ES2558026A1 - Sistema de refrigeración industrial, mejorado - Google Patents

Abstract

Mejoras introducidas en el sistema de refrigeración industrial descrito en la patente de invención número P201331679, donde cada unidad refrigeradora (4) comprende un único compresor inverter (7'), variando la frecuencia de alimentación eléctrica del compresor en función de la demanda de potencia frigorífica y manteniendo el funcionamiento dentro de la curva de funcionamiento óptimo.

Description

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Mejoras introducidas en la patente de invention numero P201331679, por sistema de refrigeration industrial.

OBJETO DE LA INVENCION

La presente invencion, segun lo expresa el enunciado de esta memoria descriptiva, consiste en una mejora introducida en la patente de invencion numero P201331679, por "Sistema de refrigeracion industrial”, la cual ha sido ideada con la finalidad de incorporar una nueva situation en la que el sistema de refrigeracion esta basado en la utilization de compresores inverter.

PROBLEMA TECNICO A RESOLVER Y ANTECEDENTES DE LA INVENCION

En la mayorla de los sistemas de refrigeracion industrial existentes, suelen darse dos casos que dividen la tecnologla actual. El primero de ellos es un sistema de refrigeracion consistente en una unidad central desde la que se realiza todo el ciclo de refrigeracion. Estos sistemas disponen de una serie de compresores y condensadores centralizados y del tamano adecuado para poder generar el volumen de frigorlas necesario para alcanzar las condiciones de trabajo en el area especificada. El otro sistema consiste en disponer de una zona centralizada y en los lugares puntuales en los que se requiere una temperatura determinada se dispone de las unidades refrigeradoras individuales. El problema que presenta este modelo es que el llquido refrigerante realiza todo el circuito, provocando perdidas en el sistema debido a uniones en las comunicaciones.

En ambos sistemas, el problema proviene del calor generador en los condensadores, que calientan la misma zona que se pretende refrigerar.

La patente de invencion principal P201331679 se refiere a un sistema de refrigeracion industrial compuesto por varias unidades refrigeradoras independientes enfocadas tanto a la conservation como a la congelation, en el que cada unidad refrigeradora va instalada en un mueble aislado termica y acusticamente, y el sistema de refrigeracion comprende una unica unidad de disipacion de calor conectada por una tuberla mediante anillo de agua del que salen derivaciones a cada una de las unidades refrigeradoras, y estando cada una de las unidades refrigeradoras y la unidad de disipacion de calor dotados de equipos electronicos de control individuales.

Las unidades refrigeradoras comprenden dos compresores, de funcionamiento alternativo y nunca simultaneo, para continuar refrigerando aunque un compresor se averle.

Los equipos electronicos de control individuales de cada uno de los componentes estan conectados entre ellos y estan conectados tambien a una centralita que recibe informacion del estado de todos los componentes de la instalacion y tiene capacidad para detectar avisos y alarmas.

En el objeto principal de esta invencion se ha considerado como principal factor de diseno a la funcionalidad, sin considerar la eficiencia energetica como determinante.

La presente invencion se enfoca en obtener la eficiencia energetica del sistema principal mediante la incorporation de compresores inverter y teniendo la option de eliminar la redundancia de compresores en los equipos de refrigeracion. El hecho de mantener la redundancia de compresores en su variedad inverter es una alternativa de diseno valida para

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

situaciones en que la criticidad del sistema se valora por encima de la eficiencia. En cualquier caso, la forma mas habitual de representation es sin compresores inverter redundantes.

DESCRIPCION DE LA INVENCION

Las mejoras introducidas en la patente de invention numero P201331679 por "SISTEMA DE REFRIGERACION INDUSTRIAL”, objeto de la presente invencion, contemplan principalmente la introduction de un nuevo modo de representacion en el que las unidades refrigeradoras utilizan compresores inverter individuales en lugar de los compresores tradicionales en modo redundante.

Adicionalmente se contempla tambien la incorporation de un intercambiador de calor gas/llquido entre el condensador y el evaporador que aprovecha el retorno del refrigerante en fase gaseosa cuando vuelve del evaporador a la unidad refrigeradora hacia el compresor inverter para bajar mas la temperatura del refrigerante que sale del intercambiador de calor del condensador en fase llquida antes de que llegue a la valvula de expansion para entrar en el evaporador.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

Para completar la invencion que se esta describiendo y con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracterlsticas de la invencion, de acuerdo con un ejemplo preferente de realization de la misma, se acompana un conjunto de dibujos en donde, con caracter ilustrativo y no limitativo, se han representado las siguientes figuras:

- La figura 1 representa un esquema frigorlfico e hidraulico de una unidad refrigeradora.

- La figura 2 representa un esquema frigorlfico e hidraulico del sistema de refrigeration.

A continuation se facilita un listado de las referencias empleadas en las figuras:

1. Evaporador.

2. Ventilador.

3. Valvula de expansion.

4. Unidad refrigeradora.

5. Anillo de agua.

6. Disipador.

7. Compresor.

7’.Compresor inverter.

8. Intercambiador de calor.

9. Interruptor de flujo.

10. Presostato de alta.

11. Presostato de baja.

12. Filtro deshidratador.

13. Sonda de presion de alta.

14. Sonda de presion de baja.

15. Valvulas de presion.

16. Sonda presion aspiration.

17. Sonda temperatura aspiracion.

18. Deposito de refrigerante.

19. Sonda temperatura llquido.

20. Intercambiador de calor gas/llquido.

21. Sondas temperatura agua.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

22. Recuperador de aceite.

23. Sonda presion de descarga.

24. Sonda temperatura de descarga

25. Capilar enfriador de llquido.

26. Recipiente de aspiracion.

DESCRIPCION DE UNA REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION

Haciendo referencia a la numeration adoptada en las figuras, podemos ver como la adicion introducida en la patente de invention numero P201331679, por “Sistema de refrigeration industrial”, objeto de la presente invencion, contempla la introduction de un nuevo caso en el que se sustituyen los compresores (7) redundantes por un compresor inverter (7’). Esta modification implica la sustitucion del anterior esquema frigorlfico de una unidad productora (4) por el nuevo esquema representado en la figura 1.

La figura 1 representa el esquema frigorlfico de una unidad productora (4) empleando un condensador inverter (7’) en lugar de dos condensadores (7) tradicionales. Esta modificacion es debida a que los compresores inverter (7’) no dejan de funcionar a medida que se alcanzan las temperaturas objetivo como ocurre con los compresores (7) tradicionales, sino que se produce una disminucion en la velocidad del compresor (7’), de forma que se enfoca en el mantenimiento de esta temperatura. Al no existir arranques y paradas, el compresor inverter (7’) no sufre tanto y no es necesaria la incorporation de un sistema redundante para la prevention de averlas.

En la figura 1 se puede ver como el agua procedente del anillo cerrado (5) entra y sale del intercambiador de calor (8) de cada una de las unidades refrigeradoras (4) controlado por sendas sondas de temperatura de agua (21).

Por otro lado, el refrigerante, procedente del evaporador (1) y tras pasar por una sonda de aspiracion de presion (16) y por otra de temperatura (17), llega al intercambiador de calor gas/llquido (20) para dirigirse al compresor inverter (7’) y continuar para entrar en el intercambiador de calor (8) del condensador. Al igual que al salir del evaporador (1), a la salida del compresor inverter (7’) el refrigerante pasa por una sonda de descarga de presion (23) y por otra de temperatura (24).

A la salida del compresor (7’) el refrigerante atraviesa un recuperador de aceite (22) que se encarga de recoger parte del aceite incorporado en el refrigerante y llevarlo a un capilar enfriador de llquido (25) en el que se condensa.

Posteriormente el refrigerante sale del intercambiador de calor (8) tras haber cedido el calor al agua del anillo (5) para dirigirse a la valvula de expansion (3) y al evaporador (1), ambos ya representados en la figura 2.

Antes de acceder a la valvula de expansion (3), el refrigerante atraviesa un intercambiador de calor gas/llquido (20), incorporado con el objetivo de aportar una mayor eficiencia al sistema.

En el circuito del refrigerante existe un deposito de refrigerante (18) de forma que el circuito este sobreabastecido y del que se absorbe refrigerante segun las cantidades necesarias.

Segun se representa en la figura 2, el sistema esta compuesto principalmente por un anillo de agua (5) conectado a un disipador de calor (6). Del anillo de agua (5) salen derivaciones al intercambiador de calor (8) de los condensadores de las diferentes unidades refrigeradoras (4)

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

que componen el sistema. Por el lado del refrigerante, las unidades refrigeradoras (4) estan conectadas a los evaporadores (1) a traves de las valvulas de expansion (3).

El funcionamiento del circuito es el siguiente:

Cuando se realiza el arranque, el compresor inverter (7’) eleva la presion y la temperatura del refrigerante en fase gaseosa, enviandolo al condensador.

En el intercambiador de calor (8) del condensador, el refrigerante se condensa cediendo energla al agua, reduciendo su temperatura sensible y entalpla pero manteniendo la presion constante.

El refrigerante sale en fase liquida del intercambiador de calor (8) del condensador a temperatura de condensation situada entre 35° y 50°, enviandose al evaporador (1).

Antes de entrar en el evaporador (1), el refrigerante, en fase liquida, pasa por un orificio expansionado regulable automaticamente situado en la valvula de expansion (3).

En el sistema de expansion el refrigerante llquido reduce su presion hasta una temperatura de evaporation determinada (variable en funcion del tipo de producto a refrigerar).

En el evaporador (1), el refrigerante llquido se evapora mediante la captation de la energla del producto a refrigerar, saliendo del evaporador (1) en fase gaseosa.

Cuando el refrigerante en fase gaseosa sale del evaporador (1) vuelve a la aspiration del compresor inverter (7’) para repetir el proceso.

Este proceso se repite hasta que la temperatura del producto a refrigerar desciende hasta el punto de consigna deseado.

Como mejora de la eficiencia energetica, se produce una transferencia de energla en un intercambiador de calor gas/llquido (20) entre el refrigerante en fase liquida a la salida del intercambiador de calor (8) del condensador y el refrigerante en fase gaseosa cuando vuelve del evaporador (1) a la unidad refrigeradora (4) hacia el compresor inverter (7’).

El calor disipado en el intercambiador de calor (8) del condensador proveniente de los productos es cedido a un volumen de agua que se mantiene en recirculation en un sistema en anillo cerrado (5) por medio de bombas de recirculacion de agua que se encuentran ubicadas en el disipador de calor (6).

El sistema va recogiendo toda el agua de las distintas unidades productoras que se encuentran en marcha enviandolas al anillo de agua (5) por medio de las bombas de recirculacion de agua hasta llegar al disipador de calor (6).

Las bombas de recirculacion regulan el caudal que mueven, necesario para el funcionamiento del sistema, mediante un variador de frecuencia comandado bien por una sonda de presion diferencial de agua que mantiene constante la diferencia de presion entre la aspiracion y la impulsion de la bomba o por la salida modulante que la placa de control de la unidad dispone para la gestion del caudal de agua.

En el disipador de calor (6), el agua pasa por un intercambiador de calor agua-aire, mediante el que se cede al aire exterior el calor captado en las unidades refrigeradoras (4) terminales.

La presente invention no debe verse limitada a la forma de realization aqul descrita. Otras

configuraciones pueden ser realizadas por los expertos en la materia a la vista de la presente description. En consecuencia, el ambito de la invention queda definido por las siguientes reivindicaciones.

Claims (2)

1. REIVINDICACIONES

   1. Mejoras introducidas en la patente de invencion numero P201331679, por sistema de refrigeracion industrial, compuesto por varias unidades refrigeradoras (4) independientes

   5 enfocadas tanto a la conservation como a la congelation, donde:

   - cada unidad refrigeradora (4) va instalada en un mueble aislado termica y acusticamente, y

   10 - el sistema de refrigeracion comprende una unica unidad de disipacion de calor (6)

   conectada por una tuberla mediante anillo de agua (5) del que salen derivaciones a cada una de las unidades refrigeradoras (4), y estando cada una de las unidades refrigeradoras (4) y la unidad de disipacion de calor (6) dotados de equipos electronicos de control individuales,

   15

   estando el sistema caracterizado por que cada unidad refrigeradora (4) comprende un unico compresor inverter (7’), variando la frecuencia de alimentation electrica del compresor en funcion de la demanda de potencia frigorlfica y manteniendo el funcionamiento dentro de la curva de funcionamiento optimo.

   20
2. 2. Mejoras introducidas en la patente de invencion numero P201331679 segun la revindication 1, estando el sistema caracterizado por que las unidades refrigeradoras (4) comprenden un intercambiador de calor gas/llquido (20) que aprovecha el retorno del refrigerante en fase gaseosa cuando vuelve del evaporador (1) a la unidad refrigeradora (4)

   25 hacia el compresor inverter (7’) para bajar mas la temperatura del refrigerante que sale del intercambiador de calor (8) del condensador en fase llquida antes de que llegue a la valvula de expansion (3).