ES2379933B1 - Aparato congelador y método de control de dicho aparato congelador. - Google Patents

Aparato congelador y método de control de dicho aparato congelador. Download PDF

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Abstract

Aparato congelador que comprende un sistema de refrigeración previsto para ejecutar ciclos de refrigeración y refrigerar un compartimento congelador térmicamente aislado, un termostato que limita la temperatura máxima (T{sub,a}, T{sub,c) en el interior del compartimento congelador y un programador con un temporizador.#El programador dispone de un programa de almacenamiento de energía en el que en el temporizador se puede programar al menos una hora valle (h{sub,i}) de inicio de periodo de almacenamiento y al menos una hora punta (h{sub,f}) de fin de periodo de almacenamiento para, durante el periodo de almacenamiento, refrigerar el compartimento congelador a una temperatura máxima de almacenamiento (T{sub,a}) más baja que la temperatura máxima de congelación (T{sub,c}) fuera del periodo de almacenamiento (P{sub,r}).

Description

APARATO CONGELADOR Y METODO DE CONTROL DE DICHO APARATO CONGELADOR
CAMPO DE LA iNVENCiÓN
La invención se encuentra en el campo de los aparatos congeladores que
5 comprenden un sistema de refrigeración previsto para ejecutar ciclos de refrigeración y refrigerar un compartimento congelador térmicamente aislado, un termostato que limita la temperatura máxima en el interior del compartimento congelador y un programador con un temporizador así como en el campo de los métodos de control de aparatos congeladores.
10 ESTADO DE LA TÉCNiCA
La demanda de energía al sistema eléctrico no es uniforme a lo largo de una jornada, con "horas punta" de máxima demanda y "horas valle" de mínima demanda.
En muchos países existen tarifas que discriminan este hecho y esta previsto
15 implantar en los próximos años medidas técnicas que permitan una tarificación horaria para promover mediante tarifas más ventajosas el consumo en horas valle.
Existen aparatos refrigeradores como el de la solicitud de patente WO 2005059454, en el que los ciclos de descongelación se ajustan de acuerdo a la 20 tarifa eléctrica de tal manera que se reduzcan al mínimo los gastos de consumo de energía. Estos aparatos disponen de un compresor para realizar los ciclos de refrigeración, un evaporador para refrigerar el interior del aparato refrigeración, una unidad de descongelación prevista para eliminar el hielo acumulado en el evaporador. Además disponen de un dispositivo de control que controla el
25 horario de funcionamiento de la unidad de descongelación donde los periodos de descongelación en los que se consume mucha cantidad de energía son ajustados a una hora de inicio y fin del periodo de tarificación más barata determinada por la compañía eléctrica para reducir el gasto de funcionamiento del aparato. Esto además desplaza algo la demanda hacia el periodo "valle".
30 Los ciclos de refrigeración del aparato se mantienen por lo que no hay variaciones en ese aspecto en el funcionamiento. Como desplazar más la demanda o incluso almacenar energía en los momentos valle y usarla en los momentos punta son problemas a resolver en los aparatos refrigeradores/congeladores para la necesaria mejora de su eficiencia y de su estabilidad evitando puntas en el sistema eléctrico que impliquen interrupciones de suministro.
OBJETO DE LA iNVENCiÓN
La invención tiene por objeto un aparato congelador más eficiente que con su funcionamiento favorezca la estabilidad de la red eléctrica evitando puntas en el sistema que impliquen interrupciones de suministro.
Esta tarea se resuelve mediante un aparato congelador que comprende un sistema de refrigeración previsto para ejecutar ciclos de refrigeración y refrigerar un compartimento congelador térmicamente aislado, un termostato que limita la temperatura máxima en el interior del compartimento congelador y un dispositivo de control con un temporizador donde en el dispositivo de control dispone de un programa de almacenamiento de energía en el que en el temporizador se puede programar al menos una hora valle de inicio de periodo de almacenamiento y al menos una hora punta de fin de periodo de almacenamiento para, durante el periodo de almacenamiento, refrigerar el compartimento congelador a una temperatura máxima de almacenamiento más baja que la temperatura máxima de congelación fuera del periodo de almacenamiento.
De esta forma, con el aparato congelador trabajando a la temperatura máxima de almacenamiento durante el periodo de almacenamiento más baja que la temperatura máxima de congelación, al llegar la hora punta el dispositivo de control cambia la limitación de temperatura controlada con el termostato subiéndola hasta la temperatura máxima de congelación por lo que, el sistema de refrigeración dejará de funcionar el tiempo que tarde en alcanzarse en el interior del compartimento congelador la temperatura máxima de congelación sin consumir energía eléctrica durante el periodo de alta demanda. Si además la compañía eléctrica tiene una tarifa reducida para este periodo de almacenamiento, se producirá un ahorro económico para el usuario del aparato congelador.
En una realización preferida el dispositivo de control tiene medios de memoria para memorizar al menos una hora valle, una hora punta, una temperatura máxima de almacenamiento y una temperatura máxima de congelación facilitando el funcionamiento del aparato, haciéndolo más efectivo en su programa de almacenamiento de energía.
Preferentemente al menos la hora valle, la hora punta, la temperatura máxima de almacenamiento y/o la temperatura máxima de congelación pueden ser variados y ajustados al periodo de baja demanda y además con la temperatura máxima deseada ajustada a los productos que se encuentran en el compartimento congelador.
E dispositivo de control / programador puede ser conectado a una fuente de información externa al aparato congelador, por ejemplo internet, para tomar datos de hora valle y/u hora punta. La compañía de red eléctrica puede variar los periodos de tarificación de día a día o durante el mismo día y emitir esos datos para ser recibidos por el aparato congelador y los usa en los periodos inmediatos.
El aparato tiene un panel de control con elementos de control accionables por un usuario para modificar al menos la hora valle, la hora punta, la temperatura máxima de almacenamiento y/o la temperatura máxima de congelación. De este modo el usuario lo puede programar según la información que le ofrezca la compañía eléctrica en cuanto a la tarifa reducida de su contrato.
El aparato puede ser un aparato congelador convencional con un sistema de refrigeración que tiene al menos un compresor, al menos un evaporador y al menos un condensador del tipo arcón congelador o bien un aparato frigorífico del tipo que tienen al menos un segundo compartimento congelador.
Un segundo objeto de la invención es proveer a los aparatos congeladores con un método de control que reduzca el gasto económico de funcionamiento de este y que permita ajustar el funcionamiento de este a la demanda de energía en la red eléctrica.
Este objeto se consigue mediante un método de control de un aparato congelador que entre la hora valle y la hora punta el sistema de refrigeración es activado cuando la temperatura en el interior del compartimento congelador es mayor que la temperatura máxima de almacenamiento, y entre la hora punta y la hora valle, el sistema de refrigeración es activado cuando la temperatura en el interior del compartimento congelador es mayor que la temperatura máxima de congelación siendo esta más alta que la temperatura máxima de almacenamiento. Un método de control de este tipo puede ser implementado en los actuales aparatos congeladores o refrigeradores en lo que la hora valle, la hora punta, y las temperaturas máximas en los periodos pueden estar fijadas de fábrica, y no es necesario que puedan ser variadas por el usuario.
DESCRiPCiÓN DE LAS FiGURAS
La invención se explica en la descripción siguiente con la ayuda de un ejemplo de realización representado simplificado en el dibujo adjunto.
En este caso:
La figura 1 muestra una gráfica en la que se representan enlazadas la demanda de energía a la red eléctrica frente al tiempo y sobre la misma gráfica, la temperatura frente al tiempo.
DESCRiPCiÓN DE UNA REALiZACiÓN DE LA iNVENCiÓN
La figura 1 muestra una grafica en la que están superpuestas en un periodo de un poco más de un día de duración, la demanda de energía eléctrica a la red eléctrica de un país. A la izquierda de la gráfica comienza el tiempo aproximadamente las 21 horas, la curva de la demanda de energía eléctrica D, comienza a decrecer hasta su mínimo que se extiende por el horario nocturno que se puede relacionar fácilmente con el cese de actividad privado y comercial, entre otros. A primeras horas de la mañana, empieza a crecer de nuevo la demanda y al medio día vuelve a bajar ligeramente la curva de la demanda D, relacionado con el cese comercial, para volver a elevarse a máximos a última hora de la tarde, las 20 horas. Esta curva está medida en un día entre semana del mes de noviembre. La curva en fin de semana es diferente pero también se aprecia el valle del horario nocturno.
Esta información es muy relevante para el funcionamiento del aparato congelador de la invención que comprende un sistema de refrigeración con el que se ejecutan los ciclos de refrigeración para refrigerar el compartimento congelador térmicamente aislado. El aparato tiene un termostato que limita la temperatura máxima en el interior Ti del compartimento congelador como se ve en la gráfica y un dispositivo de control con un temporizador como un reloj con fecha. El dispositivo de control dispone de un programa/método de almacenamiento de energía en el que en el reloj se ha programado una hora valle hi de inicio de periodo de almacenamiento Pr y al menos una hora punta hf de fin de periodo de almacenamiento Pr para, durante el periodo de almacenamiento, refrigerar el compartimento congelador a una temperatura máxima de almacenamiento Ta más baja que la temperatura máxima de congelación Tc fuera del periodo de almacenamiento. En el ejemplo, el periodo de almacenamiento Pr empieza a las 22 horas y finaliza a las 8 horas. Desde las 8 horas, se observa como la temperatura interior Ti del compartimento congelador va aumentando lentamente ya que el ciclo de refrigeración del aparato no está funcionando hasta que alrededor de las 17 horas se vuelve a poner en funcionamiento para mantener el compartimento a la temperatura máxima de congelación Tc.
Este método es especialmente ventajoso en los congeladores de alta eficiencia energética A+ y A++ ya que su aislamiento es mayor aumentando el periodo de tiempo en el que el ciclo de refrigeración no se activa. El aparato dispone de un dispositivo de control horario o incluso de comunicación con la red de alimentación eléctrica, que le permite realizar la mayor parte del consumo en horas valle de menor coste económico de la energía, mediante el programa descrito reduciendo en ese periodo valle la temperatura máxima de almacenamiento Ta al valor mas bajo posible (por ejemplo -300 C). Esto en un principio supone consumir bastante energía no solo para alcanzar dicha temperatura sino para mantenerla durante todo el periodo valle pero cuando la demanda de energía al sistema creciese y se iniciase el periodo punta con coste alto de energía, el programa cambiaria a la temperatura máxima de congelación Tc más alta posible (por ejemplo -150 C) lo que de hecho equivaldría a la desconexión del aparato durante un largo periodo de tiempo (se trata de aparatos con alto grado de aislamiento) y a un bajo consumo de mantenimiento durante el periodo punta. Puede decirse que este desplazamiento de demanda supone un "almacenamiento" de energía en los periodos valle de almacenamiento Pr y una "liberación" de la misma en los periodos punta.
Para mejorar la capacidad de "almacenamiento" o "desplazamiento de demanda" de energía se podría incorporar en el interior del compartimento congelador un deposito acumulador de frío, por ejemplo, con un compuesto químico cuya temperatura de cambio de estado este dentro del rango de temperaturas máxima y mínima del sistema para ayudar al almacenamiento de energía en el interior del compartimento congelador.
El resultado de esta invención incorporada en un parque de millones de aparatos congeladores, tendría múltiples efectos positivos, por ejemplo, para el usuario un menor coste de uso del aparato, para el sistema eléctrico una mayor eficiencia, una mayor rentabilidad de las inversiones existentes en los sistemas
5 de producción y transporte de energía, una menor necesidad de inversión para absorber eventuales incrementos de demanda y una mayor estabilidad del sistema al reducir la demanda en los picos, y para la sociedad en general, un menor impacto ambiental.
El coste de implementar esta aplicación en los aparatos actuales es bajo 10 pues el mayor coste que esta asociado al alto nivel de aislamiento del congelador que actualmente ya esta ya asumido en los aparatos A+ y A++.
Aunque la aplicación en congeladores es técnicamente mas viable y por tanto mas rentable pues hay mas rango de variabilidad de temperaturas para el sistema puede también imaginarse la aplicación de la invención a los frigoríficos
15 pues aunque de menor magnitud, también supondría un desplazamiento de demanda en la red eléctrica.

Claims (7)

  1. REiViNDiCACiONES
    1. Aparato congelador que comprende un sistema de refrigeración previsto para ejecutar ciclos de refrigeración y refrigerar un compartimento congelador térmicamente aislado, un termostato que limita la temperatura máxima (Ta, Tc) en el interior del compartimento congelador y un dispositivo de control con un temporizador caracterizado porque el dispositivo de control dispone de un programa de almacenamiento de energía en el que en el temporizador se puede programar al menos una hora valle (hi) de inicio de periodo de almacenamiento y al menos una hora punta (hf) de fin de periodo de almacenamiento para, durante el periodo de almacenamiento, refrigerar el compartimento congelador a una temperatura máxima de almacenamiento (Ta) más baja que la temperatura máxima de congelación (Tc) fuera del periodo de almacenamiento (Pr).
  2. 2.
    Aparato congelador según reivindicación 1 caracterizado porque el dispositivo de control tiene medios de memoria para memorizar al menos una hora valle, una hora punta, una temperatura máxima de almacenamiento (Ta) y/o una temperatura máxima de congelación (Tc).
  3. 3.
    Aparato congelador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, al menos la hora valle (hi), la hora punta (hf), la temperatura máxima de almacenamiento (Ta) y/o la temperatura máxima de congelación (Tc) pueden ser variadas.
  4. 4.
    Aparato congelador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, el programador puede ser conectado a una fuente de información externa al aparato congelador, por ejemplo internet, para tomar datos de hora valle y/u hora punta.
  5. 5.
    Aparato congelador según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, tiene un panel de control con elementos de control accionables por un usuario para modificar al menos la hora valle (hi), la hora
    punta (hf), la temperatura máxima de almacenamiento (Ta) y/o la temperatura máxima de congelación (Tc).
    �. Aparato congelador según una de las reivindicaciones anteriores,
    5 caracterizado porque, el sistema de refrigeración tiene al menos un compresor, al menos un evaporador y al menos un condensador.
  6. 7. Aparato congelador según una de las reivindicaciones anteriores,
    caracterizado porque, forma parte de un aparato frigorífico con un segundo 10 compartimento congelador.
  7. 8. Método de control de un aparato congelador según reivindicaciones anteriores caracterizado porque entre la hora valle (hi) y la hora punta (hf) el sistema de refrigeración es activado cuando la temperatura en el interior (Ti)
    15 del compartimento congelador es mayor que la temperatura máxima de almacenamiento (Ta), y entre la hora punta (hf) y la hora valle (hi), el sistema de refrigeración es activado cuando la temperatura en el interior (Ti) del compartimento congelador es mayor que la temperatura máxima de congelación (Tc) siendo esta más alta que la temperatura máxima de
    20 almacenamiento (Ta).
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