ES2299096T3 - Dispositivo de refrigeracion y procedimiento de control. - Google Patents

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Abstract

Dispositivo de refrigeración (1) que comprende uno o más armarios de refrigeración (7) en los cuales se almacenan unos objetos que se deben refrigerar, un compresor (2) que comprime el refrigerante, un condensador (3) que mediante condensación permite que el vapor sobrecalentado que abandona el compresor (2) pase primero a la fase líquido-vapor y a continuación completamente a la fase líquida, un armario de compresor (8) en cuyo interior están dispuestos el compresor (2) y el condensador (3) separadamente del armario de refrigeración (7), uno o más evaporadores (4) a los cuales se suministra el fluido condensado y que absorben el calor del medio permitiendo refrigerar el medio y permitiendo refrigerar el armario de refrigeración (7) por el hecho de que el refrigerante absorbe el calor del medio, y por lo menos dos sensores de temperatura (10, 11) que detectan la temperatura en el interior del armario de compresor (8) y/o en el armario de refrigeración (7), y caracterizado porque presenta un calentador (6) que está dispuesto en el condensador (3) y/o en el armario de compresor (8), activado o desactivado según la diferencia entre los valores de las temperaturas detectados por los sensores de temperatura (10, 11).

Description

Dispositivo de refrigeración y procedimiento de control.
La presente invención se refiere a un dispositivo de refrigeración y a un procedimiento de control del mismo, que mejora el ciclo de refrigeración.
El refrigerante en el ciclo de refrigeración presenta la fase de vapor sobrecalentado cuando sale del compresor, el refrigerante descargado del compresor en la fase de vapor primero pasa a la fase líquido-vapor en el condensador y a continuación a la fase líquida en la zona próxima a la entrada del tubo capilar. El refrigerante empieza a cambiar a la fase liquido-vapor a lo largo del tubo capilar reduciendo la presión y alcanzando el evaporador en la fase líquido-vapor con una reducida fracción seca. El refrigerante pasa a la fase de vapor a la salida del evaporador debido a la absorción de calor del ambiente alcanzando de nuevo el compresor.
Los dispositivos de refrigeración de tipo "split" (con unidades separadas) comprenden una cámara de compresor que consta de un compresor, de un condensador y de un ventilador, de unos evaporadores conectados a la cámara de compresor, y de unos compartimentos de refrigeración refrigerados por estos evaporadores, y de modo que la cámara de compresor y los evaporadores están posicionados separadamente, la temperatura ambiente a la que está expuesta la cámara de compresor, la temperatura en el entorno de los evaporadores y la de los tubos intercalados entre la cámara de compresor y el evaporador pueden ser diferentes. Cuando la temperatura ambiente en la cámara de compresor y también la del condensador son inferiores a un predeterminado valor en comparación con la temperatura ambiente en los evaporadores, el refrigerante en el condensador cambia rápidamente a la fase líquida. Cuando el refrigerante entra en el medio del evaporador, el refrigerante pasa de nuevo a vapor puesto que la temperatura ambiente aumenta y tiene lugar el fenómeno conocido como "bloque de vapor" en la entrada del tubo capilar cuando el refrigerante en fase vapor bloquea el tubo capilar impidiendo la entrada de refrigerante al evaporador, interrumpiéndose el ciclo de refrigeración y resultando por consiguiente el cese del procedimiento de refrigeración.
Asimismo, se encuentra una determinada cantidad de aceite en el compresor que participa en el ciclo de refrigeración protegiendo los componentes móviles de las altas temperaturas y previniendo las fugas de gas de las cavidades de aspiración y bombeo del compresor. Cuando el compresor bombea el refrigerante al sistema. Una parte del aceite se mezcla con el refrigerante y se pierde en el ciclo de refrigeración. Una parte del aceite perdido en el ciclo de refrigeración embadurna la superficie interior del condensador y del evaporador; mientras que una parte del mismo se adhiere particularmente a la porción de salida y/o a la parte final del evaporador en donde la viscosidad es muy alta. El factor más importante que actúa en el movimiento del aceite es el cambio de viscosidad. Cuanto mayor es la viscosidad, más difícil es que el aceite regrese al condensador. Los factores más importantes que afectan a la viscosidad son la temperatura y la solubilidad.
El efecto de la solubilidad es más importante que el de la temperatura, particularmente a bajas temperaturas. La parte más sólida del aceite reciclado en el ciclo de refrigeración aparece en la última espiral del evaporador y en la línea de aspiración. Por consiguiente para favorecer el efecto de la solubilidad en los lugares en los que el aceite se bloquea más particularmente a la salida del evaporador, se puede proporcionar el retorno del aceite al compresor permitiendo un fase de doble flujo del refrigerante y reduciendo la viscosidad. Cuando aumenta la cantidad de aceite perdido en el ciclo de refrigeración, el compresor se queda sin aceite y por consiguiente el rendimiento del compresor disminuye. Incluso en los casos en los que la carga del compartimento de refrigeración es baja, cuando el compresor funciona a un índice de rotación reducido no puede alcanzar la velocidad de barrido necesaria, el aceite se bloquea en la línea de circulación, particularmente en el evaporador.
Se han desarrollado diversos procedimientos tanto para reciclar el aceite perdido en el ciclo de refrigeración devolviéndolo al compresor como para evitar el fenómeno de "bloque de vapor".
En el actual estado de la técnica, la solicitud de patente europea nº EP1119732, da a conocer un dispositivo de refrigeración que comprende un motor que varía la velocidad en relación a la temperatura del refrigerante.
En el actual estado de la técnica, la solicitud de patente europea nº EP0498317, un material, insoluble en los líquidos pero soluble en aceite, es añadido al refrigerante.
En el actual estado de la técnica, en el documento de patente Británico GB844272, se describe una realización en la que se presenta el fenómeno de "bloque de vapor" en el ciclo de refrigeración de un refrigerador que presenta unos compartimientos con una alta y una baja temperatura y de modo que cada uno de los compartimientos es controlado independientemente.
El documento US nº 3 093 976 A da a conocer un dispositivo de refrigeración según el preámbulo de la reivindicación 1.
El objetivo de la presente invención es diseñar un dispositivo de refrigeración en el que disminuya la acumulación de aceite y se evite el bloque de vapor que puede presentarse a la entrada del tubo capilar.
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El dispositivo de refrigeración diseñado para alcanzar los objetivos de la presente invención se representa en las Figuras adjuntas, en las que:
La Figura 1 es una vista esquemática del dispositivo de refrigeración.
La figura 2 es una vista esquemática de una cocina en la que está montado el dispositivo de refrigeración.
Los elementos representados en las Figuras se numeran del siguiente modo:
1.
Dispositivo de refrigeración
2.
Compresor
3.
Condensador
4.
Evaporador
5.
Tubo capilar
6.
Calentador
7.
Armario de refrigeración
8.
Armario de compresor
9.
Ventilador
10.
Sensor de temperatura
11.
Sensor de temperatura
12.
Válvula.
El dispositivo de refrigeración (1) comprende uno o más armarios de refrigeración (7) en el que se almacenan unos objetos que se deben refrigerar, un compresor (2) que permite comprimir el refrigerante, un condensador (3) que mediante condensación permite que el vapor sobrecalentado que abandona el compresor (2) pase primero a la fase líquido-vapor y posteriormente completamente a la fase líquida, un armario de compresor (8) dispuesto separadamente del armario de refrigeración (7) y en cuyo interior el compresor (2) y el condensador (3) están dispuestos, uno o más evaporadores (4) a los que se suministra el fluido condensado y absorbiendo el calor del medio es posible refrigerar el medio, y de tal modo que el refrigerante absorbe el calor y refrigera el armario de refrigeración (7), uno o más tubos capilares (5) intercalados entre el armario de compresor (8) y el evaporador (4), permitiendo presurizar el refrigerante y pasarlo completamente a la fase líquida, por lo menos dos sensores de temperatura (10, 11) que detectan la temperatura en el interior del armario de compresor (8) y/o en el armario de refrigeración (7), un ventilador (9) que es activado o desactivado según la diferencia entre los valores de temperatura detectados por los sensores de temperatura (10, 11), y que suministra un flujo de aire por encima del condensador (3) y/o del compresor (2), y un calentador (6) dispuesto en el condensador (3) y/o en el armario de compresor (8) que es activado o desactivado según la diferencia entre los valores de las temperaturas detectadas por los sensores de temperatura (10, 11) (Figura 1 y Figura 2).
Uno de los detectores de temperatura (10) está dispuesto en el armario de compresor (8) y/o en el condensador (3) y detecta la temperatura en el interior del armario de compresor (8) y/o en el condensador (3), estando dispuesto el otro sensor de temperatura (11) en el armario de refrigeración (7) y detectando la temperatura en el armario de refrigeración (7). Se pueden utilizar termostatos como detectores de temperatura (10, 11). En una forma de realización alternativa de la presente invención, el sensor de temperatura (11) puede estar posicionado a la entrada del tubo capilar (5) al final de la línea de bombeo.
El dispositivo de refrigeración (1) comprende una o más válvulas (12) particularmente válvulas accionadas por un solenoide (12) que suministran directamente el fluido que abandona el tubo capilar (5) a los evaporadores (4) y por consiguiente al armario de refrigeración (7) abriéndose y cerrándose mecánica o eléctricamente.
En el dispositivo de refrigeración (1) que es objeto de la presente invención, el compresor (2) comprime el refrigerante y lo suministra al condensador (3) en forma de vapor sobrecalentado. El calor del refrigerante es liberado en el condensador (3) mediante el flujo de aire forzado creado por el ventilador (9) y el refrigerante progresivamente cambia a la fase líquido-vapor y a continuación completamente a la fase líquida. El fluido refrigerante que abandona el armario de compresor (8) entra en el tubo capilar (5) y en el evaporador (4) que se encuentra en un medio que presenta un valor de temperatura ambiente diferente a la del armario de compresor (8). Si la diferencia entre los valores de temperatura detectados por los sensores (10, 11) en el armario de compresor (8) y en el armario de refrigeración (7) es superior a un predeterminado valor, en tal caso, el ventilador (9) del armario de compresor (8) se desactiva y el fluido de refrigeración alcanza unos determinados valores de temperatura de condensación y de presión. Después de un determinado periodo de tiempo, los valores de las temperaturas detectados por los sensores de temperatura (10, 11) en el armario de compresor (8) y en el armario de refrigeración (7) están controlados y si la diferencia de temperatura entre los dos medio es superior a un valor predeterminado, se activa el calentador (6) del armario de compresor (8). De este modo la temperatura de condensación y por consiguiente la presión del refrigerante alcanza un valor seleccionado mientras el refrigerante se mantiene en la fase líquida y el fenómeno de "bloque de vapor" formado por el cambio a la fase de vapor de todo el refrigerante a la entrada del tubo capilar (5) se evita. El refrigerante que pasa a través del tubo capilar (5) con la presión y la temperatura reducida entra en el evaporador (4) fácilmente y el refrigerante absorbe el calor del armario de refrigeración (7), refrigerando el armario de refrigeración (7), y debido al calor absorbido el fluido de refrigeración cambia rápidamente a la fase de vapor cuando pasa por la salida de la última espiral del evaporador (4). El refrigerante que abandona el evaporador (4) alcanza el compresor (2) en la fase de vapor y completa un ciclo de refrigeración.
En otra forma de realización de la presente invención, los valores de la temperatura detectada por el sensor (11) dispuesto solo a la entrada y/o a la salida del evaporador (4) son evaluados. Si la diferencia entre los valores de la temperatura a la entrada y a la salida del evaporador (4) es superior a un valor predeterminado, entonces el refrigerante presenta la fase vapor sobrecalentado a la salida del evaporador (4), para iniciar el flujo de doble fase a la salida del evaporador (4), en primer lugar el índice de rotación del compresor (2) aumenta, aumentando de ese modo la velocidad de barrido del aceite del compresor (2) en la línea de circulación, particularmente en el evaporador (4) y al final de esta etapa si no se puede llevar a cabo el flujo de doble fase, se desactiva el ventilador (9) y a continuación el calentador (8) en el armario de compresor (8) y/o en el condensador (3) se activa iniciándose de ese modo el flujo de doble fase del fluido refrigerante a la salida del evaporador (4). De ese modo, tanto la velocidad de barrido del aceite del compresor (2) como la temperatura a la salida del evaporador (4) aumentan debido al equilibrio de la presión, y puesto que la cantidad de fluido soluble en aceite aumenta, la viscosidad disminuye, y este aceite de baja viscosidad recicla hacia atrás hacia el compresor (2) en un corto periodo de tiempo.
Con el dispositivo de refrigeración (1) de la presente invención, se evita la aparición no intencionada de un "bloque de vapor" a la entrada del tubo capilar (5), y particularmente en los dispositivos de refrigeración de tipo "split" (con unidades separadas), disponiendo los evaporadores (4) y el armario de compresor (8) que comprende el compresor (2), el condensador (3) y el ventilador (9) en posiciones que presentan diferentes valores de temperatura, el armario de compresor (8) está previsto para ser trasladado a un lugar externo distinto del armario de refrigeración (7). Asimismo, el aceite que se pierde en la línea de circulación del compresor (2) puede volver al compresor (2).

Claims (8)

1. Dispositivo de refrigeración (1) que comprende uno o más armarios de refrigeración (7) en los cuales se almacenan unos objetos que se deben refrigerar, un compresor (2) que comprime el refrigerante, un condensador (3) que mediante condensación permite que el vapor sobrecalentado que abandona el compresor (2) pase primero a la fase líquido-vapor y a continuación completamente a la fase líquida, un armario de compresor (8) en cuyo interior están dispuestos el compresor (2) y el condensador (3) separadamente del armario de refrigeración (7), uno o más evaporadores (4) a los cuales se suministra el fluido condensado y que absorben el calor del medio permitiendo refrigerar el medio y permitiendo refrigerar el armario de refrigeración (7) por el hecho de que el refrigerante absorbe el calor del medio, y por lo menos dos sensores de temperatura (10, 11) que detectan la temperatura en el interior del armario de compresor (8) y/o en el armario de refrigeración (7), y caracterizado porque presenta un calentador (6) que está dispuesto en el condensador (3) y/o en el armario de compresor (8), activado o desactivado según la diferencia entre los valores de las temperaturas detectados por los sensores de temperatura (10, 11).
2. Dispositivo de refrigeración (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque presenta un ventilador (9) que proporciona un flujo de aire por encima del condensador (3) y/o del compresor (2), activado o desactivado según la diferencia entre los valores de las temperaturas detectados por los sensores de temperatura (10, 11).
3. Dispositivo de refrigeración (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque un sensor de temperatura (10) está dispuesto sobre el condensador (3) y detecta la temperatura del condensador (3).
4. Dispositivo de refrigeración (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque un sensor de temperatura (10) está dispuesto sobre el compresor (2) y detecta la temperatura del compresor (2).
5. Dispositivo de refrigeración (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque los sensores de temperatura (11) están dispuestos a la entrada y a la salida del evaporador (4) y detectan las temperaturas a la entrada y a la salida del evaporador (4).
6. Dispositivo de refrigeración (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque el sensor de temperatura (11) está dispuesto a la entrada del tubo capilar (5) en el extremo de la línea de bombeo.
7. Procedimiento de control de un dispositivo de refrigeración (1) según la reivindicación 1, que comprende las etapas de desactivar el ventilador (9) y activar el calentador (8) si la diferencia entre los valores de temperatura detectados por los sensores de temperatura (10, 11) es superior a un valor determinado, ajustando la temperatura de condensación del refrigerante y por consiguiente la presión a un valor deseado, permitiendo que el refrigerante permanezca en la fase líquida, e impidiendo que el refrigerante pase completamente a la fase vapor, lo que constituiría un caso de "bloque de vapor" a la entrada del tubo capilar (5).
8. Procedimiento de control de un dispositivo de refrigeración (1) según la reivindicación 1, que comprende las etapas de aumentar el índice de rotación del compresor (2), al final de este proceso, si el flujo de doble fase no se puede completar, desactivar el ventilador (9) y activar el calentador (8) si la diferencia entre los valores de la temperatura de entrada y de salida del evaporador (4) es superior a un determinado valor, reducir la viscosidad aumentando la cantidad de refrigerante soluble en aceite posibilitando el flujo de doble fase del refrigerante, y preparando este aceite de baja viscosidad para reciclarlo hacia el compresor (2) en un periodo de tiempo reducido.
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