ES2646115T3 - Circuito de refrigeración y método para enfriar o descongelar selectivamente un evaporador del mismo - Google Patents

Abstract

Circuito de refrigeración que comprende un compresor, un condensador/enfriador de gas, un dispositivo de expansión (2), un evaporador (4), y conductos de refrigerante por los que circula un refrigerante, en donde el evaporador (4) comprende sistema de tuberías de refrigerante que comprende una pluralidad de capas sustancialmente horizontales (8, 10) cada capa comprende una pluralidad de tuberías (8a-8h, 10a-10h) las tuberías son sustancialmente perpendiculares a una dirección de flujo de aire (12) desde una región de entrada de aire a una región de salida de aire del evaporador (4), en donde una tubería seleccionada del grupo de la segunda tubería (8b) a la penúltima tubería (8g) en la capa inferior (8) forma la tubería de entrada (8c) del evaporador (4), en donde la tubería de entrada (8c) es conectable con el dispositivo de expansión (2) para proporcionar un modo de refrigeración, en donde la tubería de entrada (8c) es conectable con un conducto de gas caliente (6) para proporcionar un modo de descongelación para el evaporador (4), caracterizado por una primera sección (18) del sistema de tuberías de refrigerante del evaporador (4) comprende la tubería de entrada (8c) y las tuberías (8d-8h) en la capa inferior (8) que están aguas abajo de la tubería de entrada (8c) con relación a la dirección de flujo de aire (12)

Description

DESCRIPCION

Circuito de refrigeracion y metodo para enfriar o descongelar selectivamente un evaporador del mismo

La invencion esta relacionada con un circuito de refrigeracion y con un metodo para enfriar o descongelar selectivamente un evaporador de un circuito de refrigeracion.

5 En la tecnica se conocen bien evaporadores de sistema de refrigeracion, tales como se describen en el documento JP61-272562, que tienen una pluralidad de tubenas de refrigerante. Se hace fluir refrigerante a traves de estas tubenas para efectuar un intercambio de calor con un flujo de aire ambiente. La direccion de flujo de refrigerante y la direccion de flujo de aire a menudo constituyen una relacion de contraflujo. Tambien se conoce como usar las mismas tubenas en un funcionamiento en descongelacion haciendo fluir un gas caliente a traves de las mismas. Durante el 10 funcionamiento en descongelacion, sin embargo, surge el problema de que un lado del evaporador (salida de gas caliente) no se descongela totalmente y la acumulacion de hielo en este lado permanece sin derretir. Ademas, en el otro lado del evaporador (entrada de gas caliente) parte del agua generada en el procedimiento de descongelacion normalmente se evapora, lo que lleva a gran acumulacion de hielo en partes del sistema de refrigeracion que todavfa estan por debajo de 0 °C. Los sistemas de refrigeracion a menudo comprenden un serpentm de tubena de Cu, que se 15 ubica por ejemplo en el suelo del sistema de refrigeracion, en el que se monta el evaporador, y ayuda en el funcionamiento en descongelacion llevando fluido caliente.

Por consiguiente, sena beneficioso proporcionar un circuito de refrigeracion que tenga un evaporador, cuya descongelacion se puede realizar de una manera energeticamente eficiente.

Realizaciones ejemplares de la invencion incluyen un circuito de refrigeracion que comprende un compresor, un 20 condensador/enfriador de gas, un dispositivo de expansion, un evaporador, y conductos de refrigerante para circulacion de un refrigerante a traves de los mismos. El evaporador comprende sistema de tubenas de refrigerante que comprende una pluralidad de capas sustancialmente horizontales, cada capa comprende una pluralidad de tubenas, las tubenas son sustancialmente perpendiculares a una direccion de flujo de aire desde una region de entrada de aire a una region de salida de aire del evaporador. Una tubena seleccionada del grupo de la segunda 25 tubena a la penultima tubena en la direccion de flujo de aire en la capa inferior forma la tubena de entrada del evaporador. La tubena de entrada es conectable con el dispositivo de expansion para proporcionar un modo de refrigeracion, y la tubena de entrada es conectable con un conducto de gas caliente para proporcionar un modo de descongelacion para el evaporador.

Realizaciones ejemplares de la invencion incluyen ademas un metodo para enfriar o descongelar selectivamente un 30 evaporador de un circuito de refrigeracion, el metodo comprende las etapas de comprimir un refrigerante; hacer fluir el refrigerante a traves de un enfriador de gas/condensador y un dispositivo de expansion, cuando se selecciona enfriamiento, o hacer fluir el refrigerante a traves de un conducto de baipas de gas caliente, cuando se selecciona descongelacion; hacer fluir el refrigerante a traves del sistema de tubenas de refrigerante del evaporador, el sistema de tubenas de refrigerante comprende una pluralidad de capas sustancialmente horizontales, cada capa comprende 35 una pluralidad de tubenas; y hacer fluir aire a traves del evaporador con la direccion de flujo de aire sustancialmente perpendicular a la orientacion de las tubenas. El refrigerante entra al sistema de tubenas de refrigerante del evaporador en una tubena del grupo desde la segunda tubena a la penultima tubena en la capa inferior.

Realizaciones de la invencion se describen con mayor detalle mas adelante con referencia a las figuras, en donde:

La figura 1 muestra un esquema de un evaporador ejemplar y su integracion en un circuito de refrigeracion segun la 40 presente invencion.

La figura 1 muestra una parte de un circuito de refrigeracion segun una realizacion de la presente invencion de una manera esquematica. Como el compresor y el condensador/enfriador de gas son elementos muy conocidos en la tecnica, se han omitido en la figura 1 para una facil legibilidad.

El evaporador 4 se muestra en detalle. Comprende dos capas (8, 10) de tubenas de refrigerante (8a-8h, 10a-10h). 45 Como dichos evaporadores a menudo se disponen en la region de suelo de un mueble de ventas de refrigeracion, por ejemplo un congelador en isla, a la capa 8 mas adelante en esta memoria tambien se le hace referencia como capa inferior, mientras que a la capa 10 mas adelante en esta memoria tambien se le hace referencia como capa superior. Cada capa comprende ocho tubenas de refrigerante, que se muestran como drculos que dan a su representacion una apariencia en seccion transversal, que indica que las tubenas discurren perpendiculares al plano del dibujo. Las 50 tubenas estan numeradas con relacion a la direccion de flujo de aire 12, que es de izquierda a derecha en el esquema de la figura 1. 8a es la primera tubena con relacion a la direccion de flujo de aire, 8b la segunda tubena y 8h es la octava y ultima tubena con relacion a la direccion de flujo de aire. Una numeracion analoga se aplica para la capa superior 10.

Las tubenas de refrigerante se interconectan mediante elementos de conexion, que se representan 55 esquematicamente por lmeas continuas y lmeas discontinuas. Las lmeas continuas representan elementos de conexion que se disponen hacia el usuario desde el plano del dibujo, mientras que las lmeas discontinuas representan elementos de conexion por debajo del plano del dibujo. De esta manera, las tubenas 8a a 8h y 10a a 10h se combinan

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con los elementos de conexion para formar un serpentm de refrigerante cuyas patas largas discurren adelante y atras a traves del plano del dibujo. Este sistema de tubenas se usa para hacer fluir un refrigerante a traves del evaporador, con la descripcion detallada de la configuracion de conexion y el flujo de refrigerante resultante dados por debajo.

A la tercera tubena con relacion a la direccion de flujo de aire 12 en la capa inferior 8, es decir, tubena 8c, mas adelante en esta memoria tambien se le hace referencia como tubena de entrada, esta en conexion con una seccion de entrada de evaporador 14 de los conductos de refrigerante. Dicha seccion de entrada de evaporador se conecta selectivamente a un conducto de gas caliente 6 o al dispositivo de expansion 2 del circuito de refrigeracion. Medios acordes (no se muestran) para permitir una conexion de flujo entre la seccion de entrada de evaporador 14 y ya sea al dispositivo de expansion 2 o al conducto de gas caliente 6 y bloquear el otro respectivo del dispositivo de expansion 2 y el conducto de gas caliente 6 son muy conocidos en la tecnica y por lo tanto no se describen en detalle. La conexion con el dispositivo de expansion 2 se selecciona para un modo de refrigeracion, mientras que la conexion con el conducto de gas caliente 6 se selecciona para un modo de descongelacion.

En la realizacion mostrada en la figura 1 el conducto de gas caliente 6 se origina entre el compresor y el condensador/enfriador de gas. Asf, establece un conducto de baipas, que desvfa el refrigerante tras su compresion y antes de su enfriamiento en el condensador/enfriador de gas desde el circuito de refrigeracion convencional. Es evidente que el empalme entre el compresor y el condensador/enfriador de gas puede comprender medios apropiados para guiar el refrigerante ya sea adentro del conducto de gas caliente 6 o hacia el condensador/enfriador de gas. El conducto de gas caliente 6 tambien puede comprender un dispositivo de expansion para controlar la temperatura/presion del refrigerante al entrar al evaporador 4 en el modo de descongelacion.

Como se ha mencionado anteriormente, el refrigerante entra al evaporador 4 en la tubena de entrada 8c. Desde ah se le hace fluir a traves de una primera seccion 18 del sistema de tubenas de refrigerante del evaporador 4. La primera seccion comprende las tubenas 8c, 8d,..., 8g, y 8h, que son la tubena de entrada 8c y todas tubenas sobre la capa inferior que estan aguas abajo de la misma. Estas tubenas se interconectan mediante primeros elementos de conexion 20. Se hace fluir el refrigerante sustancialmente perpendicular a la direccion de flujo de aire en las tubenas y sustancialmente en una relacion de flujo conjunto con la direccion de flujo de aire 12 en los primeros elementos de conexion 20 hacia el extremo del evaporador 4.

Desde la tubena 8h se hace fluir el refrigerante a traves de la segunda seccion 22 del sistema de tubenas de refrigerante de evaporador 4. La segunda seccion 22 del sistema de tubenas de refrigerante comprende las tubenas en la capa superior desde el extremo del evaporador 4 a la tubena que esta al mismo nivel que la tubena de entrada con relacion a la direccion de flujo de aire 12, en esta realizacion la tubena 10c. Las tubenas de la segunda seccion 22 del sistema de tubenas de refrigerante se interconectan mediante segundos elementos de conexion 24. El flujo de refrigerante en las tubenas 10c a 10h de la segunda seccion 22 del sistema de tubenas de refrigerante es sustancialmente perpendicular a la direccion de flujo de aire 12. El flujo de refrigerante en los segundos elementos de conexion 24 exhibe una relacion sustancialmente a contraflujo con la direccion de flujo de aire 12.

Desde la tubena 10c se hace fluir el refrigerante a traves de una tercera seccion 26 del sistema de tubenas de refrigerante de evaporador 4, que comprende - en direccion de flujo de refrigerante - las tubenas 8b, 10b, 10a y 8a. Por consiguiente, la tubena 8a es la tubena de salida del evaporador. Se conecta a la seccion de salida de evaporador 16 de los conductos de refrigerante, que lleva el refrigerante de nuevo al compresor.

La estructura descrita anteriormente del evaporador 4 segun una realizacion ejemplar de la invencion tiene varias implicaciones para los modos de descongelacion y de refrigeracion. En el modo de refrigeracion el objetivo primario es generar una transferencia de calor entre el refrigerante y el flujo de aire que sea tan eficiente como sea posible. La relacion de contraflujo entre el refrigerante y la direccion de flujo de aire 12 en la segunda seccion 22 del sistema de tubenas de refrigerante permite muy buenas condiciones de transferencia de calor. Ademas, la tercera seccion 26 del sistema de tubenas de refrigerante permite una region extendida, en la que el refrigerante esta en lo mas caliente en el evaporador y el flujo de aire tambien esta en lo mas caliente tras entrar al evaporador 4. Esta configuracion permite un maximo calentamiento del refrigerante y asf una maxima transferencia de calor desde el flujo de aire antes de que el refrigerante deje el evaporador 4 a traves de la tubena de salida 8a. En caso de que el refrigerante se haya evaporado en la primera o segunda seccion (18, 22) del sistema de tubenas de refrigerante, la tercera seccion 26 permite una maxima cantidad de supercalentamiento del refrigerante gaseoso.

En el modo de descongelacion la estructura descrita anteriormente del evaporador 4 es particularmente eficiente por varias razones. En la realizacion ejemplar de la figura 1, el refrigerante caliente, tras evitar el condensador/enfriador de gas y el dispositivo de expansion 2, entra al evaporador 4 en la tubena de entrada 8c. En el punto de entrada el refrigerante esta en lo mas caliente y tiene el mayor efecto para derretir el hielo acumulado en el evaporador 4. Asf, la region alrededor de la tubena de entrada 8c y la parte aguas abajo de la misma en la capa inferior reciben la mayor parte del calor, especialmente en las fases iniciales del funcionamiento en descongelacion. Un efecto ventajoso del mismo es que la estructura de soporte a la que se conecta el evaporador 4, por ejemplo la parte de suelo de un congelador en isla, se calienta empezando en la region media y se expande a los lados. El calentamiento de la estructura de soporte en una fase temprana del funcionamiento en descongelacion impide un escenario en donde el hielo se derrite en alguna parte del evaporador 4 y el agua se vuelve a congelar en la estructura de soporte, cuando se supone que desagua afuera del evaporador 4. La configuracion permite que la estructura de soporte, que puede estar

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ligeramente inclinada, sea un canalon ideal para el agua generada al derretirse el hielo en todas partes del evaporador 4 en fases posteriores del funcionamiento en descongelacion. Otra ventaja es que puede generarse vapor de agua alrededor de la tubena de entrada 8c, donde se efectua calentamiento continuo al hacer fluir fluido caliente a traves del sistema de tubenas de refrigerante, no puede dejar facilmente el evaporador 4 y volver a congelarse en otras partes del sistema de refrigeracion, donde la temperature todavfa esta por debajo de 0 °C. En otras palabras, en lugar de generar acumulacion de hielo fuera del evaporador 4, el vapor de agua ayuda a descongelar el evaporador 4 desde la region media hacia los lados.

Las explicacion anterior muestra que el evaporador 4 de la realizacion ejemplar de la invencion en la figura 1 tiene una estructura que permite descongelacion energeticamente muy eficiente del evaporador 4. Esto permite incluso basar la descongelacion del evaporador solamente en el conducto de baipas, cuando se usa CO2 como refrigerante. El sistema de tubenas de refrigerante del evaporador 4 de la realizacion ejemplar no se disena de una manera que mantenga el CO2 en una fase lfquida. Esto significa que, cuando se usa CO2 como refrigerante, la energfa de condensacion no se desecha del proceso de descongelacion, que es compensada por la disposicion energeticamente eficiente del evaporador 4.

Como se ha mencionado anteriormente, el conducto de gas caliente 6 puede ser un conducto de baipas al circuito de refrigeracion. Tambien puede ser parte de un circuito de descongelacion independiente. Es evidente que ademas de los medios de conmutacion de flujo entre el dispositivo de expansion 2 y el conducto de gas caliente 6, senan necesarios segundos medios de guiado para dirigir el fluido procedente del evaporador 4 al circuito de descongelacion o el circuito de refrigerante. El circuito de descongelacion sena en caso de necesitar medios adicionales para generar circulacion de fluido, por ejemplo un compresor.

El conducto de gas caliente 6 puede llevar un fluido en un estado lfquido o gaseoso al evaporador, dependiendo de la realizacion espedfica de la invencion.

En lugar de comprender dos capas el evaporador 4 tambien puede comprender tres o mas capas. Esto llevana a cambios en cuanto a como se conectan las tubenas con elementos de conexion. Suponiendo un evaporador que tiene las dos capas 8 y 10, como se representa, ademas de una tercera capa adicional. Suponiendo que las ocho tubenas de la tercera capa se denotan 30a, 30b,..., 30g y 30h, en analogfa con la primera capa 8 y la segunda capa 10. La primera seccion 18 del sistema de tubenas de refrigerante tendna la misma estructura que en la realizacion ejemplar de la figura 1. Sin embargo, la segunda seccion 22 del sistema de tubenas de refrigerante tendna una disposicion bastante diferente. Comprendena las tubenas 10c a 10h de la capa intermedia y las tubenas 30c a 30h de la tercera capa. Se puede considerar una pluralidad de opciones en cuanto a como conectar estas tubenas entre sf. Una primera opcion sena conectar - en direccion de flujo de refrigerante - tubenas 10a, 30h, 10b, 30g, 10f, etc., formando una clase de forma de onda en dientes de sierra de los elementos de conexion.

Una primera opcion sena conectar - en direccion de flujo de refrigerante - tubenas 10h, 30h, 30g, 10g, 10f, 30f, etc., formando una clase de forma de onda cuadrada de los elementos de conexion. Ambas opciones tienen en comun que el refrigerante fluye en una relacion generalmente de contraflujo con respecto a la direccion de flujo de aire 12 en la segunda seccion 22 del sistema de tubenas de refrigerante. Se pueden considerar opciones adicionales, por ejemplo opciones que combinan las dos maneras descritas anteriormente de conectar las tubenas individuales. Es evidente que las opciones de conexion aumentan con el numero de capas de tubenas de refrigerante. Siempre que este implicada la tercera seccion 26 del sistema de tubenas de refrigerante, existe un monton de opciones para conexiones que empiezan en la ultima tubena de la segunda seccion 22, es decir, ya sea 10c o 30c, a la tubena de salida 8a. Como esta claro a partir de consideraciones geometricas simples, no hay posibilidad de conectar todas las tubenas sin elementos de conexion que exhiban relacion de flujo conjunto con la direccion de flujo de aire 12. Por lo tanto, se deja un monton de consideraciones secundarias a consideracion del disenador cuando establece la disposicion de elemento de conexion.

Realizaciones ejemplares de la invencion, como se ha descrito anteriormente, permiten un enfriamiento energeticamente eficiente del flujo de aire a traves de un evaporador en un modo de refrigeracion asf como descongelacion energeticamente eficiente de dicho evaporador en un modo de descongelacion. La introduccion del gas caliente en una tubena en la parte media de la capa inferior del evaporador en el modo de descongelacion permite varias ventajas. La region alrededor del punto de entrada del gas caliente se calentara la que mas y se descongelara mas rapidamente. Por lo tanto, la estructura de soporte, en la que se monta el evaporador, se descongelara en las fases iniciales de un funcionamiento en descongelacion y asf proporcionara una superficie libre de hielo, que es ideal para recibir y drenar el agua que es generada durante todo el proceso de descongelacion. Ademas, el vapor de agua, que es generado en la parte mas calentada del evaporador durante el proceso de descongelacion, no podra dejar el evaporador, ya que no habra vapor en su camino a las partes extremas del evaporador. Asf, se minimizan las perdidas de energfa debidas al vapor calentado que deja el evaporador a descongelar y se previene el hielo acumulado en otras partes del sistema de refrigeracion, provocado por dicho vapor de agua. Estos aspectos permiten una descongelacion sumamente eficiente del evaporador, eliminando la necesidad o al menos reduciendo la cantidad de medios adicionales para descongelacion en la estructura de soporte o en el propio evaporador. Esto sigue siendo cierto, cuando se usa CO2 como gas caliente en el funcionamiento en descongelacion, que es fundamentalmente menos atractivo para uso en descongelacion, ya que no tiene lugar condensacion a presiones comunes para estos evaporadores. El funcionamiento en descongelacion en un circuito de refrigerante segun una realizacion de la

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invencion es tan energeticamente eficiente que se pueden lograr tiempos de descongelacion mas cortos que con descongelacion electrica. Esta ventaja de duracion esta emparejada con la simplificacion total de no tener un sistema de descongelacion electrica adicional integrado en un sistema de refrigeracion.

En una realizacion adicional de la invencion, el conducto de gas caliente es un conducto de baipas que se origina entre el compresor y el dispositivo de expansion y termina entre el dispositivo de expansion y el evaporador. Esta estructura permite usar el mismo fluido para el funcionamiento en refrigeracion asf como para el funcionamiento en descongelacion, lo que es muy rentable. Tambien elimina la necesidad de tener un segundo circuito de efluido completo para el fluido en el funcionamiento en descongelacion y elimina la necesidad de asegurar una separacion estricta del fluido de refrigerante y el fluido de descongelacion. Esta disposicion tambien permite usar una cantidad minima de sistemas de tubenas y asf un diseno muy compacto del circuito de refrigeracion.

Ademas, la tubena de entrada de refrigerante puede ser una tubena en la primera mitad del evaporador en la direccion de flujo de aire. En la invencion segun la reivindicacion 1 una primera seccion del sistema de tubenas de refrigerante del evaporador comprende la tubena de entrada y las tubenas en la capa inferior que estan aguas abajo de la tubena de entrada con relacion a la direccion de flujo de aire. Esto permite un calentamiento temprano y completo de la region inferior del evaporador en el proceso de descongelacion, que es beneficioso para el drenaje del agua derretida durante las postreras fases de la descongelacion. Esta primera seccion deja fuera el inicio del evaporador en la direccion de flujo de aire, lo que deja la opcion de hacer fluir el refrigerante a traves de la misma brevemente antes de dejar el evaporador, lo que a su vez es beneficioso en el modo de refrigeracion. Por lo tanto, esta disposicion es una buena base para lograr un excelente compromiso entre los modos de refrigeracion y de descongelacion.

Ademas es posible que los primeros elementos de conexion conecten tubenas adyacentes respectivas de la primera seccion del sistema de tubenas de refrigerante del evaporador, de manera que en funcionamiento el refrigerante fluye en una relacion de flujo conjunto con la direccion de flujo de aire en los primeros elementos de conexion. Esto permite un calentamiento ventajoso de la capa inferior, y por lo tanto de la estructura de soporte subyacente, de una region media hacia una region extrema del evaporador.

En otra realizacion de la invencion, una segunda seccion del sistema de tubenas de refrigerante del evaporador comprende las tubenas al nivel y aguas abajo de la tubena de entrada con relacion a la direccion de flujo de aire por encima de la capa inferior. Tambien es posible que segundos elementos de conexion conecten las tubenas de la segunda seccion del sistema de tubenas de refrigerante del evaporador, de manera que en funcionamiento el refrigerante fluye en una relacion de contraflujo total con la direccion de flujo de aire en los segundos elementos de conexion. Esto permite usar una relacion de contraflujo ventajosa entre el refrigerante y el flujo de aire en el modo de refrigeracion. Esta disposicion permite ademas implementar el contraflujo beneficioso para solo una o una pluralidad de capas sobre la capa inferior, es decir, en la segunda seccion del sistema de tubenas de refrigerante.

Ademas, es posible que la primera tubena en la direccion de flujo de aire en la capa inferior sea una tubena de salida. Esta tubena de salida se puede conectar a una seccion de salida de evaporador de los conductos de refrigerante. Tener el refrigerante que deja el evaporador en la primera tubena en la direccion de flujo de aire en la capa inferior asegura que el refrigerante fluye por ultimo a traves de la region de entrada del evaporador con relacion al flujo de aire. En el modo de refrigeracion, esto lleva a una region de intercambio de calor entre el flujo de aire y el refrigerante, cuando ambos estan en su estado mas caliente en todo el evaporador. Esto permite la maxima cantidad de supercalentamiento del refrigerante, cuando ya esta en forma gaseosa, lo que permite maximo uso de la capacidad energetica del refrigerante en el proceso de refrigeracion.

En una realizacion adicional, una tercera seccion del sistema de tubenas de refrigerante del evaporador comprende las tubenas aguas arriba de la tubena de entrada de refrigerante con relacion a la direccion de flujo de aire. Esto permite una region extendida de transferencia de calor entre el flujo de aire y el refrigerante, donde ambos estan sustancialmente en lo mas caliente en el modo de refrigeracion. Esto permite que la region incluya todas las capas, formando una region de intercambio de calor con propiedades descritas anteriormente a traves de la seccion transversal de orificio del flujo de aire.

El sistema de tubenas de refrigerante del evaporador puede comprender dos o tres capas. Tambien se puede considerar un evaporador que tenga cuatro, cinco o mas capas. Cada capa del sistema de tubenas de refrigerante del evaporador puede comprender de cinco a diez tubenas, particularmente de seis a ocho tubenas. Estos numeros de tubenas han demostrado ser beneficios para un intercambio de calor eficiente tanto en el modo de refrigeracion como en el de descongelacion. Dependiendo de la aplicacion, menos de cinco tubenas o mas de diez tubenas tambien pueden constituir un buen tamano de capa.

En una realizacion adicional, la tubena de entrada de refrigerante es la segunda o tercera tubena en la direccion de flujo de aire en la capa inferior del sistema de tubenas de refrigerante del evaporador. Esto permite que el gas caliente entre al evaporador hacia el medio en el modo de refrigeracion, calentando ventajosamente la parte media de la region inferior del evaporador primero en un modo de descongelacion. Tambien deja espacio para tener un area de intercambio de calor de refrigerante relativamente calido y flujo de aire relativamente calido en el inicio del evaporador con relacion a la direccion de flujo de aire, cuando el sistema funciona en el modo de refrigeracion.

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El refrigerante puede ser CO2. Tambien puede ser R22 o R404A o cualquier otro refrigerante adecuado para el circuito de refrigeracion.

En una realizacion ejemplar, el flujo de aire en el evaporador en el modo de refrigeracion se enfna por debajo de una temperature inferior a 0 °C. En otras palabras, la invencion es adecuada para congeladores y sistemas de refrigeracion por debajo de 0 °C, donde la descongelacion es un gran asunto.

Tambien es posible que el circuito de refrigeracion comprenda dos dispositivos de expansion y dos evaporadores, un primer dispositivo de expansion y un primer evaporador que forman una parte de refrigeracion por debajo de 0 °C del circuito de refrigeracion, el segundo dispositivo de expansion y el segundo evaporador forman una parte de refrigeracion por encima de 0 °C del circuito de refrigeracion. Por consiguiente, la invencion se puede aplicar a un sistema dual que incluye un congelador y un refrigerador. En este caso, la descongelacion puede ser realizada en la parte de congelacion o en la parte de refrigeracion o en ambas partes. Es evidente que seran necesarios sistemas de tubenas acordes y medios de compresion acordes.

Con el metodo para enfriar o descongelar selectivamente un evaporador de un circuito de refrigeracion segun realizaciones ejemplares de la invencion, como se ha descrito anteriormente, se pueden obtener las mismas ventajas que con el circuito de refrigeracion. Este metodo se puede desarrollar aun mas mediante etapas de metodo correspondientes a las caractensticas que se describen con relacion al circuito de refrigeracion. Con el fin de evitar redundancia, no se repiten tales realizaciones y desarrollos del metodo para enfriar o descongelar selectivamente un evaporador de un circuito de refrigeracion.

Si bien la invencion ha sido descrita con referencia a realizaciones ejemplares, los expertos en la tecnica entenderan que se pueden hacer diversos cambios, y equivalentes pueden ser sustituidos por elementos de las mismas sin apartarse del alcance de la invencion. Adicionalmente, se pueden hacer muchas modificaciones para adaptar una situacion o material particulares a las ensenanzas de la invencion sin apartarse del alcance esencial de la misma. Por lo tanto, se pretende que la invencion no se limite a la realizacion particular descrita, sino que la invencion incluya todas realizaciones que se encuentren dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.

Numerales de referencia

2 Dispositivo de expansion

4 Evaporador

6 Conducto de gas caliente

8 Capa inferior del sistema de tubenas de refrigerante del evaporador

10 Capa superior del sistema de tubenas de refrigerante del evaporador 12 Direccion de flujo de aire

14 Seccion de entrada de evaporador de los conductos de refrigerante 16 Seccion de salida de evaporador de los conductos de refrigerante 18 Primera seccion del sistema de tubenas de refrigerante del evaporador 20 Primeros elementos de conexion

22 Segunda seccion del sistema de tubenas de refrigerante del evaporador 24 Segundos elementos de conexion

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   REIVINDICACIONES

   1. Circuito de refrigeracion que comprende un compresor, un condensador/enfriador de gas, un dispositivo de expansion (2), un evaporador (4), y conductos de refrigerante por los que circula un refrigerante,

   en donde el evaporador (4) comprende sistema de tubenas de refrigerante que comprende una pluralidad de capas sustancialmente horizontales (8, 10) cada capa comprende una pluralidad de tubenas (8a-8h, l0a-10h) las tubenas son sustancialmente perpendiculares a una direccion de flujo de aire (12) desde una region de entrada de aire a una region de salida de aire del evaporador (4),

   en donde una tubena seleccionada del grupo de la segunda tubena (8b) a la penultima tubena (8g) en la capa inferior (8) forma la tubena de entrada (8c) del evaporador (4),

   en donde la tubena de entrada (8c) es conectable con el dispositivo de expansion (2) para proporcionar un modo de refrigeracion,

   en donde la tubena de entrada (8c) es conectable con un conducto de gas caliente (6) para proporcionar un modo de descongelacion para el evaporador (4), caracterizado por una primera seccion (l8) del sistema de tubenas de refrigerante del evaporador (4) comprende la tubena de entrada (8c) y las tubenas (8d-8h) en la capa inferior (8) que estan aguas abajo de la tubena de entrada (8c) con relacion a la direccion de flujo de aire (12).
2. 2. Circuito de refrigeracion segun la reivindicacion 1, en donde el conducto de gas caliente es un conducto de baipas que se origina entre el compresor y el dispositivo de expansion (2) y termina entre el dispositivo de expansion (2) y el evaporador (4).
3. 3. Circuito de refrigeracion segun la reivindicacion 1 o 2, en donde la tubena de entrada de refrigerante (8c) es una tubena en la primera mitad del evaporador (4) en la direccion de flujo de aire (12).
4. 4. Circuito de refrigeracion segun la reivindicacion 1, en donde primeros elementos de conexion (20) conectan tubenas adyacentes respectivas (8c,8d; 8d,8e; 8e,8f; 8f,8g; 8g,8h) de la primera seccion (18) del sistema de tubenas de refrigerante del evaporador (4), de manera que en funcionamiento el refrigerante fluye en una relacion de flujo conjunto con la direccion de flujo de aire (12) en los primeros elementos de conexion (20).
5. 5. Circuito de refrigeracion segun la reivindicacion 1 o 4, en donde una segunda seccion (22) del sistema de tubenas de refrigerante del evaporador (4) comprende las tubenas (10c-10h) en el nivel y aguas abajo de la tubena de entrada (8c) con relacion a la direccion de flujo de aire (12) por encima de la capa inferior (8).
6. 6. Circuito de refrigeracion segun la reivindicacion 5, en donde segundos elementos de conexion (24) conectan las tubenas (10c-10h) de la segunda seccion (22) del sistema de tubenas de refrigerante del evaporador (4), de manera que en funcionamiento el refrigerante fluye en una relacion de contraflujo total con la direccion de flujo de aire (12) en el segundos elementos de conexion (24).
7. 7. Circuito de refrigeracion segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera tubena (8a) en la direccion de flujo de aire (12) en la capa inferior (8) es una tubena de salida (8a).
8. 8. Circuito de refrigeracion segun cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en donde una tercera seccion (26) del sistema de tubenas de refrigerante del evaporador (4) comprende las tubenas (8a, 8b, 10a, 10b) aguas arriba de la tubena de entrada de refrigerante (8c) con relacion a la direccion de flujo de aire (12).
9. 9. Circuito de refrigeracion segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sistema de tubenas de refrigerante del evaporador (4) comprende 2 o 3 capas.
10. 10. Circuito de refrigeracion segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde cada capa (8, 10) del

    sistema de tubenas de refrigerante del evaporador (4) comprende de 5 a 10 tubenas, particularmente de 6 a 8 tubenas.
11. 11. Circuito de refrigeracion segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la tubena de entrada de refrigerante es la segunda o tercera tubena en la direccion de flujo de aire (12) en la capa inferior (8) del sistema de tubenas de refrigerante del evaporador (4).
12. 12. Circuito de refrigeracion segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el refrigerante es CO2.
13. 13. Circuito de refrigeracion segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el flujo de aire en el

    evaporador esta en el modo de refrigeracion enfriado a una temperatura por debajo de 0 °C.
14. 14. Circuito de refrigeracion segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el circuito de refrigeracion comprende dos dispositivos de expansion y dos evaporadores, un primer dispositivo de expansion y un primer evaporador forman una parte de refrigeracion por debajo de 0 °C del circuito de refrigeracion, el segundo dispositivo de expansion y el segundo evaporador forman una parte de refrigeracion por encima de 0 °C del circuito de

    refrigeracion.
15. 15. Metodo para enfriar o descongelar selectivamente un evaporador (4) de un circuito de refrigeracion, el metodo comprende las etapas de:

    10

    (a) comprimir un refrigerante,

    (b)

    (i) hacer fluir el refrigerante a traves de un enfriador de gas/condensador y un dispositivo de expansion (2), cuando se selecciona enfriamiento, o

    (ii) hacer fluir el refrigerante a traves de un conducto de baipas de gas caliente (6), cuando se selecciona descongelacion,

    (c) hacer fluir el refrigerante a traves del sistema de tubenas de refrigerante del evaporador (4), el sistema de tubenas de refrigerante comprende una pluralidad de capas sustancialmente horizontales (8, 10) cada capa (8, 10) comprende una pluralidad de tubenas (8a-8h, 10a-10h), y

    (d) hacer fluir aire a traves del evaporador (4) con la direccion de flujo de aire (12) sustancialmente perpendicular a la orientacion de las tubenas (8a-8h, 10a-10h),

    15 en donde el refrigerante entra al sistema de tubenas de refrigerante del evaporador (4) en una tubena del grupo de la segunda tubena (8b) a la penultima tubena (8g) en la capa inferior (8), caracterizado por que el refrigerante fluye a traves de una primera seccion (18) del sistema de tubenas de refrigerante del evaporador (4) que comprende la tubena de entrada (8c) y las tubenas (8d-8h) en la capa inferior (8) que estan aguas abajo de la tubena de entrada (8c) con relacion a la direccion de flujo de aire (12).