ES2607989T3 - Dispositivo de aire acondicionado refrigerador - Google Patents

Abstract

Un aparato de aire acondicionado refrigerador construido mediante la conexión de una unidad (100) del lado de fuente de calor y una unidad (200) del lado de carga con una tubería de refrigerante existente (13, 14), en el que la unidad (100) del lado de fuente de calor comprende un acumulador (8) provisto de una función para separar y recoger un material extraño en una tubería existente, y un recipiente de recogida (9) para recoger el material extraño separado por el acumulador (8), y comprende además una tubería (24b) de retorno de aceite para devolver el aceite de máquina refrigerador a un compresor (1) a través de unos medios (21b) de ajuste de cantidad de flujo, en una porción inferior del acumulador (8), y en el que, en un momento de la operación ordinaria de enfriamiento o calentamiento, se hace que el aceite de máquina refrigerador fluya dentro de la tubería (24b) de retorno de aceite, y en un momento de las operaciones de limpieza de tubería y de recogida de material extraño, los medios (21b) de ajuste de cantidad de flujo están completamente cerrados, caracterizado por que el aparato de aire acondicionado comprende además un circuito del lado de baja presión construido mediante la conexión de una válvula de cuatro vías (2), el acumulador (8) y el compresor (1), en este orden, en el interior de la unidad (100) del lado de fuente de calor, y un sensor (16) de presión del lado de baja presión dispuesto en una trayectoria desde la válvula de cuatro vías (2) al compresor (1), un sensor (17) de temperatura dispuesto en la tubería de refrigerante del lado de entrada del acumulador, y unos medios para calcular un sobrecalentamiento de un refrigerante en el lado de entrada de acumulador, en el que el aparato de aire acondicionado refrigerador está adaptado para llevar a cabo un control para que un sobrecalentamiento en el lado de entrada de acumulador se mantenga en un área positiva, y un control para un refrigerante líquido en el acumulador (8) que se ha de evaporar.

Description

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después de realizar la construcción, se inicia una operación mediante un conmutador de arranque (no mostrado) dispuesto en el equipo exterior o en el equipo interior de la unidad. En este momento, hasta que se ha completado una secuencia de operación de limpieza, incluso cuando se opera erróneamente un controlador remoto (no mostrado) para control, se detiene el compresor 1 para que no gire. Además, cuando se opera el controlador remoto en un caso en el que la secuencia de la operación de limpieza no se ha completado, la operación de limpieza puede iniciarse automáticamente.

En el PASO 2, se arranca el compresor 1 y se inicia una operación de limpieza 1. Se explicará aquí una operación en un caso de operación de un ciclo de enfriamiento. Cuando se opera el compresor 1, el refrigerante gaseoso a alta temperatura y a alta presión separa el aceite de máquina refrigerador que se extrae del compresor 1 en el separador 10 de aceite y el gas refrigerante se condensa y licúa en el dispositivo 3 de intercambio de calor del lado de fuente de calor mediante la válvula 2 de cuatro vías. El aceite de máquina refrigerador separado en el separador 10 de aceite fluye en la tubería de succión del compresor 1 a través del tubo capilar para el retorno 18a de aceite y vuelve al compresor 1 junto con el refrigerante. El refrigerante condensado en el dispositivo 3 de intercambio de calor del lado de fuente de calor es convertido en un líquido o un refrigerante bifásico de gas líquido con baja sequedad. El refrigerante bifásico de gas líquido es estrangulado en media presión por medio de la válvula 12 de ajuste de presión. Aquí, la válvula 12 de ajuste de presión controla la presión para que sea inferior a la presión de resistencia de la tubería existente. El refrigerante bifásico de gas líquido a media presión o el refrigerante monofase líquido fluye a través de la tubería 13 de líquido refrigerante y es estrangulado hasta baja presión en los dispositivos de estrangulamiento 5a y 5b. En los dispositivos de intercambio de calor del lado de carga 6a y 6b, el refrigerante bifásico de gas líquido a baja presión extrae calor de la periferia para efectuar el enfriamiento y el refrigerante bifásico de gas líquido mismo se evapora, se convierte en un refrigerante gaseoso, y fluye en la tubería 14 de refrigerante gaseoso. El refrigerante que ha fluido en la tubería 14 de refrigerante gaseoso entra en el acumulador 8 junto con un material extraño con forma de un líquido, tal como aceite mineral, a través de la válvula de cuatro vías

2. En el acumulador 8, el gas refrigerante y el material extraño se separan y el gas refrigerante vuelve al compresor 1, y el material extraño con forma de líquido se acumula en el acumulador 8.

En el acumulador 8, tal como se describió anteriormente, está construida una estructura de la tubería 8a de entrada de acumulador de tal manera que el gas refrigerante resople a lo largo de una dirección horizontal de la pared interna del acumulador. Por consiguiente, como se muestra en la figura 6, en el acumulador 8, el refrigerante gaseoso y el material extraño se separan con una alta eficiencia por medio de un efecto de ciclón, en el que el material extraño con la forma de un líquido colisiona con una superficie de pared por medio de la fuerza centrífuga y se separan el refrigerante gaseoso y el material extraño. Además, se puede obtener una mayor eficiencia de separación mediante la formación de un diámetro de envuelta del acumulador 8 para éste que aumente con el fin de que el material extraño en forma de líquido se miniaturice en el acumulador 8 con el fin de ser apartado por la atracción de la gravedad y de no subir con la velocidad de la corriente de gas. Por consiguiente, se puede evitar la desventaja de que el material extraño salga del acumulador 8, mientras circula por el flujo del medio de enfriamiento gaseoso, y que vuelva al compresor 1, provocando que sea mezclado en el nuevo aceite de máquina refrigerador. Además, en la operación de limpieza, la válvula 21a de ajuste de cantidad de flujo dispuesta debajo del acumulador 8 y la válvula electromagnética 15c, dispuesta en la tubería de desgasificación 25, están completamente cerradas y no hay flujo del material extraño, del refrigerante o similar hacia el recipiente de recogida 9. Incidentalmente, la válvula 21a de ajuste de cantidad de flujo y la válvula electromagnética 15c se abren solamente en el momento de la operación de recogida del material extraño y, en una condición de operación distinta de la anterior, las válvulas están cerradas. Además, las válvulas de bola 22a y 22b están abiertas y esto es una inicialización en un momento de envío. Además, la válvula 21b de ajuste de cantidad de flujo para el retorno de aceite dispuesta en la tubería 24b de retorno de aceite se cierra desde el PASO 1 hasta que se completa el PASO 5, y no hay posibilidad de que el material extraño vuelva al compresor 1 a través de la tubería 24b de retorno de aceite.

Un sobrecalentamiento del refrigerante gaseoso que fluye hacia el interior del acumulador 8 se calcula a partir de una salida del sensor 16 de presión y del sensor 17 de temperatura (sobrecalentamiento = temperatura del refrigerante gaseoso -temperatura de saturación de la presión), y se controla calculando y comparando una diferencia entre un valor de cálculo de sobrecalentamiento y un valor objetivo de sobrecalentamiento y variando, por lo tanto, un grado de apertura de los dispositivos de estrangulamiento 5a y 5b para que estén dentro de un rango de un sobrecalentamiento objetivo. Incidentalmente, el procesamiento de cálculo mencionado anteriormente y el procesamiento de control se realizan por medio de un microordenador (no mostrado) o similar alojado en la unidad 100 del lado de fuente de calor. El sobrecalentamiento objetivo es, por ejemplo, de 10 grados Celsius y al menos el sobrecalentamiento del refrigerante gaseoso que fluye hacia el acumulador 8 está configurado para mantenerse en una zona positiva. Como se ha descrito anteriormente, mediante el control adecuado del sobrecalentamiento del refrigerante en una porción delante del acumulador, el refrigerante líquido no se mezcla en el refrigerante que fluye hacia el acumulador 8 y no hay posibilidad de que el refrigerante líquido se acumule en el acumulador 8.

Cuando el refrigerante líquido se acumula en el acumulador 8, el refrigerante líquido se recoge en conjunto en el momento en que el material extraño se recoge en el PASO 5, descrito más adelante, y con ello varía una cantidad del refrigerante en el circuito de refrigeración. Por lo tanto, existe la posibilidad de que se produzca una mala influencia tal como la reducción de la capacidad del acondicionamiento de aire. Por consiguiente, se requiere configurar una operación para que el refrigerante líquido no vuelva al interior del acumulador 8 en la operación de limpieza. Además, existe un método para medir un sobrecalentamiento de succión de compresor mediante la

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dichas válvulas de ajuste de presión (5a y 5b en el caso de la operación de enfriamiento, y 12 en el caso de una operación de calentamiento) una vez que éstas se cierran, y se rebaja así la presión en un lado de baja presión que incluye el acumulador 8 y por que se mantiene baja la presión en el recipiente de recogida 9 mediante el cierre de la válvula 21a de ajuste de cantidad de flujo y de la válvula electromagnética 15c en esta condición, y porque se abren a continuación las válvulas de ajuste de presión (5a y 5b en caso de una operación de enfriamiento, y 12 en el caso de una operación de calentamiento ) para recuperar la presión en el lado de baja presión, incluyendo el acumulador 8, en la presión más alta que la presión en el recipiente de recogida 9.

En el caso de que finalice el tiempo de recogida establecido, se cierran la válvula 21a de ajuste de cantidad de flujo y la válvula electromagnética 15c y se completa la operación de recogida de material extraño.

En el PASO 6, se inicia una operación de acondicionamiento de aire ordinaria. En este momento, mediante la apertura de la válvula electromagnética 15c, el aceite de máquina refrigerador para el nuevo refrigerante acumulado en el depósito 11 de aceite antes del transporte fluye hacia la tubería de succión del compresor y regresa al compresor 1 junto con gas refrigerante.

Como se describió anteriormente, mediante la disposición del depósito 11 de aceite para acumular el aceite de máquina refrigerador para el nuevo refrigerante por separado del circuito de refrigerante principal, se hace posible retornar rápidamente el aceite de máquina refrigerador para su uso en el nuevo refrigerante que se ha de recoger en el acumulador 8, junto con el material extraño durante la operación de limpieza, dentro del circuito de refrigerante principal después de la operación de limpieza. Además, en el caso de que el método hasta ahora conocido en el que el aceite redundante para el aceite de máquina refrigerador para su uso en el nuevo refrigerante, que se extrae en gran cantidad en el momento del arranque, se acumula previamente en el circuito de refrigerante principal, haciendo imposible el cambio a la operación de recogida del material extraño durante el tiempo hasta que el aceite redundante vuelve al compresor 1 (porque el aceite redundante se recoge también junto con el material extraño). Sin embargo, cuando el depósito 11 de aceite se dispone por separado como en la presente realización, la operación de recogida para el material extraño se puede realizar inmediatamente después de que se inicia la operación y, por lo tanto, se puede acortar el tiempo de construcción.

En este momento, se explicará un método para cargar la cantidad de aceite extraída en el circuito de refrigerante desde el compresor 1 durante la operación de limpieza hasta el depósito 11 de aceite antes del envío. Cuando se abre la válvula electromagnética 15a en una condición en la que un dispositivo intercambiador de calor ficticio está conectado a la válvula de bola 4 del lado líquido de la unidad 100 del lado de fuente de calor y a la válvula 7 de bola del lado de gas, o en la que se realiza una operación triangular derivando la válvula de bola 4 del lado de líquido y la válvula de bola 7 del lado de gas, y se arranca el compresor 1, mientras se cierra la válvula electromagnética 15b, el aceite de máquina refrigerador extraído del compresor 1 se separa en el separador 10 de aceite y entra en el depósito 11 de aceite. El gas refrigerante y el aceite de máquina refrigerador se separan en el depósito 11 de aceite, el aceite de máquina refrigerador se acumula en el depósito 11 de aceite y el gas refrigerante vuelve al lado de succión del compresor a través de la válvula electromagnética 15a. Mediante la continuación de esta operación durante un cierto tiempo, el aparato de aire acondicionado refrigerador se envía en una condición de acumular el aceite de máquina refrigerador en el depósito 11 de aceite y de cerrar las válvulas electromagnéticas 15a y 15b.

Incidentalmente, también es posible formar una condición en la cual el recipiente de recogida 9 está completamente cerrado al circuito de ciclo de refrigeración mediante el cierre manual de las válvulas de bola 22a y 22b, después de la terminación de los PASOS 1 a 6 antes mencionados. Además, también es posible retirar el propio recipiente de recogida 9 de la unidad 100 del lado de fuente de calor mediante el desprendimiento del recipiente de recogida mismo 9 de las válvulas de bola 22a y 22b.

En la operación de acondicionamiento de aire ordinaria del PASO 6 o posterior, se mantiene siempre adecuadamente una cantidad de aceite en el compresor 1 mediante la ejecución de una operación de retorno de aceite para devolver el aceite de máquina refrigerador al compresor 1 abriendo la válvula 21b de ajuste de cantidad de flujo en un circuito de retorno de aceite. Se controla adecuadamente un grado de apertura de la válvula 21b de ajuste de cantidad de flujo de manera que se devuelva una cantidad de aceite correspondiente a una condición de operación, tal como una frecuencia de funcionamiento del compresor. Además, dado que el circuito de retorno de aceite es devuelto a un lado aguas abajo del acumulador 8, una presión estática de la tubería de succión trasera del acumulador 28 y de la tubería 24b de retorno de aceite es inferior a la del acumulador 8 debido a una pérdida de presión de la tubería como la descrita anteriormente y se genera fuerza de succión. De este modo, se hace posible la operación de recogida del aceite.

Además, un mecanismo de retorno de aceite de acumulador en la presente realización tiene una construcción, en la que no se usa una tubería en forma de U del tipo de agujero abierto frecuentemente utilizada hasta ahora, el refrigerante gaseoso es devuelto por encima del acumulador 8 y el aceite es devuelto desde la superficie inferior del acumulador 8 a través de la válvula 21b de ajuste de cantidad de flujo. Por consiguiente, cuando la válvula 21b de ajuste de cantidad de flujo está completamente cerrada, no hay posibilidad de que se devuelva el aceite o el líquido acumulado en el acumulador 8 y puesto que la válvula 21b de ajuste de cantidad de flujo se cierra en los PASOS 1 a 5 descritos anteriormente no hay posibilidad de que se produzca una desventaja, en la cual el material extraño recogido en el acumulador 8 vuelva al compresor 1.

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extrema antes mencionada para inclinarse hacia el lado aguas arriba, se puede obtener una fuerza de succión estable.

Además, en la construcción mostrada en la figura 8, puesto que se puede aumentar un área de abertura de la tubería de desgasificación 25, se promueve una desgasificación en el recipiente de recogida 9 en el momento de la

5 operación de recogida para recoger el material extraño y se puede suprimir la rebaja de la fuerza de succión, debido a una elevación de la presión interna, en el recipiente de recogida 9. Incidentalmente, como se muestra en la figura 9, el lado aguas abajo del extremo de punta de la tubería de desgasificación 25 que sobresale hacia fuera puede cortarse de manera que la porción de abertura quede orientada hacia el lado aguas abajo.

Además, incluso cuando una parte de la tubería de desgasificación 25 que sobresale hacia fuera está doblada, a

10 menos que la porción de abertura de la misma esté orientada hacia el lado aguas arriba, se genera una caída de presión estática alrededor de la porción de abertura de manera que se obtenga la fuerza de succión.

Además, es preferible disponer la porción de abertura de la tubería de desgasificación 25 que sobresale hacia fuera en un lugar en el que se pueda obtener la mayor caída de presión estática, la cual existe entre una cara frontal y una cara posterior orientadas hacia el flujo.

15 Además, cuando un diámetro interior de una porción de la tubería del circuito de refrigerante principal del lado de baja presión, a la cual está conectada la tubería de desgasificación 25, se estrangula más que un diámetro interno de las porciones frontal y trasera de la misma, se incrementa la presión dinámica mediante el aumento de la velocidad de corriente, y se genera una gran caída de presión estática, dando como resultado en adelante un aumento de la succión.

20 Puesto que la fuerza de succión en la operación de recogida para recoger el material extraño desde el acumulador 8 hasta el recipiente de recogida 9 puede agrandarse por medio de la construcción de la porción extrema de la tubería de desgasificación 25 que se ha de conectar a la tubería de refrigerante principal, como en la explicación anteriormente mencionada, se puede ampliar la velocidad de recogida del material extraño. Como resultado, se hace posible completar la operación de recogida para el material extraño en un corto tiempo y se puede reducir el tiempo

25 requerido para el proceso de operación. Además, incluso en el caso de que se reduzca la viscosidad del aceite como componente principal del material extraño debido a una baja temperatura del aire exterior, se hace posible realizar la operación de recogida en un corto tiempo mediante la fuerza de succión fuerte.

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