ES2305468T3 - Mecanismo compresor de refrigerador. - Google Patents
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Abstract
Un mecanismo de compresión que forma un circuito de refrigerante de un sistema de refrigeración por compresión de vapor, comprendiendo el mecanismo de compresión (11, 111) de un sistema de refrigeración: una tubería principal (24, 124) de admisión de refrigerante; n compresores (21 a 23, C1 a Cn) dispuestos de tal modo que del segundo al n-ésimo compresores (en donde n es cualquier número entero igual o mayor que 3) están conectados a la tubería principal de admisión de refrigerante secuencialmente desde el lado de aguas arriba del flujo del refrigerante gaseoso, y el primer compresor está conectado a la tubería principal de admisión de refrigerante aguas abajo del n-ésimo compresor; n separadores (28 a 30, S1 a Sn), es decir, de un primer a un n-ésimo separadores, conectados al lado de descarga de los respectivos primer a n-ésimo compresores con el fin de separar el aceite del refrigerante gaseoso comprimido por el primer al n-ésimo compresores; y n tuberías de retorno de aceite (31 a 33, R1 a Rn) dispuestas de tal modo que de la primera a la (n-1)-ésima tuberías de retorno de aceite están conectadas entre la salida de aceite del primer al (n-1)-ésimo separadores de aceite y el lado de admisión de los respectivos segundo a n-ésimo compresores, y la n-ésima tubería de retorno de aceite está conectada entre el n-ésimo separador de aceite y el lado de admisión del primer compresor; caracterizado porque n tubos de admisión (25 a 27, L1 a Ln), es decir, desde un primer a un n-ésimo tubos de admisión, se ramifican desde la tubería principal (24, 124) de admisión de refrigerante de tal manera que se correspondan con el lado de admisión de los respectivos primer a n-ésimo compresores (21 a 23, C1 a Cn), la primera a la (n-1)-ésima tuberías de retorno de aceite (31 a 32, R1 a Rn-1) están conectadas a los respectivos segundo a n-ésimo tubos de admisión, y el segundo al n-ésimo tubos de admisión está dispuestos con una pendiente descendente desde la parte por la cual están conectados a las respectivas primera a (n-1)-ésima tubería de retorno de aceite (31 a 32, R1 a Rn-1) hacia la parte por la cual están conectados a la tubería principal de admisión de refrigerante, de manera que la primera a la k-ésima tuberías de retorno de aceite (donde k es un número entero entre 2 y n-1) están conectadas al lado de admisión del (k+1)-ésimo compresor de manera que se envíe aceite al primer compresor cuando estén en marcha del primer al k-ésimo compresores y estén parados del (k+1)-ésimo al n-ésimo compresores.
Description
Mecanismo compresor de refrigerador.
La presente invención se refiere a un mecanismo
de compresión para sistemas de refrigeración y, más particularmente,
a un mecanismo de compresión que constituye un circuito de
refrigerante para un sistema de refrigeración por compresión de
vapor.
Un ejemplo de sistemas convencionales de
refrigeración por compresión de vapor provistos de un mecanismo de
compresión con una pluralidad de compresores son los sistemas de
acondicionamiento de aire utilizados para acondicionar el aire de
edificios. Este tipo de sistema de acondicionamiento de aire está
provisto de una pluralidad de unidades de usuario y una unidad de
fuente de calor con una capacidad suficientemente grande para
admitir las cargas de calentamiento y de enfriamiento de las
unidades de usuario. Para que el sistema pueda funcionar en un modo
de carga parcial, la unidad de fuente de calor está provista de un
mecanismo de compresión constituido por una pluralidad de
compresores de comparativamente baja capacidad conectados en
paralelo. El mecanismo de compresión está provisto de un circuito
ecualizador de aceite que incluye un separador de aceite conectado
al lado de descarga de los compresores, unas tuberías de retorno de
aceite para devolver a los compresores el aceite separado por el
separador de aceite, y una tuberías de ecualización de aceite
conectadas entre los compresores para reducir desequilibrios en la
cantidad de aceite en los compresores.
En el mecanismo de compresión convencional que
se ha descrito, el circuito ecualizador de aceite que rodea a los
compresores resulta complejo porque incluye una tubería de retorno
para cada compresor y una pluralidad de tuberías ecualizadoras
conectadas entre los compresores. Cuando mayor sea el número de
compresores, más complejo resulta el circuito ecualizador de
aceite.
En un sistema cuyo mecanismo de compresión tenga
tres o más compresores, cuando el sistema funciona en modo de carga
parcial se produce una pluralidad de combinaciones de compresores en
marcha y compresores parados y es difícil suministrar suficiente
aceite a los compresores en marcha durante todas las combinaciones
de funcionamiento.
Por el documento
JP-A-11-006657 se
conoce un mecanismo de compresión que tiene las características del
preámbulo de la reivindicación 1.
El objetivo de la presente invención es
proporcionar un mecanismo de compresión que tenga un circuito
ecualizador de aceite que pueda suministrar suficiente aceite a los
compresores que estén en marcha - incluso durante el funcionamiento
a carga parcial.
El mecanismo de compresión de un sistema de
refrigeración descrito en la reivindicación 1 es un mecanismo de
compresión que forma un circuito de refrigerante de un sistema de
refrigeración por compresión de vapor y está provisto de lo
siguiente: una tubería principal de admisión de refrigerante; n
compresores, es decir, de un primer a un n-ésimo compresores (en
donde n es cualquier número entero igual o mayor que 3); n
separadores de aceite; y n tuberías de retorno de aceite. Los n
compresores están dispuestos de tal modo que del segundo al n-ésimo
compresores están conectados a la tubería principal de admisión de
refrigerante secuencialmente desde el lado de aguas arriba del flujo
de refrigerante gaseoso, y el primer compresor está conectado aguas
abajo del n-ésimo compresor. Los n separadores están conectados al
lado de descarga de los respectivos primer a n-ésimo compresores
con el fin de separar el aceite del refrigerante gaseoso comprimido
por el primer a n-ésimo compresores. Las n tuberías de retorno de
aceite están dispuestas de tal modo que de la primera a la
(n-1)-ésima tuberías de retorno de aceite están
conectadas entre la salida de aceite del primero al
(n-1)-ésimo separadores de aceite y el lado de
admisión de los respectivos segundo a n-ésimo compresores y la
n-ésima tubería de retorno de aceite está conectada entre el n-ésimo
separador de aceite y el lado de admisión del primer compresor. De
la primera a la k-ésima tuberías de retorno de aceite (en donde
k-ésimo es un número entero de 2 a n-1) están
conectadas al lado de admisión del (k+1)-ésimo compresor de tal modo
que se envíe aceite al primer compresor cuando están en marcha del
primer al k-ésimo compresores y están parados del (k+1)-ésimo al
n-ésimo compresores.
En este mecanismo de compresión de un sistema de
refrigeración, el flujo de aceite está configurado de tal modo que
cuando están en marcha todos los compresores desde el primero al
n-ésimo, el aceite descargado con el refrigerante gaseoso por el
primer compresor es separado por el primer separador de aceite y
enviado al segundo compresor a través de la primera tubería de
retorno de aceite, el aceite descargado por el segundo compresor es
enviado al tercer compresor a través de la segunda tubería de
retorno de aceite, y así hasta el n-ésimo compresor, en cuyo caso
el aceite descargado por el n-ésimo compresor es enviado al primer
compresor a través de la n-ésima tubería de retorno de aceite. Así
pues, este mecanismo de compresión forma un ciclo de circulación de
aceite en el cual el aceite pasa por turno a través de cada
compresor y es fiablemente enviado a todos los compresores que se
encuentren en marcha, es decir, desde el primer al n-ésimo
compresores.
\global\parskip0.900000\baselineskip
Adicionalmente, el flujo de aceite de este
mecanismo de compresión de un sistema de refrigeración está
configurado de tal modo que cuando están en marcha del primer al
k-ésimo compresores y no están en marcha del (k+1)-ésimo al n-ésimo
compresores, el aceite enviado por la k-ésima tubería de retorno de
aceite hacia el lado de admisión del (k+1)-ésimo compresor es
introducido en la tubería principal de admisión de refrigerante y
aspirado junto al refrigerante gaseoso por el primer compresor, el
cual está conectado más aguas abajo que el (k+1)-ésimo compresor.
Puesto que el k-ésimo compresor está conectado a la tubería
principal de admisión de refrigerante en una posición más aguas
arriba que el (k+1)-ésimo compresor, se obtiene un ciclo de
circulación de aceite en el cual el aceite que retorna a través de
la k-ésima tubería de retorno de aceite no es aspirado de nuevo por
el segundo al n-ésimo compresores (es decir, los compresores
distintos del primer compresor que estén en marcha) sino que pasa
por turno a través de cada uno de los compresores en marcha de la
misma manera que cuando todos los compresores desde el primero al
n-ésimo están en marcha. Como consecuencia, el aceite es enviado
con fiabilidad a los compresores que están en marcha, es decir, del
primer al k-ésimo compresores.
Así pues, con este mecanismo de compresión, el
aceite puede ser enviado con fiabilidad a los compresores que estén
en marcha incluso cuando el sistema funcione en modo de carga
parcial.
El mecanismo de compresión del sistema de
refrigeración descrito en la reivindicación 1 está adicionalmente
provisto de n tubos de admisión, es decir, desde un primer a un
n-ésimo tubos de admisión que se ramifican desde la tubería
principal de admisión de refrigerante de tal manera que se
correspondan con los lados de admisión del primer al n-ésimo
compresores, respectivamente. De la primera a la
(n-1)-ésima tuberías de retorno de aceite están
conectadas a los respectivos segundo a n-ésimo tubos de admisión.
Desde el segundo al n-ésimo tubos de admisión están dispuestos de
manera que tengan una pendiente descendente desde la parte por la
que están conectados a la primera a la (n-1)-ésima
tuberías de retorno de aceite, respectivamente, hacia la parte por
la que están conectados a la tubería principal de entrada de
refrigerante.
En este mecanismo de compresión de un sistema de
refrigeración, se consigue una estructura para enviar aceite a la
tubería principal de entrada de refrigerante desde la primera a la
(n-1)-ésima tuberías de retorno de aceite,
correspondientes a los compresores que no están en marcha, haciendo
que del segundo al n-ésimo tubos de admisión tengan una pendiente
descendente desde la parte por la que están respectivamente
conectados a la primera a (n-1)-ésima tuberías de
retorno de aceite hacia la parte por la que están conectados a la
tubería principal de entrada de refrigerante. Como consecuencia, la
estructura del circuito desde la tubería principal de entrada de
refrigerante hasta el lado de admisión de los compresores no resulta
compleja.
El mecanismo de compresión de un sistema de
refrigeración que se describe en la reivindicación 2 es un mecanismo
de compresión para refrigeración según la reivindicación 1, en el
cual la tubería principal de entrada de refrigerante tiene una
pendiente descendente desde la parte por la que está conectada al
segundo a n-ésimo tubos de admisión hacia la parte por la que está
conectada al primer tubo de admisión.
Con este mecanismo de compresión de un sistema
de refrigeración, el aceite es fiablemente arrastrado hasta el
primer compresor porque el aceite enviado a la tubería principal de
entrada de refrigerante por el segundo al n-ésimo tubos de admisión
fluye fácilmente hacia la parte por la cual la tubería principal de
entrada de refrigerante está conectada al primer tubo de admisión.
De este modo se aumenta la fiabilidad del suministro de aceite a
los compresores.
La Figura 1 es una vista esquemática del
circuito del refrigerante de un sistema de acondicionamiento de aire
según la presente invención.
La Figura 2 es una vista parcial de la Figura 1
mostrando un mecanismo de compresión según una primera
realización.
La Figura 3 ilustra el funcionamiento de un
mecanismo de compresión según la primera realización.
La Figura 4 ilustra el funcionamiento de un
mecanismo de compresión según la primera realización.
La Figura 5 ilustra el funcionamiento de un
mecanismo de compresión según la primera realización.
La Figura 6 muestra un mecanismo de compresión
según una segunda realización y es equivalente a la Figura 2.
Primera
realización
Un ejemplo de sistema de refrigeración por
compresión de vapor provisto de un mecanismo de compresión que
tenga una pluralidad de compresores es un sistema 1 de
acondicionamiento de aire provisto de un circuito de refrigerante
como el representado en la Figura 1. El sistema 1 de
acondicionamiento de aire está provisto de una unidad 2 de fuente
de calor y una pluralidad de unidades 3 de usuario conectadas a la
misma en paralelo. Se usa, por ejemplo, para acondicionar el aire
de un edificio de oficinas o similar. La unidad 2 de fuente de
calor está equipada principalmente con un mecanismo de compresión
11, una válvula selectora 12 de cuatro vías, y un intercambiador
térmico 13 del lado de la fuente de calor. En esta realización, se
suministra al intercambiador térmico 13 del lado de la fuente de
calor un aire o un agua que hacen de fuente de calor, y el
intercambiador térmico 13 del lado de la fuente de calor sirve para
intercambiar calor entre la fuente de calor y el refrigerante. Las
unidades 3 de usuario están equipadas cada una con una válvula de
expansión 14 y un intercambiador 15 del lado usuario. Estos
dispositivos 11, 12, 13, 14, 15 están conectados entre sí
secuencialmente por unas tuberías de refrigerante para formar el
circuito de refrigerante del sistema 1 de acondicionamiento de
aire.
El mecanismo de compresión 11 sirve para
comprimir el refrigerante gaseoso que retorna a la unidad 2 de
fuente de calor después de pasar a través de los intercambiadores
15 del lado usuario de las unidades 3 de usuario. Según se muestra
en la Figura 2, el mecanismo de compresión 11 está provisto de lo
siguiente: un primer, segundo y tercer compresores 21, 22, 23; una
tubería principal 24 de admisión de refrigerante; un primer, segundo
y tercer tubo de admisión 25, 26, 27; un primer, segundo y tercer
separadores de aceite 28, 29, 30; y una primera, segunda y tercera
tuberías de retorno de aceite 31, 32, 33. La tubería principal 24 de
admisión de refrigerante está conectada a la salida de la válvula
selectora 12 de cuatro vías, según se muestra en la Figura 1. Las
tuberías de refrigerante de las salidas del primer, segundo y tercer
separadores de aceite 28, 29, 30 desembocan en la tubería general
de descarga 37. La tubería general de descarga 37 se conecta con la
entrada de la válvula selectora 12 de cuatro vías.
El segundo tubo de admisión 26 sale de la
tubería principal 24 de admisión de refrigerante y está conectado
de tal modo que corresponda al lado de admisión del segundo
compresor 22. El tercer tubo de admisión 27 sale de la tubería
principal 24 de admisión de refrigerante en una posición aguas abajo
del segundo tubo de admisión 26 y está conectado de tal modo que
corresponda al lado de admisión del tercer compresor 23. El primer
tubo de admisión 25 sale de la tubería principal 24 de admisión de
refrigerante en una posición aguas abajo del tercer tubo de
admisión 27 y está conectado de tal modo que corresponda al lado de
admisión del primer compresor 21. La tubería principal 24 de
admisión de refrigerante está dispuesta con una pendiente
descendente desde la parte por la cual se conecta al segundo y
tercer tubos de admisión 26, 27 hacia la parte por la cual se
conecta al primer tubo de admisión 25 (véase el símbolo de cuña 34
en la Figura 2).
El primer, segundo y tercer separadores 28, 29,
30 están conectados al lado de descarga de los respectivos primer,
segundo y tercer compresores 21, 22, 23 con objeto de separar el
aceite del refrigerante gaseoso comprimido por el primer, segundo y
tercer compresores 21, 22, 23.
La primera y segunda tuberías de retorno de
aceite 31, 32 están conectadas entre la salida de aceite del primer
y segundo separadores de aceite 28, 29 y el lado de admisión del
segundo y tercer compresores 22, 23, respectivamente. La tercera
tubería de retorno de aceite 33 está conectada entre el tercer
separador de aceite 30 y el lado de admisión del primer compresor
21. Más específicamente, la primera y segunda tuberías de retorno de
aceite 31, 32 están conectadas al segundo y tercer tubos de
admisión 26, 27, respectivamente, y la tercera tubería de retorno
de aceite 33 está conectada a la tubería principal 24 de admisión de
refrigerante en una posición situada aguas abajo del segundo tubo
de admisión 26.
La primera tubería de retorno de aceite 31 está
conectada al lado de admisión del segundo compresor 22, por lo que
el aceite llega por gravedad a la tubería principal 24 de admisión
de refrigerante cuando el primer compresor 21 está en marcha y el
segundo y tercer compresores 22, 23 están parados. La segunda
tubería de retorno de aceite 32 está conectada al lado de admisión
del tercer compresor 23, por lo que el aceite llega por gravedad a
la tubería principal 24 de admisión de refrigerante cuando el primer
y segundo compresores 21, 22 están en marcha y el tercer compresor
23 está parado. Más específicamente, el segundo y tercer tubos de
admisión 26, 27 están dispuestos con una pendiente descendente desde
la parte por la cual están conectados a la primera y segunda
tuberías de retorno de aceite 31, 32, respectivamente, hacia la
parte por la que están conectados a la tubería principal 24 de
admisión de refrigerante (véanse los símbolos de cuña 35 y 36 en la
Figura 2).
A continuación se describirá el funcionamiento
de un mecanismo de compresión 11, según esta realización, utilizando
las Figuras 3 a 5.
Cuando el mecanismo de compresión 11 arranca, el
primer compresor 21 arranca en primer lugar. Entonces, según se
muestra en la Figura 3 (el flujo de refrigerante y aceite está
indicado con flechas en la Figura 3), el refrigerante gaseoso junto
con el aceite es aspirado por el primer compresor 21 desde la
tubería principal 24 de admisión de refrigerante a través del
primer tubo de admisión 25. El refrigerante gaseoso aspirado por el
primer compresor 21 es entonces comprimido y descargado, tras lo
cual fluye hasta el primer separador de aceite 28. Puesto que el
refrigerante gaseoso descargado por el primer compresor 21 contiene
exceso de aceite, el exceso de aceite es separado del refrigerante
gaseoso por separación de vapor-líquido en el
primer separador de aceite 28. A continuación, el refrigerante
gaseoso pasa a través de la tubería de refrigerante de salida del
primer separador de aceite 28, fluye hasta la tubería general de
descarga 37, y circula a través del circuito de refrigerante
representado en la Figura 1.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Mientras tanto, el aceite separado en el primer
separador de aceite 28 abandona la salida de aceite del primer
separador de aceite 28, pasa a través de la primera tubería de
retorno de aceite 31 y fluye hacia el segundo tubo de admisión 26.
El segundo tubo de admisión 26 está dispuesto con una pendiente
descendente desde la parte por la cual está conectado a la primera
tubería de retorno de aceite 31 hacia la parte por la que está
conectado a la tubería principal 24 de admisión de refrigerante
(véase el símbolo de cuña 35 en la Figura 3). Como consecuencia, el
aceite que fluye hacia el segundo tubo de admisión 26 desde la
primera tubería de retorno de aceite 31 desciende a través del
segundo tubo de admisión 26 debido a la acción de la gravedad y es
enviado a la tubería principal 24 de admisión de refrigerante. El
aceite que fluye hasta la tubería principal 24 de admisión de
refrigerante es aspirado por el primer compresor 21, de nuevo junto
con el refrigerante gaseoso que fluye a través de la tubería
principal 24 de admisión de refrigerante. Puesto que la tubería
principal 24 de admisión de refrigerante tiene una pendiente
descendente hacia el primer tubo de admisión 25 (véase el símbolo
de cuña 34), el aceite que fluye hasta la tubería principal 24 de
admisión de refrigerante fluye fácilmente hacia el primer tubo de
admisión 25. De este modo, se forma un circuito de suministro de
aceite con el cual se suministra aceite únicamente al primer
compresor 21.
\vskip1.000000\baselineskip
Si, después de haber arrancado el primer
compresor 21, se arranca el segundo compresor 22 para aumentar la
carga operativa, entonces, según se muestra en la Figura 4 (el flujo
de refrigerante y aceite está indicado con flechas en la Figura 4),
parte del refrigerante gaseoso que fluye por la tubería principal 24
de admisión de refrigerante pasa a través del segundo tubo de
admisión 26 y penetra en el segundo compresor 22. El aceite que
fluye hasta el segundo tubo de admisión 26 desde la primera tubería
de retorno de aceite 31 es aspirado por el segundo compresor 22
junto con el refrigerante gaseoso que fluye por el segundo tubo de
admisión 26. Similarmente al refrigerante gaseoso aspirado por el
primer compresor 21, el refrigerante gaseoso aspirado por el
segundo compresor 22 es entonces comprimido y descargado, tras lo
cual fluye hasta el segundo separador de aceite 29 en donde el
refrigerante gaseoso y el aceite son separados por separación de
vapor-líquido. A continuación, el refrigerante
gaseoso pasa a través de la tubería de salida de refrigerante del
segundo separador de aceite 29, fluye hasta la tubería general de
descarga 37, y circula a través del circuito de refrigerante
representado en la Figura 1.
Mientras tanto, el aceite separado en el segundo
separador de aceite 29 abandona la salida de aceite del segundo
separador de aceite 29, pasa a través de la segunda tubería de
retorno de aceite 32 y fluye hacia el tercer tubo de admisión 27.
Similarmente al segundo tubo de admisión 26, el tercer tubo de
admisión 27 está dispuesto con una pendiente descendente desde la
parte por la cual está conectado a la segunda tubería de retorno de
aceite 32 hacia la parte por la que está conectado a la tubería
principal 24 de admisión de refrigerante (véase el símbolo de cuña
36). Como consecuencia, el aceite que fluye hacia el tercer tubo de
admisión 27 desde la segunda tubería de retorno de aceite 32 es
enviado a la tubería principal 24 de admisión de refrigerante debido
a la acción de la gravedad. El tercer tubo de admisión 27 está
conectado a la tubería principal de admisión de refrigerante en una
posición más próxima al primer tubo de admisión 25 de lo que lo está
el segundo tubo de admisión 26, es decir, en una posición más aguas
abajo con respecto al flujo del refrigerante gaseoso.
Consecuentemente, el aceite que fluye hasta la tubería principal 24
de admisión de refrigerante desde el tercer tubo de admisión 27 es
aspirado por el primer compresor 21, de nuevo junto con el
refrigerante gaseoso que fluye a través de la tubería principal 24
de admisión de refrigerante, y no fluye hacia el segundo compresor
22. De este modo, se forma un circuito de suministro de aceite con
el cual se suministra aceite por turnos únicamente al primer
compresor y al segundo compresor 21, 22.
\vskip1.000000\baselineskip
Si, después de haber arrancado el segundo
compresor 22, se arranca el tercer compresor 23 para funcionar a
plena carga, entonces, según se muestra en la Figura 5 (el flujo de
refrigerante y aceite está indicado con flechas en la Figura 5),
una parte del refrigerante gaseoso que fluye por la tubería
principal 24 de admisión de refrigerante pasa a través del tercer
tubo de admisión 27 y penetra en el tercer compresor 23. El aceite
que fluye hasta el tercer tubo de admisión 27 desde la segunda
tubería de retorno de aceite 32 es aspirado por el tercer compresor
23 junto con el refrigerante gaseoso que fluye por el tercer tubo de
admisión 27. Similarmente al refrigerante gaseoso aspirado por el
primer y segundo compresores 21 y 22, el refrigerante gaseoso
aspirado por el tercer compresor 23 es comprimido y descargado, tras
lo cual es separado del aceite por separación de
vapor-líquido en el tercer separador de aceite 30. A
continuación, el refrigerante gaseoso pasa a través de la tubería
de salida de refrigerante del tercer separador de aceite 30, fluye
hasta la tubería general de descarga 37, y circula a través del
circuito de refrigerante representado en la Figura 1.
Mientras tanto, el aceite separado en el tercer
separador de aceite 30 abandona la salida de aceite del tercer
separador de aceite 30, pasa a través de la tercera tubería de
retorno de aceite 33 y fluye hasta la tubería principal 24 de
admisión de refrigerante en una posición situada entre aquella en la
que se conecta el primer tubo de admisión 25 y aquella en la que se
conecta el tercer tubo de admisión 27. De este modo, se forma un
circuito de suministro de aceite con el cual se suministra aceite
por turno a todos los compresores, es decir, al primer, segundo y
tercer compresores 21, 22, 23.
\newpage
El mecanismo de compresión 11 de esta
realización tiene los siguientes rasgos característicos.
En el mecanismo de compresión 11 de esta
realización, el flujo de aceite está configurado de tal modo que
cuando el primer, segundo y tercer compresores están en marcha, el
aceite descargado con el refrigerante gaseoso por el primer
compresor 21 es separado por el primer separador de aceite 28 y
enviado al segundo compresor 22 a través de la primera tubería de
retorno de aceite 31, el aceite descargado por el segundo compresor
22 es enviado al tercer compresor 23 a través de la segunda tubería
de retorno de aceite 32, y el aceite descargado por el tercer
compresor 23 es enviado al primer compresor 21 a través de la
tercera tubería de retorno de aceite 33. Así pues, el mecanismo de
compresión 11 forma un ciclo de circulación de aceite en el cual el
aceite pasa por turno a través de cada compresor 21, 22, 23 y es
fiablemente enviado a los compresores que se encuentren en marcha,
es decir, el primer, segundo y tercer compresores 21, 22, 23.
Adicionalmente, el flujo de aceite de este
mecanismo de compresión 11 está configurado de tal modo que, cuando
está en marcha el primer compresor 21 y no están en marcha el
segundo y tercer compresores 22, 23, el aceite enviado por la
primera tubería de retorno de aceite 31 hacia el lado de admisión
del segundo compresor 22 es enviado por gravedad a la tubería
principal 24 de admisión de refrigerante y aspirado junto con el
refrigerante gaseoso por el primer compresor 21, a través del
primer tubo de admisión 25, que está conectado más aguas abajo que
el segundo compresor 22. Como consecuencia, el aceite es enviado con
fiabilidad al compresor que está en marcha, es decir, al primer
compresor 21.
Además, el flujo de aceite de este mecanismo de
compresión 11 está configurado de tal modo que cuando están en
marcha el primer y el segundo compresores 21, 22 y no está en marcha
el tercer compresor 23, el aceite enviado por la segunda tubería de
retorno de aceite 32 hacia el lado de admisión del tercer compresor
23 es enviado por gravedad a la tubería principal 24 de admisión de
refrigerante y aspirado junto con el refrigerante gaseoso por el
primer compresor 21, a través del primer tubo de admisión 25, que
está conectado más aguas abajo que el tercer compresor 23. Puesto
que el segundo compresor 22 está conectado a la tubería principal
24 de admisión de refrigerante en una posición más aguas arriba que
el tercer compresor 23, se consigue un ciclo de circulación de
aceite en el cual el aceite que retorna a través de la segunda
tubería 32 de retorno de aceite no es aspirado de nuevo por el
segundo compresor 22, sino que pasa por turno a través de cada uno
de los compresores 21, 22 de la misma manera que cuando el primer,
segundo y tercer compresores están todos en marcha. Como
consecuencia, el aceite es enviado con fiabilidad a los compresores
que están en marcha, es decir, el primer y segundo compresores 21,
22.
Así pues, con este mecanismo de compresión 11,
el aceite puede ser enviado con fiabilidad a los compresores que
están en marcha incluso cuando el sistema funciona en modo de carga
parcial con sólo el primer compresor 21 en marcha o sólo el primer
y el segundo compresores 21, 22 en marcha. Adicionalmente, la
estructura del circuito es sencilla porque no existen tuberías de
ecualización de aceite como las que se encuentran en los mecanismos
de compresión convencionales.
\vskip1.000000\baselineskip
En el mecanismo de compresión 11 de esta
realización, se obtiene una estructura para utilizar la gravedad
para enviar aceite a la tubería principal 24 de entrada de
refrigerante desde la primera y segunda tuberías de retorno de
aceite 31, 32 haciendo que el segundo y tercer tubos de admisión 26,
27 tengan una pendiente descendente desde la parte por la que están
respectivamente conectados a la primera y segunda tuberías de
retorno de aceite 31, 32 hacia la parte por la que están conectados
a la tubería principal 24 de entrada de refrigerante. Como
consecuencia, la estructura del circuito desde la tubería principal
24 de entrada de refrigerante hasta el lado de admisión de los
compresores 22, 23 no resulta compleja.
\vskip1.000000\baselineskip
Con el mecanismo de compresión 11 de esta
realización, el aceite es fiablemente aspirado por el primer
compresor 21 porque la tubería principal 24 de entrada de
refrigerante tiene una pendiente descendente hacia el primer tubo
de admisión 25 y el aceite enviado a la tubería principal 24 de
entrada de refrigerante desde el segundo y el tercer tubos de
admisión 26, 27 fluye fácilmente hacia la parte por la cual la
tubería principal 24 de entrada de refrigerante está conectada al
primer tubo de admisión 25. De este modo se aumenta la fiabilidad
del suministro de aceite a los compresores.
\newpage
Segunda
realización
Mientras que la primera realización contempla un
mecanismo de compresión 11 provisto de tres compresores, esta
realización contempla un mecanismo de compresión provisto de
múltiples, es decir, más de tres, compresores. Un mecanismo de
compresión provisto de "múltiples compresores" podría tener,
por ejemplo, cuatro o seis compresores, pero esta realización
describe una configuración generalizada que tenga n compresores, es
decir, un primer a un n-ésimo compresores (en donde n es cualquier
número entero igual o mayor de 3).
La Figura 6 ilustra un mecanismo de compresión
111 provisto de n compresores, es decir, primer a n-ésimo
compresores. El mecanismo de compresión 111 está provisto de n
(primer a n-ésimo) compresores C1 a Cn, una tubería principal 124
de admisión de refrigerante, n tubos de admisión L1 a Ln, n
separadores de aceite S1 a Sn, y n tuberías de retorno de aceite R1
a Rn. Las tuberías de refrigerante a la salida de los n separadores
de aceite S1 a Sn desembocan cada una en la tubería general de
descarga 137. La tubería principal 124 de admisión de refrigerante
y la tubería general de descarga 137 están conectadas a un circuito
de refrigerante similar al de la primera realización.
Entre los n tubos de admisión L1 a Ln, del
segundo al n-ésimo tubos de admisión L2 a Ln se ramifican
secuencialmente desde el lado de aguas arriba de la tubería
principal 124 de admisión de refrigerante y están conectados de tal
modo que se correspondan con el lado de entrada de los respectivos
segundo a n-ésimo compresores C2 a Cn. Mientras tanto, el primer
tubo de admisión L1 se ramifica desde la tubería principal 124 de
admisión de refrigerante en una posición situada aguas abajo del
n-ésimo tubo de admisión Ln y se conecta al lado de admisión del
primer compresor C1. Similarmente a la primera realización, la
tubería principal 124 de entrada de refrigerante tiene una
pendiente descendente desde la parte en la que están conectados
desde el segundo hasta el n-ésimo tubos de admisión L2 a Ln
hacia la parte en la que está conectado el primer tubo de admisión L1 (véase el símbolo de cuña A1 en la Figura 6).
hacia la parte en la que está conectado el primer tubo de admisión L1 (véase el símbolo de cuña A1 en la Figura 6).
Los n separadores, es decir, del primer al
n-ésimo separadores S1 a Sn, están conectados al lado de descarga
de los respectivos primer a n-ésimo compresores para separar el
aceite del refrigerante gaseoso comprimido por el primer a n-ésimo
compresores C1 a Cn.
Las n tuberías de retorno de aceite R1 a Rn
están dispuestas de tal modo que desde la primera a la
(n-1)-ésima tuberías de retorno de aceite R1 a
Rn-1 están conectadas entre la salida de aceite del
primer al (n-1)-ésimo separadores de aceite S1 a
Sn-1 y el lado de admisión del segundo al n-ésimo
compresores C2 a Cn, y la n-ésima tubería de retorno de aceite Rn
esta conectada entre el n-ésimo separador de aceite Sn y el lado de
admisión del primer compresor C1. Más específicamente, la primera a
la (n-1)-ésima tuberías de retorno de aceite R1 a
Rn-1 están conectadas a los respectivos segundo a
n-ésimo tubos de admisión L2 a Ln, y la n-ésima tubería de retorno
de aceite Rn esta conectada a la tubería principal 124 de admisión
de refrigerante en una posición situada aguas abajo del
(n-1)-ésimo tubo de admisión
Ln-1.
La primera a la k-ésima tubería de retorno de
aceite R1 a Rk (en donde k es un número entero entre 2 y
n-1) están conectadas al lado de admisión del
(k+1)-ésimo compresor Ck+1 de tal modo que el aceite llega por
gravedad a la tubería principal 124 de admisión de refrigerante
cuando el primer al k-ésimo compresores C1 a Ck estén en marcha y
el (k+1)-ésimo al n-ésimo compresores Ck+1 a Cn estén parados. Más
específicamente, el segundo al n-ésimo tubos de admisión L2 a Ln
están dispuestos con una pendiente descendente desde la parte por la
que están conectados a las respectivas primera a
(n-1)-ésima tuberías de retorno de aceite R1 a
Rn-1 hacia la parte por la que están conectados a
la tubería principal 124 de admisión de refrigerante (véanse los
símbolos de cuña A2 a An en la Figura 6).
En el mecanismo de compresión 111 de esta
realización, similarmente al mecanismo de compresión 11 de la
primera realización, el flujo de aceite está configurado de tal
modo que cuando están en marcha desde el primer al n-ésimo
compresores C1 a Cn, el aceite descargado con el refrigerante
gaseoso por el primer compresor C1 es separado por el primer
separador de aceite S1 y enviado al segundo compresor C2 a través de
la primera tubería de retorno de aceite R1, el aceite descargado
por el segundo compresor C2 es enviado al tercer compresor C3 a
través de la segunda tubería de retorno de aceite R2, y así
sucesivamente hasta el n-ésimo compresor Cn. El aceite descargado
por el n-ésimo compresor Cn es enviado al primer compresor C1 a
través de la n-ésima tubería de retorno de aceite Rn. Así pues,
este mecanismo de compresión 111 forma un ciclo de circulación de
aceite en el cual el aceite pasa a través de cada compresor C1 a Cn
por turno y es fiablemente enviado a los compresores que estén en
marcha, es decir, del primer al n-ésimo compresores C1 a Cn.
Adicionalmente, el flujo de aceite del mecanismo
de compresión 111 de esta realización está configurado de tal modo
que cuando están en marcha del primer al k-ésimo compresores C1 a Ck
y no están en marcha del (k+1)-ésimo al n-ésimo compresores Ck+1 a
Cn, el aceite enviado por la k-ésima tubería de retorno de aceite Rk
hacia el lado de admisión del (k+1)-ésimo compresor Ck+1 llega por
gravedad a la tubería principal 124 de admisión de refrigerante y
es aspirado junto con el refrigerante gaseoso por el primer
compresor C1, a través del primer tubo de admisión L1, que está
conectado más aguas abajo que el (k+1)-ésimo compresor Ck+1. Puesto
que el k-ésimo compresor Ck está conectado a la tubería principal
124 de admisión de refrigerante en una posición más aguas arriba
que el (k+1)-ésimo compresor Ck+1, se consigue un ciclo de
circulación de aceite en el cual el aceite que retorna a través de
la k-ésima tubería de retorno de aceite Rk no es aspirado de nuevo
por el segundo al k-ésimo compresores C2 a Ck (es decir, los
compresores distintos al primer compresor C1 que están en marcha),
sino que pasa por turno a través de cada uno de los compresores en
marcha C1 a Ck. Como consecuencia, el aceite es enviado con
fiabilidad a los compresores que están en marcha, es decir, del
primer al k-ésimo compresores C1 a Ck.
Así pues, similarmente a la primera realización,
el aceite puede ser enviado con fiabilidad a los compresores que
están en marcha incluso cuando el sistema funciona en modo de carga
parcial, incluso en un mecanismo de compresión 11 que tenga
múltiples (es decir, más de tres) compresores. Como consecuencia, es
posible proporcionar una unidad de fuente de calor con gran
capacidad que esté provista de múltiples (es decir, más de tres)
compresores y sea capaz de funcionar a carga parcial.
Aunque en este documento se han descrito
realizaciones de la presente invención con referencia a los dibujos,
los rasgos específicos constituyentes no están limitados a unas u
otras realizaciones, y pueden hacerse variaciones dentro de un
alcance que no se aparte de lo esencial de la invención.
Por ejemplo, aunque en la primera realización la
tercera tubería de retorno de aceite 33 está conectada a la tubería
principal 24 de admisión de refrigerante en una posición situada
aguas abajo del segundo tubo de admisión 26, también es aceptable
que la misma tubería de retorno de aceite esté conectada al primer
tubo de admisión 25. Similarmente, aunque en la segunda realización
la n-ésima tubería de retorno de aceite Rn está conectada a la
tubería principal 124 de admisión de refrigerante en una posición
situada aguas abajo del segundo tubo de admisión L2, también es
aceptable que la misma tubería de retorno de aceite esté conectada
al primer tubo de admisión L1.
El uso de la presente invención permite enviar
fiablemente aceite a los compresores que estén en marcha en un
mecanismo de compresión provisto de una pluralidad de compresores,
incluso cuando el sistema funcione en modo de carga parcial.
Claims (2)
1. Un mecanismo de compresión que forma un
circuito de refrigerante de un sistema de refrigeración por
compresión de vapor, comprendiendo el mecanismo de compresión (11,
111) de un sistema de refrigeración:
- una tubería principal (24, 124) de admisión de refrigerante;
- n compresores (21 a 23, C1 a Cn) dispuestos de tal modo que del segundo al n-ésimo compresores (en donde n es cualquier número entero igual o mayor que 3) están conectados a la tubería principal de admisión de refrigerante secuencialmente desde el lado de aguas arriba del flujo del refrigerante gaseoso, y el primer compresor está conectado a la tubería principal de admisión de refrigerante aguas abajo del n-ésimo compresor;
- n separadores (28 a 30, S1 a Sn), es decir, de un primer a un n-ésimo separadores, conectados al lado de descarga de los respectivos primer a n-ésimo compresores con el fin de separar el aceite del refrigerante gaseoso comprimido por el primer al n-ésimo compresores; y
- n tuberías de retorno de aceite (31 a 33, R1 a Rn) dispuestas de tal modo que de la primera a la (n-1)-ésima tuberías de retorno de aceite están conectadas entre la salida de aceite del primer al (n-1)-ésimo separadores de aceite y el lado de admisión de los respectivos segundo a n-ésimo compresores, y la n-ésima tubería de retorno de aceite está conectada entre el n-ésimo separador de aceite y el lado de admisión del primer compresor;
caracterizado porque n tubos de admisión
(25 a 27, L1 a Ln), es decir, desde un primer a un n-ésimo tubos de
admisión, se ramifican desde la tubería principal (24, 124) de
admisión de refrigerante de tal manera que se correspondan con el
lado de admisión de los respectivos primer a n-ésimo compresores (21
a 23, C1 a Cn),
la primera a la (n-1)-ésima
tuberías de retorno de aceite (31 a 32, R1 a Rn-1)
están conectadas a los respectivos segundo a n-ésimo tubos de
admisión, y
el segundo al n-ésimo tubos de admisión está
dispuestos con una pendiente descendente desde la parte por la cual
están conectados a las respectivas primera a
(n-1)-ésima tubería de retorno de aceite (31 a 32,
R1 a Rn-1) hacia la parte por la cual están
conectados a la tubería principal de admisión de refrigerante, de
manera que
la primera a la k-ésima tuberías de retorno de
aceite (donde k es un número entero entre 2 y n-1)
están conectadas al lado de admisión del (k+1)-ésimo compresor de
manera que se envíe aceite al primer compresor cuando estén en
marcha del primer al k-ésimo compresores y estén parados del
(k+1)-ésimo al n-ésimo compresores.
2. El mecanismo de compresión (11, 111) de un
sistema de refrigeración enumerado en la reivindicación 1, en el
cual
la tubería principal (24, 124) de admisión de
refrigerante está dispuesta con una pendiente descendente desde la
parte en la que están conectados desde el segundo hasta el n-ésimo
tubos de admisión (26 a 27, L2 a Ln) hacia la parte en la que está
conectado el primer tubo de admisión (25, L1).
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