ES2340561B1 - Sistema de refrigeracion para un vehiculo automovil. - Google Patents
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Abstract
Sistema de refrigeración para un vehículo
automóvil, que comprende al menos un circuito cerrado de
refrigeración que incluye al menos un compresor alimentado
eléctricamente, estando provisto el circuito de un ramal de
by-pass susceptible de establecer comunicación
hidráulica directa entre la parte del circuito de alta presión,
correspondiente a la descarga del compresor, y la parte del circuito
de baja presión, correspondiente a la aspiración del compresor, en
el que está instalada una correspondiente válvula de
by-pass; de una válvula anti-retorno
en la parte del circuito de alta presión, dispuesta a continuación
del ramal de by-pass; y de una válvula reguladora de
la presión de aspiración, dispuesta en una parte del circuito de
baja presión, aguas arriba del ramal de by-pass.
Description
Sistema de refrigeración para un vehículo
automóvil.
La invención se refiere a un sistema de
refrigeración para un vehículo automóvil y a un método para el
arranque de un sistema de refrigeración que comprende al menos un
circuito cerrado de refrigeración que incluye un compresor
hermético, que es alimentado con la energía eléctrica generada a
partir del motor del vehículo.
Los sistemas de refrigeración para
compartimentos refrigerados habilitados en vehículos de transporte,
tales como furgonetas de reparto, son generalmente accionados por el
motor que impulsa el vehículo.
Las unidades de refrigeración de estos sistemas
comprenden habitualmente un compresor y sendas unidades de
evaporación y condensación que necesitan de energía para su
funcionamiento.
Por lo que respecta al compresor, este puede ser
abierto y de accionamiento mecánico, o bien hermético y accionado
por un motor eléctrico que es alimentado mediante la energía
eléctrica generada a partir del motor que impulsa el vehículo.
En este segundo caso, es habitual proveer al
sistema de refrigeración de un alternador mecánicamente acoplado al
motor del vehículo y de un grupo inversor para adecuar la corriente
eléctrica generada por el alternador a las necesidades del
compresor.
Si bien la capacidad de los grupos inversores se
dimensiona para un correcto funcionamiento en cualquiera de los
regímenes de trabajo del sistema de refrigeración, la puesta en
marcha requiere una entrega de energía muy superior a la máxima de
funcionamiento, básicamente debido a la solicitud del compresor al
iniciar su funcionamiento. Y es que de entre las cargas que se
alimentan para el funcionamiento de un sistema de estas
características, el compresor es el responsable de la mayor parte de
la potencia absorbida.
Durante las maniobras de arranque del sistema,
la energía necesaria para poner en marcha el compresor puede incluso
llegarse a multiplicar respecto de la energía máxima que podría
consumir el compresor en funcionamiento estacionario del sistema. A
pesar de que el grupo inversor es capaz de aumentar la velocidad de
giro del compresor independientemente de la velocidad de giro del
alternador, esto tan sólo ocurre dentro de unos márgenes de potencia
demandada, que se superan durante el arranque del sistema. Por este
motivo el arranque es considerada la maniobra más crítica.
En el documento de patente US6196009, se
describe una solución común adoptada en este tipo de sistemas para
llevar a cabo con éxito las operaciones de arranque del sistema.
Esta solución consiste en sobrealimentar el motor del vehículo con
el objeto de aumentar la velocidad de rotación del alternador y en
consecuencia la energía eléctrica producida. Esta solución puede
implicar tener que sobredimensionar las prestaciones del grupo
inversor, incrementando significativamente el coste de la
instalación.
También el documento de patente EP1790921 hace
referencia a este problema, siendo la solución adoptada la de
proveer al sistema de una unidad de control para variar la velocidad
de giro del motor del vehículo adaptándolo a la demanda de energía
solicitada por el compresor, en especial para los picos de demanda
asociados con el arranque del citado compresor.
Es un objetivo principal de la presente
invención el de dotar a un sistema como el anteriormente descrito de
las características técnicas necesarias para garantizar el arranque
no sólo de un compresor asociado a un circuito cerrado de
refrigeración, sino también de varios compresores asociados a
diferentes circuitos de refrigeración, de forma que estos se puedan
alimentar mediante un único grupo inversor y sin la necesidad de que
éste esté sobredimensionado.
La solución técnica que se propone es de algún
modo contraria a las soluciones adoptadas por el estado de la
técnica pues en lugar de aumentar la potencia entregada al
compresor, se persigue ajustar o disminuir el requerimiento de
entrega de potencia de cada compresor en el momento del
arranque.
El sistema de refrigeración según la invención
es de los que comprende al menos un circuito cerrado de
refrigeración que incluye al menos un compresor, preferentemente del
tipo hermético, alimentado eléctricamente y sendas unidades de
evaporación y condensación dispuestas aguas arriba y aguas abajo,
respectivamente, del citado compresor. En esencia, el sistema se
caracteriza porque dicho circuito está provisto de un ramal de
by-pass susceptible de establecer comunicación
hidráulica directa entre una parte del circuito de alta presión, de
descarga del compresor, y una parte del circuito de baja presión, de
aspiración del compresor, en el que está instalada una
correspondiente válvula de by-pass; de una válvula
anti-retorno en la parte del circuito de alta
presión, dispuesta a continuación y aguas abajo del ramal de
by-pass; y de una válvula reguladora de la presión
de aspiración, dispuesta en una parte del circuito de baja presión,
aguas arriba del ramal de by-pass; y porque dicho
sistema está provisto además de al menos una unidad de control para
el accionamiento selectivo de los compresores y de al menos las
válvulas de by-pass del sistema.
Con ello, es posible conectar de forma temporal,
y preferentemente durante las operaciones de arranque del sistema,
el tramo de descarga del compresor con el tramo de aspiración del
compresor, aislando dichos tramos del flujo del resto del circuito y
reduciendo significativamente el trabajo de compresión en el momento
del arranque, y en consecuencia la potencia solicitada.
Además, debido a que el trabajo de compresión
está directamente ligado no sólo a la relación de compresión entre
la presión de aspiración y la presión de descarga, sino también con
al volumen másico a comprimir, con la válvula reguladora de la
presión de aspiración se dispone también de los medios necesarios
para el control del citado volumen másico.
La misión de esta válvula es la de limitar la
presión de aspiración cuando el compresor está en funcionamiento.
Esta presión determinará la masa de refrigerante máxima que quedará
en la línea de aspiración acumulada en el tramo de aspiración cuando
se produzca la parada del compresor.
De acuerdo a otra característica de la
invención, el circuito cerrado de refrigeración comprende además
unos medios de regulación del flujo del tramo de aspiración del
circuito de baja presión.
Según una variante de la invención, los citados
medios de regulación del flujo están constituidos por una segunda
válvula anti-retorno instalada en la parte del
circuito de baja presión, entre el compresor y la válvula reguladora
de la presión, destinados para aislar el tramo de aspiración del
compresor del resto de la parte del circuito de baja presión.
Según una variante preferente, los citados
medios de regulación del flujo están constituidos por una válvula
solenoide instalada en la parte del circuito de baja presión, entre
el compresor y la válvula reguladora de la presión. La función de
esta válvula es la de prevenir la aspiración de refrigerante por el
compresor en el momento del arranque así como evitar la migración de
refrigerante hacia el compresor cuando éste está parado.
De acuerdo a otra característica de la
invención, el sistema comprende una unidad de generación de energía
eléctrica que comprende un alternador, mecánicamente acoplado al
motor del vehículo y que suministra una tensión trifásica o
continua, y un grupo inversor que transforma la tensión suministrada
en monofásica constante y de perfil sinusoidal, al que están
conectados uno o más compresores asociados a correspondientes
circuitos de refrigeración del sistema.
Según un modo de realización acorde con esta
característica, la bobina de la válvula de by-pass
es alimentada por una fuente de alimentación regulada, y
preferentemente la citada bobina de la válvula de
by-pass es una bobina de corriente continua a baja
tensión, que es alimentada por una fuente de alimentación regulada a
su vez alimentada por el grupo inversor.
De acuerdo a una variante de la invención, el
número de circuitos cerrados de refrigeración es de dos, siendo el
primero el de un equipo de aire-acondicionado para
la zona de pasaje del vehículo automóvil y el segundo el de un
equipo de refrigeración de un compartimiento refrigerado, tal como
una cámara de refrigeración de una furgoneta de reparto, y la una
unidad de control del sistema está adaptada para que durante un
periodo predeterminado de arranque del sistema el inversor
suministre corriente eléctrica, de forma selectiva, a uno de los
compresores asociados con uno de los equipos, y durante el
funcionamiento de régimen normal del sistema, a los dos compresores
de forma simultánea.
Con esta característica se persigue que el
ajuste de la potencia demandada también se lleve a cabo mediante un
arranque secuencial de las cargas del sistema, tanto del compresor y
de los ventiladores de la unidades de condensación y evaporación de
un mismo circuito de refrigeración, como de los compresores
asociados a diferentes circuitos de refrigeración.
Según otro aspecto de la invención, se da a
conocer un método para el arranque de un sistema de refrigeración
para un vehículo automóvil que comprende al menos un circuito
cerrado de refrigeración que incluye un compresor alimentado
eléctricamente y sendas unidades de evaporación y condensación
dispuestas aguas arriba y aguas abajo, respectivamente, del citado
compresor.
El método en cuestión se caracteriza porque
comprende la secuencia de acciones de cortocircuitar el compresor
estableciendo comunicación hidráulica entre una parte del circuito
de alta presión, de descarga del compresor, y una parte del circuito
de baja presión, de aspiración del compresor; de, una vez igualadas
las presiones a la entrada y a la salida del compresor, poner en
funcionamiento el compresor, alimentándolo eléctricamente; y de, una
vez alcanzado un funcionamiento estable del compresor, interrumpir
la comunicación hidráulica en cortocircuito.
De acuerdo a otra característica, el método se
caracteriza porque comprende las acciones añadidas de, durante las
últimas maniobras de paro del sistema anteriores al arranque,
interrumpir el paso de fluido refrigerante en una parte del circuito
de baja presión aguas arriba del tramo de aspiración del compresor,
aislando el citado tramo de aspiración del compresor del circuito de
baja presión, un tiempo predeterminado antes de proceder al paro del
mismo, el cual se lleva preferiblemente a cabo cuando la presión en
la parte del circuito de baja presión es inferior a un valor
predeterminado; y, en el arranque del sistema, con anticipación a la
acción de interrumpir la comunicación hidráulica en cortocircuito,
permitir el paso de fluido refrigerante estableciendo comunicación
hidráulica entre el tramo de aspiración del compresor y el circuito
de baja presión.
Preferentemente, el paro del compresor se lleva
a cabo cuando la presión en la parte del circuito de baja presión es
inferior a un valor predeterminado.
Según una variante del método particularmente
interesante, éste comprende las acciones ininterrumpidas de evitar
el flujo de refrigerante en dirección a la descarga del compresor en
la parte del circuito de alta presión; y limitar la presión de
aspiración cuando el compresor está en funcionamiento.
De acuerdo a otra característica, el método se
caracteriza porque las acciones de interrumpir y permitir el paso de
fluido refrigerante en una parte del circuito de baja presión aguas
arriba del tramo de aspiración del compresor, para interrumpir o
establecer, respectivamente, comunicación hidráulica entre el
circuito de baja presión y el tramo de aspiración del compresor se
llevan a cabo mediante el accionamiento de una válvula solenoide,
normalmente cerrada, alimentada en paralelo con el compresor.
De un modo preferido, la acción de
cortocircuitar el compresor se lleva a cabo mediante el
accionamiento de una válvula de by-pass, alimentada
a baja tensión a partir de una fuente de alimentación regulada.
En la Fig. 1 se ha representado esquemáticamente
un sistema según la invención instalado en un vehículo ligero de
transporte de mercancías;
en la Fig. 2, se ha representado el esquema
hidráulico de un circuito cerrado de refrigeración según el sistema
de la invención; y
en la Fig. 3, se ha representado el esquema
eléctrico de un sistema según la invención, que comprende dos
circuitos cerrados de refrigeración similares al de la Fig. 2.
En la Fig. 2 se ha representado el esquema
hidráulico de un circuito cerrado de refrigeración 3a comprendido en
un sistema de refrigeración 1 según la invención.
El circuito cerrado de refrigeración 3a sigue un
ciclo de compresión convencional, hermético, y comprende un
compresor hermético 4a, diseñado para funcionar a partir de una
tensión de 230 V, monofásica, de 50 Hz, sinusoidal, y sendas
unidades de evaporación 5a y condensación 6a, ventiladas. En el
circuito representado, se han destacado con sombreado las partes del
circuito de refrigeración 3a consideradas en la presente descripción
como el tramo de aspiración 11a y el tramo de descarga 9a del
compresor 4a.
A nivel de circuito, la solución para la
descarga del compresor 4a en el momento de la puesta en marcha del
sistema de refrigeración incorpora diversos componentes extras que
son los siguientes:
- -
- un ramal de by-pass 7a, en el que está instalada una correspondiente válvula de by-pass 12a, destinado a establecer comunicación hidráulica directa entre una parte del circuito de alta presión 8a, en concreto del tramo de descarga del compresor 9a, y una parte del circuito de baja presión 10a, en concreto del tramo de aspiración del compresor 11a, con la finalidad de reducir la relación de compresión;
- -
- una válvula anti-retorno 13a en la parte del circuito de alta presión 8a, dispuesta a continuación y aguas abajo del ramal de by-pass 7a;
- -
- una válvula reguladora de la presión de aspiración 14a, dispuesta en una parte del circuito de baja presión 10a, aguas arriba del ramal de by-pass 7a; y
- -
- una válvula solenoide 15a para regular el acceso de refrigerante al tramo de aspiración 11a del compresor 4a.
Otros componentes convencionales del circuito de
refrigeración 3a de la Fig. 2, están formados por los transductores
de presión o presostatos 19 y 20, el intercambiador de calor 22 y la
válvula de expansión 21.
Para la puesta en marcha y el paro del circuito
de refrigeración 3a es preferible arrancar primero el compresor 4a y
posteriormente alimentar los ventiladores de las unidades de
evaporación 5a y de condensación 6a.
Por lo que respecta al compresor 4a, la
secuencia de acciones recomendada para su puesta en marcha consiste
en abrir primero la válvula de by-pass 12a y,
transcurrido el tiempo para asegurar una igualación de presiones en
los tramos de descarga 9a y de aspiración 11a del compresor 4a,
alimentar el compresor 4a. Cuando se alcanza un funcionamiento
estable del compresor 4a, se procede a la abertura de los medios de
regulación del flujo 15a de refrigerante, en este caso de la válvula
solenoide y, transcurrido el tiempo necesario para asegurar un
funcionamiento estable, se cierra la válvula de
by-pass 12a.
Naturalmente, dependiendo de la aplicación y de
las condiciones de trabajo se puede variar esta secuencia de
acciones para asegurar un aumento progresivo y óptimo del consumo de
energía.
En relación al paro del circuito, es
recomendable proceder a la inversa y cortar primero la alimentación
a los ventiladores de las unidades de evaporación 5a y compresión 6a
y a la válvula solenoide de aspiración 15a. Alcanzado un valor de
presión bajo en el tramo de aspiración 11a del compresor 4a, puede
procederse al paro del mismo.
Los mecanismos de actuación de cada uno de estos
componentes devienen de mayor o menor importancia según las
condiciones en las que podría encontrarse el circuito de
refrigeración 3a del sistema 1. Así por ejemplo, tras un periodo
suficientemente largo las presiones dentro del circuito estarían
equilibradas y serían equivalentes a la temperatura saturada
ambiente. En estas circunstancias, dependiendo de cual sea la
temperatura ambiente, la entrega inicial de energía para poner el
compresor 4a en marcha puede ser varias veces superior a la
necesaria para mantener el compresor en marcha en régimen normal o
estacionario. Para solventar este inconveniente se habilita el ramal
de by-pass 7a y se coloca la correspondiente válvula
de by-pass 12a, la cual evita que la presión contra
la que el compresor 4a tiene que trabajar aumente, quedando ésta
limitada a las pérdidas a través del ramal de
by-pass 7a. A pesar de que esta solución permite por
si sola recortar la potencia requerida, en muchos casos la demanda
de energía en un espacio reducido de tiempo provoca que la tensión
de salida del inversor 18 (ver Fig. 3) no se mantenga dentro del
margen de regulación y descienda por debajo de un umbral por debajo
del cual la válvula de by-pass 12a no garantiza su
abertura de una forma estable. Esta inestabilidad provocaría la
desaparición del efecto del by-pass y el compresor
4a se vería obligado comprimir el refrigerante a la presión a la que
está sometida la parte del circuito de alta presión 8a para ponerse
en marcha. Como conclusión, el compresor 4a renunciaría a ponerse en
marcha con la energía que el inversor 18 le sería capaz de
suministrar. Este fenómeno se solventa alimentando la bobina de la
válvula de by-pass 12a a través de una fuente de
alimentación regulada 32' (ver Fig. 3). Para que ésta se pueda
alimentar a partir del inversor 18 utilizando una bobina estándar,
es preferible seleccionar una bobina de corriente continua a baja
tensión. Con ello se consigue un funcionamiento estable durante el
transcurso del transitorio del arranque, independientemente de la
variación de la tensión de salida del inversor 18.
Por otro lado, en el caso de querer arrancar
tras una parada de corta duración, las condiciones de presión sería
dispares en la parte del circuito de alta y baja presión 8a y 10a,
respectivamente. En este caso, al intentar poner en marcha el
compresor 4a mediante la abertura de la válvula de
by-pass 12a, la propia válvula abriría una vía
directa de comunicación entre ambos tramos del circuito de
refrigeración 3a con la consecuente migración de refrigerante de la
parte de alta presión 8a del circuito a la de baja presión 10a. Esta
situación transitoria provocaría un aumento significativo de la
presión del refrigerante en el tramo de aspiración 11a del compresor
4a en el momento del arranque. La consecuencia sería una disminución
del volumen específico del refrigerante aspirado lo que derivaría en
un aumento del trabajo de compresión. La válvula
anti-retorno 13a tiene por función retener el
refrigerante en la parte del circuito de alta presión 8a aislándolo
del ramal de by-pass 7a. Cuando se abre la válvula
de by-pass 12a, el refrigerante contenido en el
tramo de descarga 9a del compresor 4a y la válvula
anti-retorno 13a se diluye en la zona de baja
presión del circuito, manteniendo un volumen específico del
refrigerante que aspira el compresor 4a alto lo que se deriva en un
trabajo de compresión reducido en el momento del inicio de
funcionamiento.
Si el arranque se produce tras una parada
prolongada, las presiones en las partes de alta y baja presión 8a y
10a del circuito de refrigeración 3a están igualadas. El valor de la
presión dependerá directamente de las condiciones ambientales y
puede, en algunos casos, superarse la temperatura crítica por encima
de la cual la masa del volumen a comprimir sea lo suficientemente
alta y el esfuerzo de compresión supere la capacidad de carga del
inversor 18. En este caso el compresor 4a no conseguirá iniciar su
funcionamiento. La válvula solenoide 15a que regula el flujo del
tramo de aspiración 11a establece un aislamiento de dicho tramo del
resto del circuito de refrigeración 3a. De esta forma, la masa de
refrigerante contenida en la zona del compresor, entre la válvula
solenoide 15a y la válvula anti-retorno 13a,
permanece constante independientemente de la duración del paro del
compresor 4a o de las condiciones del sistema en el momento del
arranque. Esta cantidad de refrigerante vendrá determinada, en el
peor de los casos, por el valor del ajuste de la válvula reguladora
de la presión 14a de aspiración. En el momento del arranque, la
presión, normalmente no saturada en ambientes de temperatura
superiores a la de ajuste de la válvula reguladora de la presión 14a
de aspiración, dependerá de las condiciones ambientales sin que ésta
sea previsiblemente cercana al valor crítico.
De acuerdo al esquema eléctrico representado en
la Fig. 3, la válvula solenoide 15a se alimenta simultáneamente con
el compresor 4a. Con ello se consigue limitar la masa de
refrigerante en la zona del compresor 4a a la contenida en el
momento de la desconexión del mismo, sin que tenga lugar la
migración de refrigerante al compresor 4a a través del tramo de
aspiración 11a. De la misma forma, el arranque ocurriría de forma
simultánea en el compresor 4a y en la válvula solenoide 15a con el
efecto de arrancar el compresor 4a con un volumen reducido de
refrigerante. En un caso óptimo, el cierre de la válvula solenoide
15a puede adelantarse a la desconexión del compresor 4a. El
resultado es que el propio compresor 4a bombea el refrigerante fuera
de la llamada zona del compresor (entre la válvula solenoide 15a y
la válvula anti-retorno 13a) consiguiendo así que la
masa de refrigerante contenida en esta parte del circuito sea
mínima. En consecuencia, el trabajo de compresión de este
refrigerante con un gran volumen específico favorece que el pico del
arranque del compresor 4a se
\hbox{reduzca a valores mucho más
cercanos a los de la máquina eléctrica que lo acciona.}
En la Fig. 3 se ha representado el esquema
eléctrico de un sistema 100 según la invención, que comprende dos
circuitos cerrados 3a y 3b de refrigeración, independientes
hidráulicamente pero alimentados por un mismo grupo inversor 18.
De acuerdo a la realización representada en esta
Fig. 3, el circuito cerrado 3b se correspondería por ejemplo al de
un equipo de aire-acondicionado para la zona de
pasaje 30 de un vehículo automóvil 2, en concreto de una furgoneta
de reparto (ver Fig. 1), mientras que el circuito cerrado 3a se
correspondería al del equipo de refrigeración de un compartimiento
refrigerado tal como la cámara de refrigeración 31 de la misma
furgoneta de reparto.
Dicha furgoneta podría ser comercializada de
serie con un equipo de aire acondicionado del tipo de los que
incorporan un compresor abierto, accionado mecánicamente por el
motor del vehículo por ejemplo mediante una correa de transmisión, y
sin haberse habilitado una cámara frigorífica en su parte posterior.
En este caso sería necesario, para la implementación del sistema 100
según la invención, sustituir el compresor de serie por un
alternador 16, acoplable al motor 17 del vehículo y un grupo
inversor 18. En cuanto al circuito cerrado 3b de refrigeración,
sería necesario instalar un compresor 4b hermético, accionable
eléctricamente a partir de la corriente suministrada por el inversor
18. Por otro lado, debería instalarse el equipo frigorífico
destinado a refrigerar la cámara, en el que el compresor 4a asociado
también estaría adecuado para ser accionado eléctricamente a partir
de la corriente suministrada por el inversor 18.
Se contempla la posibilidad de que el alternador
16 suministre una corriente trifásica o una corriente continua, por
ejemplo de 12 V ó 24 V, que posteriormente será transformada por el
grupo inversor 18.
En cualquier caso, la posibilidad de alimentar y
controlar el compresor 4b en substitución del compresor abierto de
accionamiento mecánico original en el vehículo, manteniendo el resto
del circuito original intacto, representa una alternativa en
aplicaciones donde no existe suficiente espacio para el montaje de
más de un compresor de accionamiento mecánico (uno para cada
circuito cerrado de refrigeración 3a y 3b).
El sistema representado en la Fig. 3 comprende
una unidad de control 15 que gestiona, en especial durante los
periodos de arranque del sistema 100, el suministro de corriente a
los compresores 4a y 4b y a las válvulas de los circuitos cerrados
de refrigeración 3a y 3b asociados para poner en práctica el método
de arranque descrito.
Para el arranque del sistema 100, la unidad de
control 15 estría programada para accionar los compresores 4a y 4b y
a las válvulas de los circuitos cerrados de refrigeración 3a y 3b
asociados siguiendo un protocolo de arranque para evitar el arranque
simultáneo de los dos compresores 4a y 4b en el caso de que
coincidan las solicitudes de arranque. En este caso, se podría
arrancar primero y a modo de ejemplo el compresor 4b del circuito
cerrado de refrigeración 3b llevando a cabo las acciones de abrir
primero la válvula de by-pass 12b y, transcurrido el
tiempo para asegurar una igualación de presiones en los tramos de
descarga y de aspiración del compresor 4b, de alimentar el compresor
4b. Una vez alcanzado el funcionamiento estable del compresor 4b, se
procedería al cierre de la válvula de by-pass 12b y
posteriormente a la abertura de los ventiladores, si los hubiere, de
las unidades de evaporación 5b y condensación 6b. Cabe notar que en
el ejemplo representado, la válvula solenoide para regular el caudal
de refrigerante en dirección al tramo de aspiración 11a del
compresor 4b ha sido eliminada o sustituida por una válvula
anti-retorno.
A continuación se procedería con el arranque del
compresor 4a, abriendo primero la válvula de by-pass
12a y, transcurrido el tiempo para asegurar una igualación de
presiones en los tramos de descarga 9a y de aspiración 11a del
compresor 4a, alimentando al compresor 4a. Alcanzado un
funcionamiento estable del compresor 4a, se procedería a la abertura
de los medios de regulación del flujo 15a, en este caso de la
válvula solenoide y, transcurrido el tiempo necesario para asegurar
un funcionamiento estable, se cerraría la válvula de
by-pass 12a.
Con el arranque en cascada descrito, se limita
la energía solicitada al inversor 18 así como la potencia de las
fuentes estabilizadas 32 y 32' que alimentan a las bobinas de las
válvulas de by-pass 12b y 12a, respectivamente de
cada compresor. Se hace notar que, a pesar de que se ha representado
una fuente estabilizada 32' y 32 para cada válvula de
by-pass 12a y 12b, una misma fuente podría alimentar
a ambas válvulas.
Claims (14)
1. Sistema (1, 100) de refrigeración para un
vehículo automóvil (2), que comprende al menos un circuito cerrado
(3a, 3b) de refrigeración que incluye al menos un compresor (4a, 4b)
alimentado eléctricamente y sendas unidades de evaporación (5a, 5b)
y condensación (6a, 6b) dispuestas aguas arriba y aguas abajo,
respectivamente, del citado compresor, caracterizado porque
dicho circuito está provisto de
- -
- un ramal de by-pass (7a) susceptible de establecer comunicación hidráulica directa entre una parte del circuito de alta presión (8a), de descarga del compresor (9a), y una parte del circuito de baja presión (10a), de aspiración del compresor (11a), en el que está instalada una correspondiente válvula de by-pass (12a, 12b);
- -
- una válvula anti-retorno (13a) en la parte del circuito de alta presión, dispuesta a continuación y aguas abajo del ramal de by-pass; y
- -
- una válvula reguladora de la presión de aspiración (14a), dispuesta en una parte del circuito de baja presión, aguas arriba del ramal de by-pass; y porque
el sistema está provisto además de al menos una
unidad de control (15) para el accionamiento selectivo de los
compresores y de las válvulas del sistema.
2. Sistema (1, 100) según la reivindicación 1,
caracterizado porque el circuito cerrado de refrigeración
(3a) comprende además unos medios de regulación del flujo (15a) del
tramo de aspiración (11a) del circuito de baja presión (10a).
3. Sistema (1, 100) según la reivindicación 2,
caracterizado porque los citados medios de regulación del
flujo (15a) están constituidos por una segunda válvula
anti-retorno instalada en la parte del circuito de
baja presión (10a), entre el compresor (4a) y la válvula reguladora
de la presión (14a), destinados para aislar el tramo de aspiración
(11a) del compresor del resto de la parte del circuito de baja
presión.
4. Sistema (1, 100) según la reivindicación 2,
caracterizado porque los citados medios de regulación del
flujo (15a) están constituidos por una válvula solenoide instalada
en la parte del circuito de baja presión (10a), entre el compresor
(4a) y la válvula reguladora de la presión (14a), destinados para
aislar el tramo de aspiración (11a) del compresor del resto del
circuito de baja presión.
5. Sistema (1, 100) según las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque comprende una unidad de
generación de energía eléctrica (G) que comprende un alternador
(16), mecánicamente acoplado al motor del vehículo (17) y que
suministra una tensión predeterminada, y un grupo inversor (18) que
transforma la tensión suministrada en monofásica constante y de
perfil sinusoidal, al que están conectados uno o más compresores
(4a, 4b) asociados a correspondientes circuitos de refrigeración del
sistema (3a, 3b).
6. Sistema (1, 100) según las reivindicaciones 4
y 5, caracterizado porque la bobina de la válvula de
by-pass (12, 12b) es alimentada por una fuente de
alimentación regulada (32, 32').
7. Sistema según la reivindicación 6,
caracterizado porque la bobina de la válvula de
by-pass (12a, 12b) es una bobina de corriente
continua a baja tensión, que es alimentada por una fuente de
alimentación regulada a su vez alimentada por el grupo inversor
(18).
8. Sistema (100) según las reivindicaciones 3 a
7, caracterizado porque el número de circuitos cerrados de
refrigeración (3a, 3b) es de dos, siendo el primero el de un equipo
de aire-acondicionado para la zona de pasaje (30)
del vehículo automóvil (2) y el segundo el de un equipo de
refrigeración de un compartimiento refrigerado, tal como una cámara
de refrigeración (31) de una furgoneta de reparto, y porque la una
unidad de control del sistema está adaptada para que durante un
periodo predeterminado de arranque del sistema el inversor
suministre corriente eléctrica, de forma selectiva, a uno de los
compresores asociados con uno de los equipos, y durante el
funcionamiento de régimen normal del sistema, a los dos compresores
de forma simultánea.
9. Método para el arranque de un sistema de
refrigeración para un vehículo automóvil (2) que comprende al menos
un circuito cerrado de refrigeración (3a, 3b) que incluye un
compresor (4a, 4b) alimentado eléctricamente y sendas unidades de
evaporación (5a, 5b) y condensación (6a, 6b) dispuestas aguas arriba
y aguas abajo, respectivamente, del citado compresor, estando el
método caracterizado porque comprende la secuencia de
acciones siguiente:
- -
- cortocircuitar el compresor estableciendo comunicación hidráulica entre una parte del circuito de alta presión (8a), de descarga del compresor (9a), y una parte del circuito de baja presión (10a), de aspiración del compresor (11a); una vez igualadas las presiones a la entrada y a la salida del compresor, poner en funcionamiento el compresor, alimentándolo eléctricamente; y, una vez alcanzado un funcionamiento estable del compresor, interrumpir la comunicación hidráulica en cortocircuito.
10. Método según la reivindicación 9,
caracterizado porque comprende las acciones añadidas
siguientes:
- -
- durante las últimas maniobras de paro del sistema anteriores al arranque, interrumpir el paso de fluido refrigerante en una parte del circuito de baja presión (10a) aguas arriba del tramo de aspiración (11a) del compresor, aislando el citado tramo de aspiración del compresor del circuito de baja presión, un tiempo antes de proceder al paro del mismo; y
- -
- en el arranque del sistema, con anticipación a la acción de interrumpir la comunicación hidráulica en cortocircuito, permitir el paso de fluido refrigerante estableciendo comunicación hidráulica entre el tramo de aspiración del compresor (11a) y el circuito de baja presión (10a).
11. Método según la reivindicación 9,
caracterizado porque el paro del compresor (4a, 4b) se lleva
a cabo cuando la presión en la parte del circuito de baja presión
(10a) es inferior a un valor predeterminado.
12. Método según las reivindicaciones 9 o 10,
caracterizado porque comprende las acciones ininterrumpidas
de:
- -
- evitar el flujo de fluido refrigerante en dirección a la descarga del compresor en la parte del circuito de alta presión; y
- -
- limitar la presión de aspiración cuando el compresor está en funcionamiento.
13. Método según las reivindicaciones 8 a 12,
caracterizado porque las acciones de interrumpir y permitir
el paso de fluido refrigerante en una parte del circuito de baja
presión aguas arriba del tramo de aspiración del compresor, para
interrumpir o establecer, respectivamente, comunicación hidráulica
entre el circuito de baja presión y el tramo de aspiración del
compresor se llevan a cabo mediante el accionamiento de una válvula
solenoide, normalmente cerrada, accionable con independencia del
compresor.
14. Método según las reivindicaciones 9 a 13,
caracterizado porque la acción de cortocircuitar el compresor
se lleva a cabo mediante el accionamiento de una válvula de
by-pass, alimentada a baja tensión a partir de una
fuente de alimentación regulada.
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