ES2588684T3 - Acondicionador de aire multi-tipo - Google Patents

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ES2588684T3 ES05256656.9T ES05256656T ES2588684T3 ES 2588684 T3 ES2588684 T3 ES 2588684T3 ES 05256656 T ES05256656 T ES 05256656T ES 2588684 T3 ES2588684 T3 ES 2588684T3
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Hyung-Soo Kim
Yoon-Been Lee
Baik-Young Chung
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Abstract

Un acondicionador de aire que comprende: una unidad de exterior (220); una unidad de interior (210) que se comunica con la unidad de exterior (220); y un dispositivo contra el estancamiento de líquidos (310, 320) configurado para calentar y evaporar el refrigerante licuado para evitar que el refrigerante licuado que circula entre la unidad de interior (210) y la unidad de exterior (220) se acumule en un lado de baja presión incluida la unidad de interior, caracterizado por que el acondicionador de aire es un acondicionador multi-tipo que tiene una pluralidad de unidades de interior, de modo que el dispositivo contra el estancamiento de líquidos (410, 320) configurado para calentar y evaporar un refrigerante licuado para evitar que un refrigerante licuado que circula entre las unidades de interior y la unidad de exterior (220) se acumule en el lado de baja presión, incluyendo las unidades de interior (210), el dispositivo contra el estancamiento de líquidos comprende: un cuerpo de depósito (311); una parte de intercambio de calor (313) instalada en el interior del cuerpo del depósito (311) para calentar un refrigerante licuado acumulado en su interior con el objeto de evaporar el refrigerante; y tubos de conexión (315) que conectan el cuerpo del depósito (311) y la parte de intercambio de calor (313) a las unidades de interior y a la unidad de exterior. un sensor de detección de nivel de refrigerante licuado (321) instalado dentro del cuerpo del depósito (311), para detectar un nivel de refrigerante licuado y generar una señal; y una válvula de apertura/cierre de gas caliente (323) instalada en un primer tubo de conexión (315a), para abrir o cerrar el primer tubo de conexión (315a) con objeto de permitir que el refrigerante fluya a la parte de intercambio de calor (313) o evitar el flujo a la parte de intercambio de calor (313); y un controlador (325) para determinar e indicar si abrir o cerrar la válvula de apertura/cierre de gas caliente (323) según la señal.

Description

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DESCRIPCION
Acondicionador de aire multi-tipo
La presente invencion se refiere a un acondicionador de aire. En particular, se refiere a un acondicionador de aire multi-tipo provisto de una pluralidad de unidades de interior capaces de enfriar o calentar cada espacio interior.
Un acondicionador de aire es un aparato que puede controlar la temperatura, humedad, corriente y limpieza del aire con el proposito de crear un ambiente interior agradable.
Segun la configuracion de las unidades, los tipos de acondicionadores de aire pueden dividirse en un acondicionador de aire de tipo integracion, en el que tanto una unidad de interior como una unidad de exterior se reciben en una unica caja, y un acondicionador de aire de tipo separacion, en el que un compresor y un condensador se construyen como una unidad de exterior y un evaporador se construye como una unidad de interior. En este caso, algunos de los acondicionadores de aire pueden actuar selectivamente tanto para enfriar como para calentar cambiando una trayectoria de flujo de un refrigerante usando una valvula de conmutacion de trayectoria de flujo.
Ultimamente, cada vez se usa mas acondicionadores de aire multi-tipo que tienen una pluralidad de unidades de interior con el proposito de enfriar o calentar cada espacio.
La Figura 1 es una vista esquematica de un acondicionador de aire multi-tipo de la tecnica anterior. En relacion con la Figura 1, el acondicionador de aire multi-tipo 10 incluye una pluralidad de unidades de interior 110, una unidad de exterior 120 que provee un refrigerante comprimido a las unidades de interior 110 y un tubo de conexion 130 que conecta las unidades de interior 110 con la unidad de exterior 120.
La unidad de exterior 120 por lo comun se instala en la parte superior de un edificio y cada unidad interior 110 se instala en cada habitacion y en cada planta. De este modo, existe una diferencia de altura tan alta como H entre las unidades de interior 110 y la unidad de exterior 120, y la longitud (L) del tubo de conexion 130 que conecta la unidad de interior 110 a la unidad de exterior llega a ser muy larga, lo que hace insuficiente la presion de retorno del refrigerante licuado a la unidad de interior.
De este modo, el refrigerante licuado no puede volver a la unidad de exterior 120, un lado de alta presion, sino que se acumula en las unidades de interior 110 y el tubo de conexion 130, un lado de baja presion. En particular, este tipo de fenomeno empeora cuando el compresor multi-tipo esta en un modo de operacion de carga baja donde solo algunas de las unidades de interior 110 estan en funcionamiento.
Consecuentemente, se produce una deficiencia de refrigerante en el lado de alta presion, lo que contribuye a una fiabilidad degradada de la operacion de enfriamiento y el refrigerante licuado acumulado en el lado de baja presion puede llegar a introducirse en un compresor (no mostrado) de la unidad de exterior 120 y provocar danos en el compresor.
Un documento de la tecnica anterior, EP-A-0779481, divulga un sistema de ciclo refrigerante que incluye un compresor, un condensador, un medio de despresurizacion y un evaporador que se conectan en serie los unos con los otros para formar un circuito de circulacion de refrigerante. El sistema de ciclo de refrigerante incluye una parte de intercambio de calor. La parte de intercambio de calor intercambia calor entre una parte o todo el refrigerante que pasa a traves de un paso del refrigerante desde el compresor a un medio de despresurizacion a traves del condensador y una parte o todo el refrigerante que pasa a traves de un paso del refrigerante desde el medio de despresurizacion al compresor a traves del evaporador para evitar la acumulacion de refrigerante licuado.
La invencion se expone en las reivindicaciones adjuntas.
Las realizaciones de la invencion se describen a continuacion unicamente a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos, en los que:
la Figura 1 es una vista esquematica de un acondicionador de aire convencional multi-tipo;
la Figura 2 es una vista de la construccion de un acondicionador de aire multi-tipo de acuerdo con una primera
realizacion de la presente invencion;
la Figura 3 es un diagrama de bloques que ilustra una unidad operativa de un dispositivo contra el estancamiento de lfquidos de la Figura 2;
la Figura 4 es una vista de la construccion de un acondicionador de aire multi-tipo de acuerdo con un segundo modo de realizacion; y
la Figura 5 es un diagrama de bloques que ilustra una unidad operativa de un dispositivo contra el estancamiento de lfquidos de la Figura 4.
Como se muestra en la Figura 2, un acondicionador de aire multi-tipo 20 incluye unidades de interior 210, una unidad de exterior 220, y un dispositivo contra el estancamiento de lfquidos que incluye una unidad de aceleracion
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de la evaporacion 310 y una unidad operativa 320 para acelerar la evaporacion de un refrigerante licuado que fluye desde la unidad de interior 210.
Una pluralidad de unidades de interior 210 se dispone en una habitacion, cada una de cuales incluye un
intercambiador de calor de interior 211 y una unidad de expansion de interior 213 situada en un lado del
intercambiador de calor de interior 211.
La unidad de exterior 220 incluye una pluralidad de compresores 221 que comprimen un refrigerante, una valvula de cuatro vfas 222, dispuesta en un lado de descarga del compresor 221 y que conmuta una trayectoria de flujo del refrigerante, una pluralidad de intercambiadores de calor 223 conectados a la valvula de cuatro vfas 222, en la que el refrigerante se somete al intercambio de calor y un acumulador 224 conectado a un lado de succion de cada compresor 221 para permitir que cada compresor 221 aspire un refrigerante gaseoso.
Un par de compresores 221 se conectan juntos mediante un tubo de flujo 224 de manera que pueda fluir aceite entre los mismos y un separador de aceite 226 se instala en un lado de descarga de cada compresor 221.
Una trayectoria de retorno de aceite 227 se provee en un lateral de cada separador de aceite 226 para permitir que el aceite separado vuelva a cada compresor 221. Tambien se instala una primera valvula de retencion 228 para
evitar un reflujo del refrigerante, en un lado de descarga de cada separador de aceite 226.
Una segunda valvula de retencion 228' y una unidad de expansion exterior 229 se proveen en una salida de cada intercambiador de calor de exterior 223 a lo largo de una direccion por la que el refrigerante fluye en el momento de la operacion de enfriamiento, y un receptor 230 se provee en la parte baja de la segunda valvula de retencion 228' y la unidad de expansion de exterior 229. Se instalan valvulas de servicio en una parte baja del receptor 230 y en un tubo de conexion 231 de la unidad de interior 210, respectivamente.
La unidad de aceleracion de evaporacion 210 incluye un cuerpo de deposito 311, una parte de intercambio de calor 313 y tubos de conexion 315.
El cuerpo del deposito 311, es un contenedor para mantener temporalmente un refrigerante y se dispone en un nivel inferior de un edificio donde la diferencia de altura con la unidad de exterior 220 es grande.
El intercambiador de calor 313 se instala en el interior del cuerpo del deposito 313 y evapora por calor el refrigerante licuado acumulado en el mismo. Mas concretamente, la parte de intercambio de calor 313 incluye un tubo a traves del cual puede fluir un refrigerante descargado desde el compresor 221.
Los tubos de conexion 315 incluyen un primer tubo de conexion 315a, un segundo tubo de conexion 315b, un tercer tubo de conexion 315c, un cuarto tubo de conexion 315d y un quinto tubo de conexion 315e.
El primer tubo de conexion 315a conecta la parte de intercambiado de calor 313 con un lado de descarga del compresor 221.
El segundo tubo de conexion 315b conecta la parte de intercambio de calor 313 con el receptor 230.
El tercer tubo de conexion 315c conecta la parte de intercambio de calor 313 con el intercambiador de calor de exterior 223 para permitir que el refrigerante evaporado se introduzca en el intercambiador de calor de exterior 223 a lo largo de una direccion en la que el refrigerante fluye en el momento de la operacion de enfriamiento. Una valvula de retencion 228” se instala en el tercer tubo de conexion 315c para evitar que el refrigerante que se ha descargado del compresor 221 se introduzca en el cuerpo del deposito 311.
En cuanto al cuarto tubo de conexion 315d, un lado del mismo se conecta a una salida de la unidad de interior 210 a lo largo de la direccion en la que el refrigerante fluye en el momento de enfriamiento, y su otro lado se conecta al cuerpo del deposito 311, de manera que el refrigerante se pueda introducir en el cuerpo del deposito 311.
En lo referente al quinto tubo de conexion 315e, un lado del mismo se conecta a una valvula de la unidad exterior 220 y su otro lado se conecta al cuerpo del deposito 311, de manera que el refrigerante contenido en el cuerpo del deposito 311 pueda fluir hacia fuera.
Con referencia a las Figuras 2 y 3, la unidad operativa 320 incluye un sensor de deteccion del nivel de refrigerante licuado 321, una valvula de apertura/cierre de gas caliente 323 y un controlador 325.
El sensor de deteccion del nivel de refrigerante licuado 321 se instala en el cuerpo del deposito 311, detecta un nivel del refrigerante licuado y envfa una senal al controlador 321 cuando el nivel es igual o superior a un nivel determinado.
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La valvula de apertura/cierre de gas caliente 323 se instala en el primer tubo de conexion 315a, y se abre o cierra para permitir que el refrigerante descargado del compresor 221 fluya a la parte de intercambio de calor 313 o para evitar que fluya hacia la parte de intercambio de calor 313.
El controlador 325 se aplica como un control de tipo Micom provisto de un programa de control, y determina e indica si hay que abrir o cerrar la valvula de apertura/cierre de gas caliente 323 tras recibir una senal del sensor de deteccion de nivel de refrigerante licuado 321.
Ahora a continuacion se describe la operacion del dispositivo contra el estancamiento de lfquidos de conformidad con la primera realizacion de la presente invencion.
El sensor de deteccion de nivel del refrigerante licuado 321 envfa una senal al controlador 325 cuando el nivel de refrigerante licuado en el cuerpo del deposito 311 alcanza un nivel determinado.
El controlador 325 abre la valvula de apertura/cierre de gas caliente 323 tras recibir la senal, permitiendo de este modo que el refrigerante que se ha descargado del compresor 221 fluya a la parte de intercambio de calor 313.
Cuando un refrigerante de alta temperatura se introduce en la parte de intercambio de calor 313, el refrigerante licuado contenido en el cuerpo del deposito 311 absorbe el calor latente y se evapora. Por consiguiente, el refrigerante no se acumula en un lado de baja presion.
Una parte de un refrigerante gaseoso contenido en el cuerpo del deposito 311 fluye al acumulador 224 a traves del primer tubo de conexion 315e. La otra parte del mismo fluye a lo largo del tercer tubo de conexion 315 c, se une en un lado de entrada del intercambiador de calor de exterior 223, a un refrigerante descargado del compresor 221, y se introduce en el intercambiador de calor de exterior 223.
El refrigerante que ha experimentado una emision de calor y condensacion en la parte de intercambio de calor 313 se introduce en el receptor 230 a lo largo del segundo tubo de conexion 315b, se une al refrigerante que ha fluido fuera del intercambiador de calor de exterior 233 y fluye a la unidad de interior 210.
Cuando se reduce el nivel de refrigerante licuado, el controlador 325 cierra la valvula de apertura/cierre de gas caliente 323 para evitar que el refrigerante descargado del compresor 221 fluya a la parte de intercambio de calor 313.
Un acondicionador de aire multi-tipo de acuerdo con la segunda realizacion se describe a continuacion con referencia a las Figuras 4 y 5.
En la Figura 4, el acondicionador de aire multi-tipo 40 incluye una unidad de interior 210, una unidad de exterior 220 y un dispositivo contra el estancamiento de lfquidos que incluye una unidad de aceleracion de la evaporacion 410 y una unidad operativa 420 para acelerar la evaporacion de un refrigerante licuado que fluye desde la unidad de interior.
La descripcion sobre la construccion y funcionamiento de la unidad de interior 210 y la unidad de exterior 220 se omitira porque la descripcion de los mismos ya se ha realizado al describir la primera realizacion.
La unidad de aceleracion de la evaporacion 410 incluye un cuerpo del deposito 411, una parte de intercambio de calor 413 y tubos de conexion 415.
El cuerpo del deposito 411 es un contenedor para mantener temporalmente un refrigerante.
La parte de intercambio de calor 413 calienta un refrigerante licuado acumulado en el cuerpo del deposito 311. A diferencia de la primera realizacion en la que la parte de intercambio de calor incluye un tubo, la parte de intercambio de calor 413 de la segunda realizacion incluye una aleta de transferencia de calor 413a y un calentador electrico 413b. En esta realizacion, el calentador electrico 413b preferentemente esta provisto como una unidad auxiliar para mejorar la eficiencia de calentamiento. La aleta de transferencia de calor 413a y el calentador electrico 413b pueden aplicarse a la primera realizacion como una modificacion de la misma.
La aleta de transferencia de calor 413a sobresale de una superficie exterior del cuerpo del deposito 411 con un area maxima seccional de manera que el refrigerante contenido en el cuerpo del deposito 411 absorbe el calor exterior latente y de este modo se evapora.
El calentador electrico 413b se instala dentro del cuerpo del deposito 411 y evapora el refrigerante licuado en el mismo por calor.
Los tubos de conexion 425 incluyen un tubo de entrada 415a, un tubo de salida 415b y una trayectoria de derivacion de flujo 415C.
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Un lado del tubo de entrada 415 se conecta a una salida de la unidad de interior 210 a lo largo de una direccion por la que un refrigerante fluye en el momento de la operacion de enfriamiento, y su otro lado se conecta al cuerpo del deposito 411, de manera que el refrigerante pueda introducirse en el cuerpo del deposito 411.
El tubo de salida 415b conecta el cuerpo del deposito 411 a un lado de entrada de la unidad de exterior 200, de manera que el refrigerante contenido en el cuerpo del deposito 411 pueda fluir hacia fuera.
Un lado de la trayectoria de derivacion de flujo 415c se conecta al tubo de entrada 415a y su otro lado se conecta al tubo de salida 415b, de manera que la trayectoria de derivacion de flujo 415c permite que el refrigerante que fluye de la unidad de interior 210 a la unidad de exterior 220 evite el cuerpo del deposito 411.
Con referencia a las Figuras 4 y 5, la unidad operativa incluye un sensor de deteccion de temperatura del refrigerante 421, una valvula de apertura/cierre de la trayectoria de derivacion de flujo 423 y un controlador 425.
El sensor de deteccion de temperatura del refrigerante 421 se instala en el cuerpo del deposito 411, detecta una temperatura de un refrigerante, y envfa una senal al controlador 425 cuando la temperatura detectada es igual o superior a una temperatura determinada.
La valvula de apertura/cierre de la trayectoria de derivacion de flujo 423 se instala en la trayectoria de derivacion de flujo 415c y se abre o cierra para abrir o cerrar la trayectoria de derivacion de flujo 415c.
El controlador 425 se aplica en un control de tipo Micom provisto de un programa de control, y determina e indica si abrir o cerrar la valvula de apertura/cierre de la trayectoria de derivacion de flujo 423 tras recibir una senal del sensor de deteccion de temperatura del refrigerante 421.
A continuacion se describe el funcionamiento del dispositivo contra el estancamiento de lfquidos de acuerdo con la segunda realizacion.
El sensor de deteccion de temperatura del refrigerante 421 detecta una temperatura en el interior del cuerpo del deposito 81 y envfa una senal al controlador 425 cuando la temperatura de un refrigerante aspirado al compresor 221 es excesivamente alta.
El controlador 425 abre la valvula de apertura/cierre de la trayectoria de derivacion de flujo 423 para hacer que un refrigerante de la unidad de interior 210 fluya de la unidad de exterior 220 a lo largo de la trayectoria de derivacion de flujo 415c.
Cuando se detecta una temperatura a la que se produce una deficiencia de refrigerante en un lado de alta presion de la unidad de exterior 220, el controlador 91 cierra la valvula de apertura/cierre de la trayectoria de derivacion de flujo 423. En esta realizacion, el refrigerante se introduce en el cuerpo del deposito 411 y se evapora absorbiendo el calor latente transferido a traves de la aleta de trasferencia de calor 413a. De este modo, el refrigerante no se acumula en un lado de baja presion.
Cuando se detecta una temperatura a la que se genera un refrigerante licuado en el cuerpo del deposito 411 en exceso debido a una temperatura relativamente baja del aire ambiental, el controlador 425 pone en funcionamiento el calentador electrico 413b para acelerar la evaporacion del refrigerante licuado.
Como se ha descrito hasta ahora, segun las realizaciones, un refrigerante licuado no se acumula en una unidad de interior y un tubo de conexion, que constituyen un lado de baja presion donde la presion es relativamente baja, sino que pasa suavemente a traves de ellos independientemente de la diferencia de altura entre la unidad de interior y la unidad de exterior. Por lo tanto, la eficiencia del acondicionador de aire multi-tipo mejora.
Tambien, se evita que se produzca una deficiencia de refrigerante en el lado de alta presion, la fiabilidad de la operacion de enfriamiento mejora y el refrigerante licuado acumulado en el lado de baja presion se introduce en un compresor de la unidad de exterior, evitando de este modo danos en el compresor.
Dado que la presente invencion puede realizarse de distintas formas sin desviarse de las caractensticas esenciales de la misma, se debe entender ademas, que las realizaciones descritas anteriormente no estan limitadas por ninguno de los detalles de la descripcion precedente, a no ser que se especifique lo contrario, sino que en su lugar debenan interpretarse en un sentido amplio dentro del alcance de la misma, tal como se define en las reivindicaciones anexas, y, por lo tanto, se pretende por consiguiente, que todos los cambios y modificaciones que entran dentro del ambito de las reivindicaciones o equivalencias de tales medidas y lfmites queden englobados en las reivindicaciones anexas.

Claims (9)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un acondicionador de aire que comprende:
    una unidad de exterior (220);
    una unidad de interior (210) que se comunica con la unidad de exterior (220); y
    un dispositivo contra el estancamiento de Ifquidos (310, 320) configurado para calentar y evaporar el refrigerante licuado para evitar que el refrigerante licuado que circula entre la unidad de interior (210) y la unidad de exterior (220) se acumule en un lado de baja presion incluida la unidad de interior, caracterizado por que el acondicionador de aire es un acondicionador multi-tipo que tiene una pluralidad de unidades de interior, de modo que el dispositivo contra el estancamiento de lfquidos (410, 320) configurado para calentar y evaporar un refrigerante licuado para evitar que un refrigerante licuado que circula entre las unidades de interior y la unidad de exterior (220) se acumule en el lado de baja presion, incluyendo las unidades de interior (210), el dispositivo contra el estancamiento de lfquidos comprende:
    un cuerpo de deposito (311);
    una parte de intercambio de calor (313) instalada en el interior del cuerpo del deposito (311) para calentar un refrigerante licuado acumulado en su interior con el objeto de evaporar el refrigerante; y tubos de conexion (315) que conectan el cuerpo del deposito (311) y la parte de intercambio de calor (313) a las unidades de interior y a la unidad de exterior.
    un sensor de deteccion de nivel de refrigerante licuado (321) instalado dentro del cuerpo del deposito (311), para detectar un nivel de refrigerante licuado y generar una senal; y
    una valvula de apertura/cierre de gas caliente (323) instalada en un primer tubo de conexion (315a), para abrir o cerrar el primer tubo de conexion (315a) con objeto de permitir que el refrigerante fluya a la parte de intercambio de calor (313) o evitar el flujo a la parte de intercambio de calor (313); y
    un controlador (325) para determinar e indicar si abrir o cerrar la valvula de apertura/cierre de gas caliente (323) segun la senal.
  2. 2. El acondicionador de aire de la reivindicacion 1, en el que las unidades de interior (210) se instalan debajo de la unidad de exterior (220) para tener una diferencia de altura respecto a la unidad de interior (220).
  3. 3. El acondicionador de aire de la reivindicacion 1, en el que el cuerpo del deposito (311) se dispone en un nivel mas bajo de un edificio donde una diferencia de altura con la unidad de exterior (220) es grande.
  4. 4. El acondicionador de aire de la reivindicacion 1, en el que la parte de intercambio de calor (313) es un tubo a traves del cual el refrigerante descargado desde el compresor (221) del acondicionador de aire puede fluir con objeto de utilizar calor del refrigerante.
  5. 5. El acondicionador de aire de la reivindicacion 1, en el que la unidad de exterior (220) comprende: un compresor (221), un receptor (230) y un intercambiador de calor de exterior (233) y los tubos de conexion comprenden:
    el primer tubo de conexion (315a) que conecta la parte de intercambio de calor (313) a un lado de descarga del compresor (221);
    un segundo tubo de conexion (315b) que conecta la parte de intercambio de calor (313) al receptor (230); un tercer tubo de conexion (315c) que conecta la parte de intercambio de calor (313) al intercambiador de calor de exterior (233);
    un cuarto tubo de conexion (315d) que tiene un lado conectado a una salida de la unidad de interior (210) y el otro lado conectado al cuerpo del deposito (311) de manera que un refrigerante puede introducirse en el cuerpo del deposito (311); y
    un quinto tubo de conexion que tiene un lado conectado a una entrada de la unidad de interior (220) y el otro lado conectado al cuerpo del deposito (311) de manera que un refrigerante contenido en el deposito (311) puede fluir hacia fuera.
  6. 6. El acondicionador de aire de la reivindicacion 5, en el que una valvula de retencion (228) para evitar que se introduzca el refrigerante descargado desde el compresor (211), se instala en el tercer tubo de conexion (315c).
  7. 7. El acondicionador de aire de la reivindicacion 1, en el que la parte de intercambio de calor (313) incluye una aleta de transferencia de calor instalada de manera que sobresalga, en una superficie exterior del cuerpo del deposito (313).
  8. 8. El acondicionador de aire de la reivindicacion 1, en el que la parte de intercambio de calor (313) tambien comprende un calentador electrico (413b) instalado dentro del cuerpo del deposito (311).
  9. 9. El acondicionador de aire de la reivindicacion 1, en el que el tubo de conexion comprende:
    un tubo de entrada (415a) que conecta el cuerpo del deposito (311) a la unidad de interior (210);
    un tubo de salida (415b) que conecta el cuerpo del deposito (311) a la unidad de exterior (220); y
    una trayectoria de derivacion de flujo derivacion (415c) que permite al refrigerante fluir de la unidad de interior a
    la unidad de exterior (220), evitando el cuerpo del deposito (311).
    5 10. El acondicionador de aire de la reivindicacion 9, en el que un lado del la trayectoria de derivacion de flujo (415c)
    se conecta al tubo de entrada (415a) y su otro lado se conecta al tubo de salida (415b).
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