ES2296668T3 - Sistema de refrigeracion de aire frio y turbina de turbo expansionador para este sistema. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de refrigeración de aire, que comprende un compresor (1; 44) que tiene una entrada y una salida, un turbo expansionador (6; 49) con una rueda (66) de turbina con la que dicho compresor (1; 44) está conectado a dicho turbo expansionador (6; 49), un primer ventilador (7; 52) montado en un eje común con el citado turbo expansionador (6; 40), un primer intercambiador de calor (2; 45) de doble conducto, una cámara (3; 46) de refrigeración con un segundo ventilador (5) y un refrigerador (4; 47) de aire montado en el interior de la cámara, un segundo intercambiador (9; 51) de calor de doble conducto, un tanque (10) de agua conectado con un segundo conducto del segundo intercambiador (9; 51) de calor, y un separador (8; 50) de humedad; en el que un primer conducto del segundo intercambiador (9; 51) de calor de doble conducto, un primer conducto del primer intercambiador (2; 45) de calor de doble conducto, el separador (8; 50) de humedad, el turbo expansionador (6; 49), el refrigerador (4; 47) de aire, y el segundo conducto del primer intercambiador (2; 45) de calor de doble conducto, están conectados en serie con la entrada del compresor (1; 4).
Description
Sistema de refrigeración de aire frío y turbina
de turbo expansionador para este sistema.
La presente invención se refiere a un sistema de
refrigeración, especialmente un sistema de refrigeración de
aire.
Un dispositivo de refrigeración (SU, A, 802740)
comprende un compresor conectado a un turbo expansionador por medio
de un intercambiador de calor, una cámara de refrigeración y un
súper-cargador adicional montado entre el
intercambiador de calor y la cámara de refrigeración.
Dicho dispositivo necesita un intercambiador de
calor que enfríe el sistema puesto que la temperatura del aire a la
salida del compresor es bastante alta (alrededor de 120 - 140 grados
Celsius), incrementar de ese modo la potencia total utilizada por
el dispositivo de refrigeración. Además, si existe alguna cantidad
de vapor de agua, ello puede conducir a la congelación de la
boquilla y de la rejilla de trabajo del turbo expansionador.
La solución más cercana a la aplicada consiste
en el dispositivo de refrigeración de aire (SU, A, 1290040) que
comprende un compresor y un turbo expansionador, ambos montados en
el mismo eje, junto con un intercambiador de calor regenerativo y
una cámara de refrigeración con un ventilador y un enfriador de aire
montados en el interior.
Dicho dispositivo tiene parámetros limitados de
regulación de temperatura de la cámara de refrigeración, junto con
una productividad de congelación y una economía debilitadas.
Se conoce una turbo rueda (SU, A1, 059217) que
comprende un disco de rodamiento con palas y canales
inter-palas formados por medio de los lados de las
palas más cercanas, conjugados con la superficie meridiana del disco
por medio de acanaladuras, conteniendo dicha superficie
micro-canales longitudinales con secciones
transversales que forman parte de un círculo.
Mientras se trabaja en condiciones de aire
húmero con temperaturas de trabajo negativas en la parte que fluye
de la turbina y sobre la superficie de los canales
inter-palas de la rueda de trabajo en particular,
esto puede conducir a un efecto de película de hielo. Además, dicha
rueda de turbina provoca unas pérdidas hídricas considerables.
El objeto principal de la invención consiste en
la creación de un dispositivo de refrigeración de aire que
proporciona principalmente la reducción de la temperatura del aire
en el dispositivo hasta el punto de condensación del vapor del aire
del entorno circundante, o 0 grados C, correspondientemente por
medio del enfriamiento de la evaporación de aire y el
enrarecimiento adicional en el intercambiador de calor de
evaporación, así como también en la turbina, cuya forma de
construcción de la rueda turbo expansionadora de dicho dispositivo
proporciona el trabajo permanente del dispositivo en las condiciones
de aire húmedo y bajo las temperaturas negativas del
congelador.
El dispositivo de enfriamiento de aire comprende
un compresor, el primer intercambiador de calor, un turbo
expansionador con rueda de turbina, una cámara de congelación con un
primer ventilador y un refrigerador de aire montados en el
interior. De acuerdo con la invención, dicha cámara está equipada
con un segundo ventilador que está montado en un mismo eje
conjuntamente con el turbo expansionador, el intercambiador de calor
de doble cavidad y el primer separador de humedad. El primer
intercambiador de calor aparece como la doble cavidad, y la primera
cavidad del intercambiador de calor de evaporación, el primer
separador de humedad, el turbo expansionador, el refrigerador de
aire y la segunda cavidad del primer intercambiador de calor están
conectados en serie con la entrada del compresor.
El uso del intercambiador de calor de
evaporación de doble cavidad en el dispositivo considerado, permite
la reducción de la temperatura del aire de alimentación hasta la
temperatura de punto de condensación de vapor del aire circundante.
Es decir, por ejemplo, si la temperatura del aire circundante es de
alrededor de +50 grados C, y la humedad relativa es de alrededor
del 40 por ciento, el aire presente en el intercambiador de calor
de evaporación rebaja su temperatura hasta alrededor de +36 grados
C. El separador de humedad hace que sea posible secar
considerablemente el aire húmedo alimentado a la turbo rueda del
turbo expansionador.
Para un mantenimiento constante del proceso de
enfriamiento de la evaporación presente en el aire, es necesario
que el dispositivo esté equipado con un tanque de agua conectado a
la segunda cavidad del intercambiador de calor de evaporación.
Para intensificar el proceso tanto de
enfriamiento de la evaporación del aire como de creación de
enrarecimiento adicional, tanto la entrada como la salida de la
segunda cavidad del intercambiador de calor de evaporación están
conectadas a la atmósfera por medio del segundo ventilador.
El dispositivo puede comprender un expulsor, una
primera válvula regulada y un segundo separador de humedad, estando
la boquilla pasiva del expulsor conectada a la atmósfera por medio
tanto de la segunda cavidad del intercambiador de calor de
evaporación como de la primera válvula regulada, estando la boquilla
activa del expulsor conectada a la segunda entrada del ventilador.
Todas estas medidas permiten el enrarecimiento en la segunda
cavidad del intercambiador de calor de evaporación, intensificando
de ese modo adicionalmente el proceso de evaporación que enfría el
aire de la atmósfera, lo que conduce a una reducción considerable de
su temperatura.
El incremento de la productividad de congelación
del sistema debido adicionalmente al incremento de la presión del
aire de alimentación en el turbo expansionador, resulta posible. A
estos efectos, dicho sistema comprende un tercer ventilador,
estando ambas entrada y salida de la segunda cavidad del
intercambiador de calor de evaporación conectadas con la atmósfera
por medio del tercer ventilador. La segunda entrada de ventilador
está conectada con la salida del compresor, estando la segunda
salida de ventilador conectada con la entrada de la primera cavidad
del intercambiador de calor de evaporación.
El sistema puede estar equipado con una segunda
y una tercera válvulas reguladas dobles, estando la primera cavidad
del intercambiador de calor conectada con la segunda cavidad del
primer intercambiador de calor y con la entrada del compresor, y
estando la segunda conectada con la atmósfera por medio del cuarto
ventilador, estando la primera cavidad del tercer intercambiador de
calor conectada con la primera cavidad del intercambiador de calor
de evaporación y con la segunda salida de ventilador, mientras que
la segunda está conectada con la atmósfera por medio del quinto
ventilador. La segunda válvula regulada ha sido montada entre la
entrada y la salida del compresor. En este caso, tanto el segundo
intercambiador de calor como el cuarto ventilador pueden ser
utilizados como acondicionadores.
Para enfriar y secar adicionalmente el aire en
el interior del sistema, dicho dispositivo está equipado
adicionalmente con el cuarto intercambiador de calor de doble
cavidad, el sexto ventilador y el tercer separador de humedad,
estando la primera cavidad del cuarto intercambiador conectada con
la salida del compresor, y por medio del tercer separador de
humedad, con la segunda entrada de ventilador, estando la segunda
cavidad conectada a la atmósfera por medio del sexto
ventilador.
Para proporcionar un trabajo eficaz del
dispositivo bajo condiciones de temperaturas negativas sin
congelación de humedad sobre sus elementos, dicho dispositivo está
equipado con un primer separador de humedad por adsorción, el
primer receptor, la tercera y la cuarta válvulas reguladas, la
primera y la segunda válvulas inversas, estando tanto la primera
válvula inversa como el primer separador de humedad por adsorción
montados en serie entre la primera cavidad de intercambiador de
calor de evaporación y la primera cavidad del primer intercambiador
de calor, en la salida del compresor por medio del primer receptor.
Mientras que la cuarta válvula regulada está conectada entre la
primera válvula inversa y el primer separador de humedad por
adsorción, la entrada de compresor está conectada adicionalmente a
la atmósfera por medio de la tercera válvula regulada, mientras que
el primer receptor está conectado a la atmósfera por medio de la
segunda válvula inversa.
La salida de compresor del dispositivo propuesto
puede estar conectada con la primera cavidad de intercambiador de
calor de evaporación, pudiendo estar el dispositivo equipado
adicionalmente con la quinta cavidad doble junto con el
intercambiador de calor y con el séptimo ventilador. La primera
cavidad del quinto intercambiador de calor está conectada tanto con
la salida del compresor como con la primera cavidad del
intercambiador de calor de evaporación, mientras que la segunda
está conectada con la atmósfera por medio del séptimo ventilador.
En este caso, el dispositivo está capacitado para implementar el
ciclo cerrado con la alimentación de aire de la atmósfera.
El dispositivo está equipado con el segundo
receptor, el segundo separador de humedad por adsorción, la tercera
y la cuarta válvulas inversas, la quinta, la sexta y la séptima
válvulas reguladas, estando la sexta válvula regulada montada entre
la segunda cavidad y el primer intercambiador de calor que está
conectado con la entrada del compresor por medio tanto de la cuarta
válvula inversa como del segundo separador de humedad por adsorción.
La salida del compresor está conectada adicionalmente entre el
segundo separador de humedad por adsorción y la cuarta válvula
inversa por medio de la tercera válvula inversa, del segundo
receptor y de la quinta válvula regulada. La salida del compresor
está conectada adicionalmente entre el segundo separador de humedad
por adsorción y la cuarta válvula inversa por medio de la tercera
válvula inversa, del segundo receptor y de la quinta válvula de
regulación, mientras que la salida del compresor está conectada
adicionalmente con la atmósfera por medio de la séptima válvula
regulada. Debido a este efecto, se proporciona una exclusión extra
de humedad.
Para reducir considerablemente el nivel de
ruido, dicho dispositivo comprende el octavo y el noveno
ventiladores junto con el intercambiador de calor de doble cavidad,
estando la segunda cavidad del intercambiador de calor de
evaporación conectada a la atmósfera por medio de un octavo
ventilador. La primera cavidad del sexto intercambiador de calor
está conectada tanto con la entrada como con la salida del segundo
ventilador, mientras que la segunda cavidad está conectada con la
atmósfera por medio de un noveno ventilador.
El dispositivo puede estar equipado con el
cuarto separador de humedad y un acumulador de congelación, estando
ambos montados en serie entre el turbo expansionador y el
refrigerador de aire. Una de tales construcciones proporciona un
mantenimiento de baja temperatura, es decir, en condiciones de
puerta frontal abierta de la cámara de congelación.
La tarea expuesta puede ser resuelta mediante el
equipamiento de un dispositivo de refrigeración de aire que
comprende un compresor y un turbo expansionador con una rueda de
turbina, estando ambos montados en un mismo eje, con el primer
ventilador y el refrigerador de aire del congelador montados en el
interior, de acuerdo con la invención, estando el intercambiador de
calor de evaporación de doble cavidad implementado en forma de una
doble cavidad. La primera cavidad del intercambiador de calor de
evaporación junto con el primer separador de humedad, el turbo
expansionador, el refrigerador de aire y la segunda cavidad del
primer intercambiador de calor, están conectadas en serie con la
entrada del compresor.
De acuerdo con una segunda forma de
implementación, el dispositivo puede estar equipado con un 10º
ventilador. La segunda cavidad del intercambiador de calor de
evaporación está conectada con la atmósfera por medio del 10º
ventilador. El dispositivo puede estar equipado con un 7º
intercambiador de calor y con un 11º ventilador, estando la primera
cavidad del 7º intercambiador de calor conectada tanto con la salida
del compresor como con la primera cavidad del intercambiador de
calor de evaporación. La segunda cavidad está conectada con la
atmósfera por medio del 11º ventilador. Dicho dispositivo puede
estar equipado con un tanque de agua que está montado en la segunda
cavidad del intercambiador de calor de evaporación. Además, puede
comprender tanto un 4º separador de humedad como un acumulador
congelador, estando montados en serie entre el turbo expansionador
y el refrigerador de aire. El dispositivo comprende una 8ª válvula
regulada, estando la entrada del compresor conectada adicionalmente
con la atmósfera por medio la 8ª válvula regulada.
La formación del motor eléctrico junto con el
turbo expansionador y el compresor eléctrico, pueden estar montados
en el mismo eje junto con el turbo expansionador y el compresor.
Dicho motor comprende un cuerpo que contiene el turbo
expansionador, el motor eléctrico y el compresor, estando el rotor
del motor eléctrico implementado como turbina y con ruedas de
compresión montadas de forma sobresaliente de un eje montado en
rodamientos. La cavidad comprendida entre el rodamiento de rueda de
compresor y el motor eléctrico, está conectada con la entrada de
compresor de canal de reinicio. Un estrangulador regulado puede
estar montado en el interior de dicho canal de reinicio. Tal
implementación del turbo expansionador y del compresor eléctrico,
permite un incremento de la economía y de la productividad de
congelación del dispositivo.
La tarea de montaje puede ser resuelta por medio
de la rueda de turbina que comprende el disco de rodamiento con las
palas y los canales inter-palas implementados por
medio de las superficies laterales de las palas más cercanas que
son conjugadas con la superficie meridiana del disco por medio de
las acanaladuras. La superficie meridional del disco contiene micro
canales longitudinales con su sección transversal como parte del
círculo. De acuerdo con la invención, el radio de la sección
transversal de dicho micro-canal es de
aproximadamente 0,1 - 1,0 del radio de la acanaladura, siendo el
paso entre los canales no mayor de dos radios de
micro-canal, mientras que la altura del canal es de
aproximadamente 0,2 - 1,0 del radio de la sección transversal de
micro-canal.
La invención propuesta está ilustrada mediante
ejemplos de su implementación y mediante los dibujos anexos. En
estos dibujos:
La Figura 1 ilustra el esquema de una de las
variantes del dispositivo de refrigeración de aire;
La Figura 2 ilustra el dispositivo de
refrigeración junto con el expulsor;
La Figura 3 ilustra el dispositivo de
refrigeración con una de las formas de conexión de ventilador con el
intercambiador de calor de evaporación;
La Figura 4 ilustra el dispositivo de
refrigeración de aire con el grupo de intercambiadores de calor y
ventiladores adicionales;
La Figura 5 ilustra una de las variantes del
dispositivo de refrigeración de aire equipado con el separador de
humedad por adsorción, el receptor y las válvulas reguladas;
La Figura 6 ilustra otra variante del
dispositivo de refrigeración equipado con el separador por
adsorción, el receptor y las válvulas reguladas;
La Figura 7 ilustra el dispositivo de
refrigeración con un ciclo de trabajo cerrado del ventilador
conectado con el turbo expansionador;
La Figura 8 ilustra un dispositivo de
refrigeración de aire con el turbo expansionador y el compresor
eléctrico;
La Figura 9 ilustra un corte longitudinal del
turbo expansionador y del compresor eléctrico;
La Figura 10 ilustra un corte longitudinal de la
turbo rueda, y
La Figura 11 ilustra el ensanchador de la
entrada de canales inter pala de la rueda de turbina.
El dispositivo de refrigeración de aire
comprende un compresor 1 (Figura 1), un intercambiador 2 de calor
regenerativo de doble cavidad, una cámara 3 de congelación con un
enfriador 4 de aire y un ventilador 5 montados en su interior, un
turbo expansionador 6 con el ventilador 7 montado en su eje, un
separador 8 de humedad, un intercambiador 9 de calor de doble
cavidad, un tanque 10 de agua, y un indicador 11 de temperatura. La
primera cavidad del intercambiador 9 de calor de evaporación, la
primera cavidad del intercambiador 2 de calor, el separador 8 de
humedad, el turbo expansionador 6, el enfriador 4 de aire y la
segunda cavidad del intercambiador 2 de calor, están conectados en
serie con la entrada del compresor 1. El tanque 10 de agua está
conectado con la segunda cavidad del intercambiador 9 de calor de
evaporación. El indicador 11 de temperatura está montado en el
interior de la cámara 3 de congelación. La entrada y la salida de la
segunda cavidad 9 de intercambiador de calor de evaporación han
sido conectadas con la atmósfera por medio del segundo ventilador
7.
El dispositivo presentado en la Figura 2 está
equipado con un expulsor 12, una válvula 13 regulada y un separador
14 de humedad, estando la boquilla pasiva del expulsor 12 conectada
con la salida del compresor 1, mientras que el difusor del expulsor
12 está conectado con la atmósfera por medio tanto de la segunda
cavidad del intercambiador 9 de calor de evaporación, como de la
válvula 13 de regulación. La boquilla activa del expulsor 12 está
conectada con la salida del compresor 1, y el difusor del expulsor
12 están conectadas por medio del separador 14 de humedad con la
entrada del ventilador 7.
El dispositivo de la Figura 3 está equipado con
un ventilador 15, estando tanto la entrada como la salida de la
segunda cavidad del intercambiador 9 de calor de evaporación
conectadas con la atmósfera por medio del ventilador 15, estando la
entrada del ventilador 7 conectada con la salida del compresor 1. La
salida del ventilador 7 está conectada con la entrada de la primera
cavidad del intercambiador 9 de calor de evaporación.
El dispositivo puede estar equipado
adicionalmente con intercambiadores 16 y 17 de calor de doble
cavidad (Figura 4), con ventiladores 18 y 19, y con la válvula 20
de regulación. La primera cavidad del intercambiador 16 de calor
está conectada con la segunda cavidad del intercambiador 2 de calor
y con la entrada del compresor 1. La segunda cavidad del
intercambiador 16 de calor está conectada con la atmósfera por medio
del ventilador 18, estando la primera cavidad del intercambiador 17
de calor conectada tanto con la primera cavidad del intercambiador
9 de calor como con la salida del ventilador 7, mientras que la
segunda cavidad del intercambiador 17 de calor está conectada con
la atmósfera por medio del ventilador 19. La válvula de regulación
está montada tanto entre la entrada como la salida del compresor
1.
El dispositivo puede estar equipado con un
intercambiador 21 de calor de doble cavidad, un ventilador 22 y un
separador 23 de humedad. La primera cavidad del intercambiador 21 de
calor está conectada con la salida del compresor 1 y, por medio del
separador 23 de humedad, está conectada con la atmósfera.
El dispositivo ilustrado mediante la Figura 5,
está equipado con un separador 24 de humedad por adsorción, un
receptor 25, válvulas 26 y 27 de regulación, y válvulas inversas 28
y 29. La válvula inversa 28 y el separador 24 de humedad por
adsorción están montados en serie entre la primera cavidad del
intercambiador 2 de calor de evaporación, estando la salida del
compresor 1 conectada, a través del receptor y de la válvula
reguladora 27, entre la válvula inversa y el separador 24 de
humedad por adsorción. La entrada del compresor 1 está
adicionalmente conectada con la atmósfera por medio de la válvula
26 de regulación, mientras que el receptor 25 está conectado con la
atmósfera por medio de la válvula inversa 29.
En el dispositivo ilustrado mediante la Figura
6, la salida del compresor 1 está conectada con la primera cavidad
del intercambiador 9 de calor de evaporación. Además, el dispositivo
comprende un intercambiador 30 de calor de doble cavidad y un
ventilador 31. La primera cavidad del intercambiador 30 de calor
está conectada tanto con la salida del compresor 1 como con la
primera cavidad del intercambiador 9 de calor de evaporación. La
segunda cavidad del intercambiador 30 de calor está conectada con la
atmósfera por medio del ventilador 31.
El dispositivo comprende también el receptor 32,
el separador 33 de humedad por adsorción, las válvulas inversas 34
y 35, y las válvulas 36, 37 y 38 de regulación. La válvula 37 de
regulación está montada entre la segunda cavidad del intercambiador
2 de calor y la entrada del compresor 1. La segunda cavidad del
intercambiador de calor está adicionalmente conectada con la
entrada del compresor 1 por medio tanto de la válvula inversa 35
como del separador 33 de humedad por adsorción, estando además la
salida del compresor 1 conectada entre el separador 33 de humedad
por adsorción y la válvula inversa 35 por medio de la válvula
inversa 34, del receptor 32 y de la válvula 36 de regulación,
estando además la entrada del compresor 1 conectada con la atmósfera
por medio de la válvula 38 de regulación.
El dispositivo ilustrado mediante la Figura 7
comprende ventiladores 39 y 40 y un intercambiador 41 de calor de
doble cavidad. La segunda cavidad del intercambiador 9 de calor de
evaporación está conectada con la atmósfera por medio del
ventilador 39, estando la primera cavidad del intercambiador 41 de
calor conectada tanto a la entrada como a la salida del ventilador
7. La segunda cavidad del intercambiador 41 de calor está conectada
con la atmósfera por medio del ventilador 40.
Todos los esquemas del dispositivo de
refrigeración que se han descrito en lo que antecede, comprenden
tanto un separador 42 de humedad (Figura 2) como un acumulador 43
de congelación, montados en serie entre el turbo expansionador 6 y
el refrigerador 4 de aire.
El dispositivo de refrigeración de aire, según
otro aspecto, comprende un compresor 44 (Figura 8), un
intercambiador 45 de calor de doble cavidad, una cámara 46 de
congelación que contiene el refrigerador 47 de aire y el ventilador
48, un turbo expansionador 49, un separador 50 de humedad, y un
intercambiador 51 de calor de evaporación de doble cavidad. El
compresor 47 está montado en el mismo eje que el turbo expansionador
49. La primera cavidad del intercambiador 51 de calor de
evaporación, la primera cavidad del intercambiador 45 de calor, el
separador 50 de humedad, el turbo expansionador 49, el refrigerador
47 de aire y la segunda cavidad del intercambiador 45 de calor,
están conectados en serie con la entrada del compresor 44.
El dispositivo comprende un ventilador 52,
estando la segunda cavidad del intercambiador 51 de calor de
evaporación conectada con la atmósfera por medio del ventilador
52.
El dispositivo comprende tanto un intercambiador
53 de calor de doble cavidad, como un ventilador 54. En el
intercambiador 53 de calor, su primera cavidad está conectada con la
salida del compresor 44 y con la primera cavidad del intercambiador
51 de calor de evaporación. La segunda cavidad del intercambiador 53
de calor está conectada con la atmósfera por medio del ventilador
53.
El dispositivo está equipado con un tanque 55 de
agua, que está conectado con la primera cavidad del intercambiador
51 de calor de evaporación.
El dispositivo comprende tanto un separador 42
de humedad como un acumulador 43 de congelación, que están montados
en serie entre el turbo expansionador 49 y el refrigerador 47 como
se muestra en el esquema de la Figura 2.
El dispositivo está equipado con una válvula 56
de regulación, por medio de la cual está la entrada del compresor
44 conectada con la atmósfera.
El dispositivo comprende un motor eléctrico 57
montado en el mismo eje que el turbo expansionador 49 y el
compresor 44, constitutivos del turbo expansionador y del compresor
eléctrico.
El dispositivo de refrigeración de aire
propuesto, opera de la siguiente manera.
De acuerdo con la Figura 1, el aire de la
atmósfera se alimenta al intercambiador 9 de calor de evaporación,
al intercambiador 2 de calor regenerativo donde el aire es enfriado,
y a continuación alimenta al separador 8 de humedad. La
condensación de vapor del aire es atrapada por el separador 8 de
humedad, y el aire seco es alimentado al turbo expansionador 6
donde es enfriado y alimentado al refrigerador 4 de aire montado en
la cámara 3 de congelación, y enfría su capacidad interior por medio
del ventilador 5. Después de que el aire del refrigerador 4 de aire
alimenta a la segunda cavidad del intercambiador 9 de calor de
evaporación, y por medio del ventilador 7, y con la alimentación
simultánea de agua hacia la cavidad del intercambiador 9 de calor
de evaporación fuera del tanque, se produce el proceso de
enfriamiento por evaporación del aire de la atmósfera, es decir, se
logra el descenso de temperatura. El indicador 11 de temperatura
transfiere el impulso a un microprocesador (no representado en la
Figura), el cual controla la actuación del dispositivo de
enfriamiento. El microprocesador conmuta a conexión el motor
eléctrico del compresor 1, para enfriar la cámara 3 de congelación
hasta la temperatura requerida, y conmuta a desconexión el motor
después de que se haya alcanzado la temperatura.
De acuerdo con el esquema del dispositivo de la
Figura 2, el aire comprimido es alimentado desde la salida del
compresor 1 hasta el expulsor 12 por medio de la boquilla pasiva,
siendo el aire de la atmósfera bombeado a través de la válvula 13
de regulación y de la segunda cavidad del intercambiador 9 de calor
por evaporación. La rarefacción se produce en esta cavidad, lo que
fuerza adicionalmente el proceso de enfriamiento por evaporación
del aire de la atmósfera, reduciendo de ese modo su temperatura
considerablemente. Fuera del difusor del expulsor 12, el aire es
proyectado a la atmósfera a través del separador 14 de humedad y del
ventilador 7. El separador 14 de humedad captura la humedad
eliminada del aire, y la alimenta al tanque 10.
En el dispositivo ilustrado en la Figura 3, la
segunda cavidad del intercambiador de calor por evaporación tiene
un enfriamiento independiente por medio del ventilador 15, mientras
que la conexión de la salida del compresor 1 con la entrada del
ventilador 7, permite un incremento de la presión del aire
alimentado al turbo expansionador 6, permitiendo así un incremento
en la producción de frío del dispositivo.
En el dispositivo ilustrado en la Figura 4, la
aplicación de intercambiadores de calor adicionales junto con los
ventiladores permite la ampliación de la gama de uso del dispositivo
de enfriamiento. El intercambiador 16 de calor, junto con el
ventilador 18, puede ser utilizado como acondicionador. Los
intercambiadores 17 y 21 de calor, junto con sus ventiladores 19 y
22 y con el separador 23 de humedad, producen un enfriamiento extra
del aire y un secado en el sistema. La válvula 20 de regulación
proporciona la transferencia de aire desde la salida del compresor
1 hasta la entrada bajo condiciones de trabajo extra nominales.
Durante la actuación del dispositivo de
refrigeración ilustrado en la Figura 5, el aire de la atmósfera es
secado por completo al pasar a través del separador 24 de humedad
por adsorción, lo que proporciona la capacidad de que el
dispositivo de refrigeración trabaje bajo condiciones de
temperaturas negativas sin formación de hielo en sus elementos.
Durante el funcionamiento del dispositivo de refrigeración con el
compresor 41 conmutado a desconexión, es decir, durante el período
de "espera", el microprocesador transfiere un impulso para
abrir las válvulas 26 y 27 de regulación y el aire comprimido es
alimentado al separador 24 de humedad por adsorción fuera del
receptor 25, renovando así sus capacidades por adsorción para el
siguiente ciclo de trabajo del dispositivo de refrigeración, y es
expulsado a la atmósfera por medio de la válvula 26 de
regulación.
El dispositivo de refrigeración ilustrado en la
Figura 6 tiene un ciclo cerrado de trabajo con la expulsión del
aire a la atmósfera por medio de la válvula 38 de regulación. El
separador 33 de humedad por adsorción, en condiciones de válvula
cerrada 37, proporciona un secado completo del aire dentro del
sistema. El fortalecimiento de la capacidad de trabajo del
separador 33 de humedad por adsorción se efectúa durante la
"espera" del dispositivo de refrigeración, por medio de la
válvula 36 que abre el aire comprimido seco que se alimenta hacia
fuera del receptor 32, hasta el separador de humedad por adsorción,
y lo sitúa en la atmósfera por medio de la válvula 38.
El ciclo cerrado de trabajo del dispositivo de
refrigeración en condiciones de aire seco, se efectúa por medio de
la válvula abierta 37, sin la utilización del separador 33 de
humedad por adsorción. Dependiendo de las condiciones operativas
del dispositivo de refrigeración, el microprocesador transfiere un
impulso, ya sea para abrir o ya sea para cerrar las válvulas 36, 37
y 38, proporcionando con ello su funcionamiento óptimo.
De acuerdo con el esquema ilustrado en la Figura
7, en condiciones de conexión entre el ventilador 7 y el
intercambiador 41, se proporciona el trabajo en circuito cerrado
junto con la operación de reducción del nivel de ruido considerado
del ventilador 7. La extracción del calor desde el intercambiador 41
de calor, se realiza por medio del ventilador 40. En este caso, el
ventilador 39 proporciona la evacuación del intercambiador 9 de
calor por evaporación.
Bajo las condiciones operativas del dispositivo
ilustrado en la Figura 9, se logra un considerable ahorro de
electricidad cuando se alimenta, por ejemplo, desde el motor
eléctrico. Puesto que las interrupciones de la turbina del
expansionador 49 de turbina, se producen debido a que el compresor
44 y el motor eléctrico compensan solamente una parte de la
potencia necesaria para la actuación del compresor 44, y el resto de
la potencia se produce por medio de la turbina del turbo
expansionador 49.
Todos los esquema mencionados en lo que antecede
están equipados con el separador 42 de humedad (Figura 2) y el
acumulador (43) de congelación, de modo que el separador 42 de
humedad proporciona aire que seca el interior del sistema, mientras
que el acumulador 43 de congelación apunta a la acumulación de frío
en el interior de la cámara 3 de congelación, proporcionando de ese
modo el mantenimiento de bajas temperaturas en condiciones de, por
ejemplo, "espera", o bajo condiciones de puerta abierta de la
cámara 3 durante un tiempo largo.
El turbo expansionador y el compresor eléctrico
mostrado en la Figura 9, comprenden un cuerpo 58 que contiene un
motor eléctrico 57 integrado de elevado número de revoluciones,
estando la turbina y las ruedas 60 y 61 de compresor montadas de
manera sobresaliente en el eje 59.
El eje 59 está montado en rodamientos 62
radiales y axiales dobles dinámicos y de gas, por ejemplo, de tipo
pétalo. La cavidad 63 existente entre el rodamiento 62 de la rueda
61 de compresor y el motor eléctrico 57, está conectada por medio
del canal 64 de remontado con la entrada al compresor 44. En el
canal 64 de remontado está montado el estrangulador 65 de
regulación.
El turbo expansionador y el compresor eléctrico
operan como sigue.
Con el establecimiento de la alimentación
eléctrica, el motor eléctrico 57 rota el eje 59, el cual es al mismo
tiempo un rotor 57 de motor eléctrico hasta la frecuencia operativa
de rotación (en un modelo de muestra, hasta 96000 vueltas por
minuto). La energía mecánica es transferida a la rueda 61 de
compresor que comprime el aire (gas). A continuación, el gas
comprimido que es enfriado por medio del sistema de intercambiadores
de calor del dispositivo de refrigeración de aire, alimenta al
turbo expansionador 49, y se expande tanto en el interior del
aparato de boquilla como en las palas 60 de rueda de turbina. Este
proceso va seguido por el descenso de la temperatura del gas de
trabajo, es decir, el período de turbina si es el elemento principal
en la generación de frío del dispositivo de refrigeración. La
potencia del gas comprimido se transforma en la potencia mecánica
de la rueda 60 de turbina, y tras el paso por el sistema de
intercambiadores de calor del dispositivo de refrigeración es
alimentado de nuevo a la rueda 61 de compresor.
La presión del gas a la salida de la rueda 61 de
compresor es siempre más alta que la existente a la entrada de la
rueda 60 de turbina. Para evitar la penetración del gas caliente
(que es comprimido en el compresor) a la entrada de la turbina, se
crea una reducción de la diferencia de temperatura en el canal 64 de
reinicio de gas (aire) entre la cavidad 63 y la entrada 44 del
compresor. (El gas caliente puede penetrar por la entrada de la
turbina por medio de cavidades interiores, de los rodamientos 62, de
una cavidad entre el estator y el rotor del motor eléctrico 57).
Una construcción de ese tipo permite evitar la penetración de gas
desde el compresor hasta la turbina. Los problemas de la cavidad de
los rodamientos dinámicos 62 y de gas, y del rotor 57 de motor, se
resuelven simultáneamente.
El estrangulador regulado 65 montado en el canal
64 de reinicio, permite que el turbo expansionador y el compresor
eléctrico estén sintonizados respecto a la máxima diferencia de
presión posible en su turbina.
La turbo rueda 66 del turbo expansionador
comprende el disco 67 de rodamiento (Figuras 10 - 11), con las palas
68 y los canales 69 inter palas formados por las superficies
laterales de las palas 68 más cercanas conjugadas con la superficie
del disco meridional 67 por medio de las acanaladuras 70. Los
canales 71 longitudinales están realizadas en el citado disco con
un corte transversal realizado como parte del círculo. El radio R1
de la acanaladura 70 se calcula en condiciones de resistencia.
El radio Rk del corte transversal del
micro-canal 71 es de alrededor de 0,1 - 1,0 del
radio Ri.
La acanaladura 70 puede ser realizada a lo largo
de la longitud completa de la pala 68, desde ambos lados de los
micro-canales 71, mediante fresado, teniendo el
corte en su borde un redondeo con un radio igual a la mitad del
diámetro d de corte.
Los parámetros Rk, R1, t, h de los
micro-canales 71, así como también la correlación R,
son necesarios para proporcionar la configuración del fondo del
micro-canal que se requiere en caso de formación de
hielo.
Bajo las condiciones cíclicas de funcionamiento
de la turbina (funcionamiento - espera), se produce la formación de
hielo en los canales inter palas y su fusión (es importante que el
hielo fundido abandone la superficie de la rueda y que sea evacuado
del vapor del aire). A este efecto, se han creado los
micro-canales 71 con el corte transversal realizado
como parte de un círculo. En un corte muy estrecho, forman un canal
liso del mismo radio, reduciendo de ese modo el nivel de pérdidas
hídricas sin impedir que el aire y las partículas de hielo se
muevan incrementando con ello la eficacia del trabajo de la turbo
rueda.
La invención puede encontrar su mayor utilidad
cuando se aplica a la realización de aparatos de refrigeración, y
especialmente en los refrigeradores y sistemas de acondicionamiento
de aire, así como también en complejos permanentes y en diferentes
medios de transporte.
Claims (16)
1. Un dispositivo de refrigeración de aire, que
comprende un compresor (1; 44) que tiene una entrada y una salida,
un turbo expansionador (6; 49) con una rueda (66) de turbina con la
que dicho compresor (1; 44) está conectado a dicho turbo
expansionador (6; 49), un primer ventilador (7; 52) montado en un
eje común con el citado turbo expansionador (6; 40), un primer
intercambiador de calor (2; 45) de doble conducto, una cámara (3;
46) de refrigeración con un segundo ventilador (5) y un refrigerador
(4; 47) de aire montado en el interior de la cámara, un segundo
intercambiador (9; 51) de calor de doble conducto, un tanque (10) de
agua conectado con un segundo conducto del segundo intercambiador
(9; 51) de calor, y un separador (8; 50) de humedad; en el que un
primer conducto del segundo intercambiador (9; 51) de calor de doble
conducto, un primer conducto del primer intercambiador (2; 45) de
calor de doble conducto, el separador (8; 50) de humedad, el turbo
expansionador (6; 49), el refrigerador (4; 47) de aire, y el
segundo conducto del primer intercambiador (2; 45) de calor de
doble conducto, están conectados en serie con la entrada del
compresor (1; 4).
2. Un dispositivo de refrigeración de aire según
la reivindicación 1, en el que la entrada y la salida del segundo
conducto del segundo intercambiador (9; 51) de calor, están
conectadas con la atmósfera por medio del primer ventilador
(7).
3. Un dispositivo de refrigeración de aire según
la reivindicación 1, que incluye un expulsor (12), una válvula (13)
de regulación y un separador (14) de humedad, incluyendo el expulsor
(12) una boquilla de expulsor pasiva conectada con la atmósfera por
medio del segundo conducto del segundo intercambiador (9) de calor;
estando la válvula (13) de regulación y una boquilla del expulsor
(12) activa conectadas con la salida del compresor (1); y estando
conectado un difusor del expulsor (12), por medio del separador (14)
de humedad, con la entrada del primer ventilador (7).
4. Un dispositivo de refrigeración de aire según
la reivindicación 1, en el que tanto la entrada como la salida del
segundo conducto del segundo intercambiador (9) de calor, están
conectadas a la atmósfera por medio de la segunda cavidad de un
tercer ventilador (15); estando la entrada del primer ventilador (7)
conectada con la salida del compresor (1), y estando la salida del
primer ventilador (7) conectada con el primer conducto del segundo
intercambiador (9) de calor.
5. Un dispositivo de refrigeración de aire según
la reivindicación 4, que incluye un tercer y un cuarto
intercambiadores (16, 17) de calor de doble conducto, un cuarto y
un quinto ventiladores (18, 19) y una válvula (20) regulada;
estando un primer conducto del tercer intercambiador (16) de calor
conectado con el segundo conducto del primer intercambiador (2) de
calor y con la entrada del compresor (1); estando un segundo
conducto del tercer intercambiador (16) de calor conectado con la
atmósfera por medio del cuarto ventilador (18), estando el primer
conducto del cuarto intercambiador (17) de calor conectado con el
primer conducto del segundo intercambiador (9) de calor y con la
salida del primer ventilador (7); estando el segundo conducto del
cuarto intercambiador (17) de calor conectado con la atmósfera por
medio del ventilador (19); y estando la válvula regulada (20)
montada entre la entrada y la salida del compresor (1).
6. Un dispositivo de refrigeración de aire según
la reivindicación 5, que incluye un quinto intercambiador (21) de
calor de doble conducto, un sexto ventilador (22) y un segundo
separador (23) de humedad; estando un primer conducto del quinto
intercambiador (21) de calor conectado con la salida del compresor
(1), y por medio del separador (23) de humedad, con la entrada del
primer ventilador (7); estando un segundo conducto conectado con la
atmósfera por medio del sexto ventilador (22).
7. Un dispositivo de refrigeración de aire según
la reivindicación 1, que incluye un separador (24) de humedad por
adsorción, un receptor (25), válvulas reguladas (26, 27) y válvulas
inversas (28, 29); estando la válvula inversa (28) y el separador
(24) de humedad por adsorción montados en serie entre el primer
conducto del segundo intercambiador (9) de calor y el primer
conducto del primer intercambiador (2) de calor; estando la salida
del compresor (1), por medio del receptor (25) y de la válvula
regulada (27), conectada entre la válvula inversa (28) y el
separador (24) de humedad por adsorción, estando la entrada del
compresor (1) conectada con la atmósfera por medio de la válvula
regulada (26); estando el receptor (25) conectado con la atmósfera
por medio de la válvula inversa (29).
8. Un dispositivo de refrigeración de aire según
la reivindicación 1 ó 2, en el que la salida del compresor (1) está
conectada con el primer conducto del segundo intercambiador de
calor.
9. Un dispositivo de refrigeración de aire según
la reivindicación 8, que incluye un sexto intercambiador (30) de
calor de doble conducto y un séptimo ventilador (31); estando
conectado en dicho sexto intercambiador (30) de calor el primer
conducto con la salida del compresor (1) y con el primer conducto
del segundo intercambiador (9) de calor, y el segundo conducto por
medio del séptimo ventilador (31) con la atmósfera.
10. Un dispositivo de refrigeración de aire
según la reivindicación 9, que incluye un receptor (32), un
separador (33) de humedad por adsorción, válvulas inversas (34, 35)
y válvulas reguladas (36, 37, 38); estando la válvula (37) regulada
montada entre el segundo conducto del primer intercambiador (2) de
calor y la entrada del compresor (1); estando el segundo conducto
del intercambiador de calor conectado con la entrada del compresor
(1) por medio de la válvula inversa (35) y del separador (33) de
humedad por adsorción; estando la salida del compresor (1)
conectada entre el separador (33) de humedad por adsorción y la
válvula inversa (35) por medio de la válvula inversa (34); estando
el receptor (32) y la válvula (36) regulada y la entrada del
compresor (1) conectados con la atmósfera por medio de la válvula
regulada (38).
11. Un dispositivo de refrigeración de aire
según la reivindicación 1, que incluye un octavo y un noveno
ventiladores (39, 40), y un séptimo intercambiador (41) de calor de
doble conducto; estando el segundo conducto del segundo
intercambiador (9) de calor conectado con la atmósfera por medio del
octavo ventilador (39); estando un primer conducto del séptimo
intercambiador (41) de calor conectado con la entrada y la salida
del primer ventilador (7), y estando un segundo conducto del mismo
conectado con la atmósfera por medio del noveno ventilador
(40).
12. Un dispositivo de refrigeración de aire
según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye un
separador (42) de humedad y un acumulador (43) de frío, montados en
serie entre el turbo expansionador (6) y el refrigerador de
aire.
13. Un dispositivo de refrigeración de aire
según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye un
motor eléctrico (57) montado en el mismo eje que el turbo
expansionador (49) y el compresor (44), para establecer un sistema
común de turbo expansionador y de compresor accionado por motor.
14. Un dispositivo de refrigeración de aire
según la reivindicación 13, en el que el turbo expansionador y el
compresor eléctrico comprenden un cuerpo (58) montado en el interior
del turbo expansionador (39); un motor eléctrico (57), un compresor
(44), un rotor del motor (57) eléctrico que está montado en
rodamientos (62), con las ruedas (60, 61) de turbina y de compresor
montadas en el eje (59) de forma sobresaliente, y una cavidad (63)
que está conectada por medio de un canal (64) con la salida hacia el
compresor (44).
15. Un dispositivo de refrigeración de aire
según la reivindicación 14, en el que, en el canal (64) del
reinicio, está montado un estrangulador regulado (65).
16. Un dispositivo de refrigeración de aire
según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que
dicha rueda (66) de turbina comprende un disco (67) de rodamiento
dotado de palas (68) y de pasos (69) de pala definidos por las
superficies laterales de las citadas palas (68) adyacentes;
chaflanes huecos (70) a través de los cuales se emparejan dichas
superficies laterales de las citadas palas adyacentes (68) con la
superficie meridional de dicho disco (67); dicha superficie
meridional de dicho disco tiene minúsculos agujeros longitudinales
(71) que tienen una área en sección transversal configurada de modo
que forman una parte de una circunferencia, siendo el radio
(R_{k}) de dicha parte de circunferencia desde 0,1 hasta 1,0 del
radio (R_{r}) de dicho chaflán hueco (70), siendo el paso (t) de
dichos minúsculos agujeros (71) tal que no excede de dos de dichos
radios (R_{k}), y estando la altura (h) de dicho minúsculo agujero
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| US4829775A (en) * | 1988-05-02 | 1989-05-16 | United Technologies Corporation | Filtered environmental control system |
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| DE4319628A1 (de) * | 1993-06-15 | 1994-12-22 | Klein Schanzlin & Becker Ag | Strukturierte Oberflächen von Strömungsmaschinenbauteilen |
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