el motor del vehículo, el cual no se expone con mayor detalle.

El compresor 3 presenta una entrada 4 por la que absorbe agente frigorífico en forma vaporosa, y una salida 5 por la que expulsa agente frigorífico comprimido. De la salida 5 parte una conexión 6 de agente frigorífico comprimido hacia un condensador 7. Éste recibe por su entrada 8 agente frigorífico condensado y calentado adiabáticamente durante la compresión, por ejemplo, CO_{2}, propano, butano, R134a o amoníaco. El condensador, por ejemplo, está refrigerado por aire. Presenta una salida 9 por la que se expulsa el agente frigorífico líquido y con una temperatura inferior a la de la salida 5 del compresor 3.

Desde la salida 9 sale una conexión 11 hacia la entrada 12 del intercambiador térmico interno 14. Desde la entrada 12 se extiende un canal que atraviesa el intercambiador térmico interno 14 hasta su salida 15. El intercambiador térmico interno 14 presenta otro canal que conecta una entrada 17 con una salida 18 y que está unido por intercambio térmico con el primer canal entre la entrada 12 y la salida 15.

Mientras que la salida 18 del intercambiador térmico 14 está conectada con la entrada 4 del compresor 3, de la salida 15 del intercambiador térmico 14 sale una conexión 19 que conduce a una válvula de expansión 21. Esta válvula está provista de un dispositivo de ajuste 22, preferentemente eléctrico, que sirve para liberar más o menos la válvula de expansión 21 según una señal recibida desde una línea de señales 23 y así dejar pasar más o menos agente frigorífico. La válvula de expansión 21 es una válvula de alivio y se controla de tal manera que estrangula la corriente de agente frigorífico creando una caída de la presión.

Desde la válvula de expansión 21 sale una conexión 24 hacia una entrada 25 de un evaporador 26. Éste funciona como un intercambiador térmico en el que el agente frigorífico intercambia calor con aire refrigerado. El evaporador 26 presenta asimismo una entrada de aire 27 y una salida de aire frío 28.

Desde el espacio interior del evaporador 26, que está cerrado herméticamente y contiene agente frigorífico, a través de una salida 29 surge una conexión 31 hacia un precipitador de líquidos 32. Éste presenta un espacio interior 33 que funciona como espacio de almacenamiento para agente frigorífico líquido y, en su caso, para aceite sedimentado u otro medio lubricante. El precipitador de líquidos 32 presenta una entrada 34 y una salida 35, ambas dispuestas por encima del nivel del líquido formado en el espacio de almacenamiento. Una conexión adicional en forma de salida 35a parte desde la base, o desde otro punto también situado por debajo del nivel de líquido, del precipitador de líquidos 32. A esta salida 35a se ha conectado una conexión 36 que forma un canal de entrada que conduce a una válvula de control 37. Desde ésta, la conexión 36 lleva a una línea de unión 38 que une la salida 36 del precipitador de líquidos 32 con la entrada 17 del intercambiador térmico 14.

La válvula de control 37 presenta un dispositivo de ajuste eléctrico 39, por ejemplo un dispositivo de ajuste de motor, controlado por una línea de señales o de control 41. El dispositivo de ajuste 39 puede ser, por ejemplo, un servomotor, un motor de pasos o similar, que influye en la estrangulación o la apertura de la válvula de control 37 de acuerdo con los impulsos de ajuste recibidos.

Tanto el dispositivo de ajuste 22 como el dispositivo de ajuste 39 están conectados a través de las conexiones 23 y 41 respectivamente a un dispositivo regulador 42 que regula como mínimo el funcionamiento del dispositivo de ajuste 39, aunque normalmente también regula el funcionamiento del dispositivo de ajuste 22. Asimismo, el dispositivo regulador 42 está conectado a un mecanismo sensor 43 dispuesto en una línea de unión 34. Ésta parte de la salida 18 del intercambiador térmico 14 y se dirige a la entrada 4 del compresor 3.

El mecanismo sensor 43 incluye al menos un sensor de temperatura 45 y un sensor de presión 46 que detectan la temperatura y la presión actuales del agente frigorífico dentro de la línea de unión 44. El sensor de temperatura 44 y el sensor de presión 46 emiten señales eléctricas a través de las correspondientes líneas de señales 47, 48 a las entradas correspondientes del dispositivo regulador 42, las cuales indican la temperatura y la presión del fluido refrigerante antes de la entrada 4 del compresor 3.

El dispositivo regulador eléctrico 42 comprende un módulo regulador 49 que puede estar creado a modo de módulo de computación y que determina, a partir de la temperatura y la presión medidas, en qué fase se encuentra el medio refrigerante en el interior de la línea de unión 44 y emite la señal correspondiente por su salida 51. Esta señal se conduce a un módulo comparador 52 que contrasta el estado de fase actual con una línea límite de fase según la figura 2. Si la distancia entre el estado de fase actual y la línea límite de fase es lo bastante amplio, el módulo comparador 52 emite una señal de apertura hacia el dispositivo de ajuste 39. Sin embargo, si la distancia es inferior a una distancia mínima predeterminada, el módulo comparador emite una señal de cierre hacia el dispositivo de ajuste 39. De este modo, el módulo comparador 52 puede funcionar como mecanismo regulador que mantiene constante la distancia entre el punto de trabajo y la línea límite de fase.

El refrigerador descrito hasta el momento funciona de la siguiente manera:

El refrigerador visualizado en la figura 1 recircula constantemente, durante su funcionamiento, el agente frigorífico presente en el circuito cerrado de agente frigorífico. Este agente frigorífico se encuentra sometido a una presión elevada. El compresor 3 crea una presión de agente frigorífico alta en su lado de presión, es decir, en su salida 5. Con ello, dirige al mismo tiempo el agente frigorífico hacia el condensador 7, haciéndolo pasar por la salida 5 y la conexión 6. Dicho condensador también se encuentra a una elevada presión mientras la válvula de expansión 21 sigue cerrada. Dentro del compresor 3, el agente frigorífico se calienta adiabáticamente durante el proceso de compresión y alcanza con ello temperaturas considerablemente superiores a la temperatura ambiente, por ejemplo 80ºC. En el condensador 7 vuelve a enfriarse por debajo de esa temperatura, por ejemplo hasta los 30ºC, condensándose al mismo tiempo por la acción de la presión elevada.

El agente frigorífico llega en estado líquido, pasando por la conexión 11, a la entrada 12 del intercambiador térmico interno 14, donde intercambia calor con el agente frigorífico vaporoso que viene en dirección contraria desde el evaporador 26. Éste último está frío, de modo que el agente frigorífico se enfría aún más en el intercambiador térmico 14 y sale por la salida 15 con una temperatura posiblemente inferior a la temperatura ambiente.

De este modo el agente frigorífico llega a la válvula de expansión, que reduce la presión del agente frigorífico líquido y enfriado. A continuación, dicho agente frigorífico pasa por la conexión 24 en estado relajado hasta llegar al evaporador 26. Aquí el agente frigorífico absorbe calor ambiente, en particular el calor del aire refrigerado que recorre el intercambiador de calor y el evaporador 26, y entra en ebullición.

El vapor frío que se genera es vapor húmedo que pasando por la conexión 31 va a parar al precipitador de líquidos 32. En el espacio de almacenamiento 33 de éste, debido a la considerable reducción de la velocidad de circulación, se separan las partes líquidas arrastradas formando un nivel de líquido. El agente frigorífico que atraviesa el precipitador de líquidos 32 entra en contacto con el nivel de líquido y es, por ello, vapor húmedo. Éste se encuentra en el punto de rocío. A continuación, el agente frigorífico pasa por la línea de unión 38 hasta llegar a la entrada 17 del intercambiador térmico 14, donde se calienta con el agente frigorífico líquido caliente que viene en dirección contraria hasta alcanzar una temperatura superior al punto de rocío; de este modo, se expulsa por la salida 18 como vapor seco.

El dispositivo regulador 42 detecta el estado del vapor en la línea de unión 44 con la ayuda de las señales emitidas por el mecanismo sensor 43. A partir de la temperatura y la presión obtenidas, el módulo regulador 49 calcula la distancia que existe entre el punto de estado actual y la línea de punto de rocío. Esto es lo que se observa en la figura 2. La temperatura y la presión actuales se indican con el valor M. Si la distancia con respecto a la línea de punto de rocío I mostrada en la figura 2 es lo bastante amplia, el módulo comparador 52 abre la válvula de control 37 a través del dispositivo de ajuste 39 y deja que entre en la conexión 38 a través de la conexión 36 agente frigorífico líquido contenido en el espacio de almacenamiento 33. Con ello se limita el flujo entrante a unos valores relativamente bajos. La limitación se fija de tal manera que no se produzca un flujo excesivo que hiciera llegar el líquido hasta la entrada 4.

El agente frigorífico líquido, o la mezcla de agente frigorífico y lubricante, que atraviesa la válvula de control 37 llega junto con el vapor húmedo transportado por la conexión 38 al intercambiador térmico 14, el cual calienta la mezcla hasta que en la salida 18 se obtiene vapor de agente frigorífico seco y saturado. Éste presenta una temperatura inferior a la del vapor de agente frigorífico seco y saturado presente en la salida 18 originariamente. De este modo, el mecanismo sensor 43 detecta un cambio en el valor de temperatura. El módulo regulador 49 determina el valor medido M1, como se indica en la figura 2. Este valor medido continúa estando lo bastante alejado de la línea de punto de rocío I. El límite admisible, que no debe superarse y que mantiene el módulo comparador 52, se representa en la figura 2 en línea discontinua con la curva II.

En una forma de realización ampliada se coloca en el precipitador de líquidos 32, tal y como se indica en línea discontinua en la figura 1, un sensor de nivel de llenado 55, el cual está conectado con el dispositivo regulador 42 mediante una línea de señales 56. En esta forma de realización pueden aplicarse otras estrategias de control. Por ejemplo, el dispositivo regulador puede determinar el grado de apertura de la válvula de control 37 no sólo a partir del estado de fase en la conexión 44, sino también en relación con la altura del nivel de llenado en el precipitador de líquidos 32. En caso de niveles elevados, puede admitirse una aproximación mayor a la línea de seguridad II que con niveles más bajos.

Con independencia de la estrategia de regulación que se tome como base, en cada caso se consigue que el agente frigorífico, que llega a la entrada 4 del compresor 3, esté desprovisto de gotas grandes de líquido. Por lo tanto, gracias al compresor 3 el agente frigorífico puede fluir a velocidades muy elevadas sin que exista el peligro de que las partículas líquidas arrastradas dañen, por ejemplo, la válvula de admisión del compresor u otros elementos de la máquina. Así pues, es posible trabajar con perfiles de flujo muy estrechos en el tramo creado por la línea de unión 38, el intercambiador térmico 14 y la línea de unión 44. Los perfiles de flujo estrechos permiten que las conexiones necesarias cuenten con una resistencia a la presión elevada sin necesidad de que el grosor de las paredes sea demasiado ancho. Esto posibilita que la solución descrita sea idónea para el refrigerador 1, y en particular para refrigeradores de alta presión.

En un refrigerador, se coloca antes del compresor 3 un precipitador de líquidos 32 que recoja en un espacio de almacenamiento 33 el líquido arrastrado por el agente frigorífico. La retroalimentación del agente frigorífico, que también puede contener aceite, se lleva a cabo a través de un canal de entrada 36 que va a parar al tramo que conduce al compresor 3. A través de una válvula de control 37, el dispositivo regulador 42 controla la reintroducción del líquido de tal manera que el vapor transportado al compresor 3 no contenga partículas líquidas grandes.

Claims (15)

1. Refrigerador (1), en particular para un vehículo, provisto de un circuito de agente frigorífico (2), el cual contiene al menos un tramo (31, 38, 14, 44) en el que el agente frigorífico está presente esencialmente en forma de vapor; provisto de un compresor (3) que absorbe agente frigorífico en forma de vapor por una entrada (4) y que presenta una salida (5) por la que expulsa agente frigorífico comprimido; provisto de un condensador (7) que presenta una entrada (8) y una salida (9), estando la entrada (8) conectada a la salida (5) del compresor (3); provisto de un intercambiador térmico interno (14) que presenta una entrada (12) conectada a la salida (9) del condensador (7), extendiéndose un canal desde la entrada (12) del intercambiador térmico interno (14) hasta su salida (15); provisto de un evaporador (26) que sirve para evaporar el agente frigorífico y que presenta una salida (29) y una entrada (26), que está unida a través de una válvula de expansión (21) a la salida (15) del intercambiador térmico interno (14); provisto de un mecanismo precipitador (32) que está dispuesto en el tramo (31, 38, 14, 44) y presenta una salida (35) y una entrada (34), ambas situadas por encima de un nivel de líquido formado dentro de un espacio de almacenamiento, estando la entrada (34) conectada a la salida (29) del evaporador y presentando el mecanismo precipitador (32) un espacio de almacenamiento para retener en el espacio de almacenamiento el agente frigorífico en fase líquida presente en el vapor emitido por el evaporador, estando además provisto de una salida adicional (35a) situada en un punto por debajo del nivel de líquido; estando la salida (35) del mecanismo precipitador (32) conectada a través de una línea de unión (38) a un salida (17) del intercambiador térmico interno (14), del cual parte un canal hacia una salida (18) que está unida a la entrada (4) del compresor (3); provisto de un canal de entrada (36) que lleva desde la salida (35a) del espacio de almacenamiento situada más abajo del nivel de líquido hacia la línea de unión (38) que conecta la salida (35) del mecanismo precipitador (32) con la entrada (17) del intercambiador térmico (14) para agregar al agente frigorífico en forma de vapor agente frigorífico en fase líquida; provisto de un órgano de control (37), dispuesto en el canal de entrada (36), que regula el flujo del agente frigorífico que atraviesa el tramo (31, 38, 14, 44); provisto de un mecanismo sensor (43) que comprende un sensor de temperatura (45) y un sensor de presión (46) para detectar el estado del agente frigorífico en el tramo (31, 38, 14, 44); y provisto de un dispositivo regulador (42) que está conectado con el mecanismo sensor (43) y el órgano de
control (37).

2. Refrigerador según la reivindicación 1 caracterizado por el hecho de que se suministra calor al agente frigorífico en forma de vapor dentro del intercambiador térmico (14).

3. Refrigerador según la reivindicación 2 caracterizado por el hecho de que el mecanismo sensor (43) está situado detrás del intercambiador térmico (14) en relación con la dirección del flujo en el tramo (31, 38, 14, 44).

4. Refrigerador según la reivindicación 1 caracterizado por el hecho de que el sensor de presión (46) sirve para detectar la presión actual del agente
frigorífico en forma de vapor.

5. Refrigerador según la reivindicación 1 caracterizado por el hecho de que el sensor de temperatura (45) sirve para detectar la temperatura del agente frigorífico en forma de vapor.

6. Refrigerador según la reivindicación 1 caracterizado por el hecho de que el dispositivo regulador (42) controla el órgano de control (37) de tal manera que el agente frigorífico tiene forma de vapor seco en el mecanismo sensor (43).

7. Refrigerador según la reivindicación 1 caracterizado por el hecho de que el dispositivo regulador (42) controla el órgano de control (37) de tal manera que el agente frigorífico tiene forma de vapor seco una vez recorrido el tramo (31, 38, 14, 44).

8. Refrigerador según la reivindicación 7 u 8 caracterizado por el hecho de que el dispositivo regulador (42) controla el órgano de control (37) de tal manera que el flujo de agente frigorífico líquido suministrado al tramo a través del canal de entrada (36) es inferior a un flujo máximo de agente frigorífico realimentable.

9. Refrigerador según la reivindicación 9 caracterizado por el hecho de que el flujo de agente frigorífico realimentado es inferior al flujo máximo de agente frigorífico realimentable en un valor predeterminado.

10. Refrigerador según la reivindicación 1 caracterizado por el hecho de que la válvula de expansión (21) está regulada por el dispositivo regulador (42).

11. Refrigerador según la reivindicación 1 caracterizado por el hecho de que el mecanismo sensor (43) comprende un sensor de nivel de llenado (55) que detecta el nivel de llenado del espacio de almacenamiento (33) y está conectado al dispositivo regulador (42).

12. Refrigerador según la reivindicación 12 caracterizado por el hecho de que el dispositivo regulador (42) controla el nivel de llenado del espacio de almacenamiento (33) y estrangula la válvula de expansión (21) cuando se supera un nivel de llenado máximo predeterminado.

13. Método para el funcionamiento de un refrigerador (1) que presenta un condensador (7), un evaporador (26), un intercambiador térmico interno (14) y un compresor (3), y al cual se suministra vapor de agente frigorífico con las siguientes medidas: durante el funcionamiento del refrigerador (1) en un punto anterior al intercambiador térmico interno (14) y al compresor (3) se separa el agente frigorífico líquido del vapor de agente frigorífico mediante un mecanismo precipitador (32); se controla constantemente el estado de fase del agente frigorífico en un punto anterior al compresor (3), y se añade al vapor de agente frigorífico antes del intercambiador térmico interno (14) una cantidad dosificada de agente frigorífico líquido que permita que el vapor de agente frigorífico esté seco antes de llegar al compresor (3).

14. Método según la reivindicación 13 caracterizado por el hecho de que el vapor de agente frigorífico se calienta tras la segregación de la fase líquida y antes de volver a mezclarse con agente frigorífico líquido.

15. Método según la reivindicación 14 caracterizado por el hecho de que el agente frigorífico segregado se conserva en un punto de almacenamiento temporal.