ES2631363T3 - Aparato de aire acondicionado - Google Patents

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ES2631363T3
ES2631363T3 ES11008134.6T ES11008134T ES2631363T3 ES 2631363 T3 ES2631363 T3 ES 2631363T3 ES 11008134 T ES11008134 T ES 11008134T ES 2631363 T3 ES2631363 T3 ES 2631363T3
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heating
temperature
refrigerant
capacity
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Naoki Wakuta
Yohei Kato
Shinya Matsushita
Takanori Omori
Hirokuni Shiba
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

Un aparato (50) de aire acondicionado que comprende: un ciclo de refrigerante en el que al menos un compresor (1), un intercambiador (3) de calor en el lado de la fuente de calor, unos medios (4) de expansión y un intercambiador (5) de calor en el lado de uso están conectados por una tubería de refrigerante y a través de la cual circula un refrigerante; medios (10) de calentamiento que calientan el compresor (1); y medios (31) de control que obtienen una temperatura del refrigerante en el compresor (1) y controlan los medios (10) de calentamiento en base a una tasa de cambio de la temperatura del refrigerante por cada tiempo predeterminado, en el que los medios (31) de control: inician una primera operación de calentamiento cuando el compresor (1) está en un estado parado y la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante es mayor que cero; en la primera operación de calentamiento, establecen una capacidad de calentamiento de los medios (10) de calentamiento de manera que esté comprendida en un intervalo no superior a un límite (Pmax) superior de la capacidad de calentamiento en base a la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante y adquieren una cantidad (Ms) de líquido refrigerante restante, que es una cantidad de refrigerante condensado en el compresor (1) que no se había evaporado en la primera operación de calentamiento, en base a la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante y de la capacidad de calentamiento; inician una segunda operación de calentamiento cuando el compresor (1) está en el estado parado, la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante es cero o un valor inferior y la cantidad (Ms) de líquido refrigerante restante es mayor que cero; y en la segunda operación de calentamiento, controlan los medios (10) de calentamiento en base a la cantidad (Ms) de líquido refrigerante restante y permiten que el refrigerante condensado en el compresor (1) se evapore.

Description

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DESCRIPCION
Aparato de aire acondicionado Antecedentes de la invencion
1. Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un aparato de aire acondicionado provisto de un compresor.
2. Descripcion de la tecnica relacionada
En los aparatos de aire acondicionado, hay casos en los que un refrigerante inunda un compresor mientras el aparato esta parado (denominado tambien en adelante "estancamiento").
El refrigerante que ha inundado el compresor se disuelve en el aceite lubricante en el compresor. Como resultado, la concentracion del aceite lubricante disminuye y la viscosidad del aceite lubricante disminuye.
Si el compresor se pone en marcha en este estado, el aceite lubricante con baja viscosidad proporcionado a un eje de rotacion y a una parte de compresion del compresor aumentara la posibilidad de que una parte deslizante o similar en el compresor se queme debido a la lubricacion deficiente.
Ademas, la inundacion del refrigerante en el compresor aumenta el nivel de liquido en el compresor. Como resultado, la carga de arranque de un motor electrico que acciona el compresor se hace mas alta, lo que se observa como una sobre-corriente en el arranque del aparato de aire acondicionado, y el aparato de aire acondicionado podria no ser capaz de arrancar.
Con el fin de resolver estos problemas, se ha adoptado una medida para suprimir el estancamiento del refrigerante en el compresor mediante el calentamiento del compresor mientras el compresor esta parado.
Como medios de calentamiento para calentar el compresor, se conoce el suministro de corriente a un calentador electrico enrollado alrededor del compresor. Se conoce tambien un procedimiento para aplicar bajo voltaje con alta frecuencia a una bobina del motor electrico instalado en el compresor sin hacer girar el motor electrico, y calentar el compresor por medio del calor de Joule generado en la bobina.
Sin embargo, debido a que el compresor es calentado para prevenir la inundacion del refrigerante en el compresor mientras el compresor esta parado, se consume energia electrica incluso cuando el aparato de aire acondicionado esta parado.
Como una medida contra este problema, en las tecnologias convencionales, se propone un dispositivo que "detecta una temperatura del aire exterior, cambia la temporizacion de la corriente aplicada o el nivel de tension aplicado desde un dispositivo inversor a una bobina del motor segun la temperatura del aire exterior y controla de manera que la temperatura del compresor se mantenga en un valor sustancialmente constante independientemente del cambio de la temperatura del aire exterior ", por ejemplo (vease el documento de patente 1, por ejemplo).
Ademas, se propone un dispositivo "provisto de medios de calculo de la temperatura de saturacion que adquiere la temperatura de saturacion de un refrigerante en un compresor en base a una presion detectada por unos medios de deteccion de presion; y medios de control que comparan la temperatura de saturacion adquirida y la temperatura detectada por los medios de deteccion de temperatura, determinan un estado en el que el refrigerante se condensa facilmente y controlan el calentador para calentar el compresor cuando el compresor esta parado y el refrigerante en el compresor esta en el estado en el que el refrigerante se condensa facilmente" (vease el documento de patente 2, por ejemplo).
Lista de citas
Literatura de patentes
Documento de patente 1: Publicacion de solicitud de patente japonesa no examinada N° 7-167504 (Reivindicacion 1) Documento de patente 2: Publicacion de solicitud de patente japonesa no examinada N° 2001-73952 (Reivindicacion 1) Documento de patente 3: Solicitud de patente estadounidense US 2005/0147500 A1 Sumario de la invencion
Sin embargo, para que el refrigerante inunde el compresor, debe condensarse un refrigerante gaseoso en el compresor.
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La condensacion del refrigerante se produce debido a una diferencia de temperatura entre una carcasa del compresor y el refrigerante, cuando la temperatura de la carcasa que cubre el compresor es menor que la temperatura del refrigerante en el compresor, por ejemplo.
Por el contrario, si la temperatura de la carcasa del compresor es mayor que la temperatura del refrigerante, no se produce la condensacion del refrigerante y el compresor no tiene que ser calentado.
Cuando la temperatura de la carcasa del compresor es mayor que la temperatura del refrigerante, el refrigerante no se condensara. Sin embargo, tal como se describe en el documento de patente 1, si se considera que el aire exterior representa la temperatura del refrigerante, en los casos en los que la temperatura exterior es mayor que la temperatura de la carcasa del compresor y la temperatura del refrigerante es menor que la temperatura de la carcasa del compresor, a pesar de que no habra inundacion del refrigerante en el compresor, el compresor sera calentado y se desperdiciara energia electrica, de manera desventajosa.
Ademas, tal como se ha descrito anteriormente, si el refrigerante inunda el compresor, la concentracion y la viscosidad del lubricante disminuyen, y aumentara la posibilidad de que la parte deslizante, tal como un eje de rotacion o una parte de compresion del compresor, se queme debido a una lubricacion deficiente.
Para que el eje de rotacion o la parte de compresion del compresor se queme, la concentracion del aceite lubricante debe ser reducida a un valor predeterminado.
Es decir, si la cantidad de refrigerante inundado no es superior a un valor predeterminado, no causa la concentracion del aceite lubricante a la que se quema el compresor.
Sin embargo, tal como se describe en el documento de patente 2, si la licuefaccion del refrigerante se determina a partir de la temperatura de saturacion del refrigerante convertida a partir de la temperatura de descarga y la presion de descarga, el compresor es calentado aunque la concentracion del aceite lubricante es alta y se desperdicia energia electrica, de manera desventajosa.
El documento de patente 3 describe un aparato con un ciclo de refrigerante que tiene un compresor y un calentador que calienta el compresor cuando la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante en el compresor es mayor de cero. Sin embargo, este documento no considera que la capacidad de calentamiento del calentador puede no ser siempre suficiente para evaporar el refrigerante.
La presente invencion se llevo a cabo para resolver los problemas anteriores y un objeto de la misma es obtener un aparato de aire acondicionado que pueda prevenir la condensacion y la inundacion de un refrigerante en un compresor sin calentar excesivamente el compresor y que pueda suprimir el consumo de energia mientras el aparato de aire acondicionado esta parado.
El aparato de aire acondicionado segun la presente invencion esta provisto de un ciclo de refrigerante, que hace circular el refrigerante, en el que al menos un compresor, un intercambiador de calor en el lado de la fuente de calor, unos medios de expansion y un intercambiador de calor en el lado de uso estan conectados por una tuberia de refrigerante, medios de calentamiento para calentar el compresor y medios de control que obtienen la temperatura del refrigerante en el compresor y controlan los medios de calentamiento en base a una tasa de cambio de la temperatura del refrigerante en un tiempo predeterminado. Los medios de control inician una primera operacion de calentamiento cuando el compresor esta en un estado parado y una tasa de cambio de la temperatura del refrigerante es mayor que cero, establece la capacidad de calentamiento de los medios de calentamiento de manera que este comprendida en un intervalo no superior a un limite superior de la capacidad de calentamiento en base a la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante en la primera operacion de calentamiento. Los medios de control adquieren una cantidad de liquido refrigerante restante, que es un refrigerante que no se ha evaporado ni siquiera en la primera operacion de calentamiento, que se ha condensado en el compresor, en base a la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante y la capacidad de calentamiento, inician una segunda operacion de calentamiento cuando el compresor esta en el estado parado y la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante no es mayor que cero y ademas cuando la cantidad de liquido refrigerante restante es mayor de cero, y controlan los medios de calentamiento en base al liquido refrigerante restante en la segunda operacion de calentamiento para evaporar el refrigerante condensado en el compresor.
La presente invencion puede prevenir la condensacion y la inundacion del refrigerante en el compresor sin calentar excesivamente el compresor y puede suprimir el consumo de energia mientras el aparato de aire acondicionado esta parado.
Breve descripcion de los dibujos
La Fig. 1 es un diagrama de ciclo de refrigerante de un aparato de aire acondicionado en la Realizacion 1 de la
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presente invencion.
La Fig. 2 es un diagrama estructural interno simplificado de un compresor en la Realizacion 1 de la presente invencion.
La Fig. 3 es un grafico que ilustra una relacion entre una temperatura del refrigerante y una temperatura de la carcasa del compresor en la Realizacion 1 de la presente invencion.
La Fig. 4 es un grafico que ilustra una relacion entre una tasa de cambio de una temperatura del refrigerante y una capacidad de calentamiento requerida en la Realizacion 1 de la presente invencion.
La Fig. 5 es un diagrama que ilustra una transicion de una operacion de calentamiento en la Realizacion 1 de la presente invencion.
La Fig. 6 es un diagrama de flujo que ilustra una operacion de calculo de una tasa de cambio de la temperatura del aire exterior en la Realizacion 1 de la presente invencion.
La Fig. 7 es un diagrama de flujo que ilustra una primera operacion de calentamiento en la Realizacion 1 de la presente invencion.
La Fig. 8 es un diagrama de flujo que ilustra una segunda operacion de calentamiento en la Realizacion 1 de la presente invencion.
La Fig. 9 es un grafico que ilustra una relacion entre un calentamiento en el tiempo del cambio en la Realizacion
La Fig. 10 es un diagrama que ilustra una transicion presente invencion.
La Fig. 11 es un diagrama que ilustra una transicion presente invencion.
La Fig. 12 es un diagrama que ilustra una transicion presente invencion.
La Fig. 13 es un diagrama de ciclo de refrigerante de presente invencion.
La Fig. 14 es un diagrama de flujo que ilustra una operacion de control en la Realizacion 6 de la presente invencion. Descripcion de las realizaciones preferidas
Realizacion 1 [Configuracion completa]
La Fig. 1 es un diagrama de ciclo de refrigerante de un aparato de aire acondicionado en la Realizacion 1 de la presente invencion.
Tal como se ilustra en la Fig. 1, un aparato 50 de aire acondicionado esta provisto de un ciclo 40 de refrigerante.
El ciclo 40 de refrigerante tiene un ciclo 41 de refrigerante exterior, que es un ciclo de refrigerante en el lado de la fuente de calor, y un ciclo 42 de refrigerante interior, que es un ciclo de refrigerante en el lado de uso, conectado por una tuberia 6 de conexion en el lado del liquido y una tuberia 7 de conexion en el lado del gas.
El ciclo 41 de refrigerante exterior esta contenido en una unidad 51 exterior instalada en el exterior, por ejemplo.
En la unidad 51 exterior, hay provisto un ventilador 11 exterior que suministra aire exterior a la unidad 51 exterior.
El ciclo 42 de refrigerante interior esta contenido en una unidad 52 interior instalada en el interior, por ejemplo.
En la unidad 52 interior, hay provisto un ventilador 12 interior que suministra aire de interior a la unidad 52 interior.
[Configuracion del ciclo del refrigerante exterior]
El ciclo 41 de refrigerante exterior esta provisto de un compresor 1, una valvula 2 de cuatro vias, un intercambiador 3 de calor exterior, una valvula 4 de expansion, una valvula 8 de cierre en el lado del liquido y una valvula 9 de cierre en el lado del gas, que estan conectadas secuencialmente por una tuberia de refrigerante.
cambio de una temperatura de aire exterior y la capacidad de 1 de la presente invencion.

de la operacion de calentamiento en la Realizacion 2 de la

de la operacion de calentamiento en la Realizacion 3 de la

de la operacion de calentamiento en la Realizacion 4 de la

un aparato de aire acondicionado en la Realizacion 5 de la
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La valvula 8 de cierre en el lado del liquido esta conectada a la tuberia 6 de conexion en el lado del liquido. La valvula 9 de cierre en el lado del gas esta conectada a la tuberia 7 de conexion en el lado del gas. Despues de instalar el aparato
50 de aire acondicionado, la valvula 8 de cierre en el lado del liquido y la valvula 9 de cierre en el lado del gas estan en el estado abierto.
El "intercambiador 3 de calor exterior" corresponde al "intercambiador de calor en el lado de la fuente de calor" en la presente invencion.
La "valvula 4 de expansion" corresponde a los "medios de expansion" de la presente invencion.
[Configuracion del ciclo de refrigerante interior]
El ciclo 42 de refrigerante interior esta provisto de un intercambiador 5 de calor interior.
Un extremo del ciclo 42 de refrigerante interior esta conectado a la valvula 8 de cierre en el lado del liquido a traves de la tuberia 6 de conexion en el lado del liquido, mientras que el otro extremo esta conectado a la valvula 9 de cierre en el lado del gas a traves de la tuberia 7 de conexion en el lado del gas.
El "intercambiador 5 de calor interior" corresponde al "intercambiador de calor en el lado de uso" en la presente invencion.
[Descripcion del compresor]
La Fig. 2 es un diagrama estructural interno simplificado del compresor en la Realizacion 1 de la presente invencion.
El compresor 1 esta constituido por un compresor hermetico tal como se ilustra en la Fig. 2, por ejemplo. La carcasa exterior del compresor 1 esta constituida por una parte 61 de carcasa de compresor.
La parte 61 de carcasa de compresor contiene una parte 62 de motor electrico y una parte 63 de compresion.
En el compresor 1, hay provista una parte 66 de aspiracion que aspira el refrigerante al interior del compresor 1.
Ademas, en el compresor 1, hay provista una parte 65 de descarga que descarga el refrigerante despues de la compresion.
El refrigerante aspirado a traves de la parte 66 de aspiracion es aspirado al interior de la parte 63 de compresion y, a continuacion, es comprimido. El refrigerante comprimido en la parte 63 de compresion es liberado temporalmente al interior de la parte 61 de carcasa de compresor. El refrigerante descargado a la parte 61 de carcasa de compresor es alimentado al ciclo 40 de refrigerante a traves de la parte 65 de descarga. En este momento, el interior del compresor 1 tiene alta presion.
[Descripcion del motor del compresor]
La parte 62 de motor electrico del compresor 1 esta constituida por un motor trifasico, por ejemplo, y la alimentacion electrica es suministrada a traves de un inversor, que no se muestra.
Cuando cambia una frecuencia de salida del inversor, cambia la velocidad de rotacion de la parte 62 de motor electrico y cambia un volumen de compresion de la parte 63 de compresion.
[Descripcion del intercambiado de calor con el aire]
El intercambiador 3 de calor exterior y el intercambiador 5 de calor interior son, por ejemplo, intercambiadores de calor de tipo aletas y tubos.
El intercambiador 3 de calor exterior intercambia calor entre el aire exterior alimentado desde el ventilador 11 exterior y el refrigerante en el ciclo 40 de refrigerante.
El intercambiador 5 de calor interior intercambia calor entre el aire interior alimentado desde el ventilador 12 interior y el refrigerante en el ciclo 40 de refrigerante.
[Descripcion de la valvula de cuatro vias]
La valvula 2 de cuatro vias es usada para conmutar el flujo del ciclo 40 de refrigerante.
51 no es necesario conmutar el flujo del refrigerante o si el aparato 50 de aire acondicionado se usa exclusivamente para enfriar o exclusivamente para calentar, por ejemplo, la valvula 2 de cuatro vias es innecesaria y puede ser eliminada del ciclo 40 de refrigerante.
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[Descripcion de los sensores]
En el aparato 50 de aire acondicionado, hay provisto un sensor de temperatura o de presion, segun sea necesario.
En la Fig. 1, hay provistos un sensor 21 de temperatura del compresor, un sensor 22 de temperatura del refrigerante, un sensor 23 de temperatura del aire exterior, un sensor 24 de temperatura interior y un sensor 25 de presion.
El sensor 21 de temperatura del compresor detecta la temperatura (denominada en adelante, en la presente memoria, "temperatura de la carcasa del compresor") del compresor 1 (parte 61 de carcasa de compresor).
El sensor 22 de temperatura del refrigerante detecta la temperatura del refrigerante en el compresor 1.
El sensor 23 de temperatura exterior detecta la temperatura (en adelante, en la presente memoria, denominada "temperatura del aire exterior") del aire con el que se realiza un intercambio de calor con el refrigerante en el intercambiador 3 de calor exterior.
El sensor 24 de temperatura interior detecta la temperatura (en adelante, en la presente memoria, denominada "temperatura del aire interior") del aire con el que se realiza un intercambio de calor con el refrigerante en un intercambiador 5 de calor exterior.
El sensor 25 de presion esta provisto en una tuberia en el lado de succion del refrigerante del compresor 1, por ejemplo, y detecta una presion de refrigerante en el ciclo 40 de refrigerante.
La posicion de configuracion del sensor de presion no esta limitada a lo indicado anteriormente. El sensor 25 de presion puede estar dispuesto en una posicion arbitraria en el ciclo 40 de refrigerante.
La "temperatura de la carcasa del compresor" corresponde a la "temperatura del compresor" en la presente invencion. [Descripcion del controlador]
Los valores detectados de los sensores son introducidos a un controlador 31 que ejecuta la operacion de control del aparato de aire acondicionado, tal como el control de capacidad del compresor y el control del calentamiento de una parte 10 de calentamiento del compresor, que se describira mas adelante, por ejemplo.
Ademas, el controlador 31 esta provisto de un dispositivo 32 de calculo.
El dispositivo 32 de calculo calcula una tasa de cambio de la temperatura del refrigerante en un tiempo predeterminado (denominada en adelante, en la presente memoria, "tasa de cambio de una temperatura del refrigerante") usando un valor detectado del sensor 21 de temperatura del compresor. Ademas, el dispositivo 32 de calculo tiene un dispositivo de almacenamiento (no mostrado) que almacena una temperatura de refrigerante obtenida el tiempo predeterminado anterior a ser usada para el calculo y un temporizador o elemento similar (no mostrado) que mide el transcurso del tiempo predeterminado.
El controlador 31 ajusta la capacidad de calentamiento de la parte 10 de calentamiento del compresor usando un valor calculado, calculado por el dispositivo 32 de calculo, cuyos detalles se describiran mas adelante.
El "controlador 31" y el "dispositivo 32 de calculo" corresponden a los "medios de control" en la presente invencion.
[Descripcion de la parte de calentamiento del compresor]
La parte 10 de calentamiento del compresor calienta el compresor 1.
En lo que se refiere a la parte 10 de calentamiento del compresor, la capacidad de calentamiento (energia electrica) para calentar el compresor 1 es establecida en un intervalo no superior a un valor limite superior predeterminado por el controlador 31.
Esta parte 10 de calentamiento del compresor puede estar constituida por la parte 62 de motor electrico del compresor 1, por ejemplo. En este caso, el controlador 31 suministra electricidad a la parte 62 de motor electrico del compresor 1 en un estado de fase abierta mientras el aparato 50 de aire acondicionamiento esta parado, es decir, mientras el compresor 1 esta parado. Como resultado, la parte 62 de motor electrico alimentada con electricidad en el estado de fase abierta no gira, y la corriente que fluye a traves de la bobina genera calor de Joule, de manera que el compresor 1 se calienta. Es decir, mientras el aparato 50 de aire acondicionado esta parado, la parte 62 de motor electrico se convierte en la parte 10 de calentamiento del compresor.
La parte 10 de calentamiento del compresor puede ser cualquier elemento, siempre que caliente el compresor 1 y no esta limitada a lo indicado anteriormente. Por ejemplo, puede proporcionarse por separado un calentador electrico.
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La "parte 10 de calentamiento del compresor" corresponde a los "medios de calentamiento" de la presente invencion.
A continuacion, se describen el principio del refrigerante que inunda el compresor 1 mientras el aparato 50 de aire acondicionado esta parado y las ventajas de calentar el compresor 1.
[Descripcion del principio de estancamiento del refrigerante en el compresor 1]
Mientras el aparato 50 de aire acondicionado esta parado, el refrigerante en el ciclo 40 de refrigerante se condensa e inunda una parte en la que la temperatura es la mas baja entre los elementos constituyentes.
De esta manera, si la temperatura del compresor 1 es inferior a la temperatura del refrigerante, es probable que el refrigerante inunde el compresor 1.
[Descripcion del principio de estancamiento del refrigerante en el compresor 2]
El compresor 1 es un compresor hermetico, tal como se ilustra en la Fig. 2, por ejemplo. En el compresor 1 se almacena aceite 100 lubricante.
El aceite 100 lubricante es proporcionado a la parte 63 de compresion y un eje 64 de rotacion cuando el compresor 1 es operado, y es usado para la lubricacion.
Cuando el refrigerante se condensa e inunda el compresor 1, el refrigerante se disuelve en el aceite 100 lubricante, de manera que la concentracion del aceite 100 lubricante disminuye y la viscosidad disminuye tambien.
Si el compresor 1 se pone en marcha en este estado, el aceite 100 lubricante con baja viscosidad sera proporcionado a la parte 63 de compresion y al eje 64 de rotacion, aumentando la posibilidad de que la parte 63 de compresion y el eje 64 de rotacion se quemen debido a una lubricacion deficiente.
Ademas, cuando el nivel de liquido en el compresor aumenta por la inundacion del refrigerante, una carga de arranque del compresor 1 se hace mas alta, lo que se observa como una sobre-corriente en el arranque del aparato 50 de aire acondicionado, y es posible que el aparato 50 de aire acondicionado no sea capaz de arrancar.
[Descripcion de las ventajas del calentamiento del compresor]
De esta manera, calentando el compresor 1 mediante el accionamiento de la parte 10 de calentamiento del compresor usando el controlador 31 mientras el aparato 50 de aire acondicionado esta parado, la evaporacion del refrigerante liquido disuelto en el aceite 100 lubricante en el compresor 1 puede disminuir la cantidad de refrigerante disuelta en el aceite 100 lubricante.
Ademas, calentando el compresor de manera que la temperatura de la carcasa del compresor se mantenga mas alta que la temperatura del refrigerante, puede prevenirse la condensacion del refrigerante en el compresor 1 y puede suprimirse la caida de la concentracion del aceite 100 lubricante.
La Fig. 3 es un grafico que ilustra una relacion entre la temperatura del refrigerante y la temperatura de la carcasa del compresor en la Realizacion 1 de la presente invencion.
Tal como se ilustra en la Fig. 3, cuando la temperatura del refrigerante cambia, la temperatura de la carcasa del compresor cambia tambien en consecuencia.
El cambio en la temperatura de la carcasa del compresor ocurre posteriormente al cambio de la temperatura del refrigerante debido a la capacidad de calentamiento del compresor 1.
Ademas, la cantidad de condensacion del refrigerante gaseoso presente en el compresor 1 difiere dependiendo de la diferencia de temperatura entre la temperatura del refrigerante y la temperatura de la carcasa del compresor, asi como la duracion temporal de la diferencia de temperatura.
Es decir, cuanto mas baja sea la temperatura de la carcasa del compresor en comparacion con la temperatura del refrigerante y cuanto mayor sea la diferencia de temperatura, mayor sera la cantidad de calor de condensacion y, de esta manera, la cantidad de calentamiento para el compresor 1 para prevenir que el refrigerante se condense se hace mas grande.
Por otra parte, si la diferencia entre la temperatura del refrigerante y la temperatura de la carcasa del compresor es pequena, la cantidad de condensacion en el compresor 1 es pequena y, de esta manera, la cantidad de calentamiento para el compresor 1 puede ser pequena.
El cambio en la temperatura de la carcasa del compresor 1 se ve afectado por la capacidad termica del compresor 1 y
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usando la relacion entre la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante y la cantidad de liquido condensado en el compresor 1, puede determinarse una capacidad necesaria de calentamiento a partir de la cantidad de cambio de la temperatura del refrigerante en un tiempo predeterminado.
Es decir, debido a que el compresor 1 no es calentado excesivamente aumentando y disminuyendo la capacidad de calentamiento del compresor 1 que es proporcional a la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante con el controlador 31 y el dispositivo 32 de calculo, puede suprimirse el consumo de energia mientras el aparato 50 de aire acondicionado esta parado.
A continuacion, se describira una relacion entre la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante en el compresor 1 y la capacidad de calentamiento requerida para prevenir la condensacion del refrigerante en el compresor 1.
[Relacion entre la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante y la capacidad de calentamiento requerida]
En primer lugar, se describira una relacion de la temperatura Tr del refrigerante en el compresor 1, una temperatura Ts de la carcasa del compresor del compresor 1 y una cantidad Mr de refrigerante liquido en el compresor 1.
Aqui, se supone un estancamiento del refrigerante en el compresor 1 y se supone que la temperatura Ts de la carcasa del compresor es menor que la temperatura Tr del refrigerante.
Una relacion entre una cantidad Qr de intercambio de calor (capacidad de condensacion) del compresor 1 requerida para que el refrigerante en el compresor 1 se condense, la temperatura Tr del refrigerante y la temperatura Ts de la carcasa del compresor se expresa como la expresion (1).
Qr “ A K (Tr - Ts) (1)
Aqui, A designa un area de intercambio de calor entre el compresor 1 y el refrigerante en el compresor 1. K designa un coeficiente de transmision de calor global entre el compresor 1 y el refrigerante en el compresor 1.
Por otra parte, debido a que el refrigerante en el compresor 1 se condensa por la diferencia de temperatura entre la temperatura Ts de la carcasa del compresor y la temperatura Tr del refrigerante, una relacion entre la cantidad Qr de intercambio de calor y un cambio dMr de cantidad de refrigerante liquido en un tiempo dt predeterminado se expresa como la expresion (2).
Qr = dMr x dHAdt (2)
Aqui, dH designa calor de evaporacion latente del refrigerante.
A partir de la expresion (1) y de la expresion (2), la relacion del cambio dMr de cantidad de refrigerante liquido en el compresor 1, la temperatura Tr del refrigerante y la temperatura Ts de la carcasa del compresor en un cierto periodo de tiempo (tiempo dt predeterminado) se expresa mediante la expresion (3).
dMtfdt = C1 (Tr-Ts) (3)
Suponiendo que el estado Ts < Tr continua desde el tiempo t1 (cantidad Mr1 de refrigerante liquido) a t2 (cantidad Mr2 de refrigerante liquido), a partir de la expresion (3), el cambio de cantidad de refrigerante liquido dMr (= MR2-Mr1) condensado en el compresor 1 se expresa mediante la expresion (4).
t2
dMr = Mr! - Mr\ = J(ci ■ - 7^ ))> * < 4)
n
Aqui, C1 es un valor fijo y es un valor obtenido dividiendo un area A de transferencia de calor y un coeficiente K de transmision de calor global por el calor dH latente de evaporacion.
Si las cantidades de radiacion y de absorcion de calor en la parte 61 de carcasa de compresor del compresor 1 pueden ignorarse, la temperatura Ts de la carcasa del compresor depende de la temperatura Tr del refrigerante y esta determinada por la capacidad termica de la parte 61 de carcasa de compresor.
Es decir, Tr-Ts depende de la cantidad de cambio dTr de la temperatura Tr del refrigerante. De esta manera, si el cambio de la temperatura Tr del refrigerante experimenta un cambio dTr con relacion a una temperatura determinada y se estabiliza, el cambio dMr de cantidad de refrigerante liquido puede expresarse mediante la expresion (5).
dMr = C2 - dTr (5)
Aqui, C2 es una constante de proporcionalidad que puede ser adquirida a partir de los resultados de ensayos o un calculo teorico.
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A partir de la expresion (2) y la expresion (5), la cantidad Qr de intercambio de calor del compresor 1 puede expresarse mediante la expresion (6).
Qr = C2 ■ dH ■ dTr/dt (6)
La Fig. 4 es un grafico que ilustra una relacion entre la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante y la capacidad de calentamiento requerida en la Realizacion 1 de la presente invencion.
Con el fin de prevenir la condensacion del refrigerante en el compresor 1, solo es necesario suministrar la cantidad de calor que coincide con la cantidad Qr de intercambio de calor (capacidad de condensacion) del compresor 1 durante los cambios de la temperatura Tr del refrigerante.
Una capacidad P* de calentamiento requerida necesaria para obtener la cantidad de calentamiento en este tiempo tiene una relacion segun la expresion (7).
Es decir, tal como se ilustra en la Fig. 4, la capacidad P* de calentamiento requerida es proporcional a la tasa de cambio (dTr/dt) de la temperatura del refrigerante, que es una relacion entre la cantidad de cambio dTr de la temperatura Tr del refrigerante y el tiempo dt predeterminado.
Ph * CZ ‘ dH - (dTr/dt) (7)
Es decir, si la tasa de cambio (dTr/dt) de la temperatura del refrigerante es grande, la cantidad Qr de intercambio de calor (capacidad de condensacion) del compresor 1 se hace grande y, de esta manera, la capacidad P* de calentamiento requerida aumenta.
Por el contrario, si la tasa de cambio (dTr/dt) de la temperatura del refrigerante es pequena, la cantidad Qr de intercambio de calor (capacidad de condensacion) del compresor 1 se hace pequena y la capacidad P* de calentamiento requerida disminuye.
Tal como se ha descrito anteriormente, la capacidad de calentamiento a ser proporcionada al compresor 1 requerida para prevenir la condensacion del refrigerante en el compresor 1 puede determinarse a partir de la tasa de cambio (dTr/dt) de la temperatura del refrigerante.
[Alternativa a la temperatura del refrigerante]
Tal como se ha descrito anteriormente, usando la temperatura Tr del refrigerante en el compresor 1, puede adquirirse la capacidad P* de calentamiento requerida. Sin embargo, el sensor 22 de temperatura del refrigerante debe ser proporcionado por separado. Ademas, debido a que la temperatura del refrigerante tiene una gran cantidad de cambio de temperatura, si el sensor 22 de temperatura del refrigerante esta constituido por un termistor, por ejemplo, la resolucion es baja en una zona de baja temperatura y podria producirse un error de medicion.
Aqui, debido a que el intercambiador 3 de calor exterior y el intercambiador 5 de calor interior son intercambiadores de calor que intercambian calor entre el refrigerante y el aire, la superficie en contacto con el aire es grande.
Ademas, el intercambiador 3 de calor exterior y el intercambiador 5 de calor interior estan formados por un miembro realizado en metal que tiene una conductividad termica relativamente alta, tal como aluminio y cobre, por ejemplo, y su capacidad termica es relativamente pequena.
Por ejemplo, si el area superficial del intercambiador 3 de calor exterior es mayor que el del intercambiador 5 de calor interior y la capacidad termica del intercambiador 3 de calor exterior es mayor que la capacidad termica del intercambiador 5 de calor interior, cuando la temperatura del aire exterior cambia, la temperatura del refrigerante cambia tambien casi al mismo tiempo. Es decir, la temperatura del refrigerante cambia de manera sustancialmente similar a la temperatura del aire exterior.
A partir de los hechos anteriores, si esta configurado de manera que la capacidad termica del intercambiador 3 de calor exterior es mayor que la capacidad termica del intercambiador 5 de calor interior, mientras el compresor 1 esta detenido, puede usarse el valor detectado del sensor 23 de temperatura del aire exterior como alternativa a la temperatura Tr del refrigerante.
Ademas, si el area superficial del intercambiador 5 de calor interior es mayor que el del intercambiador 3 de calor exterior y la capacidad termica del intercambiador 5 de calor interior es mayor que la capacidad termica del intercambiador 3 de calor exterior, cuando la temperatura interior cambia, la temperatura del refrigerante cambia tambien casi al mismo tiempo. Es decir, la temperatura del refrigerante cambia de manera sustancialmente similar a la temperatura interior.
A partir de lo indicado anteriormente, si esta configurado de manera que la capacidad termica del intercambiador 5 de
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calor interior es mayor que la capacidad termica del intercambiador 3 de calor exterior, mientras el compresor 1 esta parado, puede usarse el valor detectado del sensor 24 de temperatura interior como alternativa a la temperatura Tr del refrigerante.
Tal como se ha descrito anteriormente, usando el valor detectado del sensor 23 de temperatura del aire exterior o del sensor 24 de temperatura interior, el sensor 22 de temperatura del refrigerante que detecta la temperatura del refrigerante en el compresor 1 ya no es necesario y puede ser eliminado del ciclo 40 de refrigerante.
De esta manera, usando un sensor de temperatura de aire exterior o un sensor de temperatura interior montado en un aparato de aire acondicionado general, puede adquirirse la cantidad de calentamiento para el compresor 1 y la cantidad de calentamiento puede ser calculada sin complicar la configuracion.
En esta realizacion, se describira una configuracion en la que la capacidad termica del intercambiador 3 de calor exterior es mayor que la capacidad termica del intercambiador 5 de calor interior y se usa una temperatura Ta del aire exterior en lugar de la temperatura Tr del refrigerante.
Es decir, el cambio dMr de cantidad de refrigerante liquido [kg] en la expresion (5) anterior puede expresarse mediante la expresion (8) usando la cantidad de cambio dTa [grados C] de la temperatura Ta del aire exterior [grados C] en el tiempo dt predeterminado [s].
dMr = cx - dTa (8)
Aqui, a denota una constante de proporcionalidad que puede ser adquirida mediante resultados de ensayo o mediante un calculo teorico.
Ademas, a partir de la expresion (2) y de la expresion (8), la cantidad Qr de intercambio de calor [W] del compresor 1 puede expresarse mediante la expresion (9).
Qr = ot - dH ■ dTa/dt (9)
aqui, dH indica el calor de evaporacion latente [J/kg] del refrigerante.
Ademas, la capacidad P* de calentamiento requerida [W] puede expresarse mediante la expresion (10) usando la tasa Tah (dTa/dt) de cambio de temperatura del aire exterior, que es una relacion entre la cantidad de cambio dTa de la temperatura Ta del aire exterior y el tiempo dt predeterminado.
P*= Qr = a dH Tah (10)
Considerando la perdida de calor del compresor 1, la capacidad P* de calentamiento requerida puede ser dividida por una tasa de contribucion predeterminada de aumento de temperatura del compresor fhcomp [%].
La "tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior" en esta realizacion es sinonimo de la "tasa de cambio de la temperatura del refrigerante" en la presente invencion.
[Descripcion del estancamiento del refrigerante causado por una capacidad de calentamiento insuficiente]
Tal como se ha descrito anteriormente, para prevenir la condensacion del refrigerante en el compresor 1, solo es necesario suministrar la capacidad de calentamiento (energia electrica) mas que la capacidad P* de calentamiento requerida al compresor 1.
Sin embargo, la capacidad de calentamiento (energia electrica) que puede proporcionarse desde la parte 10 de calentamiento del compresor al compresor 1 es, de hecho, limitada.
De esta manera, si la capacidad P* de calentamiento requerida excede el limite superior de la capacidad de calentamiento de la parte 10 de calentamiento del compresor (en adelante denominado "limite Pmax superior de la capacidad de calentamiento"), el refrigerante se condensa en el compresor 1 por la parte de deficiencia de la capacidad de calentamiento.
Aqui, se supone que la capacidad P*(i) de calentamiento requerida en el tiempo dt predeterminado ha excedido el limite Pmax superior de la capacidad de calentamiento. Una cantidad AMs(i) estimada de liquido condensado, que es una cantidad de refrigerante condensado en el compresor 1 en este tiempo dt predeterminado, se expresa mediante la expresion (11), suponiendo que la capacidad de calentamiento de la parte 10 de calentamiento del compresor es el limite Pmax superior de la capacidad de calentamiento.
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[p */.. -Pmax)dt
***«-----° m ---------------
Aqui, dH denota el calor latente de evaporacion [J/kg].
Ademas, suponiendo que la capacidad de calentamiento de la parte 10 de calentamiento del compresor en el tiempo dt predeterminado es Ph (limite Pmax maximo de capacidad de calentamiento), la cantidad AMs(i) estimada de liquido condensado se expresa mediante la expresion (12).
AA&(j) =
{p\,rPh\dt
dH
(I 2)
A partir de la expresion (11) o de la expresion (12), la cantidad Ms de refrigerante restante, que es una cantidad de refrigerante condensado en el compresor 1 que no se habia evaporado debido a una capacidad de calentamiento insuficiente, se expresa mediante la expresion (13).
Ms = 1^0) 0 3)
Con el fin de prevenir la condensacion del refrigerante en el compresor 1, la cantidad de calentamiento para evaporar esta cantidad Ms de liquido refrigerante restante debe ser proporcionada al compresor 1.
A continuacion, se describira una operacion de calentamiento del compresor 1 en esta realizacion que previene la condensacion y la inundacion del refrigerante en el compresor 1 sin un calentamiento excesivo del compresor 1.
[Descripcion de la operacion de calentamiento]
La Fig. 5 es un diagrama que ilustra una transicion de la operacion de calentamiento en la Realizacion 1 de la presente invencion.
En primer lugar, en base a cada etapa en la Fig. 5, se describira la transicion de la operacion de calentamiento del compresor 1 en esta realizacion.
(50)
El controlador 31 calcula la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior mientras el aparato 50 de aire acondicionado esta parado (un estado en el que el compresor 1 esta parado).
(51)
El controlador 31 inicia la primera operacion de calentamiento si la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior es mayor que cero cuando el compresor 1 esta en el estado parado.
En la primera operacion de calentamiento, el controlador 31 establece la capacidad de calentamiento de la parte 10 de calentamiento del compresor en base a la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior en un intervalo que no excede el limite Pmax superior de la capacidad de calentamiento para realizar el calentamiento del compresor 1.
Ademas, el controlador 31 adquiere la cantidad Ms de liquido refrigerante restante, que es una cantidad de refrigerante condensado en el compresor 1 que no se habia evaporado incluso en la primera operacion de calentamiento, en base a la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior y el valor establecido de la capacidad de calentamiento de la parte 10 de calentamiento del compresor.
Si la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior se hace cero o un valor inferior durante la primera operacion de calentamiento y la cantidad Ms de liquido refrigerante restante se hace cero, el controlador 31 detiene la operacion de calentamiento (S0).
(52)
Por otra parte, si la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior se hace cero o menor durante la primera operacion de calentamiento y la cantidad Ms de liquido refrigerante restante es mayor de cero, el controlador 31 inicia una segunda operacion de calentamiento.
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Durante la segunda operacion de calentamiento, el controlador 31 controla la parte 10 de calentamiento del compresor en base a la cantidad Ms de lfquido refrigerante restante y hace que el refrigerante condensado en el compresor 1 se evapore.
Si la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior es cero o menor y, ademas, ha transcurrido un tiempo Ath de calentamiento auxiliar, que se describira mas adelante, el controlador 31 detiene la operacion de calentamiento (S0).
Por otra parte, si la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior es mayor que cero durante la segunda operacion de calentamiento, se inicia la primera operacion de calentamiento (S1).
Mediante dicha operacion, en la primera operacion de calentamiento, puede prevenirse la condensacion del refrigerante sin calentar excesivamente el compresor 1. Ademas, el refrigerante condensado que no se habfa evaporado en la primera operacion de calentamiento debido a una capacidad de calentamiento insuficiente puede ser evaporado en la segunda operacion de calentamiento.
A continuacion, se describiran detalles de la operacion de calculo de la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior y las operaciones de calentamiento primera y segunda.
[Operacion de calculo de la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior]
La Fig. 6 es un diagrama de flujo que ilustra la operacion de calculo de la tasa de cambio de la temperatura del aire exterior en la Realizacion 1 de la presente invencion.
En primer lugar, se describira la operacion de calculo de la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior en base a cada etapa de la Fig. 6.
(511)
El controlador 31 detecta la temperatura Ta del aire exterior actual usando el sensor 23 de temperatura del aire exterior mientras el aparato 50 de aire acondicionado esta parado.
(512)
El dispositivo 32 de calculo del controlador 31 calcula la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior (= (dTa/dt) = (Ta(0) - Ta(1))/dt) usando la temperatura Ta(0) del aire exterior actual y la temperatura Ta(1) del aire exterior (que se describira mas adelante) almacenada el tiempo dt predeterminado anterior.
En casos tales como el inicio de la operacion, en los que la temperatura Ta(0) del aire exterior en el tiempo dt predeterminado anterior no esta almacenada, se omite la Etapa S12 y la rutina pasa a la Etapa S13.
(513)
El controlador 31 almacena la temperatura Ta del aire exterior actual en el dispositivo de almacenamiento montado en el dispositivo 32 de calculo.
(514)
El controlador 31 mide el transcurso del tiempo dt predeterminado con un temporizador o elemento similar montado en el dispositivo 32 de calculo y, una vez transcurrido el tiempo dt predeterminado, la rutina vuelve a la Etapa S11 y se repite la etapa anterior.
A lo largo de las operaciones anteriores, la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior es calculada en cada tiempo dt predeterminado.
A continuacion, se describiran los detalles de la primera operacion de calentamiento.
[Primera operacion de calentamiento]
<Condicion de inicio>
Si se cumplen todas las condiciones siguientes (producto logico), se inicia la primera operacion de calentamiento.
(a) El compresor 1 esta en el estado parado
(b) Tah > 0
<Contenido del control de calentamiento>
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La Fig. 7 es un diagrama de flujo que ilustra la primera operacion de calentamiento en la Realizacion 1 de la presente invencion.
La operacion se describira en base a cada etapa de la Fig. 7.
(521)
El dispositivo 32 de calculo del controlador 31 adquiere la capacidad P* de calentamiento requerida que es proporcional a la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior actual.
La capacidad P* de calentamiento requerida se calcula aplicando la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior actual a la expresion (10) anterior.
Tambien puede calcularse, por ejemplo, multiplicando la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior actual por un coeficiente predeterminado establecido previamente.
(522)
El controlador 31 determina si la capacidad P* de calentamiento requerida calculada es mayor o no que el limite Pmax superior de la capacidad de calentamiento establecido previamente.
Si la capacidad P* de calentamiento requerida no es superior al limite Pmax superior de la capacidad de calentamiento, la rutina pasa a la Etapa S23.
Si la capacidad P* de calentamiento requerida es mayor que el limite Pmax superior de la capacidad de calentamiento, la rutina pasa a la Etapa S24.
(523)
El controlador 31 establece la capacidad de calentamiento de la parte 10 de calentamiento del compresor a la capacidad P* de calentamiento requerida calculada y realiza el calentamiento del compresor 1 durante el tiempo de calentamiento predeterminado (= tiempo dt predeterminado).
Aqui, el tiempo dt predeterminado se usa como el tiempo de calentamiento predeterminado, pero la presente invencion no esta limitada en ese sentido. Por ejemplo, puede usarse un tiempo menor que el tiempo dt predeterminado como tiempo de calentamiento, y puede proporcionarse una gran capacidad de calentamiento (< limite Pmax superior de la capacidad de calentamiento) en un tiempo corto, o la capacidad de calentamiento puede incrementarse/disminuirse en etapas. Es decir, solo es necesario que un valor integrado de la capacidad de calentamiento en el tiempo dt predeterminado coincida con la capacidad P* de calentamiento requerida x tiempo dt predeterminado.
(524)
Por otra parte, si la capacidad P* de calentamiento requerida es mayor que el limite Pmax superior de la capacidad de calentamiento, el controlador 31 establece la capacidad de calentamiento de la parte 10 de calentamiento del compresor al limite Pmax superior de la capacidad de calentamiento y realiza el calentamiento del compresor 1 durante el tiempo de calentamiento predeterminado (= tiempo dt predeterminado).
Aqui, la capacidad de calentamiento de la parte 10 de calentamiento del compresor se establece al limite Pmax superior de la capacidad de calentamiento, pero la presente invencion no esta limitada en ese sentido. Por ejemplo, el controlador 31 puede establecer la capacidad de calentamiento de la parte 10 de calentamiento del compresor a un valor arbitrario no superior al limite Pmax superior de la capacidad de calentamiento y realizar el calentamiento del compresor 1 durante el tiempo de calentamiento predeterminado (= tiempo dt predeterminado).
(525)
El dispositivo 32 de calculo del controlador 31 aplica la capacidad de calentamiento de la parte 10 de calentamiento del compresor (= limite Pmax superior de la capacidad de calentamiento) y la capacidad P* de calentamiento requerida calculada en la Etapa S21 a la expresion (11) anterior y calcula la cantidad AMs(i) estimada de liquido condensado, condensada en el compresor 1 en el tiempo dt predeterminado.
Si se establece una capacidad Ph de calentamiento no superior al limite Pmax superior de la capacidad de calentamiento en la Etapa S24, se aplica la expresion (12) y se calcula la cantidad AMs(i) estimada de liquido condensado.
Es decir, la cantidad AMs(i) estimada de liquido condensado se calcula en base a una diferencia entre la capacidad P* de calentamiento requerida, calculada en base a la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior actual, y la
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capacidad de calentamiento actual de la parte 10 de calentamiento del compresor.
(526)
El dispositivo 32 de calculo del controlador 31 integra la cantidad AMs(i) estimada de liquido condensado actual mediante la expresion (13) y calcula la cantidad Ms de liquido refrigerante restante, que es el total de la cantidad de refrigerante condensado en el compresor 1 que no se habia evaporado incluso en la primera operacion de calentamiento.
El controlador 31 almacena la cantidad Ms de liquido refrigerante restante calculada en el dispositivo de almacenamiento montado en el dispositivo 32 de calculo.
(527)
El controlador 31 mide el transcurso del tiempo dt predeterminado con un temporizador o elemento similar montado en el dispositivo 32 de calculo y, una vez transcurrido el tiempo dt predeterminado, la rutina vuelve a la Etapa S21 y se repite la etapa anterior.
<Condicion de fin>
Si se cumple cualquiera de las siguientes condiciones (suma logica), se termina la primera operacion de calentamiento.
(a) Tah < 0
(b) Si el compresor 1 se pone en marcha
A continuacion, se describiran detalles de la segunda operacion de calentamiento.
[Segunda operacion de calentamiento]
<Condicion de inicio>
Si se cumplen todas las condiciones siguientes (producto logico), se inicia la segunda operacion calentamiento.
(a) El compresor 1 esta en el estado parado
(b) Tah < 0
(c) La cantidad Ms de liquido refrigerante restante > 0 <Contenido del control de calentamiento>
La Fig. 8 es un diagrama de flujo que ilustra la segunda operacion de calentamiento en la Realizacion 1 de la presente invencion.
La operacion se describira en base a cada etapa en la Fig. 8.
(S31)
El dispositivo 32 de calculo del controlador 31 adquiere un tiempo Ath de calentamiento auxiliar, que es el tiempo requerido para que la cantidad Ms de liquido refrigerante restante se evapore, en base a la cantidad Ms de liquido refrigerante restante cuando la parte 10 de calentamiento del compresor esta a una capacidad de calentamiento predeterminada.
El controlador 31 almacena el tiempo Ath de calentamiento auxiliar en el dispositivo de almacenamiento montado en el dispositivo 32 de calculo.
Este tiempo Ath de calentamiento auxiliar [s] puede ser adquirido por la expresion (14) usando un caudal Ge de evaporacion [kg/s] a una capacidad de calentamiento predeterminada.
Ath = Ms/Ge (14)
Aqui, el caudal Ge de evaporacion es una constante determinada a partir de la capacidad de calentamiento de la parte 61 de carcasa de compresor del compresor 1, la capacidad de calentamiento de la parte 10 de calentamiento del compresor y similares, y puede adquirirse mediante resultados de ensayo o calculo teorico.
En esta realizacion, el limite Pmax superior de la capacidad de calentamiento, por ejemplo, se usa para la capacidad de calentamiento predeterminada.
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La presente invencion no esta limitada en ese sentido, y la capacidad de calentamiento puede ser arbitraria pero no superior al limite Pmax superior de la capacidad de calentamiento.
Es decir, usando el caudal Ge de evaporacion segun la capacidad de calentamiento establecida, puede adquirirse el tiempo Ath de calentamiento auxiliar necesario para que la cantidad Ms de liquido refrigerante restante se evapore.
(532)
El controlador 31 establece la capacidad de calentamiento de la parte 10 de calentamiento del compresor al l fm ite Pmax superior de la capacidad de calentamiento y realiza el calentamiento del compresor 1 durante el tiempo de calentamiento predeterminado (= tiempo dt predeterminado).
Aquf, la capacidad de calentamiento de la parte 10 de calentamiento del compresor se establece al lfm ite Pmax superior de la capacidad de calentamiento, pero la presente invencion no esta limitada en ese sentido. Por ejemplo, el controlador 31 puede calcular el tiempo Ath de calentamiento auxiliar con la capacidad de calentamiento arbitraria no superior al lim ite Pmax superior de la capacidad de calentamiento en la Etapa S31 y puede realizar el calentamiento del compresor 1 con la capacidad de calentamiento arbitraria.
(533)
El controlador 31 mide el transcurso del tiempo dt predeterminado con un temporizador o elemento similar montado en el dispositivo 32 de calculo y, una vez transcurrido el tiempo dt predeterminado, la rutina pasa a la Etapa S34.
(534)
El dispositivo 32 de calculo del controlador 31 resta el tiempo dt predeterminado del tiempo Ath de calentamiento auxiliar actual y actualiza el tiempo Ath de calentamiento auxiliar.
(535)
El dispositivo 32 de calculo del controlador 31 adquiere la cantidad Ms de liquido refrigerante restante actual despues del calentamiento y actualiza el valor de la cantidad Ms de liquido refrigerante restante almacenado en el dispositivo de almacenamiento y la rutina vuelve a la Etapa S32 y se repite la etapa.
La cantidad Ms de liquido refrigerante restante actual puede ser adquirida mediante la expresion (14), el tiempo Ath de calentamiento auxiliar actualizado y la expresion (15).
MS actual = Ath actualizado Ge (15)
<Condicion de fin>
Si se cumple alguna de las siguientes condiciones (suma logica), se termina la segunda operacion de calentamiento.
(a) Tah > 0
(b) Si el compresor 1 se pone en marcha
(c) El tiempo Ath de calentamiento auxiliar actualizado < 0
Es decir, en el estado en el que el compresor 1 esta parado y Tah < 0, la parte 10 de calentamiento del compresor se ajusta a la capacidad de calentamiento predeterminada (= lfm ite Pmax superior de la capacidad de calentamiento) y el compresor 1 se calienta hasta que transcurre el tiempo Ath de calentamiento auxiliar.
Por otra parte, si se cumple la condicion (a) anterior mientras el compresor 1 esta parado, se cumple la condicion de inicio de la primera operacion de calentamiento y la rutina pasa a la primera operacion de calentamiento. En este tiempo, el valor de la cantidad Ms de liquido refrigerante restante actualizado almacenado en el dispositivo de almacenamiento se mantiene.
A continuacion, si el calentamiento no es suficiente en la primera operacion de calentamiento, la cantidad AMs(i) estimada de liquido condensado es integrada con la cantidad Ms actualizada de liquido refrigerante restante actualizada.
Cuando la rutina pasa a la primera operacion de calentamiento, puede configurarse de manera que el tiempo Ath de calentamiento auxiliar actualizado se mantenga y se usa el tiempo Ath de calentamiento auxiliar mantenido cuando se realiza la segunda operacion de calentamiento.
Como resultado, incluso si se ha pasado la operacion de calentamiento, la cantidad Ms de liquido refrigerante restante
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condensada en el compresor 1 puede ser evaporada.
Ademas, si se cumple la condicion (b) anterior, el controlador 31 establece los valores de la cantidad Ms de liquido refrigerante restante y el tiempo Ath de calentamiento auxiliar a cero.
Esto es debido a que la temperatura del refrigerante aumentara por la operacion del compresor 1 y el refrigerante estancado en el compresor 1 se evaporara.
A continuacion, se describira un ejemplo del resultado del control de calentamiento descrito anteriormente del compresor 1 usando la Fig. 9.
La Fig. 9 es un grafico que ilustra una relacion entre el cambio de la temperatura del aire exterior y la capacidad de calentamiento en ese tiempo en la Realizacion 1 de la presente invencion.
El grafico superior en la Fig. 9 ilustra una relacion entre la temperatura del aire exterior y el tiempo. El grafico inferior de la Fig. 9 ilustra la capacidad de calentamiento de la parte 10 de calentamiento del compresor por la operacion de calentamiento descrita anteriormente.
El tiempo dt predeterminado es de 30 minutos. El limite Pmax superior de la capacidad de calentamiento es de 25 W.
Tal como se ilustra en la Fig. 9, mientras la temperatura del aire exterior (temperatura del refrigerante) es constante o decreciente, la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior es cero o menor, y la capacidad de calentamiento es cero.
Tal como se ha descrito anteriormente, cuando el refrigerante no esta condensado, puede detenerse el calentamiento del compresor 1.
Por otra parte, cuando la temperatura del aire exterior (temperatura del refrigerante) aumenta, la capacidad de calentamiento aumenta/disminuye proporcionalmente a la tasa de cambio.
Tal como se ha descrito anteriormente, durante el aumento de la temperatura del aire exterior (temperatura del refrigerante), calentando el compresor 1 con la capacidad de calentamiento que coincide con la cantidad Qr de intercambio de calor (capacidad de condensacion) del compresor 1, puede prevenirse la condensacion del refrigerante en el compresor 1 sin calentar excesivamente el compresor 1.
Ademas, si la capacidad de calentamiento requerida excede el limite superior de la capacidad de calentamiento, se proporciona una cantidad de calor que corresponde a la capacidad de calentamiento (cantidad de calor de condensacion) que excede el limite superior en la segunda operacion de calentamiento (calentamiento auxiliar) mientras la temperatura del aire exterior (temperatura del refrigerante) es constante o decreciente, de manera que el refrigerante condensado en el compresor 1 debido a una capacidad de calentamiento insuficiente puede ser evaporado.
[Ventajas de la Realizacion 1]
En esta realizacion, tal como se ha descrito anteriormente, cuando el compresor 1 esta en estado parado y la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior (tasa de cambio de la temperatura del refrigerante) es mayor que cero, se inicia la primera operacion de calentamiento. Durante la primera operacion de calentamiento, la capacidad de calentamiento de la parte 10 de calentamiento del compresor se establece en un intervalo no superior al limite Pmax superior de la capacidad de calentamiento en base a la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior (tasa de cambio de la temperatura del refrigerante).
De esta manera, sin calentar excesivamente el compresor 1, puede prevenirse que el refrigerante se condense e inunde el compresor 1. De esta manera, puede suprimirse el consumo de energia mientras el aparato de aire acondicionado esta parado, es decir, en espera.
Ademas, previniendo la condensacion del refrigerante en el compresor 1, puede suprimirse la disminucion de la concentracion del aceite lubricante y puede prevenirse que el compresor 1 se queme debido a una lubricacion deficiente o a un aumento en la carga de arranque del compresor.
Ademas, en esta realizacion, en base a la tasa Tah de cambio de la temperatura exterior actual (tasa de cambio de la temperatura del refrigerante) y la capacidad de calentamiento establecida de la parte 10 de calentamiento del compresor, se adquiere la cantidad Ms de liquido refrigerante restante, que es una cantidad de refrigerante condensado en el compresor 1 que no se habia evaporado incluso en la primera operacion de calentamiento. Cuando el compresor 1 esta en el estado parado y la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior (tasa de cambio de la temperatura del refrigerante) es cero o menor y, ademas, la cantidad Ms de liquido refrigerante restante es mayor de
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cero, se inicia la segunda operacion de calentamiento. En la segunda operacion de calentamiento, la parte 10 de calentamiento del compresor es controlada en base a la cantidad Ms de lfquido refrigerante restante, y el refrigerante condensado en el compresor 1 es evaporado.
De esta manera, el refrigerante condensado en el compresor 1 debido a una capacidad de calentamiento insuficiente en la primera operacion de calentamiento puede ser evaporado en la segunda operacion de calentamiento (calentamiento auxiliar). De esta manera, puede prevenirse que el refrigerante se condense e inunde el compresor 1.
Ademas, en esta realizacion, en la primera operacion de calentamiento, la capacidad de calentamiento de la parte 10 de calentamiento del compresor se establece en un intervalo no superior al tfmite Pmax superior de la capacidad de calentamiento segun la capacidad P* de calentamiento requerida que es proporcional a la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior actual (tasa de cambio de la temperatura del refrigerante). A continuacion, se adquiere la cantidad AMs(i) estimada de lfquido condensado en base a la diferencia entre la capacidad P* de calentamiento requerida y la capacidad de calentamiento establecida, y esta cantidad AMs(i) estimada de lfquido condensado es integrada para adquirir la cantidad Ms de lfquido refrigerante restante.
Por lo tanto, puede adquirirse el refrigerante condensado en el compresor 1 debido a una capacidad de calentamiento insuficiente en la primera operacion de calentamiento.
Ademas, en esta realizacion, en la segunda operacion de calentamiento, el tiempo Ath de calentamiento auxiliar necesario para que la cantidad Ms de lfquido refrigerante restante se evapore se adquiere en base a la cantidad Ms de lfquido refrigerante restante. A continuacion, la parte 10 de calentamiento del compresor se ajusta a la capacidad de calentamiento predeterminada y el compresor 1 se calienta hasta que transcurra el tiempo Ath de calentamiento auxiliar.
De esta manera, el refrigerante condensado en el compresor 1 debido a una capacidad de calentamiento insuficiente en la primera operacion de calentamiento puede ser evaporado. De esta manera, puede prevenirse que el refrigerante se condense e inunde el compresor 1.
Ademas, una vez transcurrido el tiempo Ath de calentamiento auxiliar, puede detenerse el calentamiento del compresor 1. De esta manera, puede prevenirse un calentamiento excesivo del compresor 1 y puede suprimirse un consumo de energfa mientras el aparato 50 de aire acondicionado esta parado.
Ademas, en esta realizacion, si el compresor 1 se pone en marcha durante la segunda operacion de calentamiento, la segunda operacion de calentamiento se detiene y la cantidad Ms de lfquido refrigerante restante y el tiempo Ath de calentamiento auxiliar se establecen a cero.
De esta manera, si el refrigerante estancado en el compresor 1 con la operacion del compresor 1 se evapora, la cantidad Ms de lfquido refrigerante restante y el tiempo Ath de calentamiento auxiliar pueden establecerse a cero y la cantidad de refrigerante que se estanca en el compresor 1 puede ser adquirida con exactitud.
Ademas, en esta realizacion, si la tasa Tah de cambio de la temperatura exterior excede de cero mientras el compresor 1 esta en estado parado, la segunda operacion de calentamiento se detiene y uno de entre de la cantidad de lfquido refrigerante restante o el tiempo de calentamiento auxiliar durante la parada se mantiene y se inicia la primera operacion de calentamiento.
De esta manera, incluso cuando la operacion de calentamiento conmuta entre la primera operacion de calentamiento y la segunda operacion de calentamiento, la cantidad de refrigerante que se estanca en el compresor 1 puede ser adquirida con precision.
En la Realizacion 1, el refrigerante con la cantidad Ms de lfquido refrigerante restante es evaporado en la segunda operacion de calentamiento, pero puede configurarse de manera que en la primera operacion de calentamiento se establezca una capacidad de calentamiento que excede la capacidad P* de calentamiento requerida y evapore el refrigerante condensado en el compresor 1.
Es decir, el controlador 31 establece la capacidad de calentamiento de la parte 10 de calentamiento del compresor en un intervalo que excede la capacidad P* de calentamiento requerida y no superior al tfmite Pmax superior de la capacidad de calentamiento si la capacidad P* de calentamiento requerida es menor que el tfmite Pmax superior de la capacidad de calentamiento en la primera operacion de calentamiento. Por ejemplo, se establece al tfmite Pmax superior de la capacidad de calentamiento.
A continuacion, la cantidad de refrigerante evaporado en el compresor 1 en el tiempo dt predeterminado es adquirida en base a la diferencia entre la capacidad de calentamiento establecida (= tfmite Pmax superior de la capacidad de calentamiento) y la capacidad P* de calentamiento requerida, y esta cantidad de refrigerante es restada de la cantidad Ms de lfquido refrigerante restante.
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Esta cantidad Mm de refrigerante evaporado puede ser adquirida por la expresion (16) usando un caudal Ge’ de evaporacion con la capacidad (Ph - P*) de calentamiento que es la diferencia entre la capacidad Ph de calentamiento establecida y la capacidad P* de calentamiento requerida.
Ge1 ■ dt (16
Tal como se ha descrito anteriormente, estableciendo una capacidad de calentamiento que excede la capacidad P* de calentamiento requerida en la primera operacion de calentamiento, el refrigerante condensado en el compresor 1 puede ser evaporado tambien en la primera operacion de calentamiento.
Realizacion 2
[Condicion de inicio por la temperatura de la carcasa del compresor]
Tal como se ha descrito anteriormente, si la temperatura de la carcasa del compresor es menor que la temperatura del refrigerante (temperatura del aire exterior), es probable que el refrigerante inunde el compresor 1. Por el contrario, si la temperatura de la carcasa del compresor es mayor que la temperatura del refrigerante (temperatura del aire exterior), el refrigerante no se condensa y no hay necesidad de calentar el compresor.
A partir de lo indicado anteriormente, en la Realizacion 2, se describira una realizacion en la que el estado de la temperatura de la carcasa del compresor se anade a la condicion de inicio de la primera operacion de calentamiento de manera que se suprima adicionalmente el consumo de energia.
La configuracion en esta realizacion es la misma que la de la Realizacion 1, y se proporcionan los mismos numeros de referencia a las mismas partes.
La Fig. 10 es un diagrama que ilustra una transicion de la operacion de calentamiento en la Realizacion 2 de la presente invencion.
Tal como se ilustra en la Fig. 10, el controlador 31 en esta realizacion inicia la primera operacion de calentamiento si se cumplen la totalidad de las condiciones siguientes (producto logico).
Las otras operaciones de la primera operacion de calentamiento y la segunda operacion de calentamiento son las mismas que las de la Realizacion 1.
[Primera operacion de calentamiento]
<Condicion de inicio>
(a) El compresor esta en el estado parado
(b) Tah > 0
(c) La temperatura de la carcasa del compresor < temperatura Ta del aire exterior
Para la temperatura de la carcasa del compresor, puede usarse un valor detectado del sensor 21 de temperatura del compresor o considerando un error de deteccion del sensor, puede usarse un valor obtenido restando un valor predeterminado del valor detectado.
Mediante dichas operaciones, cuando la temperatura de la carcasa del compresor esta en un estado de alta temperatura, tal como el tiempo inmediatamente despues de la parada de la operacion del compresor 1, por ejemplo, el compresor 1 no es calentado incluso si la temperatura del aire exterior aumenta (Tah > 0).
[Ventajas de la Realizacion 2]
En esta realizacion, tal como se ha descrito anteriormente, cuando el compresor 1 esta en el estado parado y la temperatura del aire exterior (temperatura del refrigerante) excede la temperatura de la carcasa del compresor y, ademas, cuando la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior (tasa de cambio de la temperatura del refrigerante) excede cero, se inicia la primera operacion de calentamiento.
De esta manera, cuando es menos probable que el refrigerante inunde el compresor, es posible que no se realice el calentamiento del compresor 1. De esta manera, ademas de las ventajas de la Realizacion 1, puede suprimirse adicionalmente el consumo de energia mientras el aparato de aire acondicionado esta parado.
Realizacion 3
En las realizaciones 1 y 2, la operacion de calentamiento se detiene cuando la tasa Tah de cambio de la temperatura
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del aire exterior cae a cero o un valor inferior durante la primera operacion de calentamiento y, ademas, cuando la cantidad Ms de lfquido refrigerante restante es cero.
En dichas operaciones, cuando la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior cae temporalmente a cero o un valor inferior debido a una oscilacion, etc., el estado conmuta de nuevo al estado de calentamiento despues de que la parte 10 de calentamiento del compresor se detenga temporalmente.
Si se suministra electricidad a la parte 62 de motor electrico en fase abierta, por ejemplo, cuando la parte 10 de calentamiento del compresor conmuta desde el estado parado al estado de calentamiento, requiere que el control de inversor calcule la condicion de inicio o un procedimiento de generacion de forma de onda o similar. De esta manera, se necesita cierto tiempo hasta que se inicia la operacion de calentamiento, y la capacidad de calentamiento deseada podrfa no obtenerse inmediatamente.
Por lo tanto, en la Realizacion 3, se describira una realizacion en la que el calentamiento es continuado por una tercera operacion de calentamiento durante un cierto tiempo cuando la cantidad Ms de lfquido refrigerante restante es cero despues del final de la primera operacion de calentamiento.
La configuracion en esta realizacion es la misma que la de la Realizacion 1, y se proporcionan los mismos numeros de referencia a las mismas partes.
La Fig. 11 es un diagrama que ilustra una transicion de la operacion de calentamiento en la Realizacion 3 de la presente invencion.
En base a cada etapa de la Fig. 11, a continuacion, se describiran principalmente las diferencias con las realizaciones 1 y 2.
(S0, S1, S2)
De manera similar a la Realizacion 1, se calcula la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior y, si la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior es superior a cero, se inicia la primera operacion de calentamiento.
Si la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior cae a cero o un valor inferior durante la primera operacion de calentamiento, la primera operacion de calentamiento se termina, mientras que si la cantidad Ms de lfquido refrigerante restante es mayor que cero, se inicia la segunda operacion calentamiento.
(S3)
Cuando se termina la primera operacion de calentamiento, si el compresor 1 esta en estado parado y la cantidad de lfquido refrigerante restante es cero, se inicia la tercera operacion de calentamiento.
Y si se cumple la condicion de inicio de la primera operacion de calentamiento durante la tercera operacion de calentamiento, se termina la tercera operacion de calentamiento y se inicia la primera operacion de calentamiento.
Por otra parte, si la tasa de cambio de la temperatura del aire exterior es cero o un valor inferior y, ademas, ha transcurrido un tiempo, que se describira mas adelante, el controlador 31 detiene la operacion de calentamiento (S0).
Aquf, se describen los detalles de la tercera operacion de calentamiento.
[Tercera operacion de calentamiento]
<Condicion de inicio>
Si se cumplen la totalidad de las condiciones siguientes (producto logico), se inicia la tercera operacion de calentamiento.
(a) El compresor 1 esta en el estado parado
(b) La primera operacion de calentamiento ha terminado con Tah < 0 (se cumple la condicion de fin (a) de la primera operacion de calentamiento)
(c) La cantidad de lfquido refrigerante restante Ms = 0 <Contenido del control de calentamiento>
El controlador 31 establece la capacidad de calentamiento de la parte 10 de calentamiento del compresor a una capacidad de calentamiento predeterminada y calienta el compresor 1 hasta que haya transcurrido un tiempo predeterminado.
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Aqui, por ejemplo, se establecen 30 minutos para el tiempo.
Ademas, como la capacidad de calentamiento predeterminada, por ejemplo, puede establecerse el valor minimo de la capacidad de calentamiento para la parte 10 de calentamiento del compresor (en adelante, en la presente memoria, denominada "limite Pmin inferior de la capacidad de calentamiento"). El limite inferior de capacidad de calentamiento es Pmin t 0.
La capacidad de calentamiento no se limita a este valor, sino que puede ser ajustada arbitrariamente en un intervalo mayor que cero y no superior al limite Pmax superior de la capacidad de calentamiento.
<Condicion de fin>
Si se cumple cualquiera de las siguientes condiciones (suma logica), se termina la tercera operacion de calentamiento.
(a) Si ha transcurrido el tiempo
(b) Si el compresor 1 se pone en marcha
(c) Si se cumple la condicion de inicio de la primera operacion de calentamiento
Mediante las operaciones anteriores, incluso si la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior es cero o un valor inferior y la cantidad de liquido refrigerante restante es cero, el calentamiento puede continuarse durante el tiempo predeterminado.
[Ventajas de la Realizacion 3]
Tal como se ha descrito anteriormente en esta realizacion, cuando la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior cae a cero o un valor inferior durante la primera operacion de calentamiento, la primera operacion de calentamiento se termina y cuando el compresor 1 esta en estado parado y la cantidad de liquido refrigerante restante es cero despues del final de la primera operacion de calentamiento, se inicia la tercera operacion de calentamiento. La parte 10 de calentamiento del compresor se establece a la capacidad de calentamiento predeterminada y el compresor 1 se calienta hasta que transcurra el tiempo predeterminado en la tercera operacion de calentamiento.
De esta manera, despues de que la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior cae a cero o un valor inferior, el estado no conmuta al estado parado hasta que haya transcurrido el tiempo predeterminado, y si se cumple la condicion de inicio de la primera operacion de calentamiento durante este tiempo, puede obtenerse inmediatamente la capacidad de calentamiento deseada.
Realizacion 4
Despues de instalar el aparato 50 de aire acondicionado o si el aparato 50 de aire acondicionado ha estado APAGADO durante un largo tiempo, es probable que el refrigerante se haya estancado en el compresor 1.
En la Realizacion 4, ademas de las operaciones en las realizaciones 1 a 3, se describira una realizacion en la que el calentamiento se realiza durante un tiempo determinado mediante una cuarta operacion de calentamiento cuando se enciende el aparato 50 de aire acondicionado.
La configuracion en esta realizacion es la misma que la de la Realizacion 1, y se proporcionan los mismos numeros de referencia a las mismas partes.
La Fig. 12 es un diagrama que ilustra una transicion de la operacion de calentamiento en la Realizacion 4 de la presente invencion.
Tal como se ilustra en la Fig. 12, el controlador 31 en esta realizacion inicia la cuarta operacion de calentamiento cuando se enciende la alimentacion. Las operaciones de calentamiento primera a tercera son las mismas que las de las Realizaciones 1 a 3.
A continuacion, se describen los detalles de la cuarta operacion de calentamiento.
<Condicion de inicio>
Si se cumplen la totalidad de las condiciones siguientes (producto logico), se inicia la cuarta operacion de calentamiento.
(a) El aparato 50 de aire acondicionado se enciende (inmediatamente despues de que se complete el procesamiento inicial)
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(b) El compresor 1 esta en estado parado <Contenido del control de calentamiento>
El controlador 31 establece la capacidad de calentamiento de la parte 10 de calentamiento del compresor a una capacidad de calentamiento predeterminada y calienta el compresor 1 hasta que haya transcurrido una segunda duracion predeterminada.
Aqui, la capacidad de calentamiento predeterminada se establece, por ejemplo, al limite Pmax superior de la capacidad de calentamiento.
La capacidad de calentamiento no esta limitada en ese sentido, sino que puede ser ajustada arbitrariamente en un intervalo mayor que cero y no superior al limite Pmax superior de la capacidad de calentamiento.
Ademas, como el segundo tiempo, se supone, por ejemplo, la cantidad maxima del refrigerante estancado en el compresor 1 (peor caso) y se establece el tiempo requerido para que el refrigerante en la cantidad maxima se evapore con la capacidad de calentamiento predeterminada.
<Condicion de fin>
Si se cumple cualquiera de las siguientes condiciones (suma logica), se termina la cuarta operacion de calentamiento.
(a) Si ha transcurrido el segundo tiempo
(b) Si el compresor 1 se pone en marcha
En la descripcion anterior, las condiciones de inicio incluyen el encendido, pero la presente invencion no esta limitada en ese sentido.
Por ejemplo, puede configurarse de manera que el compresor 1 este en el estado parado y el calentamiento en estado parado del compresor 1 por la parte 10 de calentamiento del compresor haya transcurrido durante un tiempo de parada predeterminado o mas, y que se inicie la cuarta operacion de calentamiento.
Como resultado, incluso si no se detecta el aumento de temperatura durante mucho tiempo debido a la congelacion del sensor 23 de temperatura del aire exterior, por ejemplo, el refrigerante estancado puede ser evaporado por la cuarta operacion de calentamiento.
[Ventajas de la Realizacion 4]
Tal como se ha descrito anteriormente en esta realizacion, cuando el compresor 1 esta en el estado parado y el aparato 50 de aire acondicionado es encendido o el calentamiento en estado parado del compresor 1 por la parte 10 de calentamiento del compresor ha continuado durante el tiempo de parada predeterminado o mas, se inicia la cuarta operacion de calentamiento. En la cuarta operacion de calentamiento, la parte 10 de calentamiento del compresor se establece a la capacidad de calentamiento predeterminada y el compresor 1 se calienta hasta que ha transcurrido el segundo tiempo predeterminado.
De esta manera, el refrigerante que se ha condensado en el compresor 1 antes del encendido puede ser evaporado.
Ademas, si es probable que el refrigerante este estancado debido a que no se ha llevado a cabo la operacion de calentamiento durante un tiempo prolongado, el compresor 1 puede ser calentado.
De esta manera, pueden prevenirse la condensacion y la inundacion del refrigerante en el compresor 1.
Realizacion 5
En la Realizacion 5, se describira una realizacion en la que se proporciona informacion acerca del estado operativo actual con medios de informacion.
La Fig. 13 es un diagrama de ciclo de refrigerante de un aparato de aire acondicionado en la Realizacion 5 de la presente invencion.
Tal como se ilustra en la Fig. 13, en el aparato 50 de aire acondicionado en esta realizacion hay dispuesto un terminal 33 de salida que emite informacion relacionada con el control del controlador 31.
A este terminal 33 de salida, hay conectado un dispositivo 300 de visualizacion de informacion que muestra la informacion desde el controlador 31.
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Las otras configuraciones son las mismas que las de la Realizacion 1, y se proporcionan los mismos numeros de referencia a las mismas partes.
El "dispositivo 300 de visualizacion de informacion" corresponde a los "medios de informacion" en la presente invencion.
Con la configuracion anterior, el controlador 31 emite la informacion acerca del estado operativo actual al dispositivo 300 de visualizacion de informacion en cualquiera de los estados operativos de entre las operaciones de calentamiento primera a cuarta, descritas anteriormente. El dispositivo 300 de visualizacion de informacion muestra la informacion anterior de la operacion de calentamiento actual.
Aqui se describe el ejemplo en el que la informacion del controlador 31 es emitida al dispositivo 300 de visualizacion de informacion externo, pero la presente invencion no esta limitada en ese sentido.
Por ejemplo, puede configurarse de manera que una parte de visualizacion, tal como un LED de 7 segmentos, este dispuesta en el controlador 31 que puede distinguir, unas de otras, las operaciones de calentamiento primera a cuarta. Ademas, la visualizacion puede realizarse en una parte de visualizacion de un controlador remoto, por ejemplo. Ademas, los medios de informacion no se limitan a una visualizacion, sino que pueden usarse sonidos.
[Ventajas de la Realizacion 5]
Tal como se ha descrito anteriormente en esta realizacion, la informacion acerca del estado operativo actual, que es el estado operativo de entre una de las operaciones de calentamiento primera a cuarta, es proporcionada con los medios de informacion.
De esta manera, un usuario puede reconocer el estado operativo actual.
Realizacion 6
[Estimacion de la temperatura del refrigerante]
En la Realizacion 6, se describira una realizacion en la que, despues de estimar una temperatura Ta* del aire exterior despues del tiempo dt predeterminado, la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante es adquirida usando la temperatura Ta* del aire exterior despues del tiempo dt predeterminado y la temperatura Ta del aire exterior actual.
La configuracion en esta realizacion es la misma que en la Realizacion 1, y se proporcionan los mismos numeros de referencia a las mismas partes.
La Fig. 14 es un diagrama de flujo que ilustra una operacion de control en la Realizacion 6 de la presente invencion.
En base a cada etapa en la Fig. 14, a continuacion, se describiran principalmente las diferencias con respecto a la Realizacion 1 (Fig. 6).
Se proporcionan los mismos numeros de referencia a las mismas etapas que las de la Realizacion 1.
(S41)
El dispositivo 32 de calculo del controlador 31 estima la temperatura Ta* del aire exterior despues del tiempo dt predeterminado desde el tiempo actual usando la temperatura Ta(0) del aire exterior actual detectada en la Etapa S11, la temperatura Ta(1) del aire exterior un tiempo dt predeterminado anterior almacenada en la Etapa S13 anterior y la temperatura Ta(2) del aire exterior almacenada en la Etapa S13 antes del tiempo anterior (el tiempo dt predeterminado antes de la temperatura Ta(1) del aire exterior).
Si las temperaturas Ta(1) y Ta(2) del aire exterior no estan almacenadas, tal como en la operacion inicial, las Etapas S41 y S42 se omiten y la rutina pasa a la Etapa S13.
Para este procedimiento de estimacion, puede usarse, por ejemplo, una funcion aproximada cuadratica o una funcion de retardo de primer orden para calcular una aproximacion.
El procedimiento de estimacion no esta limitado en ese sentido, y la temperatura Ta* del aire exterior despues del tiempo dt predeterminado puede ser estimada mediante un procedimiento estadistico, tal como, por ejemplo, un procedimiento de minimos cuadrados.
Ademas, la temperatura Ta* del aire exterior despues del tiempo dt predeterminado puede ser estimada mediante la adquisicion de las tasas de cambio en base al incremento de las temperaturas Ta(0), Ta(1) y Ta(2) del aire exterior.
Ademas, la temperatura Ta* del aire exterior puede ser estimada almacenando secuencialmente los cambios de la
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temperatura del aire exterior de un dia anterior y comparando el cambio de la temperatura del aire exterior del dia anterior con las temperaturas Ta(0), Ta(1) y Ta(2) del aire exterior detectadas.
En esta realizacion, se describe el ejemplo en el que la temperatura Ta* del aire exterior despues del tiempo dt predeterminado se estima usando la temperatura Ta(0) del aire exterior actual, la temperatura Ta(1) del aire exterior anterior y la temperatura Ta(2) del aire exterior antes del tiempo anterior, pero la presente invencion no esta limitada en ese sentido.
La temperatura Ta* del aire exterior despues del tiempo dt predeterminado puede ser estimada usando al menos la temperatura Ta(0) del aire exterior actual y la temperatura Ta(1) del aire exterior en el tiempo dt predeterminado anterior.
Ademas, pueden usarse las temperaturas Ta(n) (n = 3, 4, ...) del aire exterior detectadas antes de la temperatura Ta(2) del aire exterior antes del tiempo anterior.
(S42)
El dispositivo 32 de calculo del controlador 31 calcula la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior (= (dTa/dt) = (Ta* -Ta (0))/dt) usando la temperatura Ta* del aire exterior despues del tiempo dt predeterminado estimada en la Etapa S42 y la temperatura Ta(0) del aire exterior actual detectada en la Etapa S11.
A continuacion, de manera similar a la Realizacion 1, se ejecutan las Etapas S13 y S14.
[Ventajas de la Realizacion 6]
Tal como se describe en esta realizacion, la temperatura Ta* del aire exterior despues del tiempo dt predeterminado es estimada usando al menos la temperatura Ta(0) del aire exterior actual y la temperatura Ta(1) del aire exterior en el tiempo dt predeterminado anterior y se adquiere la tasa Tah de cambio de la temperatura del aire exterior usando la temperatura Ta* del aire exterior despues del tiempo dt predeterminado y la temperatura Ta(0) del aire exterior actual.
De esta manera, incluso si la temperatura del aire exterior cambia continuamente y la temperatura del refrigerante cambia tambien con la misma, puede estimarse la cantidad de calentamiento necesaria despues de transcurrido el tiempo predeterminado, y puede reducirse la probabilidad de que la cantidad de calentamiento se vuelva insuficiente despues del tiempo predeterminado.
Por lo tanto, el compresor 1 puede ser calentado con la capacidad de calentamiento segun el cambio de la temperatura del aire exterior (temperatura del refrigerante), y puede prevenirse adicionalmente la condensacion del refrigerante en el compresor 1.
Realizacion 7
[Terminacion forzada]
En la Realizacion 7, se describira una realizacion en la que el calentamiento se detiene cuando la temperatura de la carcasa del compresor excede la temperatura limite superior.
La configuracion en esta realizacion es la misma que en la Realizacion 1, y se proporcionan los mismos numeros de referencia a las mismas partes.
El controlador 31 en esta realizacion supervisa, de manera constante o regular, la temperatura de la carcasa del compresor. Si la temperatura de la carcasa del compresor excede la temperatura limite superior predeterminada, el controlador 31 detiene (termina de manera forzada) el calentamiento del compresor 1 por la parte 10 de calentamiento del compresor independientemente de la condicion de inicio descrita anteriormente de cada operacion de calentamiento.
Si la temperatura de la carcasa del compresor cae por debajo de la temperatura del aire exterior (temperatura del refrigerante), la terminacion forzada se cancela, el control se ejecuta en base a la condicion de inicio descrita anteriormente de cada operacion de calentamiento o similar.
Aqui, como la temperatura limite superior predeterminada, se establece una temperatura mas alta que la temperatura asumida como la temperatura del aire exterior, por ejemplo (75°C, por ejemplo).
Para la temperatura de la carcasa del compresor, puede usarse el valor detectado del propio sensor 21 de temperatura del compresor o, considerando un error de deteccion del sensor, puede usarse un valor obtenido restando un valor predeterminado del valor detectado como la temperatura de la carcasa del compresor.
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[Ventajas de la Realizacion 7]
Tal como se ha descrito anteriormente en esta realizacion, se obtiene la temperatura de la carcasa del compresor y, cuando la temperatura de la carcasa del compresor excede la temperatura del aire exterior (temperatura del refrigerante) y ademas cuando la temperatura de la carcasa del compresor excede la temperatura limite superior predeterminada, el calentamiento del compresor 1 por la parte 10 de calentamiento del compresor se detiene.
De esta manera, cuando es menos probable que el refrigerante inunde el compresor 1, puede establecerse de manera que el compresor 1 no sea calentado. De esta manera, ademas de las ventajas de las realizaciones 1 a 6, puede suprimirse adicionalmente el consumo de energia mientras el aparato de aire acondicionado esta parado.
Realizacion 8
[Suministro continuo de electricidad]
En la Realizacion 8, se describira una realizacion en la que el compresor 1 es calentado cuando la temperatura del aire exterior (temperatura del refrigerante) esta a una temperatura limite inferior predeterminada o un valor inferior.
La configuracion en esta realizacion es la misma que la de la Realizacion 1 y se proporcionan los mismos numeros de referencia a las mismas partes.
Por ejemplo, si el sensor 22 de temperatura del refrigerante esta constituido por un termistor, por ejemplo, podria ocurrir un error de medicion fuera del intervalo de los limites de temperatura de operacion, tal como en una zona de baja temperatura.
Si se produce dicho error de medicion, no puede adquirirse la capacidad de calentamiento requerida apropiada y se produce un error en un valor calculado de la cantidad Ms de liquido refrigerante restante y el refrigerante podria inundar el compresor 1.
De esta manera, el controlador 31 en esta realizacion establece la parte 10 de calentamiento del compresor a una capacidad de calentamiento predeterminada y calienta (suministra continuamente electricidad a) el compresor 1 independientemente de la condicion de inicio descrita anteriormente de cada operacion de calentamiento cuando la temperatura del aire exterior esta en la temperatura limite inferior predeterminada o un valor inferior.
Aqui, se establece la temperatura limite inferior predeterminada, una temperatura a la que la precision de medicion disminuye debido a las caracteristicas del sensor 22 de temperatura del refrigerante o similar, por ejemplo.
Para la capacidad de calentamiento predeterminada, se estable el limite Pmax superior de la capacidad de calentamiento, por ejemplo.
La presente invencion no esta limitada en ese sentido, y puede usarse una capacidad de calentamiento arbitraria superior o inferior al limite Pmax superior de la capacidad de calentamiento.
Puede configurarse de manera que el suministro continuo de electricidad se cancele cuando la temperatura del aire exterior excede la temperatura obtenida sumando un valor predeterminado a la temperatura limite inferior.
Como resultado, cuando la temperatura del aire exterior esta cerca de la temperatura limite inferior, puede suprimirse la ocurrencia de una oscilacion.
[Ventajas de la Realizacion 8]
Tal como se ha descrito anteriormente, en esta realizacion, cuando la temperatura del aire exterior (temperatura del refrigerante) esta a la temperatura limite inferior predeterminada o un valor inferior, la parte 10 de calentamiento del compresor se establece a la capacidad de calentamiento predeterminada y el compresor 1 es calentado.
De esta manera, si es probable que el refrigerante inunde el compresor 1, el compresor 1 puede ser calentado. De esta manera, puede prevenirse que el refrigerante se condense e inunde el compresor 1.

Claims (13)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un aparato (50) de aire acondicionado que comprende:
    un ciclo de refrigerante en el que al menos un compresor (1), un intercambiador (3) de calor en el lado de la fuente de calor, unos medios (4) de expansion y un intercambiador (5) de calor en el lado de uso estan conectados por una tuberia de refrigerante y a traves de la cual circula un refrigerante;
    medios (10) de calentamiento que calientan el compresor (1); y
    medios (31) de control que obtienen una temperatura del refrigerante en el compresor (1) y controlan los medios (10) de calentamiento en base a una tasa de cambio de la temperatura del refrigerante por cada tiempo predeterminado, en el que
    los medios (31) de control:
    inician una primera operacion de calentamiento cuando el compresor (1) esta en un estado parado y la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante es mayor que cero;
    en la primera operacion de calentamiento, establecen una capacidad de calentamiento de los medios (10) de calentamiento de manera que este comprendida en un intervalo no superior a un limite (Pmax) superior de la capacidad de calentamiento en base a la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante y adquieren una cantidad (Ms) de liquido refrigerante restante, que es una cantidad de refrigerante condensado en el compresor (1) que no se habia evaporado en la primera operacion de calentamiento, en base a la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante y de la capacidad de calentamiento;
    inician una segunda operacion de calentamiento cuando el compresor (1) esta en el estado parado, la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante es cero o un valor inferior y la cantidad (Ms) de liquido refrigerante restante es mayor que cero; y
    en la segunda operacion de calentamiento, controlan los medios (10) de calentamiento en base a la cantidad (Ms) de liquido refrigerante restante y permiten que el refrigerante condensado en el compresor (1) se evapore.
  2. 2. Aparato (50) de aire acondicionado segun la reivindicacion 1, en el que
    los medios (31) de control:
    obtienen una temperatura del compresor (1); e
    inician la primera operacion de calentamiento cuando el compresor (1) esta en el estado parado, la temperatura del refrigerante excede la temperatura del compresor (1) y la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante es mayor que cero.
  3. 3. Aparato (50) de aire acondicionado segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, en el que los medios (31) de control:
    terminan la primera operacion de calentamiento cuando la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante disminuye a cero o un valor inferior durante la primera operacion de calentamiento;
    inician una tercera operacion de calentamiento cuando el compresor (1) esta en el estado parado y la cantidad (Ms) de liquido refrigerante restante es cero despues de terminada la primera operacion de calentamiento; y
    en la tercera operacion de calentamiento, establecen los medios (10) de calentamiento a una capacidad de calentamiento predeterminada y calientan el compresor (1) hasta que haya transcurrido un tiempo predeterminado.
  4. 4. Aparato (50) de aire acondicionado segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los medios (31) de control:
    inician una cuarta operacion de calentamiento cuando el compresor (1) esta en el estado parado y el aparato (50) de aire acondicionado es encendido o el calentamiento del compresor (1) con los medios (10) de calentamiento ha estado continuamente en un estado parado durante un tiempo de parada predeterminado o superior; y
    en la cuarta operacion de calentamiento, establecen los medios (10) de calentamiento a una capacidad de
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    calentamiento predeterminada y calientan el compresor (1) hasta que haya transcurrido un segundo tiempo predeterminado.
  5. 5. Aparato (50) de aire acondicionado segun la reivindicacion 4, en el que
    los medios (31) de control hacen que los medios de informacion proporcionen informacion acerca de un estado operativo actual de entre cualquiera de los estados operativos de entre las operaciones de calentamiento primera a cuarta.
  6. 6. Aparato (50) de aire acondicionado segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que los medios (31) de control:
    establecen la capacidad de calentamiento de los medios (10) de calentamiento de manera que no sea mayor que el limite (Pmax) superior de la capacidad de calentamiento segun una capacidad de calentamiento requerida que es proporcional a la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante en la primera operacion de calentamiento; y
    adquieren una cantidad de refrigerante condensado en el compresor (1) en el tiempo predeterminado en base a una diferencia entre la capacidad de calentamiento requerida que es proporcional a la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante y la capacidad de calentamiento establecida, integran la cantidad de refrigerante y adquieren la cantidad (Ms) de liquido refrigerante restante.
  7. 7. Aparato (50) de aire acondicionado segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que los medios (31) de control:
    adquieren una capacidad de calentamiento requerida que es proporcional a la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante y establecen la capacidad de calentamiento de los medios (10) de calentamiento en un intervalo que excede la capacidad de calentamiento requerida y no superior a un limite superior de la capacidad de calentamiento cuando la capacidad de calentamiento requerida es menor que el limite superior de la capacidad de calentamiento en la primera operacion de calentamiento;
    adquieren una cantidad de refrigerante evaporado en el compresor (1) en el tiempo predeterminado en base a una diferencia entre la capacidad de calentamiento establecida y la capacidad de calentamiento requerida; y
    restan la cantidad de refrigerante de la cantidad de liquido refrigerante restante (Ms).
  8. 8. Aparato (50) de aire acondicionado segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que los medios (31) de control:
    en la segunda operacion de calentamiento, adquieren, en base a la cantidad (Ms) de liquido refrigerante restante, un tiempo de calentamiento auxiliar que es el tiempo requerido para que la cantidad (Ms) de liquido refrigerante restante se evapore cuando los medios (10) de calentamiento tienen una capacidad de calentamiento predeterminada; y
    calientan el compresor (1) hasta que ha transcurrido el tiempo de calentamiento auxiliar mientras establecen los medios (10) de calentamiento a la capacidad de calentamiento predeterminada.
  9. 9. Aparato (50) de aire acondicionado segun la reivindicacion 8, en el que los medios (31) de control:
    detienen la segunda operacion de calentamiento y establecen la cantidad (Ms) de liquido refrigerante restante y el tiempo de calentamiento auxiliar a cero cuando se inicia el compresor (1); y
    detienen la segunda operacion de calentamiento, mantienen al menos uno de entre la cantidad (Ms) de liquido refrigerante restante o el tiempo de calentamiento auxiliar, en el tiempo de parada, e inician la primera operacion de calentamiento cuando el compresor (1) esta en estado parado y la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante es mayor que cero.
  10. 10. Aparato (50) de aire acondicionado segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que los medios (31) de control adquieren la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante usando una temperatura de refrigerante actual y una temperatura de refrigerante obtenida en el tiempo predeterminado anterior.
  11. 11. Aparato (50) de aire acondicionado segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que los medios (31) de control:
    calculan una estimacion de una temperatura del refrigerante despues de transcurrido el tiempo predeterminado usando al menos una temperatura de refrigerante actual y una temperatura de refrigerante
    obtenida el tiempo predeterminado anterior; y
    adquieren la tasa de cambio de la temperatura del refrigerante usando la temperatura del refrigerante despues del tiempo predeterminado y la temperatura del refrigerante actual.
  12. 12. Aparato (50) de aire acondicionado segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que los medios 5 (31) de control:
    obtienen una temperatura del compresor (1); y
    detienen el calentamiento del compresor (1) con los medios (10) de calentamiento cuando la temperatura del compresor (1) excede la temperatura del refrigerante y la temperatura del compresor (1) excede una temperatura limite superior predeterminada.
    10 13. Aparato (50) de aire acondicionado segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que los medios
    (31) de control calientan el compresor (1) mientras establecen los medios (10) de calentamiento a una capacidad de calentamiento predeterminada cuando la temperatura del refrigerante no es superior a una temperatura limite inferior predeterminada.
  13. 14. Aparato (50) de aire acondicionado segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que
    15 el intercambiador (3) de calor en el lado de la fuente de calor tiene una capacidad termica configurada para ser
    mayor que una capacidad termica del intercambiador (5) de calor en el lado de uso; y
    los medios (31) de control usan una temperatura del aire, que es usado por el intercambiador (3) de calor en el lado de la fuente de calor para intercambiar calor con el refrigerante, en lugar de la temperatura del refrigerante.
    20 15. Aparato (50) de aire acondicionado segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que
    el intercambiador (5) de calor en el lado de uso tiene una capacidad termica configurada para ser mayor que la capacidad termica del intercambiador (3) de calor en el lado de la fuente de calor; y
    los medios (31) de control usan una temperatura del aire, que es usado por el intercambiador (5) de calor en el lado de uso para intercambiar calor con el refrigerante, en lugar de la temperatura del refrigerante.
    25
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