ES2311552T3 - Aire acondicionado y procedimiento para controlarlo. - Google Patents
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Abstract
Aire acondicionado (1) que comprende: un compresor (2) que tiene una capacidad variable según una señal de control de servicio, controlando la señal de control de servicio al compresor para que inicie un tiempo de carga para mantener un estado de carga en un ciclo y un tiempo de descarga para mantener un estado de descarga en a y una unidad de control (8) que determina el tiempo de carga y el tiempo de descarga según la variación de una capacidad total requerida de enfriamiento, para generar la señal de control de servicio incluso antes de que finalice un ciclo correspondiente, cuando se haya modificado la capacidad total requerida de enfriamiento en un ciclo correspondiente mientras se acciona el compresor (2), y controlando el compresor de acuerdo con la señal de control de servicio.
Description
Aire acondicionado y procedimiento para
controlarlo.
La presente invención se refiere en general a un
aire acondicionado y a un procedimiento para controlarlo, y más
particularmente a un aire acondicionado que emplea un compresor
modulado por la anchura del impulso y el procedimiento para
controlarlo.
Recientemente, dado que los edificios han pasado
a ser de un tamaño grande, ha aumentado la demanda de aires
acondicionados múltiples, en los cuales una unidad exterior se
conecta a una serie de unidades interiores. En general, las unidades
individuales exteriores de dicho aire acondicionado múltiple tienen
diferentes capacidades requeridas de enfriamiento y cada una de las
unidades de interior se acciona independientemente, de manera que se
modifique la capacidad total de enfriamiento obtenido mediante la
suma de las capacidades requeridas de enfriamiento de todas las
unidades interiores. En consecuencia, a fin de atender a la
variación de la capacidad total requerida de enfriamiento, la
capacidad de un compresor se ajusta según la variación de la
capacidad total requerida de enfriamiento, y el ratio de apertura de
una válvula eléctrica de expansión, situada aguas arriba de un
intercambiador térmico o evaporador interior, se controla para cada
una de las unidades interiores.
Dado que un compresor tiene una capacidad que
cambiará según la variación de una capacidad requerida de
enfriamiento, se conoce un compresor de velocidad variable. Dicho
compresor de velocidad variable ajusta la capacidad del compresor
según la variación de la capacidad requerida de enfriamiento,
mediante la variación de la frecuencia de una corriente aplicada a
un motor, a través de un procedimiento de control del inversor,
controlando así la velocidad giratoria del motor. El compresor
habitual de velocidad variable requiere un circuito para controlar
la velocidad del motor según la capacidad requerida de enfriamiento.
El circuito de control tiene una unidad de conversión para convertir
una corriente de energía de CA en una corriente de energía de CD, y
una unidad de inversión para invertir una corriente de energía de CD
en una corriente de energía de CA.
No obstante, el compresor habitual de velocidad
variable tiene el inconveniente de que su eficiencia se deteriora
debido a una pérdida significativa de energía en el circuito de
control.
Un compresor Modulado por la Anchura del Impulso
(PWM) se describe en otro tipo de compresor de capacidad variable en
la Patente de los Estados Unidos número 6.047.557 y la Patente
japonesa publicada número 8-334094. El compresor PWM
se utiliza efectivamente en un sistema de refrigeración que posee
una serie de compartimentos de refrigeración o compartimentos de
congelación, pero no se aplica de igual modo a un sistema de aire
acondicionado para edificios, que tiene un entorno de control
diferente del sistema de refrigeración. Otro sistema PWM para
refrigeración se conoce de la Patente
EP-0982497-A1.
La Fig. 8a es una vista que muestra el
funcionamiento del control y la presión de succión de un compresor
habitual cuando se ha disminuido una capacidad total requerida de
enfriamiento en el estado de descarga del compresor, y la Fig. 8b es
una vista que muestra el funcionamiento del control y la presión de
succión del compresor habitual cuando se ha disminuido una capacidad
total requerida de enfriamiento en el estado de carga del
compresor.
En relación con la Fig. 8a, cuando se ha
disminuido una capacidad total requerida de enfriamiento en un
estado de descarga (un estado de no descarga del refrigerante,
cuando una válvula PWM está encendida) de un ciclo correspondiente
(Ciclo Nth) (Ta), se disminuye la cantidad de refrigerante
succionado hacia el interior del compresor desde unas unidades
interiores. No obstante, el tiempo de carga (A) del compresor se
mantiene igual en el ciclo correspondiente (ciclo Nth), de manea que
el compresor descarga más refrigerante de la cantidad realmente
necesaria de refrigerante. En relación con la Fig. 8b, cuando se ha
disminuido una capacidad total requerida de enfriamiento en un
estado de carga (un estado de descarga del refrigerante, cuando una
válvula PWM está apagada) de un ciclo correspondiente (Ciclo Nth),
el tiempo de carga (A) del compresor se mantiene igual en el ciclo
correspondiente (ciclo Nth). En consecuencia, el compresor descarga
más refrigerante de la cantidad realmente necesaria de
refrigerante. Por lo tanto, la presión de succión del compresor
disminuye excesivamente en el ciclo correspondiente (ciclo Nth)
(denominado como "D" en la Fig. 8b).
Así pues, en la técnica anterior, aunque la
capacidad realmente requerida de enfriamiento disminuye en el ciclo
correspondiente, la capacidad del compresor no se ajusta en el ciclo
correspondiente. Después de que finaliza el ciclo correspondiente,
la capacidad del compresor varía para ajustarse a la capacidad
requerida de enfriamiento modificada.
Como se describe anteriormente, si el aire
acondicionado emplea el compresor PWM, durante el funcionamiento del
compresor se repiten cíclicamente un tiempo de carga cuando se carga
el refrigerante, y un tiempo de descarga cuando no se carga el
refrigerante, de manera que el flujo de refrigerante tiene lugar
periódicamente en un ciclo. De ese modo, si la capacidad del
compresor no se ajusta rápidamente para adaptarse a la capacidad
total requerida de enfriamiento, la presión de succión del compresor
podría disminuir o aumentar rápidamente, provocando así un daño al
compresor, y haciendo que se detuviera el funcionamiento del
compresor.
Además, a pesar de una disminución de la
capacidad total requerida de enfriamiento, si el compresor descarga
un exceso de refrigerante, los intercambiadores térmicos de interior
tienen la posibilidad de sobre-refrigerarse o
incluso congelarse. De ese modo, las unidades interiores deben
funcionar periódicamente para impedir que los intercambiadores
términos interiores se sobre-refrigeren.
En consecuencia, se ha realizado la presente
invención en vista del problema arriba mencionado, y es un objeto de
la presente invención proporcionar un aire acondicionado y un
procedimiento para controlarlo, que pueda controlar rápidamente a un
compresor de acuerdo con el cambio momentáneo de la capacidad
requerida de enfriamiento, mientras se acciona un compresor PWM.
De acuerdo con un aspecto de la presente
invención, el objeto anterior y otros objetos se alcanzan
proporcionando un aire acondicionado, que comprende un compresor que
tiene una capacidad variable según una señal de control de servicio,
controlando la señal de control de servicio al compresor para que
entre en un tiempo de carga, a fin de mantener un estado de carga en
un ciclo, y un tiempo de descarga a fin de mantener un estado de
descarga en un ciclo; y una unidad de control para determinar el
tiempo de carga y el tiempo de descarga según la variación de la
capacidad total requerida de enfriamiento para generar la señal de
control de servicio incluso antes de que finalice un ciclo
correspondiente, cuando haya variado la capacidad total requerida de
enfriamiento en un ciclo correspondiente, mientras se acciona el
compresor, y controlando al compresor según la señal de control de
servicio.
De acuerdo con otro aspecto de la presente
invención, se proporciona un procedimiento de control de un aire
acondicionado, que incluye un compresor con una capacidad modificada
según una señal de control de servicio, que tiene un tiempo de carga
y un tiempo de descarga en un ciclo correspondiente, que comprende
los pasos de a) accionar el compresor; b) determinar si se ha
modificado la capacidad total requerida de enfriamiento; y c)
determinar un tiempo de carga y un tiempo de descarga según la
modificación de la capacidad total requerida de enfriamiento, para
generar una señal de control de servicio incluso antes de que
finalice un ciclo correspondiente cuando haya variado la capacidad
total requerida de enfriamiento en un ciclo correspondiente, y
controlando al compresor según la señal de control de servicio.
El objeto anterior y otros objetos,
características y otras ventajas de la presente invención se
entenderán más claramente de la siguiente descripción detallada,
tomada junto con los dibujos adjuntos, en los cuales:
La Fig. 1 es una vista que muestra el ciclo de
aire acondicionado de un aire acondicionado según la presente
invención;
La Fig. 2 es una vista que muestra la posición
de carga de un compresor PWM empleado en el aire acondicionado de la
presente invención, y la Fig. 2b es una vista que muestra la
posición de descarga del mismo;
La Fig. 3 es una vista que muestra la relación
entre el estado de carga o de descarga y la cantidad de refrigerante
descargado durante el funcionamiento del compresor de la presente
invención;
La Fig. 4 es un diagrama en bloque de un aire
acondicionado según una realización preferida de la presente
invención;
La Fig. 5a es una vista que muestra el
accionamiento del control del compresor cuando se ha modificado una
capacidad total requerida de enfriamiento en un estado de carga, y
la Fig. 5b es una vista que muestra el accionamiento del control del
compresor cuando se ha modificado una capacidad total requerida de
enfriamiento en un estado de descarga;
La Fig. 6 es un diagrama de flujo que muestra el
funcionamiento de una unidad interior del aire acondicionado de la
presente invención;
Las Figs. 7a a 7c son diagramas de flujo que
muestran los funcionamientos de una unidad exterior del aire
acondicionado de la presente invención; y la Fig. 8a es una vista
que muestra el funcionamiento del control y la presión de succión de
un compresor habitual cuando se ha disminuido una capacidad total
requerida de enfriamiento en el estado de descarga del compresor, y
la Fig. 8b es una vista que muestra el funcionamiento del control y
la presión de succión del compresor habitual, cuando se ha
disminuido una capacidad total requerida de enfriamiento en el
estado de carga del compresor.
La Fig. 1 es una vista que muestra el ciclo de
aire acondicionado de un aire acondicionado según la presente
invención. El aire acondicionado 1 de la presente invención
comprende un compresor 2, un condensador 3, una serie de válvulas
eléctricas de expansión 4, y una serie de evaporadores 5, que están
conectados secuencialmente entre sí, mediante tuberías de
refrigeración, de manera que formen un circuito cerrado. Una tubería
de refrigeración de las tuberías de refrigeración, para conectar el
extremo de descarga del compresor 2 a los extremos de entrada de las
válvulas eléctricas de expansión 4, es una tubería de alta presión 6
para guiar el flujo de refrigerante de alta presión descargado por
el compresor 2. Una tubería de refrigeración, para conectar los
extremos de salida de las válvulas eléctricas de expansión 4 al
extremo de succión del compresor 2, es una tubería de baja presión 7
para guiar el flujo del refrigerante de baja presión expandido por
una o más válvulas eléctricas de expansión 4. El condensador 3 está
instalado en el medio de la tubería de alta presión 6, y el
evaporador 5 está instalado en el medio de la tubería de baja
presión 7. Cuando actúa el compresor 2, el refrigerante fluye en la
dirección de las flechas rectas ilustradas en la Fig. 1.
El aire acondicionado 1 de la presente invención
comprende una unidad exterior 8 y un grupo de unidades interiores 9.
La unidad exterior 8 incluye el compresor 2 y el condensador 5, y el
grupo de unidades interiores 9 tienen una válvula eléctrica de
expansión 4 y un evaporador 5. En consecuencia, el aire
acondicionado 1 tiene una construcción en la cual una serie de
unidades interiores están conectadas normalmente a una unidad
exterior 1. Las capacidades y tipos de las unidades interiores
pueden ser idénticas o diferentes.
Mientras tanto, en la entrada del evaporador 5
se instala un evaporador-sensor de temperatura de
entrada 31 para medir la temperatura del flujo de refrigerante que
entra en el evaporador 5. En la salida del evaporador 5 se instala
un evaporador-sensor de temperatura de salida 32
para medir la temperatura del flujo de refrigerante que sale del
evaporador 5. Los sensores de temperatura 31 y 32 son medios para
medir el grado de sobre-calentamiento del
refrigerante.
Cada una de las unidades interiores tiene un
ventilador de interior 37 situado cerca del evaporador 5. El
ventilador interior 37 permite que el aire del interior pase a
través del evaporador 5, de manera que el intercambio térmico se
realice por el evaporador 5.
Como se ilustra en las Figs. 2a y 2b, se emplea
un compresor 2 del tipo de capacidad variable controlado mediante
modulación por la anchura del impulso. El compresor 2 incluye una
envoltura 20 que tiene un puerto de succión 18 y un puerto de
descarga 19, un motor 21 instalado en la envoltura 20, un miembro
giratorio en espiral 22 para girar de acuerdo con el poder de giro
del motor 21, y un miembro estacionario en espiral que define una
cámara de compresión 23 entre el miembro giratorio en espiral 22 y
el miembro estacionario en espiral 24. En la envoltura 20, se
instala una tubería de derivación 25 para conectar el extremo
superior del miembro estacionario en espiral 24 y el puerto de
succión 18. En la tubería de derivación 25 se instala una válvula
PWM 26 en la forma de una válvula solenoide. La Fig. 2a muestra el
estado en el cual se cierra la válvula PWM 26 para cerrar la
tubería de derivación 25. En este estado, el compresor 2 descarga
refrigerante comprimido. Este estado se define como un "estado de
carga", en el cual el compresor 2 funciona a un 100% de su
capacidad. La Fig. 2b muestra el estado en el cual se abre la
válvula PWM 26 para abrir la tubería de derivación 25. En este
estado, el compresor 2 no descarga refrigerante. Este estado se
define como un "estado de descarga", en el cual el compresor 2
funciona a un 0% de su capacidad. Independientemente del estado de
carga o descarga, el compresor 2 está dotado de una corriente de
energía, y el motor 21 funciona a una velocidad constante. Si no se
suministra la corriente de energía al compresor 2, el motor 21 no
funciona y el compresor 2 se detiene.
La Fig. 3 es una vista que muestra la relación
entre el estado de carga o descarga y la cantidad de refrigerante
descargado durante el funcionamiento del compresor 2. Como se
ilustra en la Fig. 3, el compresor cicla repetidamente a través de
los estados de carga y descarga mientras está funcionando, y el
tiempo de carga y el tiempo se descarga cambian según la capacidad
total requerida de enfriamiento. Cuando el compresor 2 descarga
refrigerante en el tiempo de carga, la temperatura del evaporador 5
disminuye. Por el contrario, cuando el compresor 2 no descarga
refrigerante en el tiempo de descarga, la temperatura del evaporador
5 aumenta. En la Fig. 3, el área indicada con líneas oblicuas
representa la cantidad de refrigerante descargado. Una señal para
controlar el tiempo de carga y el tiempo de descarga se define como
una señal de control de servicio, que se genera por una unidad de
control de exterior como se describirá posteriormente.
La Fig. 4 es un diagrama de bloque del sistema
de control del aire acondicionado de una realización preferida de la
presente invención. En referencia con la Fig. 4, la unidad exterior
8 tiene un compresor 2 y una unidad de control de exterior 27, que
están conectadas a una válvula PWM 26 para transmitir señales. La
unidad de control exterior 27 está conectada a una unidad de
circuito de comunicación exterior 28 para transmitir y recibir
datos. Cada una de las unidades de interior 9 tiene una unidad de
control de exterior 30 cuyo puerto de entrada está conectado al
evaporador-sensor de temperatura de entrada 31, el
evaporador-sensor de temperatura de salida 32, un
sensor de temperatura de interior 34 y una unidad de configuración
de la temperatura deseada 35. El puerto de salida de la unidad de
control de interior 30 está conectado tanto a la válvula eléctrica
de expansión 4 como a una unidad de accionamiento del ventilador de
interior 36. El evaporador-sensor de la temperatura
de entrada 31 detecta la temperatura del refrigerante que fluye al
interior del evaporador 5 a través de la válvula eléctrica de
expansión 4, mientras que el evaporador-sensor de
temperatura de salida 32 detecta la temperatura del refrigerante que
sale del evaporador 5. El sensor de temperatura del interior 34
detecta la temperatura del interior de una habitación o un espacio
con aire acondicionado, y la información sobre la temperatura
detectada se ingresa en la unidad de control interior 30. Si se
enciende la unidad interior 9, la unidad de control interior 30
controla a la unidad de accionamiento del ventilador interior 36,
para encender el ventilador interior 37, y ajusta un ratio de
apertura objetivo de la válvula eléctrica de expansión 4 según el
grado de sobre-calentamiento evaluado sobre la base
de la temperatura de salida y entrada del evaporador 5. Por otro
lado, si se apaga la unidad interior 9, la unidad de control
interior 30 cierra la válvula eléctrica de expansión 4, y controla
la unidad de accionamiento del ventilador interior 36, para apagar
el ventilador interior 37.
La unidad de control de interior 30 recibe la
temperatura interior detectada por el sensor de temperatura interior
34 y la temperatura fijada de la unidad de configuración de
temperatura deseada 35. La unidad de control de interior 30 tiene
información sobre la capacidad de enfriamiento de una unidad
interior correspondiente, y puede evaluar una capacidad requerida de
enfriamiento sobre la base de la diferencia entre la temperatura
interior y la temperatura fijada y la capacidad de enfriamiento de
la unidad interior correspondiente, o sólo la capacidad de
enfriamiento de la unidad interior correspondiente.
La capacidad requerida de enfriamiento evaluada
por cada unidad de interior 9 se transmite a la unidad de control
exterior 27 a través de las unidades del circuito de comunicación 29
y 33. La unidad de control exterior 27 calcula una capacidad total
requerida de enfriamiento obtenida mediante la suma de las
capacidades de enfriamiento requeridas por las unidades interiores,
y después controla el compresor 2 y la válvula PWM 26 sobre la base
de la capacidad total requerida de enfriamiento calculada. La Tabla
1 muestra el tiempo de carga y el tiempo de descarga que se
configuración según una capacidad total requerida de enfriamiento en
un ciclo de 20 segundos.
La unidad de control de exterior 27 da a la
válvula PWM 26 una señal de control de servicio para determinar el
tiempo de carga y tiempo de descarga del compresor 2, de acuerdo con
la capacidad total requerida de enfriamiento, ajustando así la
capacidad del compresor 2. Con más detalle, la unidad de control de
exterior 27 verifica la capacidad total requerida de enfriamiento
periódica o continuamente. Si se ha modificado la capacidad total
requerida de enfriamiento, la unidad de control exterior 27 genera
una señal de control de servicio para determinar el tiempo de carga
y tiempo de descarga para que corresponda con la variación de la
capacidad total requerida de enfriamiento, y da la señal de control
de servicio generada a la válvula PWM 26, ajustando así la capacidad
del compresor 2. En dicho caso, el tiempo en que se modifica la
capacidad total requerida de enfriamiento se distingue dependiendo
de los estados de descarga y carga. La operación de determinar el
tiempo de carga según la cantidad de variación de la capacidad total
requerida de enfriamiento se describe con más detalle en referencia
con las Figs. 5a y 5b.
Si se ha modificado una capacidad total
requerida de enfriamiento en un estado de descarga, la unidad de
control de exterior 27 modifica un tiempo de carga tal como se
ilustra en la Fig. 5a. Aquí, "(A)" de la Fig. 5a representa el
caso en que un tiempo de carga T6 en un ciclo correspondiente pasa a
ser más corto que un tiempo de carga T2 en el ciclo anterior para
que corresponda con una capacidad total requerida de enfriamiento
disminuida. Además, "(B)" de la Fig. 5b representa un caso en
que un tiempo de carga T7 en un ciclo correspondiente pasa a ser más
corto que un tiempo de carga T2 en el ciclo anterior, para que
corresponda con una capacidad total requerida de enfriamiento
disminuida, en donde el tiempo de carga T7 no es mayor que un tiempo
transcurrido que alcanza al tiempo Ta cuando la capacidad total
requerida de enfriamiento se disminuye, de manera que el estado de
carga se conmuta rápidamente al estado de descarga y el estado de
descarga se mantiene hasta que termina el ciclo correspondiente.
Además, "(C)" de la Fig. 5b representa un caso donde un tiempo
de carga T8, para que corresponda con la capacidad total requerida
de enfriamiento aumentada, es mayor que el tiempo de carga T2 en el
ciclo anterior y supera el tiempo de carga T2 por un tiempo de carga
Td, correspondiendo a la capacidad total requerida de enfriamiento
aumentada, en donde un ciclo actual Na pasa a ser mayor que el ciclo
anterior N-1.
La Fig. 6 es un diagrama de flujo de la
operación de la unidad de interior 9 incluida en el aire
acondicionado 1 de esta invención. En relación con la Fig. 6, la
operación de la unidad de interior 9 se describe con más detalle.
Primero, la unidad de control interior 30 determina si un usuario ha
ingresado una señal de APAGADO de la unidad de interior en el paso
S101. Según el resultado de la determinación en el paso S101, si no
se ha ingresado una señal de APAGADO de la unidad interior, la
unidad de control interior 30 detecta las temperaturas de entrada y
de salida del evaporador 5 a través del
evaporador-sensores de temperatura de entrada y
salida 31 y 32, y detecta la temperatura del interior a través del
sensor de temperatura de interior 34, y detecta también un
temperatura fijada por la unidad de configuración de temperatura
deseada 35 en el paso S102. Posteriormente, la unidad de control de
interior 30 evalúa el grado de sobre-calentamiento
del evaporador 5 sobre la base de la diferencia entre las
temperaturas de entrada y de salida detectadas del evaporador 5, y
ajusta el ratio de apertura objetivo de la válvula eléctrica de
expansión 4 sobre la base del grado de
sobre-calentamiento, y controla también la unidad de
accionamiento del ventilador interior 36 para encender el ventilador
interior 37 en el paso S103. A continuación, la unidad de control
interior 30 evalúa la capacidad requerida de enfriamiento de la
unidad interior 9 sobre la base de la capacidad de enfriamiento de
la unidad interior y la diferencia entre las temperatura interior y
la temperatura fijada en el paso S104, y transmite la capacidad
requerida de enfriamiento evaluada a la unidad de exterior 8, a
través de la unidad del circuito de comunicación interior 33 en el
paso S107.
Por otro lado, si se ha ingresado la señal de
APAGADO de la unidad interior en el paso S101, la unidad de control
interior 30 cierra la válvula eléctrica de expansión 4, y controla
la unidad de accionamiento del ventilador interior 36 para apagar el
ventilador interior 37 en el paso S105. En consecuencia, se detiene
el funcionamiento del intercambiador térmico del evaporador 5, y se
disminuye la presión del refrigerante succionado al interior del
compresor. En este momento, la unidad de control interior 30 evalúa
la capacidad requerida de enfriamiento de la unidad de interior como
"0" debido a que la unidad de interior 9 se ha apagado en el
paso S106, y transmite el valor de evaluación (capacidad requerida
de enfriamiento: 0) a la unidad exterior 8 en el paso S107.
Las Figs. 7a a 7c son diagramas de flujo que
muestran los funcionamientos de la unidad de exterior 8 del aire
acondicionado 1 de la presente invención. En relación con las Figs.
7a a 7c, la unidad de control exterior 27 suma las capacidades
requeridas de enfriamiento de las unidades interiores y evalúa una
capacidad total requerida de enfriamiento en el paso S200.
Posteriormente, la unidad de control exterior 27 determina si la
capacidad total requerida de enfriamiento es "0" en el paso
S210. Si la capacidad total requerida de enfriamiento es "0",
la unidad de control exterior detiene el compresor 2 en el paso
S211, y vuelve al paso inicial para repetir el proceso.
De igual modo, si la capacidad total requerida
de enfriamiento no es "0" en el paso S210, la unidad de control
exterior 27 enciende el compresor 2, determina un tiempo de carga y
un tiempo de descarga según la capacidad total requerida de
enfriamiento, genera una señal de control de servicio, y aplica la
señal de control de servicio a la válvula PWM 26, controlando así el
compresor 2 en el paso S220.
Entonces, la unidad de control exterior 27
determina si se ha modificado la capacidad total requerida de
enfriamiento en el paso S220. Si no se ha variado la capacidad total
requerida de enfriamiento en el paso S220, la unidad de control
exterior procede al paso S200 para controlar el compresor 2
continuamente, manteniendo a su vez el tiempo de carga y descarga de
una señal de control de servicio vigente.
También, si se ha modificado la capacidad total
requerida de enfriamiento en el paso S220, la unidad de control de
exterior 27 determina si el momento en que se ha modificado la
capacidad total requerida de enfriamiento se encuentra en el estado
de descarga o de carga de un ciclo correspondiente en el paso S240.
Si se ha modificado la capacidad total requerida de enfriamiento en
el estado de descarga, la unidad de control de exterior 27 determina
si la capacidad total requerida de enfriamiento ha disminuido en
comparación con la del ciclo anterior en el paso S250.
En el paso S250, si ha disminuido la capacidad
total requerida de enfriamiento, la unidad de control de exterior 27
determina el tiempo de carga T3 según la capacidad requerida de
enfriamiento disminuida tal como se ilustra en "A" de la Fig.
5a en el paso S260. Posteriormente, la unidad de control de exterior
27 genera una señal de control de servicio para que corresponda al
tiempo de carga T3 en el paso S270 y aplica la señal de control de
servicio a la válvula PWM 26 en un ciclo correspondiente. En este
momento, el tiempo de carga T3 del ciclo correspondiente pasa a ser
más corto que el del ciclo anterior, permitiendo así que la
capacidad del compresor 2 disminuya en el paso S280.
Por otro lado, si no ha disminuido la capacidad
total requerida de enfriamiento, la unidad de control exterior 27
determina si la capacidad requerida de enfriamiento ha aumentado en
el estado de descarga en el paso S290. Si no ha aumentado la
capacidad total requerida de enfriamiento, la unidad de control
exterior vuelve al paso inicial del proceso.
Si la capacidad requerida de enfriamiento ha
aumentado en el paso S290, la unidad de control exterior 27
determina el tiempo de carga T4 o T5, para que corresponda con la
capacidad total requerida de enfriamiento tal como se ilustra en
"(B) y (C)" de la Fig. 5a en el paso S300. Posteriormente, la
unidad de control exterior 27 calcula un tiempo restante Tb en el
tiempo aumentado Ta en el paso S310, y determina si el tiempo de
carga T4 o T5 es mayor que el tiempo restante calculado Tb en el
paso S320. Si el tiempo de carga T4 no es mayor que el tiempo
restante Tb, la unidad de control 27 genera una señal de control de
servicio que corresponda con el tiempo de carga T4 en el paso S330,
y aplica la señal de control de servicio a la válvula PWM 26 en un
ciclo correspondiente. En este momento, el tiempo de carga T4 pasa a
ser mayor que el del ciclo anterior, y de ese modo se aumenta la
cantidad de refrigerante descargado por el compresor 2, aumentado
así la capacidad del compresor en el paso S340. De igual modo, si el
tiempo de carga T5 es mayor que el tiempo restante Tb en el paso
S320, la unidad de control exterior 27 genera una señal de control
de servicio que corresponda con el tiempo de carga T5 en el paso
S350, y aplica la señal de control de servicio a la válvula PWM 26
en un nuevo ciclo que comienza desde el punto de tiempo aumentado
Ta, permitiendo así que se aumente la capacidad del compresor 2 en
el paso S360.
Por otro lado, si la capacidad total requerida
de enfriamiento no se ha modificado en el estado de descarga en el
paso S240, la unidad de control exterior 27 determina si la
capacidad total requerida de enfriamiento se ha modificado en el
estado de carga en el paso S370. Si la capacidad total requerida de
enfriamiento no se ha modificado en el estado de carga, la unidad de
control exterior 27 vuelve al paso inicial del proceso.
Si la capacidad total requerida de enfriamiento
se ha modificado en el estado de carga en el paso S370, la unidad de
control exterior 27 determina si la capacidad total requerida de
enfriamiento ha disminuido en comparación con la del ciclo anterior
en el paso S380. En el paso S380, si se determina que la capacidad
ha disminuido, la unidad de control exterior 27 determina un tiempo
de carga T6 o T7 para que corresponda con la capacidad total
requerida de enfriamiento disminuida tal como se ilustra en "(A),
(B)" de la Fig. 5b en el paso S390. Entonces, la unidad de
control exterior 27 calcula un tiempo de carga Tc transcurrido hasta
el tiempo disminuido Ta, desde el punto de inicio de la carga en el
paso S400, y después determina si el tiempo de carga T6 o T7 es
mayor que el tiempo de carga transcurrido Tc en el paso S410.
Si el tiempo de carga T6 es mayor que el tiempo
de carga transcurrido Tc en el paso S410, la unidad de control
exterior 27 genera una señal de control de servicio que corresponda
con el tiempo de carga T6 en el paso S420, y aplica la señal de
control de servicio a la válvula PWM 26 en un ciclo correspondiente,
de manera que se disminuya la capacidad del compresor en el paso
S430. No obstante, si el tiempo de carga T6 no es mayor que el
tiempo de carga transcurrido Tc en el paso S410, la unidad de
control de exterior 27 conmuta el estado de carga al estado de
descarga, y después mantiene el estado de descarga hasta que el
ciclo correspondiente haya finalizado en el paso S440.
De igual modo, si la capacidad total requerida
de enfriamiento no se ha disminuido en el paso S380, la unidad de
control de exterior 27 determina si la capacidad total requerida de
enfriamiento se ha aumentado en el paso S450. Si la capacidad total
requerida de enfriamiento no se ha aumentado, la unidad de control
exterior 27 vuelve al paso inicial del proceso. Por otro lado, si la
capacidad total requerida de enfriamiento se ha aumentado en el paso
S450, la unidad de control de exterior 27 determina un tiempo de
carga T8 para que corresponda con la capacidad total requerida de
enfriamiento, tal como se ilustra en "(C)" de la Fig. 5b, en el
paso S460, resta el tiempo de carga previo T2 del tiempo de carga
T8, y después calcula un tiempo de carga Td que supera el tiempo de
carga T2 en el paso S470. Después del paso S470, la unidad de
control exterior 27 mantiene el estado de carga hasta el tiempo de
carga Td, permitiendo así que se aumente la capacidad del compresor
2 en el paso S480.
Como se describe anteriormente, en un aire
acondicionado y procedimiento para controlarlo, de acuerdo con la
presente invención, cuando se ha modificado una capacidad total
requerida de enfriamiento, el funcionamiento de una válvula PWM se
controla modificando un tiempo de carga para que corresponda con la
capacidad total requerida de enfriamiento incluso antes de que
finalice un ciclo correspondiente y, de ese modo, generar una señal
de control de servicio, de manera que la cantidad de refrigerante
descargado por un compresor puede ajustarse para que corresponda con
la variación de la capacidad total requerida de enfriamiento. En
consecuencia, en el aire acondicionado y el procedimiento para
controlarlo, cuando el aire acondicionado se aplica a un sistema de
aires acondicionados múltiples, puede accionarse un compresor
establemente independientemente de las variaciones repentinas de una
capacidad total requerida de enfriamiento, aumentando de ese modo la
fiabilidad de un compresor y eliminando el accionamiento de un
intercambiador térmico de interior para impedir la congelación.
Aunque se han descrito las realizaciones
preferidas de la presente invención a efectos ilustrativos, las
personas entendidas en la técnica apreciarán que son posibles
diferentes modificaciones, adiciones y sustituciones, sin salirse
del ámbito de la invención tal como se describe en los dibujos
adjuntos.
\vskip1.000000\baselineskip
La lista de referencias citadas por el
solicitante es sólo para la comodidad del lector. No forma parte del
documento de patente europea. Aunque se ha prestado mucha atención
en la compilación de las referencias, no pueden excluirse errores u
omisiones y la EPO rechaza cualquier responsabilidad a este
respecto.
- \bullet US 6047557 A [0005]
- \bullet EP 0982497 A1 [0005]
\bullet JP 8334094 A [0005]
Claims (19)
1. Aire acondicionado (1) que comprende:
- un compresor (2) que tiene una capacidad variable según una señal de control de servicio, controlando la señal de control de servicio al compresor para que inicie un tiempo de carga para mantener un estado de carga en un ciclo y un tiempo de descarga para mantener un estado de descarga en a y
- una unidad de control (8) que determina el tiempo de carga y el tiempo de descarga según la variación de una capacidad total requerida de enfriamiento, para generar la señal de control de servicio incluso antes de que finalice un ciclo correspondiente, cuando se haya modificado la capacidad total requerida de enfriamiento en un ciclo correspondiente mientras se acciona el compresor (2), y controlando el compresor de acuerdo con la señal de control de servicio.
2. Aire acondicionado según la Reivindicación 1,
caracterizado porque la unidad de control aplica la señal de
control de servicio al ciclo correspondiente.
3. Aire acondicionado según la Reivindicación 1,
caracterizado porque la unidad de control aplica la señal de
control de servicio a un nuevo ciclo después del ciclo
correspondiente.
4. Aire acondicionado según la Reivindicación 1,
caracterizado porque si se ha disminuido la capacidad total
requerida de enfriamiento en el estado de descarga del ciclo
correspondiente, la unidad de control genera una señal de control de
servicio para disminuir el tiempo de carga, para que corresponda con
la capacidad total requerida de enfriamiento disminuida, y disminuye
la capacidad del compresor según la señal de control de servicio
generada en el ciclo correspondiente.
5. Aire acondicionado según la Reivindicación 1,
caracterizado porque si se ha aumentado la capacidad total
requerida de enfriamiento en el estado de descarga del ciclo
correspondiente, la unidad de control genera una señal de control de
servicio sobre la base de un tiempo restante del ciclo
correspondiente y el tiempo de carga correspondiente a la capacidad
total requerida de enfriamiento, y aumenta la capacidad del
compresor según la señal de control de servicio.
6. Aire acondicionado según la Reivindicación 5,
caracterizado porque si el tiempo de carga correspondiente a
la capacidad total requerida de enfriamiento aumentada no es mayor
que el tiempo restante, la unidad de control aumenta la capacidad
del compresor según la señal de control de servicio en el ciclo
correspondiente.
7. Aire acondicionado según la Reivindicación 5,
caracterizado porque si el tiempo de carga que corresponde
con la capacidad total requerida de enfriamiento es mayor que el
tiempo restante, la unidad de control aumenta la capacidad del
compresor según la señal de control de servicio en un nuevo ciclo
que comienza desde el momento en que se aumenta la capacidad total
requerida de enfriamiento.
8. Aire acondicionado según la Reivindicación 1,
caracterizado porque si se ha disminuido la capacidad total
requerida de enfriamiento en el estado de carga del ciclo
correspondiente, la unidad de control genera la señal de control de
servicio sobre la base del tiempo de carga transcurrido del ciclo
correspondiente y el tiempo de carga correspondiente a la capacidad
total requerida de enfriamiento, y disminuye la capacidad del
compresor según la señal de control de servicio.
9. Aire acondicionado según la Reivindicación 8,
caracterizado porque si el tiempo de carga que corresponde a
la capacidad total requerida de enfriamiento disminuida es mayor que
el tiempo de carga transcurrido, la unidad de control disminuye la
capacidad del compresor según la señal de control de servicio
generada en el ciclo correspondiente.
10. Aire acondicionado según la Reivindicación
8, caracterizado porque si el tiempo de carga que corresponde
con la capacidad total requerida de enfriamiento no es mayor que el
tiempo de carga transcurrido, la unidad de control conmuta su estado
de carga a un estado de descarga, y mantiene el estado de descarga
hasta que finaliza el ciclo correspondiente, de manera que se
disminuya la capacidad del compresor.
11. Aire acondicionado según la Reivindicación
1, caracterizado porque si se ha aumentado la capacidad total
requerida de enfriamiento en el estado de carga del ciclo
correspondiente, la unidad de control genera una señal de control de
servicio para aumentar el tiempo de carga, a fin de que corresponda
con la capacidad total requerida de enfriamiento aumentada, y
mantiene el estado de carga hasta que finalice el tiempo de carga
aumentado de manera que se aumente la capacidad del compresor.
12. Aire acondicionado según la Reivindicación
1, caracterizado porque la unidad de control se instala en
una unidad exterior conectada a un grupo de unidades interiores, y
determina si se ha modificado la capacidad total requerida de
enfriamiento sobre la base de una capacidad total requerida de
enfriamiento, obtenida mediante la suma de las capacidades de
enfriamiento requeridas por las unidades interiores.
13. Procedimiento para controlar un aire
acondicionado (1) incluyendo un compresor (2) con una capacidad
modificada según una señal de control de servicio, que tiene un
tiempo de carga y un tiempo de descarga en un ciclo correspondiente,
comprendiendo los pasos de:
- a)
- accionar el compresor;
- b)
- determinar si se ha modificado una capacidad total requerida de enfriamiento; y
- c)
- determinar un tiempo de carga y un tiempo de descarga según la variación de la capacidad total requerida de enfriamiento para generar una señal de control de servicio incluso antes de que finalice un ciclo correspondiente, cuando se haya modificado la capacidad total requerida de enfriamiento en un ciclo correspondiente, y controlando el compresor (2) según la señal de control de servicio.
14. Procedimiento según la Reivindicación 13,
comprendiendo además el paso de sumar las capacidades de
enfriamiento requeridas por una serie de unidades interiores
conectadas a una unidad exterior, caracterizado porque el
paso b) se realiza sobre la base de la capacidad requerida de
enfriamiento sumada.
15. Procedimiento según la Reivindicación 13,
caracterizado porque el paso b) incluye el paso de determinar
si el tiempo de variación de la capacidad total requerida de
enfriamiento es en el estado de carga o descarga del ciclo
correspondiente.
16. Procedimiento según la Reivindicación 15,
caracterizado porque el paso b) incluye el paso de disminuir
la capacidad del compresor según la señal de control de servicio
generada sobre la base del tiempo de carga correspondiente a la
capacidad requerida de enfriamiento disminuida en el ciclo
correspondiente, si la capacidad total requerida de enfriamiento se
ha disminuido en el estado de descarga del ciclo
correspondiente.
17. Procedimiento según la Reivindicación 15,
caracterizado porque si se ha aumentado la capacidad total
requerida de enfriamiento en el estado de descarga del ciclo
correspondiente, el paso b) incluye los pasos de calcular el tiempo
restante del ciclo correspondiente, comparando el tiempo restante
con el tiempo de carga correspondiente a la capacidad total
requerida de enfriamiento aumentada, y aumentado la capacidad del
compresor según la señal de control de servicio en el ciclo
correspondiente si el tiempo de carga correspondiente no es mayor
que el tiempo restante, o aumentando la capacidad del compresor
según la señal de control de servicio en un nuevo ciclo si el tiempo
de carga correspondiente es mayor que el tiempo restante.
18. Procedimiento según la Reivindicación 15,
caracterizado porque si se ha disminuido la capacidad total
requerida de enfriamiento en el estado de carga del ciclo
correspondiente, el paso b) incluye los pasos de calcular un tiempo
de carga transcurrido en el ciclo correspondiente, comparando el
tiempo restante con el tiempo de carga correspondiente a la
capacidad total requerida de enfriamiento disminuida, comparando el
tiempo restante con el tiempo de carga correspondiente a la
capacidad total requerida de enfriamiento disminuida, y disminuyendo
la capacidad del compresor según la señal de control de servicio en
el ciclo correspondiente si el tiempo de carga correspondiente es
mayor que el tiempo de carga transcurrido, o conmutando el estado de
carga al estado de descarga y manteniendo el estado de descarga
hasta que finalice el ciclo correspondiente de manera que se
disminuya la capacidad del compresor si el tiempo de carga
correspondiente no es mayor que el tiempo de carga transcurrido.
19. Procedimiento según la Reivindicación 13,
caracterizado porque si se ha aumentado la capacidad total
requerida de enfriamiento en el estado de carga del ciclo
correspondiente, el paso b) incluye los pasos de determinar el
tiempo de carga para que corresponda con la capacidad total
requerida de enfriamiento aumentada, calculando un tiempo de carga
que supere un tiempo de carga anterior en el tiempo de carga
determinado, y manteniendo el estado de carga hasta que finalice el
tiempo de carga excedente, de manera que se aumente la capacidad del
compresor.
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