ES2640864T3 - Acondicionador de aire - Google Patents

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ES2640864T3 ES06834562.8T ES06834562T ES2640864T3 ES 2640864 T3 ES2640864 T3 ES 2640864T3 ES 06834562 T ES06834562 T ES 06834562T ES 2640864 T3 ES2640864 T3 ES 2640864T3
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Tadafumi Nishimura
Shinichi Kasahara
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Daikin Industries Ltd
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Abstract

Acondicionador de aire (1) que comprende: un circuito de refrigerante (7) que tiene una unidad de fuente de calor (2a a 2c) que tiene un mecanismo de compresión (21a a 21c) y un intercambiador de calor de lado de fuente de calor (24a a 24c), un tubo de comunicación de refrigerante (4, 5) al que está conectada la unidad de fuente de calor, un mecanismo de expansión (29a a 29c, 31a, 31b, ...), y una unidad de utilización (3a, 3b, ...) que tiene un intercambiador de calor de lado de utilización (32a, 32b, ...) y que está conectada al tubo de comunicación de refrigerante (4, 5); y un controlador de operación (6a a 6c) adaptado para realizar una operación de retorno de lubricante con antelación cuando se lleva a cabo una operación de evaluación de cantidad de refrigerante para evaluar la cantidad de refrigerante en el interior del circuito de refrigerante.

Description

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DESCRIPCION
Acondicionador de aire Descripcion Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un acondicionador de aire dotado de un circuito de refrigerante.
Antecedentes de la tecnica
Un ejemplo de un detector de fuga de refrigerante convencional de un aparato de refrigeracion se divulga en el documento de patente 1. En este detector de fuga de refrigerante, se mantienen una temperatura de refrigerante de condensacion y una temperatura de refrigerante de evaporacion en un valor fijo usando medios de ajuste de temperatura de refrigerante de condensacion y medios de ajuste de temperatura de refrigerante de evaporacion, y se lleva a cabo una operacion de deteccion de fuga de refrigerante para detectar fugas de refrigerante en un ciclo de refrigeracion usando medios de calculo de diferencia de temperatura para comparar senales de salida de un detector de temperatura de refrigerante de descarga y establecer valores y calcular una diferencia de temperatura. Por lo tanto, la temperatura del refrigerante de condensacion que fluye a traves de un condensador y la temperatura del refrigerante de evaporacion que fluye a traves de un evaporador se mantienen en un valor fijo, por lo cual la temperatura de refrigerante de descarga bajo una cantidad adecuada de refrigerante se establece en el valor establecido. Se comparan el valor establecido y la senal de salida del detector de temperatura de refrigerante de descarga, se evalua que no se haya producido una fuga de refrigerante cuando el valor sea menor que el valor establecido, y se evalua que se haya producido una fuga de refrigerante cuando el valor es mayor que el valor establecido.
<Documento de patente 1>
Publicacion de solicitud de patente japonesa n.° H11-211292 <Documento de patente 2>
El documento US 2005/0204756 A1 divulga un acondicionador de aire que comprende un controlador que lleva a cabo una operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante.
Divulgacion de la invencion
Problemas que soluciona la invencion
Sin embargo, en la tecnica del documento de patente 1, se propone un metodo en el que se preve la cantidad de refrigerante en el ciclo de refrigeracion mientras que se esta realizando la operacion de deteccion de fuga de refrigerante (operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante). Sin embargo, existe un riesgo de que el error al prever la cantidad de refrigerante aumente cuando se quede una cantidad grande de lubricante de maquina de refrigeracion en los tubos y el intercambiador de calor debido al estado de operacion antes de la operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante. Se produce una diferencia en la solubilidad del refrigerante en el lubricante y el error al detectar la fuga de refrigerante aumenta debido a que las condiciones de temperatura y presion son diferentes cuando el lubricante de maquina de refrigeracion esta presente en el exterior del compresor y cuando el lubricante de maquina de refrigeracion esta presente en el interior del compresor.
Un objetivo de la presente invencion es mantener las condiciones de distribucion de lubricante de la maquina de refrigeracion en el interior del ciclo uniforme en cada operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante, y minimizar el error al prever la cantidad de refrigerante producido por la diferencia en la solubilidad del refrigerante en el lubricante.
Medios para solucionar los problemas
El acondicionador de aire de acuerdo con un primer aspecto esta dotado de un circuito de refrigerante y un controlador de operacion. El circuito de refrigerante es un circuito que incluye una unidad de fuente de calor, un tubo de comunicacion de refrigerante, un mecanismo de expansion y una unidad de utilizacion. La unidad de fuente de calor tiene un mecanismo de compresion y un intercambiador de calor de lado de fuente de calor. La unidad de fuente de calor esta conectada al tubo de comunicacion de refrigerante. La unidad de utilizacion tiene un intercambiador de calor de lado de utilizacion y esta conectada al tubo de comunicacion de refrigerante. El controlador de operacion realiza una operacion de retorno de lubricante con antelacion para retornar el lubricante acumulado en el circuito de refrigerante cuando se lleva a cabo una operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante para evaluar la cantidad de refrigerante en el interior del circuito de refrigerante.
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En el acondicionador de aire, se realiza con antelacion una operacion de retorno de lubricante que retorna el lubricante acumulado en el circuito de refrigerante cuando se lleva a cabo la operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante. Por lo tanto, en el acondicionador de aire, se retorna el lubricante acumulado en el circuito de refrigerante en el exterior del mecanismo de compresion y las condiciones de distribucion de lubricante de la maquina de refrigeracion en el interior del circuito de refrigerante pueden mantenerse uniformes. El error de deteccion provocado por la diferencia en la solubilidad del refrigerante en el lubricante puede, por consiguiente, reducirse en la medida de lo posible antes de la operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante. De ese modo, puede realizarse una operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante mas precisa.
El acondicionador de aire de acuerdo con un segundo aspecto es el acondicionador de aire de acuerdo con el primer aspecto, en el que la operacion de retorno de lubricante es una operacion para controlar el refrigerante que fluye a traves de del circuito de refrigerante de manera que el refrigerante fluye en el interior de los tubos a o por encima de una tasa prescrita.
En el acondicionador de aire, la operacion de retorno de lubricante es una operacion para controlar la tasa a la que el refrigerante fluye en el interior de los tubos de manera que alcanza una tasa de flujo definida o mayor. Por lo tanto, el lubricante acumulado en el circuito de refrigerante puede retornarse de manera fiable al mecanismo de compresion. Por consiguiente, puede realizarse una operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante mas precisa.
El acondicionador de aire de acuerdo con un tercer aspecto es el acondicionador de aire de acuerdo con el primer o el segundo aspecto, en el que esta presente una pluralidad de las unidades de fuente de calor.
En el acondicionador de aire, esta presente una pluralidad de unidades de fuente de calor. Por lo tanto, la vida util del sistema entero puede prolongarse sin colocar una carga exclusivamente en una unica unidad incluso durante una operacion de carga baja debido a que las unidades de fuente de calor en el sistema pueden colocarse en una rotacion de intervalos de tiempo fijos.
El acondicionador de aire de acuerdo con un cuarto aspecto es el acondicionador de aire de acuerdo con cualquiera de los aspectos primero a tercero, en los que el mecanismo de compresion tiene una pluralidad de compresores.
En el acondicionador de aire, el mecanismo de compresion tiene una pluralidad de compresores. Por lo tanto, todas las unidades de fuente de calor pueden operarse de manera continua y puede evitarse la acumulacion de lubricante en el circuito de refrigerante en la medida de lo posible incluso cuando se ha reducido la carga de operacion de la unidad de utilizacion debido a que la capacidad del mecanismo de compresion puede variarse controlando el numero de compresores. Los compresores restantes pueden gestionar la carga, aunque uno de los compresores funcione mal. Por este motivo, puede evitarse una detencion completa del acondicionador de aire.
El acondicionador de aire de acuerdo con un quinto aspecto es el acondicionador de aire de acuerdo con el cuarto aspecto, en el que el controlador de operacion opera al menos una unidad de entre la pluralidad de compresores en el mecanismo de compresion cuando se realiza una operacion de retorno de lubricante.
En el acondicionador de aire, la operacion de retorno de lubricante es una operacion en la que se acciona al menos uno de los compresores de entre la pluralidad de compresores cuando una pluralidad de compresores esta presente. Por lo tanto, se puede reducir el consumo de energfa debido a que la operacion de retorno de lubricante se lleva a cabo accionando solo una parte de los compresores.
Efecto de la invencion
En el acondicionador de aire de acuerdo con el primer aspecto, se retorna el lubricante acumulado en el circuito de refrigerante en el exterior del mecanismo de compresion y las condiciones de distribucion de lubricante de la maquina de refrigeracion en el interior del circuito de refrigerante pueden mantenerse uniforme. El error de deteccion provocado por la diferencia en la solubilidad del refrigerante en el lubricante puede, por consiguiente, reducirse en la medida de lo posible antes de la operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante. De ese modo, puede realizarse una operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante mas precisa.
En el acondicionador de aire de acuerdo con el segundo aspecto, el lubricante que se ha acumulado en el circuito de refrigerante puede retornarse de manera fiable al mecanismo de compresion. La operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante puede, por consiguiente, llevarse a cabo con mayor precision.
En el acondicionador de aire de acuerdo con el tercer aspecto, la vida util del sistema entero puede prolongarse sin colocar la carga exclusivamente en una unica unidad incluso durante una operacion de carga baja debido a que las unidades de fuente de calor en el sistema pueden colocarse en una rotacion de intervalos de tiempo fijos.
En el acondicionador de aire de acuerdo con el cuarto aspecto, todas las unidades de fuente de calor pueden
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operarse de manera continua y puede evitarse la acumulacion de lubricante en el circuito de refrigerante en la medida de lo posible incluso cuando la carga de operacion de las unidades de utilizacion es baja, debido a que la capacidad del mecanismo de compresion puede variarse controlando el numero de compresores. Los compresores restantes pueden gestionar la carga, aunque uno de los compresores funcione mal. Por este motivo, puede evitarse una detencion completa del acondicionador de aire.
En el acondicionador de aire de acuerdo con el quinto aspecto, puede reducirse el consumo de energfa debido a que se lleva a cabo la operacion de retorno de lubricante accionando solo una parte de los compresores.
Breve descripcion de los dibujos
La FIG. 1 es un diagrama esquematico de un circuito de refrigerante de un acondicionador de aire referido a un modo de realizacion de la presente invencion;
la FIG. 2 es un diagrama de flujo que muestra el flujo de una operacion de deteccion de fuga de refrigerante referida a un modo de realizacion de la presente invencion;
la FIG. 3 es un diagrama de flujo que muestra el flujo de una operacion de carga de refrigerante automatica referida a un modo de realizacion de la presente invencion; y
la FIG. 4 es un diagrama de flujo que muestra el flujo de una operacion de retorno de lubricante referida a un modo de realizacion de la presente invencion.
Descripcion de los signos de referencia
1 Acondicionador de aire
2a a 2c Unidades de fuente de calor
3a, 3b, ... Unidades de utilizacion
4, 5 Tubos de comunicacion de refrigerante 6a a 6c Controladores de operacion
8a a 8c Medios de evaluacion de estancamiento de refrigerante 21a a 21c Mecanismos de compresion
22a a 22c, 27a a 27c, 28a a 28c Compresores 24a a 24c Intercambiadores de calor de lado de fuente de calor
29a a 29c Valvulas de expansion de lado de fuente de calor
31a, 31b, ... Valvulas de expansion de lado de utilizacion
32a, 32c, ... Intercambiadores de calor de lado de utilizacion
Mejor modo de llevar a cabo la invencion
(1) Configuracion del acondicionador de aire
La FIG. 1 muestra un diagrama esquematico de circuito de refrigerante de un acondicionador de aire 1 referido a un primer modo de realizacion de la presente invencion. El acondicionador de aire 1 se usa para acondicionar el aire de un edificio o similar, y tiene una configuracion en la que una pluralidad (tres, en el presente modo de realizacion) de unidades de fuente de calor enfriadas por aire 2a a 2c y numerosas unidades de utilizacion 3a, 3b, ... estan conectadas en paralelo a un tubo de comunicacion de refrigerante lfquido 4 y un tubo de comunicacion de refrigerante gaseoso 5, respectivamente. En este caso, solo se muestran dos unidades de utilizacion 3a y 3b. La pluralidad de unidades de fuente de calor 2a a 2c estan dotadas de mecanismos de compresion 21a a 21c que tienen cada uno compresores de capacidad variable 22a a 22c individuales y una pluralidad (dos, en el presente modo de realizacion) de compresores de capacidad fija 27a a 27c y 28a a 28c.
Las unidades de utilizacion 3a, 3b, ... estan compuestas principalmente por valvulas de expansion de lado de utilizacion 31a, 31b, ..., intercambiadores de calor de lado de utilizacion 32a, 32b, ... y tubos que conectan a los mismos, respectivamente. En el presente modo de realizacion, las valvulas de expansion de lado de utilizacion 31a,
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31b, ... son valvulas de expansion accionadas electricamente conectadas al lado de tubo de comunicacion de refrigerante Kquido 4 (a continuacion, en el presente documento denominado lado de lfquido) de los intercambiadores de calor de lado de utilizacion 32a, 32b, ... con el fin de ajustar la presion de refrigerante, ajustar la tasa de flujo del refrigerante y realizar otras operaciones. En el presente modo de realizacion, los intercambiadores de calor de lado de utilizacion 32a, 32b, son intercambiadores de calor de tubos y aletas transversales y son dispositivos para intercambiar calor con aire de interior. En el presente modo de realizacion, las unidades de utilizacion 3a, 3b, ... estan dotadas de un ventilador de interior (no mostrado) para llevar aire de interior al interior de las unidades y descargar aire, y puede intercambiar calor entre el aire de interior y el refrigerante que fluye a traves de los intercambiadores de calor de lado de utilizacion 32a, 32b, ....
Las unidades de fuente de calor 2a a 2c estan compuestas principalmente por mecanismos de compresion 21a a 21c, valvulas de conmutacion de cuatro vfas 23a a 23c, intercambiadores de calor de lado de fuente de calor 24a a 24c, valvulas de detencion de lado de lfquido 25a a 25c, valvulas de detencion de lado de gas 26a a 26c, valvulas de expansion de lado de fuente de calor 29a a 29c y tubos que conectan a los mismos, respectivamente. En el presente modo de realizacion, las valvulas de expansion de lado de fuente de calor 29a a 29c son valvulas de expansion accionadas electricamente conectadas al lado de tubo de comunicacion de refrigerante lfquido 4 (a continuacion, en el presente documento, denominado lado de lfquido) de las valvulas de expansion de lado de fuente de calor 29a a 29c con el fin de ajustar la presion de refrigerante, ajustar la tasa de flujo del refrigerante, y realizar otras operaciones. Los mecanismos de compresion 21a a 21c tienen compresores de capacidad variable 22a a 22c, dos compresores de capacidad fija 27a a 27c y 28a a 28c y un separador de lubricante (no mostrado).
Los compresores 22a a 22c, 27a a 27c y 28a a 28c son dispositivos para comprimir gas refrigerante que se ha llevado dentro, y, en el presente modo de realizacion, estan compuestos por un compresor de capacidad variable individual en el que puede cambiarse la capacidad de operacion mediante un control inversor, y dos compresores de capacidad fija.
Las valvulas de conmutacion de cuatro vfas 23a a 23c son valvulas para conmutar la direccion del flujo del refrigerante cuando se hace una conmutacion entre operaciones de enfriamiento y calentamiento; durante la operacion de enfriamiento, pueden conectar los mecanismos de compresion 21a a 21c y el lado del tubo de comunicacion de refrigerante gaseoso 5 (a continuacion en el presente documento denominado lado de gas) de los intercambiadores de calor de lado de fuente de calor 24a a 24c, y conectar un lado de lado de succion de los compresores 21a a 21 c y el tubo de comunicacion de refrigerante gaseoso 5 (veanse las lmeas continuas de las valvulas de conmutacion de cuatro vfas 23a a 23c de la FIG. 1); y, durante la operacion de calentamiento, pueden conectar las salidas de los mecanismos de compresion 21a a 21c y el tubo de comunicacion de refrigerante gaseoso 5, y conectar el lado de succion de los mecanismos de compresion 21a a 21c y el lado de gas de los intercambiadores de calor de lado de fuente de calor 24a a 24c (veanse las lmeas discontinuas de las valvulas de conmutacion de cuatro vfas 23a a 23c de la FIG. 1).
En el presente modo de realizacion, los intercambiadores de calor de lado de fuente de calor 24a a 24c son intercambiadores de calor de tubos y aletas transversales y son dispositivos para intercambiar calor entre el refrigerante y el aire en el exterior como fuente de calor. En el presente modo de realizacion, las unidades de fuente de calor 2a a 2c estan dotadas de un ventilador de exterior (no mostrado) para llevar aire de exterior al interior de las unidades y descargar aire, y pueden intercambiar calor entre el aire de exterior y el refrigerante que fluye a traves de los intercambiadores de calor de lado de fuente de calor 24a a 24c.
Las valvulas de detencion de lado de lfquido 25a a 25c y las valvulas de detencion de lado de gas 26a a 26c de las unidades de fuente de calor 2a a 2c estan conectadas en paralelo al tubo de comunicacion de refrigerante lfquido 4 y al tubo de comunicacion de refrigerante gaseoso 5. El tubo de comunicacion de refrigerante lfquido 4 esta conectado entre el lado de lfquido de los intercambiadores de calor de lado de utilizacion 32a, 32b, ... de las unidades de utilizacion 3a, 3b, ... y el lado de lfquido de los intercambiadores de calor de lado de fuente de calor 24a a 24c de las unidades de fuente de calor 2a a 2c. El tubo de comunicacion de refrigerante gaseoso 5 esta conectado entre el lado de gas de los intercambiadores de calor de lado de utilizacion 32a, 32b, ... de las unidades de utilizacion 3a, 3b, ... y las valvulas de conmutacion de cuatro vfas 23a a 23c de las unidades de fuente de calor 2a a 2c.
El acondicionador de aire 1 esta dotado, ademas, de controladores de operacion 6a a 6c adaptados para realizar una operacion de retorno de lubricante en la que el lubricante acumulado en el circuito de refrigerante 7 se retorna con antelacion cuando se lleva a cabo una operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante para evaluar la cantidad de refrigerante en el interior del circuito de refrigerante 7. En el presente modo de realizacion, los controladores de operacion 6a a 6c estan alojados en las unidades de fuente de calor 2a a 2c, el control de operacion tal como se describio anteriormente puede llevarse a cabo usando solo el controlador de operacion (6a, en este caso) de la unidad de fuente de calor (2a, en este caso) que se ha establecido como dispositivo principal. Los controladores de operacion (6b y 6c, en este caso) de las unidades de fuente de calor (2a y 2b, en este caso) establecidos como otros dispositivos subordinados pueden enviar el estado de operacion del mecanismo de compresion y otros dispositivos y datos de deteccion en los diversos sensores al controlador de operacion principal 6a, y pueden funcionar de manera que envfan ordenes de operacion y detencion al mecanismo de compresion y otros dispositivos por medio de ordenes desde el controlador de operacion principal 6a.
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(2) Operacion del acondicionador de aire
A continuacion, se describira la operacion del acondicionador de aire 1 con referencia a la FIG. 1.
<Operacion normal>
(Operacion de enfriamiento)
La operacion de enfriamiento se describira en primer lugar. Durante la operacion de enfriamiento, las valvulas de conmutacion de cuatro vfas 23a a 23c en todas las unidades de fuente de calor 2a a 2c estan en el estado indicado por las lmeas continuas en la FIG. 1, es decir, el lado de descarga de los mecanismos de compresion 21a a 21c esta conectado al lado de gas de los intercambiadores de calor de lado de fuente de calor 24a a 24c, y el lado de succion de los mecanismos de compresion 21a a 21c esta conectado al lado de gas de los intercambiadores de calor de lado de utilizacion 32a, 32b, ... por medio del tubo de comunicacion de refrigerante gaseoso 5. Ademas, las valvulas de detencion de lado de lfquido 25a a 25c y las valvulas de detencion de lado de gas 26a a 26c estan abiertas y la posicion de apertura de las valvulas de expansion de lado de utilizacion 31a, 31b, ... se ajusta de manera que se reduce la presion de refrigerante.
En este estado del circuito de refrigerante 7 del acondicionador de aire 1, el gas refrigerante se lleva al interior de los mecanismos de compresion 21a a 21c y se comprime cuando se inician los ventiladores de exterior (no mostrados) de las unidades de fuente de calor 2a a 2c y los ventiladores de interior (no mostrados) y los mecanismos de compresion 21a a 21c de las unidades de utilizacion 3a, 3b, ..., por lo que se envfa el gas refrigerante a los intercambiadores de calor de lado de fuente de calor 24a a 24c por medio de las valvulas de conmutacion de cuatro vfas 23a a 23c, intercambia calor con el aire del exterior, y se condensa. El lfquido refrigerante condensado se incorpora al tubo de comunicacion de refrigerante lfquido 4 y se envfa a las unidades de utilizacion 3a, 3b, .... El fluido refrigerante enviado a las unidades de utilizacion 3a, 3b, ... se reduce en presion por las valvulas de expansion de lado de utilizacion 31a, 31b, ..., luego se somete a intercambio de calor con aire de interior en los intercambiadores de calor de lado de utilizacion 32a, 32b, ..., y luego se evapora. El gas refrigerante evaporado se envfa a traves de del tubo de comunicacion de refrigerante gaseoso 5 al lado de las unidades de fuente de calor 2a a 2c. El gas refrigerante que fluye a traves de del tubo de comunicacion de refrigerante gaseoso 5 pasa a traves de las valvulas de conmutacion de cuatro vfas 23a a 23c de las unidades de fuente de calor 2a a 2c, y se lleva despues al interior de los mecanismos de compresion 21a a 21c de nuevo. La operacion de enfriamiento se lleva a cabo de esta manera.
(Operacion de calentamiento)
La operacion de calentamiento se describira a continuacion. Durante la operacion de calentamiento, las valvulas de conmutacion de cuatro vfas 23a a 23c en todas las unidades de fuente de calor 2a a 2c estan en el estado indicado por las lmeas discontinuas en la FIG. 1, es decir, el lado de descarga de los mecanismos de compresion 21a a 21c esta conectado al lado de gas de los intercambiadores de calor de lado de utilizacion 32a, 32b, ... por medio del tubo de comunicacion de refrigerante gaseoso 5 y el lado de succion de los mecanismos de compresion 21a a 21c esta conectado al lado de gas de los intercambiadores de calor de lado de fuente de calor 24a a 24c. Ademas, las valvulas de detencion de lado de lfquido 25a a 25c y las valvulas de detencion de lado de gas 26a a 26c estan abiertas y la posicion de apertura de las valvulas de expansion de lado de fuente de calor 29a a 29c se ajusta de manera que se reduce la presion de refrigerante.
En este estado del circuito de refrigerante 7 del acondicionador de aire 1, el gas refrigerante se lleva al interior de los mecanismos 21a a 21 c de compresion y se comprime cuando se inician los ventiladores de exterior (no mostrados) de las unidades de fuente de calor 2a a 2c y los ventiladores de interior (no mostrados) y los mecanismos 21a a 21 c de compresion de las unidades de utilizacion 3a, 3b, ..., por lo que el gas refrigerante se integra en el tubo de comunicacion de refrigerante gaseoso 5 por medio de las valvulas de conmutacion de cuatro vfas 23a a 23c de las unidades de fuente de calor 2a a 2c y se envfa al lado de las unidades de utilizacion 3a, 3b, .... El gas refrigerante enviado a las unidades de utilizacion 3a, 3b, ..., intercambia calor con el aire de interior por medio de los intercambiadores de calor de lado de utilizacion 32a, 32b, ..., y se condensa. El refrigerante condensado se integra en el tubo de comunicacion de refrigerante lfquido 4 por medio de las valvulas de expansion de lado de utilizacion 31a, 31b, ..., y se envfa al lado de las unidades de fuente de calor 2a a 2c. El lfquido de refrigerante que fluye a traves de del tubo de comunicacion de refrigerante lfquido 4 esta hecho para intercambiar calor con el aire de en el exterior por medio de los intercambiadores de calor de lado de fuente de calor 24a a 24c de las unidades de fuente de calor 2a a 2c, y se provoca que se evapore. El gas refrigerante evaporado se lleva al interior de los mecanismos de compresion 21a a 21c de nuevo por medio de las valvulas de conmutacion de cuatro vfas 23a a 23c de las unidades de fuente de calor 2a a 2c. La operacion de calentamiento se lleva a cabo de esta manera.
<Operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante>
A continuacion, se describira la operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante. La operacion de evaluacion de
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cantidad de refrigerante incluye una operacion de deteccion de fuga de refrigerante y una operacion de carga de refrigerante automatica.
(Operacion de deteccion de fuga de refrigerante)
La operacion de deteccion de fuga de refrigerante, que es una de la operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante, se describira con referencia a las FIGS. 1 y 2. En este caso, la FIG. 2 es un diagrama de flujo de la operacion de deteccion de fuga de refrigerante.
A modo de ejemplo, se describira un caso en el que la operacion se conmuta periodicamente (por ejemplo, una vez al mes, cuando no se requiere procedimiento de carga en el espacio del acondicionador de aire, o en otro periodo de tiempo) a la operacion de deteccion de fuga de refrigerante, que es una operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante, durante la operacion de enfriamiento o la operacion de calentamiento en operacion normal, por lo que la deteccion se realiza para determinar si el refrigerante en el interior del circuito de refrigerante 7 se ha fugado al exterior debido a un motivo desconocido.
En primer lugar, en la etapa S1, se lleva a cabo una operacion previa de evaluacion de cantidad de refrigerante antes de la operacion de deteccion de fuga de refrigerante. La operacion previa de evaluacion de cantidad de refrigerante se describira mas adelante.
A continuacion, en la etapa S2, se realiza una evaluacion si una operacion en operacion normal tal como la operacion de enfriamiento o la operacion de calentamiento descritas anteriormente ha continuado durante una duracion de tiempo fija (por ejemplo, un mes), y el procedimiento avanza a la siguiente etapa S2 cuando una operacion en operacion normal ha continuado durante una duracion de tiempo fija.
En la etapa S3, cuando una operacion en operacion normal ha continuado durante una duracion de tiempo fija, el circuito de refrigerante 7 entra en un estado en el que las valvulas de conmutacion de cuatro vfas 23a a 23c de las unidades de fuente de calor 2a a 2c estan en el estado indicado por las lmeas continuas de la FIG. 1, se abren las valvulas de expansion de lado de utilizacion 31a, 31b, ... de las unidades de utilizacion 3a, 3b, ..., se activa los mecanismos de compresion 21a a 21c y el ventilador de exterior (no mostrado), y una operacion de enfriamiento se lleva a cabo de manera forzada en todas las unidades de utilizacion 3a, 3b,....
En la etapa S4, se llevan a cabo el control de presion de condensacion por un ventilador de exterior, el control de sobrecalentamiento por las valvulas de expansion de lado de utilizacion 31a, 31b, ... y el control de presion de evaporacion por los mecanismos de compresion 21a a 21c y se estabiliza el estado del refrigerante que circula dentro del circuito de refrigerante 7.
En la etapa S5, se detecta el grado de subenfriamiento en las salidas de los intercambiadores de calor de lado de fuente de calor 24a a 24c.
En la etapa S6, el grado de subenfriamiento detectado en la etapa S5 se usa para evaluar si la cantidad de refrigerante es adecuada. La adecuacion de la cantidad de refrigerante cargada en el circuito de refrigerante 7 puede evaluarse cuando se detecta el grado de subenfriamiento en la etapa S5 usando el grado de subenfriamiento del refrigerante en las salidas de los intercambiadores de calor de lado de fuente de calor 24a a 24c sin relacion con el modo de las unidades de utilizacion 3a, 3b, ... y la longitud del tubo de comunicacion de refrigerante lfquido 4 y el tubo de comunicacion de refrigerante gaseoso 5.
La cantidad de refrigerante en los intercambiadores de calor de lado de fuente de calor 24a a 24c esta a un nivel bajo cuando la carga de cantidad de refrigerante adicional es baja y no se alcanza la cantidad de refrigerante requerida (que indica espedficamente que el grado de subenfriamiento detectado en la etapa S5 es menor que un grado de subenfriamiento que corresponde a la cantidad de refrigerante que se requiere para la presion de condensacion de los intercambiadores de calor de lado de fuente de calor 24a a 24c). Se evalua que no hay fuga de refrigerante cuando el grado de subenfriamiento detectado en la etapa S5 es sustancialmente el mismo grado (por ejemplo, la diferencia entre el grado de subenfriamiento detectado y el grado de subenfriamiento objetivo es menor que un grado definido) que el grado de subenfriamiento objetivo, y se finaliza la operacion de deteccion de fuga de refrigerante.
Por otra parte, cuando el grado de subenfriamiento detectado en la etapa S5 es un grado que es menor que el grado de subenfriamiento objetivo (por ejemplo, la diferencia entre el grado de subenfriamiento detectado y el grado de subenfriamiento objetivo es un grado definido o mayor), se evalua que se ha producido fuga de refrigerante. El procedimiento avanza al procedimiento de la etapa S7, y se visualiza un aviso que proporciona la notificacion de que se ha detectado la fuga de refrigerante, despues de lo que se finaliza la operacion de deteccion de fuga de refrigerante.
(Operacion de carga de refrigerante automatica)
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La operacion de carga de refrigerante automatica como una de la operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante se describira con referencia a las FIGS. 1 y 3. En este caso, la FIG. 3 es un diagrama de flujo de la operacion de carga de refrigerante automatica.
A modo de ejemplo, se describira un caso en el que un circuito de refrigerante 7 se monta en el lugar de instalacion conectando las unidades de utilizacion 3a, 3b, ... y las unidades de fuente de calor 2a a 2c llenadas con refrigerante con antelacion se conectan por medio del tubo de comunicacion de refrigerante lfquido 4 y el tubo de comunicacion de refrigerante gaseoso 5, y el refrigerante que esta fugandose se anade y carga despues en el circuito de refrigerante 7 de acuerdo con la longitud del tubo de comunicacion de refrigerante lfquido 4 y el tubo de comunicacion de refrigerante gaseoso 5.
En primer lugar, se abren las valvulas de detencion de lado de lfquido 25a a 25c y las valvulas de detencion de lado de gas 26a a 26c de las unidades de fuente de calor 2a a 2c, y el refrigerante cargado con antelacion en las unidades de fuente de calor 2a a 2c llena el interior del circuito de refrigerante 7.
A continuacion, la persona que lleva a cabo el trabajo de cargar el refrigerante envfa una orden para llevar a cabo una operacion de carga de refrigerante automatica, que es una de la operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante, por medio de control remoto o directamente a controladores de lado de utilizacion (no mostrados) de las unidades de utilizacion 3a, 3b, ... o a los controladores de operacion 6a a 6c de las unidades de fuente de calor 2a a 2c, despues de lo que se lleva a cabo la operacion de carga de refrigerante automatica en la secuencia de la etapa S11 a la etapa S 14.
En la etapa S11, la operacion previa a la evaluacion de cantidad de refrigerante se lleva a cabo antes de la operacion de carga de refrigerante automatica. La operacion previa a la evaluacion de cantidad de refrigerante se describira mas adelante.
En la etapa S12, cuando se ha enviado una orden durante la operacion de carga de refrigerante automatica para comenzar, el circuito de refrigerante 7 entra en un estado en el que las valvulas de conmutacion de cuatro vfas 23a a 23c de las unidades de fuente de calor 2a a 2c estan en el estado indicado por las lmeas continuas de la FIG. 1, se abren las valvulas de expansion de lado de utilizacion 31a, 31b, ... de las unidades de utilizacion 3a, 3b, ... se activan los mecanismos de compresion 21a a 21c y el ventilador de exterior (no mostrado), y se lleva a cabo una operacion de enfriamiento de manera forzada en todas las unidades de utilizacion 3a, 3b, ...
En la etapa S13, se llevan a cabo el control de presion de condensacion por un ventilador de exterior, el control de sobrecalentamiento por las valvulas de expansion de lado de utilizacion 31a, 31b, ..., y el control de presion de evaporacion por los mecanismos de compresion 21a a 21c y se estabiliza el estado del refrigerante que circula dentro del circuito de refrigerante 7.
En la etapa S14, se detecta el grado de subenfriamiento en las salidas de los intercambiadores de calor de lado de fuente de calor 24a a 24c.
En la etapa S15, el grado de subenfriamiento detectado en la etapa S14 se usa para evaluar si la cantidad de refrigerante es adecuada. Espedficamente, cuando el grado de subenfriamiento detectado en la etapa S14 es menor que el grado de subenfriamiento objetivo y no se completa la carga de refrigerante, el procedimiento de etapa S13 y etapa S14 se repite hasta que el grado de subenfriamiento alcanza el grado de subenfriamiento objetivo.
La operacion de carga de refrigerante automatica puede llevarse a cabo cuando refrigerante se carga durante una operacion de prueba despues de la instalacion in situ, y tambien puede usarse para realizar la carga de refrigerante adicional cuando se ha reducido la cantidad de refrigerante cargada en el circuito de refrigerante 7 debido a una fuga de refrigerante o similar.
<Operacion de preparacion de la evaluacion de cantidad de refrigerante>
En el acondicionador de aire 1, se lleva a cabo una operacion de retorno de lubricante con antelacion para recuperar lubricante acumulado en el circuito de refrigerante 7 cuando se realiza la operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante. La operacion de retorno de lubricante es una operacion de preparacion de la evaluacion de cantidad de refrigerante que se lleva a cabo en la etapa S1 en la operacion de deteccion de fuga de refrigerante o en la etapa S11 en la operacion de carga de refrigerante automatica. La FIG. 4 es un diagrama de flujo que muestra el flujo de la operacion de retorno de lubricante.
En la etapa S21, el controlador de operacion 6a envfa una orden para accionar una unica unidad de entre los compresores (compresores 22a a 22c, en este caso) de las unidades de fuente de calor 2a a 2c. Sin embargo, los controladores de operacion subordinados 6b y 6c reciben las ordenes del controlador de operacion principal 6a en relacion con las unidades de fuente de calor 2b y 2c, y los controladores de operacion subordinados 6b y 6c envfan ordenes de accionamiento al compresor 22b y 22c. El procedimiento avanza a la etapa S22 cuando se completa la etapa S21. En la etapa S22, el controlador de operacion 6a envfa una orden para detener los compresores 22a a
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Cuando se finaliza la operacion de retorno de lubricante, el procedimiento avanza a la etapa S2 en el caso de que la operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante sea una operacion de deteccion de fuga de refrigerante o avanza a la etapa S12 en el caso de que la operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante sea una operacion de carga de refrigerante automatica.
<Caractensticas>
(1)
En el acondicionador de aire 1, se realiza una operacion de retorno de lubricante con antelacion para recuperar lubricante acumulado en el circuito de refrigerante 7 cuando se lleva a cabo una operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante. Por lo tanto, en el acondicionador de aire 1, se recupera el lubricante acumulado en el circuito de refrigerante 7 en el exterior de los compresores 22a a 22c, 27a a 27c, y 28a a 28c y las condiciones de distribucion de lubricante de la maquina de refrigeracion en el circuito de refrigerante 7 pueden mantenerse uniformes. El error de deteccion provocado por la solubilidad de refrigerante en el lubricante puede por consiguiente reducirse en la medida de lo posible antes de la operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante. Una operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante mas precisa puede de ese modo llevarse a cabo.
(2)
En el acondicionador de aire 1, la operacion de retorno de lubricante es una operacion para controlar el refrigerante que fluye a traves del circuito de refrigerante de manera que el refrigerante fluye en el interior de los tubos a o por encima de una tasa prescrita. Por lo tanto, el lubricante acumulado en el circuito de refrigerante 7 puede devolverse de manera fiable a los compresores 22a a 22c, 27a a 27c, y 28a a 28c. Una operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante mas precisa puede de ese modo llevarse a cabo.
(3)
Una pluralidad de unidades de fuente de calor 2a a 2c esta presente en el acondicionador de aire 1. Por lo tanto, la vida util del sistema entero puede extenderse sin colocar una carga exclusivamente en una unica unidad incluso durante una operacion de carga baja debido a que las unidades de fuente de calor 2a a 2c en el sistema pueden colocarse en una rotacion de intervalos de tiempo fijos.
(4)
En el acondicionador de aire 1, los mecanismos de compresion 21a a 21c tienen una pluralidad de compresores 22a a 22c, 27a a 27c, y 28a a 28c. Por lo tanto, la capacidad de los mecanismos de compresion 21a a 21c puede variarse controlando el numero de compresores 22a a 22c, 27a a 27c, y 28a a 28c. Por lo tanto, todas las unidades de fuente de calor 2a a 2c pueden operarse de manera continua y puede evitarse la acumulacion de lubricante en el circuito de refrigerante 7 en la medida de lo posible incluso cuando la carga de operacion de las unidades de utilizacion 3a, 3b, ... se ha reducido. Ademas, los compresores restantes pueden gestionar la carga, aunque uno de los compresores 22a a 22c, 27a a 27c, y 28a a 28c funcione mal. Por este motivo, puede evitarse una detencion completa del acondicionador de aire.
(5)
En el acondicionador de aire 1, la operacion de retorno de lubricante es una operacion en la que se acciona al menos uno de los compresores de entre la pluralidad de compresores 22a a 22c, 27a a 27c, y 28a a 28c cuando esta presente una pluralidad de compresores 22a a 22c, 27a a 27c, y 28a a 28c. Por lo tanto, puede reducirse el consumo de energfa debido a que la operacion de retorno de lubricante se lleva a cabo accionando solo una parte de los compresores.
<Otros modos de realizacion>
(A)
En el modo de realizacion descrito anteriormente, se usan unidades de fuente de calor enfriadas por aire, en las que se usa aire exterior, como fuente de calor como unidades de fuente de calor 2a a 2c del acondicionador de aire 1, pero puede usarse tambien una unidad de fuente de calor enfriada por agua o de almacenamiento de hielo.
(B)
En el modo de realizacion descrito anteriormente, el acondicionador de aire 1 puede conmutar entre una operacion
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de calentamiento y una de enfriamiento, pero tambien es posible usar un acondicionador de aire dedicado al enfriamiento o un acondicionador de aire que es capaz de una operacion de calentamiento y de enfriamiento simultanea.
(C)
En el modo de realizacion descrito anteriormente, se conectaron en paralelo tres unidades de fuente de calor 2a a 2c que tienen la misma capacidad de acondicionamiento de aire, pero tambien pueden conectarse en paralelo unidades de fuente de calor que tienen diferente capacidad de acondicionamiento de aire, y tambien pueden conectarse en paralelo dos o mas unidades de fuente de calor sin restriccion a tres unidades. Ademas, se uso una pluralidad de unidades de fuente de calor 2a a 2c, pero no se impone una limitacion por una pluralidad de unidades, y puede usarse una unica unidad.
(D)
En el modo de realizacion descrito anteriormente, los controladores de operacion 6a a 6c estan alojados en las unidades de fuente de calor 2a a 2c, pero es posible tener un unico controlador de operacion como acondicionador de aire entero.
Aplicabilidad industrial
El acondicionador de aire de la presente invencion retorna lubricante acumulado en el circuito de refrigerante en el exterior del compresor antes de la operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante y mantiene uniformes las condiciones de distribucion de lubricante de la maquina de refrigeracion en el interior del circuito de refrigerante, por lo que el error de deteccion provocado por la diferencia en la solubilidad del refrigerante en el lubricante puede reducirse en la medida de lo posible y puede llevarse a cabo una operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante altamente precisa. Por lo tanto, la presente invencion es util como circuito de refrigerante de un acondicionador de aire, un acondicionador de aire dotado de la misma y otros acondicionadores de aire.

Claims (4)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Acondicionador de aire (1) que comprende:
    5 un circuito de refrigerante (7) que tiene una unidad de fuente de calor (2a a 2c) que tiene un mecanismo de
    compresion (21a a 21c) y un intercambiador de calor de lado de fuente de calor (24a a 24c), un tubo de comunicacion de refrigerante (4, 5) al que esta conectada la unidad de fuente de calor, un mecanismo de expansion (29a a 29c, 31a, 31b, ...), y una unidad de utilizacion (3a, 3b, ...) que tiene un intercambiador de calor de lado de utilizacion (32a, 32b, ...) y que esta conectada al tubo de comunicacion de refrigerante (4,
    10 5); y
    un controlador de operacion (6a a 6c) adaptado para realizar una operacion de retorno de lubricante con antelacion cuando se lleva a cabo una operacion de evaluacion de cantidad de refrigerante para evaluar la cantidad de refrigerante en el interior del circuito de refrigerante.
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  2. 2. Acondicionador de aire (1) de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la operacion de retorno de lubricante es una operacion para controlar el refrigerante que fluye a traves de del circuito de refrigerante de manera que el refrigerante fluye en el interior de los tubos a o por encima de una tasa prescrita.
    20 3. Acondicionador de aire (1) de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en el que esta presente una pluralidad de
    las unidades de fuente de calor (2a a 2c).
  3. 4. Acondicionador de aire de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el mecanismo de compresion tiene una pluralidad de compresores.
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  4. 5. Acondicionador de aire de acuerdo con la reivindicacion 4, en el que el controlador de operacion opera al menos una unidad de entre la pluralidad de compresores en el mecanismo de compresion cuando se realiza la operacion de retorno de lubricante.
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