ES2693240T3 - Dispositivo de ciclo de refrigeración - Google Patents

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ES2693240T3
ES2693240T3 ES09850230.5T ES09850230T ES2693240T3 ES 2693240 T3 ES2693240 T3 ES 2693240T3 ES 09850230 T ES09850230 T ES 09850230T ES 2693240 T3 ES2693240 T3 ES 2693240T3
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Yusuke Shimazu
Keisuke Takayama
Masayuki Kakuda
Hideaki Nagata
Takeshi Hatomura
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Abstract

Un aparato (1, 51, 52) de ciclo de refrigeración, que comprende: un circuito refrigerante que conecta un primer compresor (2), un primer intercambiador de calor que sirve como un radiador (4) o un condensador, un expansor (5), y un segundo intercambiador de calor que sirve como un evaporador (6) en serie con una tubería; un segundo compresor (3) que está accionado por la energía recuperada por el expansor (5), en donde el segundo compresor (3) se dispone i) entre el primer compresor (2) y el primer intercambiador de calor en el circuito refrigerante; o ii) entre el primer compresor (2) y el segundo intercambiador de calor en el circuito refrigerante; caracterizado por que el segundo compresor (3) es un compresor de desplazamiento positivo, comprendiendo además el aparato (1) de ciclo de refrigeración un dispositivo de regulación de la presión que mantenga una presión en el lado de descarga del segundo compresor (3) para que sea inferior que la presión en el lado de succión del segundo compresor (3) al menos hasta que el segundo compresor (3) sea puesto en marcha, en donde el dispositivo de regulación de la presión incluye: una derivación (8, 11) que tiene un extremo conectado entre el primer compresor (2) y el segundo compresor (3) y el otro extremo conectado entre el primer intercambiador de calor y el expansor (5); y una válvula (9, 12) de encendidoapagado proporcionada en la derivación (8, 11) y en donde la válvula (9, 12) de encendido-apagado se mantiene en un estado abierto al menos hasta que el segundo compresor (3) se ponga en marcha.

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo de ciclo de refrigeracion Campo tecnico
La presente invencion se relaciona con un aparato de ciclo de refrigeracion que recupera energfa mediante el uso de un expansor.
Antecedentes de la tecnica
En los aparatos de ciclo de refrigeracion convencionales usados para la refrigeracion, el acondicionamiento del aire, y similar, por ejemplo, se lleva a cabo un proceso de expansion en un expansor de desplazamiento positivo, y se usa una energfa de expansion recuperada por este proceso en el proceso de compresion llevado a cabo en un compresor de desplazamiento positivo.
Sin embargo, ya que ya que el expansor y el compresor son maquinas rotatorias que son accionadas por la energfa recuperada por el expansor, se genera una “energfa negativa” en ellas por la resistencia a la friccion, la perdida mecanica, y similares. Por consiguiente, para poner en marcha un expansor y un compresor que son accionados por la energfa recuperada por el expansor, se requiere una energfa que pueda compensar esta “energfa negativa”. Por lo tanto, se ha propuesto un aparato de ciclo de refrigeracion que se disena para reducir la “energfa negativa” que dificulta la puesta en marcha (rotacion) del expansor y del compresor que son accionados por la energfa recuperada por el expansor, y un aparato de ciclo de refrigeracion que se disena para aumentar la “energfa negativa” (la energfa que rota el expansor) en la puesta en marcha del expansor.
Un aparato de ciclo de refrigeracion como se propone anteriormente, por ejemplo, que “tiene una estructura en la que se conecta un eje de accionamiento del otro compresor a un eje de salida de un mecanismo de expansion. Una estructura en la cual se proporciona un tubo de derivacion que conecta un puerto de succion de gas y un puerto de descarga de gas y que deriva el otro compresor, proporcionado el tubo de derivacion con una valvula de retencion que regula la comunicacion de un refrigerante desde el puerto de descarga de gas hasta el puerto de succion de gas” (consulte la bibliograffa 1 de Patente, por ejemplo).
Ademas, se propone un aparato de ciclo de refrigeracion como el anterior que aumenta la energfa que puede ser recuperada por el expansor mediante el aumento de la diferencia de presion entre el lado de entrada y el lado de salida del expansor (consulte la bibliograffa 2 de Patente, por ejemplo).
Lista de Citas
Bibliograffa de patente
Bibliograffa 1 de Patente: Publicacion de Solicitud de Patente No Examinada Japonesa N° 11-94379 (parrafos [0009] y [0013], Fig. 1)
Bibliograffa 2 de Patente: Publicacion de Solicitud de Patente No Examinada Japonesa N° 2006-132818 (parrafos [0014] y [0021])
Compendio de la invencion
Problema tecnico
Por ejemplo, en el aparato de ciclo de refrigeracion descrito en la Bibliograffa 1 de Patente, un tubo de derivacion iguala la presion entre la presion del lado de descarga y la presion del lado de succion del compresor. Esto facilita la puesta en marcha del expansor (mecanismo de expansion) y del compresor que se conecta a este expansor con un eje.
Sin embargo, el compresor que se conecta al expansor con un eje es un compresor de desplazamiento positivo, y, por tanto aumenta la presion interior.
La Fig. 11 es un diagrama explicativo de la Bibliograffa 1 de Patente que ilustra un cambio de la presion en la camara de compresion del compresor conectado al expansor con un eje. La presion en la camara de compresion del compresor cambia durante el proceso representado mediante flechas en la Fig. 11. Como se menciono anteriormente, el compresor es un compresor de desplazamiento positivo, y, por tanto, la presion aumenta en el interior. Por lo tanto, para poner en marcha el compresor, se necesita una energfa de compresion que ascienda al area C ilustrada en la Fig. 1. Es decir, incluso cuando el lado de succion y el lado de descarga del compresor es derivado, como se ilustra en la Bibliograffa 1 de Patente, existira una “energfa negativa”. Por tanto, en algunos casos, la “energfa negativa” resulta mayor que la “energfa positiva” obtenida en el expansor, y aumenta la posibilidad de que el expansor no se ponga en marcha.
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Ademas, la puesta en marcha de los expansores y de los compresores esta influenciada por la friccion estatica que actua sobre los cojinetes de empuje, los cojinetes radiales, y similares de los expansores y de los compresores. Esta friccion estatica es mayor que la friccion cinetica que actua sobre los cojinetes de empuje, los cojinetes radiales, y similares mientras que se accionan los expansores y los compresores. Por lo tanto, para poner en marcha los expansores y los compresores, se requerira tambien una “energfa positiva” que compense la friccion estatica que actua sobre los cojinetes de empuje, los cojinetes radiales, y similares de los expansores y los compresores, y la puesta en marcha de los expansores y de los compresores resulta incluso mas inestable.
Por ejemplo, en un compresor de voluta, para reducir la carga aplicada al cojinete de empuje (la friccion que actua sobre el cojinete de empuje), se introduce normalmente un refrigerante en un proceso de compresion hacia el interior de la parte trasera de la voluta oscilante. Por ejemplo, en un expansor de voluta, para reducir la carga aplicada al cojinete de empuje (la friccion que actua sobre el cojinete de empuje), se introduce normalmente un refrigerante dentro de la parte trasera de la voluta oscilante. Sin embargo, estos metodos de reduccion de la carga aplicada al cojinete de empuje (la carga que actua sobre el cojinete de empuje) estan hechos bajo la suposicion de que el cojinete de empuje esta rotando. Esto es, los metodos son para reducir la friccion cinetica que actua sobre el cojinete de empuje. Por consiguiente, no sera posible esperar que la friccion estatica que actua sobre el cojinete de voluta se reduzca mientras este en un estado en el que la voluta oscilante este suspendida (un estado en el que la presion para reducir la carga de empuje no este actuando sobre la parte trasera de la voluta oscilante). Si la presion para reducir la carga de empuje esta actuando sobre la parte trasera mientras la voluta oscilante esta suspendida, es la presion debida a la filtracion del refrigerante desde la camara de expansion o la camara de compresion. En estos expansores y compresores, el efecto de mejora del rendimiento durante un estado estable en el que la voluta oscilante este oscilando disminuira notablemente, y el objetivo principal (la expansion y compresion del refrigerante) no se lograra.
Ademas, si el expansor o el compresor fallan al ponerse en marcha una vez, y se atasca de manera mecanica (se bloquea), sena necesaria una fuente de accionamiento tal como un motor para ser rotado con un par de torsion que supere el bloqueo. De manera alternativa, para cancelar el bloqueo, la fuente de accionamiento necesita ser rotada ligeramente hacia atras. En cualquier caso, no son metodos de puesta en marcha fiables.
Ademas, en el aparato de ciclo de refrigeracion de la Bibliograffa 2 de Patente anteriormente mencionada, la puesta en marcha del expansor es facilitada mediante el aumento de la diferencia de presion entre el lado de succion y el lado de descarga del expansor. Sin embargo, el expansor se disena normalmente en base al estado estable. Esto es, un expansor no se disena bajo la suposicion de que la puesta en marcha del expansor se llevara a cabo en un estado en el que la diferencia de presion del lado de entrada y del lado de salida del expansor es pequena.
Por consiguiente, cuando fluye un refrigerante con una alta densidad (con lmeas isopfcnicas de baja densidad) hacia el interior del expansor, como se muestra en la Fig. 12, la diferencia de presion en la camara de expansion resulta grande, y, por tanto, el refrigerante se sobre expande. De manera espedfica, la energfa recuperada por el expansor de manera desventajosa resulta una energfa (energfa negativa) que corresponde a “el area F - el area G”, y se produce el problema de que el expansor es incapaz de continuar funcionando.
Se puede considerar un expansor disenado con atencion a su puesta en marcha, pero entonces, la expansion resulta insuficiente durante el funcionamiento estable y no se puede obtener el efecto de una mejora del rendimiento adecuada, y no se puede lograr el objetivo principal.
El documento EP-A-1 411 309 describe un aparato de ciclo de refrigeracion segun el preambulo de la reivindicacion 1.
La presente invencion se ha hecho para solucionar al menos uno de los problemas anteriores y un objetivo de la invencion es, en un aparato de ciclo de refrigeracion que recupera energfa con un expansor, obtener un aparato de ciclo de refrigeracion que sea capaz de poner en marcha de manera fiable un expansor comparado con los aparatos de ciclo de refrigeracion convencionales.
Solucion al Problema
Un aparato de ciclo de refrigeracion segun la invencion incluye un circuito refrigerante que tiene las caractensticas de la reivindicacion 1.
Efectos ventajosos de la invencion
Se proporciona un aparato de ciclo de refrigeracion segun la invencion con un dispositivo de regulacion de la presion que mantiene la presion en el lado de descarga del segundo compresor inferior a la presion en el lado de succion del segundo compresor al menos hasta que el segundo compresor se ponga en marcha. Por lo tanto, se reduce la energfa de compresion comparada con los aparatos de ciclo de refrigeracion convencionales, y el expansor puede ser puesto en marcha de manera fiable comparado con los aparatos de ciclo de refrigeracion convencionales.
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Ademas, se proporciona el aparato de ciclo de refrigeracion segun la invencion con un dispositivo de facilitacion de la puesta en marcha del expansor que controla la densidad del refrigerante que fluye hacia el interior del expansor de manera tal que la presion en el lado de descarga del expansor sea inferior que la presion en el lado de entrada del expansor al menos hasta que el expansor sea puesto en marcha. Por consiguiente, incluso cuando el expansor se pone en marcha en un estado en el que la diferencia de presion es pequena entre el lado de entrada y el lado de salida del expansor, se puede evitar que fluya el refrigerante de alta densidad hacia el interior del expansor. Por lo tanto, se puede poner en marcha el expansor de manera fiable comparado con los aparatos de ciclo de refrigeracion convencionales.
Breve descripcion de los dibujos
[Fig. 1] La Fig. 1 es un diagrama de circuito refrigerante de un aparato de ciclo de refrigeracion de la Realizacion 1.
[Fig. 2] La Fig. 2 es un diagrama de circuito refrigerante que muestra un flujo de refrigerante durante un estado estable del aparato de ciclo de refrigeracion de la Realizacion 1.
[Fig. 3] La Fig. 3 es un diagrama de circuito refrigerante que muestra un flujo de refrigerante durante una puesta en marcha del aparato de ciclo de refrigeracion de la Realizacion 1.
[Fig. 4] La Fig. 4 es un diagrama explicativo que ilustra un cambio de presion en una camara de expansion de un expansor durante la puesta en marcha del expansor de la Realizacion 1.
[Fig. 5] La Fig. 5 es un diagrama explicativo que ilustra un cambio de presion en una camara de compresion de un segundo compresor durante la puesta en marcha del segundo compresor de la Realizacion 1.
[Fig. 6] La Fig. 6 es otro diagrama de circuito refrigerante del aparato de ciclo de refrigeracion de la Realizacion 1 de la invencion.
[Fig. 7] La Fig. 7 es aun otro diagrama de circuito refrigerante del aparato de ciclo de refrigeracion de la Realizacion 1 de la invencion.
[Fig. 8] La Fig. 8 es un diagrama de circuito refrigerante de un aparato de ciclo de refrigeracion de la Realizacion 2.
[Fig. 9] La Fig. 9 es un diagrama de circuito refrigerante que muestra un flujo refrigerante durante un estado estable del aparato de ciclo de refrigeracion de la Realizacion 2.
[Fig. 10] La Fig. 10 es un diagrama de circuito refrigerante que muestra un flujo refrigerante durante la puesta en marcha del aparato de ciclo de refrigeracion de la Realizacion 2.
[Fig. 11] La Fig. 11 es un diagrama explicativo que ilustra un cambio de presion en una camara de compresion de un compresor conectado a un expansor con un eje mostrado en la Bibliograffa 1 de Patente.
[Fig. 12] La Fig. 12 es un diagrama explicativo que ilustra un cambio de presion en una camara de expansion cuando fluye un refrigerante de alta densidad hacia el interior del expansor durante la puesta en marcha del expansor mostrada en la Bibliograffa 2 de Patente.
Descripcion de la Realizacion
Realizacion 1
La realizacion de la invencion se describira ahora con referencia a los dibujos
La Fig. 1 es un diagrama de circuito refrigerante de un aparato de ciclo de refrigeracion de la Realizacion 1 de la invencion.
Un aparato 1 de ciclo de refrigeracion usa dioxido de carbono como refrigerante e incluye un primer compresor 2, un segundo compresor 3, un radiador 4, un expansor 5, y un evaporador 6 conectados en orden con una tubena de refrigerante. Ademas, se conectan un eje de accionamiento del segundo compresor 3 y un eje de accionamiento del expansor 5 con un eje 7. Observe que el radiador 4 y el evaporador 6 se pueden disponer en numeros plurales.
El primer compresor 2 esta equipado con, por ejemplo, un motor que es accionado con un suministro de energfa electrica, y es capaz de accionarse de manera independiente. El segundo compresor 3 es un compresor de desplazamiento positivo y es accionado mediante la energfa recuperada por el expansor 5. El expansor 5 es un expansor de desplazamiento positivo y suministra la energfa recuperada durante la expansion del refrigerante al segundo compresor 3. De manera adicional, en la vecindad del radiador 4, se proporciona un ventilador 4a que envfa aire (medio de calor), el cual intercambia calor con el refrigerante que fluye en el radiador 4, hasta el radiador 4. En la vecindad del evaporador 6, se proporciona un ventilador 6a que envfa aire (medio de calor), que intercambia calor con el refrigerante que fluye en el evaporador 6, hasta el evaporador 6.
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Observe que el radiador 4 corresponde a un primer intercambiador de calor en la invencion. Ademas el evaporador 6 corresponde a un segundo intercambiador de calor en la invencion. El ventilador 4a corresponde con un dispositivo de envfo del medio de calor.
En el aparato 1 de ciclo de refrigeracion, se proporciona tambien una valvula 10 de retencion y una derivacion. La valvula 10 de retencion se dispone entre el radiador 5 y el expansor 5, y regula que fluya el refrigerante desde el expansor 5 hasta el radiador 4. Se conecta un extremo de la derivacion 8 entre el compresor 2 y el segundo compresor 3, y se conecta el otro extremo entre la valvula 10 de retencion y el expansor 5. Esta valvula 8 se proporciona con una valvula 9 de encendido-apagado que cierra y abre la derivacion 8.
De manera adicional, el aparato 1 de ciclo de refrigeracion se dispone con un sensor 21 de temperatura en el lado de descarga del segundo compresor 3, el sensor 21 de temperatura sirve como un dispositivo de medicion de la temperatura del refrigerante.
Un controlador 100 controla la velocidad de rotacion del motor equipado en el primer compresor 2, la velocidad de rotacion del ventilador 4a, la velocidad de rotacion del ventilador 6a, y el cierre y la apertura de la valvula 9 de encendido-apagado. Este controlador 100 tambien recibe el valor de deteccion del sensor 21 de temperatura.
<Descripcion del funcionamiento>
Se hara la descripcion del funcionamiento del aparato 1 de ciclo de refrigeracion configurado como anteriormente. Primero, se describira el funcionamiento del aparato 1 de ciclo de refrigeracion durante una operacion estable. Despues, se describira el funcionamiento del aparato 1 de ciclo de refrigeracion durante una puesta en marcha.
(Funcionamiento durante la operacion estable)
Se describira el funcionamiento del aparato 1 de ciclo de refrigeracion durante la operacion estable.
La Fig. 2 es un diagrama del circuito de refrigerante que muestra el flujo de refrigerante durante el estado estable del aparato de ciclo de refrigeracion segun la Realizacion 1 de la invencion. Durante el estado estable, la valvula 9 de encendido-apagado esta en un estado cerrado. Esto es, en el estado estable, el refrigerante no esta habilitado para fluir en la derivacion 8. Observe que en la Fig. 2, la tubena por la que fluye el refrigerante se representa con lmeas gruesas.
El refrigerante que se ha comprimido en un refrigerante de media presion y alta temperatura en el primer compresor 2 se descarga desde el primer compresor 2. Este refrigerante a media presion y alta temperatura se comprime en el segundo compresor 3 a un estado de alta presion y alta temperatura (estado super cntico), y fluye hacia el interior del radiador 4. El refrigerante que ha fluido hacia el interior del radiador 4 transfiere el calor al aire enviado por el ventilador 4a y se convierte en un refrigerante a alta presion y baja temperatura. Este refrigerante a alta presion y baja temperatura pasa a traves de la primera valvula 10 de retencion y fluye hacia el interior del expansor 5. El refrigerante que ha fluido hacia el interior del expansor 5 se descomprime en un refrigerante a baja presion con una baja sequedad. Durante este proceso de descompresion, el expansor 5 recupera la energfa. Entonces, la energfa recuperada se suministra al segundo compresor 3 a traves del eje 7. El refrigerante a baja presion con una baja sequedad que ha fluido hacia fuera del expansor 5 fluye hacia el interior del evaporador 6. El refrigerante que ha fluido hacia el interior del evaporador 6 recibe el calor del aire enviado desde el ventilador 6a y se convierte en un refrigerante a baja presion con una alta sequedad o un refrigerante en gas super calentado a baja presion. El refrigerante que ha fluido hacia fuera del evaporador 6 se succiona hacia el interior del primer compresor 2.
Ya que la energfa recuperada por el expansor 5 se usa como energfa de compresion en el segundo compresor 3, la energfa requerida en el primer compresor es reducida en la cantidad de energfa recuperada. Por lo tanto, el aparato 1 de ciclo de refrigeracion logra ahorrar energfa.
(Funcionamiento durante la puesta en marcha)
A continuacion, se describira el funcionamiento del aparato 1 de ciclo de refrigeracion durante la puesta en marcha.
La Fig. 3 es un diagrama de circuito refrigerante que muestra el flujo de refrigerante durante la puesta en marcha del aparato de ciclo de refrigeracion de la Realizacion 1 de la invencion. Durante la puesta en marcha, la valvula 9 de encendido-apagado esta en un estado abierto. Esto es, en la puesta en marcha, se habilita el refrigerante para fluir en la derivacion 8. Observe que en la Fig. 3, la tubena en la que fluye el refrigerante se representa con lmeas gruesas.
Durante la puesta en marcha, ya que el segundo compresor 3 aun esta suspendido, el refrigerante que ha sido comprimido a un refrigerante de media presion y alta temperatura en el primer compresor 2 fluye a traves de la derivacion 8 y alcanza el expansor 5. En este momento, la valvula 10 de retencion evita que el refrigerante que fluye hacia fuera de la derivacion 8 fluya hasta el radiador 4 y el lado de descarga del segundo compresor 3. De manera espedfica, durante el estado en el que el segundo compresor 3 esta suspendido, la presion en el lado de succion del
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segundo compresor 3 es la presion del refrigerante que se ha descargado del primer compresor 2, que es mayor que la presion en el lado de descarga del segundo compresor 3.
Observe que durante el estado en el que el segundo compresor 3 esta suspendido, incluso si no se proporciona la valvula 10 de retencion, la presion en el lado de succion del segundo compresor 3 es mayor que la presion en el lado de descarga del segundo compresor 3. El tiempo para que el segundo compresor 3 se ponga en marcha despues de que el primer compresor 2 sea puesto en marcha es de unos pocos segundos (con el aparato 1 de ciclo de refrigeracion de la Realizacion 1, aproximadamente dos o tres segundos, por ejemplo). Por consiguiente, el refrigerante que fluye en el lado de descarga del segundo compresor 3 se almacena en el radiador 4 (el radiador 4 que sirve como un almacenamiento intermedio), y por lo tanto el aumento de presion en el lado de descarga del segundo compresor 3 se afloja.
Esto es, la derivacion 8 y la valvula 9 de encendido-apagado son los dispositivos de regulacion de la presion de la invencion. En la Realizacion 1, se proporciona la valvula 10 de retencion para obtener de manera fiable la diferencia de presion entre el lado de succion del segundo compresor 3 y la presion del lado de descarga del mismo.
Ademas, con la puesta en marcha del primer compresor 2, el refrigerante en el lado de salida del expansor 5 es succionado hacia el interior del primer compresor 2 a traves del evaporador 6. De manera espedfica, cuando el expansor 5 esta en un estado suspendido, la presion en el lado de descarga del expansor 5 resulta menor que la del lado de entrada del expansor 5. Ademas, ya que el refrigerante que fluye hacia el interior del lado de entrada del expansor 5 es un refrigerante que no ha pasado a traves del radiador 4, el refrigerante es de densidad baja. Esto es, la derivacion 8 y la valvula 9 de encendido-apagado son el dispositivo de facilitacion de la puesta en marcha del expansor de la invencion. Observe que durante el estado en el que el segundo compresor 3 esta suspendido, incluso si no se proporciona la valvula 10 de retencion, el refrigerante que fluye hacia el interior del lado de entrada del expansor 5 es un refrigerante de baja densidad que no ha pasado a traves del radiador 4. Por consiguiente, la valvula 10 de retencion no tiene que ser un elemento constituyente del dispositivo de facilitacion de la puesta en marcha del expansor.
Cuando la diferencia de presion entre la presion en el lado de entrada del expansor 5 y la presion en el lado de salida del expansor 5 (de aqrn en adelante referido como “diferencia de presion del expansor 5”) resulta grande, el expansor 5 se pone en marcha (se inicia el accionamiento).
En este momento, la presion en la camara de expansion del expansor 5 es como se muestra en la Fig. 4.
La Fig. 4 es un diagrama explicativo que ilustra un cambio de presion en una camara de expansion del expansor durante la puesta en marcha del expansor segun la Realizacion 1 de la invencion. La presion en la camara de expansion del expansor 5 cambia durante el proceso representado por las flechas en la Fig. 4. Ademas, con propositos de referencia, el cambio de presion en la camara de expansion durante la puesta en marcha del expansor segun la Bibliograffa 2 de Patente sera representado con una lmea rota.
Ya que la diferencia de presion del expansor 5 durante la puesta en marcha es menor que la diferencia de presion del expansor 5 durante el estado estable, el refrigerante se sobre expande ligeramente, pero se puede obtener la energfa (energfa positiva) correspondiente a “el area D - el area E”. Por tanto, se puede continuar el accionamiento del expansor 5.
Mientras tanto, la presion de la camara de compresion del segundo compresor 3 que se conecta al expansor 5 a traves del eje 7 cambia como se muestra en la Fig. 5.
La Fig. 5 es un diagrama explicativo que ilustra un cambio de presion en la camara de compresion del segundo compresor durante la puesta en marcha del segundo compresor segun la Realizacion 1 de la invencion. La presion en la camara de compresion del segundo compresor 3 cambia durante el proceso representado por las flechas en la Fig. 5.
Ya que la presion en el lado de succion del segundo compresor 3 es mayor que la presion en el lado de descarga del mismo (la presion es inversa), se super comprime. La energfa de compresion en este momento es la energfa correspondiente a “el area A - el area B”, y es menor que la del aparato de ciclo de refrigeracion convencional que igual la presion en el lado de descarga y en el lado de succion del compresor) Bibliograffa 1 de Patente, por ejemplo). Por consiguiente, es mas facil poner en marcha el segundo compresor 3 que el aparato de ciclo de refrigeracion convencional. Ademas, dependiendo del grado de presion inversa, se puede obtener una recuperacion correspondiente al area B - el area A. La energfa en proporcion a esto contribuira a una puesta en marcha estable del segundo compresor 3.
Una vez que el expansor 5 y el segundo compresor 3 se han puesto en marcha, es posible continuar el accionamiento del expansor 5 y del segundo compresor 3 incluso cuando la valvula 9 de encendido-apagado esta cerrada. Sin embargo, en la Realizacion 1, para continuar de manera fiable el accionamiento del expansor 5 y del segundo compresor 3, la valvula 9 de encendido-apagado esta en un estado abierto hasta que el aparato 1 de ciclo de refrigeracion es capaz de funcionar en el estado estable.
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Mas espedficamente, el controlador 100 controla la valvula 9 de encendido-apagado como a continuacion. Cuando el segundo compresor 3 se acciona de manera continua, la temperatura del refrigerante descargado desde el segundo compresor 3 asciende. De manera adicional, la presion en el lado de descarga del segundo compresor 3 resulta mayor o igual que la presion en el lado de succion. Esto es, es posible hacer funcionar el aparato 1 de ciclo de refrigeracion en el estado estable.
En el aparato 1 de ciclo de refrigeracion, se detecta la temperatura del refrigerante descargado desde el segundo compresor 3 con el sensor 21 de temperatura. Ademas, el controlador 100 determina que el aparato 1 de ciclo de refrigeracion es capaz de funcionar en el estado estable cuando la temperatura de deteccion del sensor 21 de temperatura este por encima o sea igual que un determinado valor umbral, y cierra la valvula 9 de encendido- apagado.
Observe que incluso si se produce un retraso en la determinacion de que el aparato 1 de ciclo de refrigeracion es capaz de funcionar en el estado estable, ya que se proporciona la valvula 10 de retencion, el refrigerante fluye hasta el expansor 5 sin que ascienda repentinamente la presion de descarga del segundo compresor 3.
Por consiguiente, es posible poner en marcha de manera fiable el aparato 1 de ciclo de refrigeracion sin el funcionamiento de un dispositivo de proteccion para la alta presion y la alta temperatura.
Como se describe anteriormente, en el aparato 1 de ciclo de refrigeracion anteriormente configurado, la presion en el lado de succion del segundo compresor 3 se hace para ser mayor que la presion en el lado de descarga del mismo al menos hasta que el segundo compresor 3 se ponga en marcha. Ademas, al menos hasta que el expansor 5 se ponga en marcha, la presion en el lado de salida del expansor 5 se hace para ser menor que la presion en el lado de entrada del expansor 5, y se hace para que el refrigerante que fluye hasta el lado interior del expansor 5 sea de baja densidad. Por consiguiente, es posible poner en marcha el segundo compresor 3 y el expansor 5 de manera mas fiable que el aparato de ciclo de refrigeracion convencional.
Observe que, no hace falta decir que simplemente por hacer que la presion en el lado de entrada del segundo compresor 3 sea mayor que la presion en el lado de salida del segundo compresor 3, el segundo compresor 3 y el expansor 5 se pueden poner en marcha de manera mas fiable comparado con los aparatos de ciclo de refrigeracion convencionales. Ademas, no hace falta decir que simplemente por hacer que la presion en el lado de salida del expansor 5 sea menor que la presion en el lado de entrada del expansor 5, el segundo compresor 3 y el expansor 5 se pueden poner en marcha de manera mas fiable comparado con los aparatos de ciclo de refrigeracion convencionales.
Ademas, la invencion se puede realizar proporcionando una valvula de cuatro vfas en el aparato de ciclo de refrigeracion para que los flujos de refrigerante se puedan cambiar.
La Fig. 6 es otro diagrama de un circuito de refrigerante del aparato de ciclo de refrigeracion segun la Realizacion 1 de la invencion. En este aparato 51 de ciclo de refrigeracion, se dispone una valvula 14 de cuatro vfas en un lado de salida de un segundo compresor 3. Con esta valvula 14 de cuatro vfas, se cambia un paso de un refrigerante descargado desde un segundo compresor 3 entre un paso que fluye hasta un radiador 4 y un paso que fluye hasta un evaporador 6. Ademas, la valvula 14 de cuatro vfas cambia el paso del refrigerante que fluye hacia el interior de un primer compresor 2 entre el paso desde el evaporador 6 y el paso desde el radiador 4. Observe que cuando el refrigerante descargado desde el segundo compresor 3 fluye hacia el interior del evaporador 6 (cuando el refrigerante fluye desde el radiador 4 hacia el interior del primer compresor 2), el radiador 4 se convierte en un evaporador, y el evaporador 6 se convierte en un radiador.
Ademas, se dispone una valvula 15 de cuatro vfas en un lado de entrada de un expansor 5. La valvula 15 de cuatro vfas cambia el paso del refrigerante que fluye hacia el interior del expansor 5 entre un paso desde el radiador 4 y un paso desde el evaporador 6.
Cuando el aparato de ciclo de refrigeracion anterior se usa en un aparato de acondicionamiento de aire, el aparato de acondicionamiento de aire sera capaz de llevar a cabo tanto la operacion de enfriamiento como la operacion de calentamiento.
Observe que ya que el expansor 5 es del tipo de desplazamiento positivo, el refrigerante se puede habilitar solo para fluir en una direccion. Por lo tanto se puede proporcionar una valvula 10 de retencion en la vecindad del puerto de entrada del expansor 5, y se puede proporcionar una derivacion 8 entre la valvula 10 de retencion y el expansor 5.
De manera adicional, para aumentar mas la eficiencia energetica del aparato de ciclo de refrigeracion de la Realizacion 1, se puede proporcionar un enfriador intermedio 22 entre el primer compresor 2 y el segundo compresor 3. Observe que en la Fig. 7, se muestra un caso ejemplar en el que el enfriador intermedio 22 se dispone en el aparato 1 de ciclo de refrigeracion.
Enfriando un refrigerante a media presion y alta temperatura que se ha descargado desde el primer compresor 2, la inclinacion de la lmea isoentropica de este refrigerante en el grafico de Mollier resulta abrupta. Esto es, la energfa
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requerida para que el segundo compresor 3 comprima el refrigerante se puede reducir. Observe que la parte que conecta de la derivacion 8 entre el primer compresor 2 y el segundo compresor 3 puede estar en el lado ascendente del enfriador intermedio 22 o en el lado descendente del enfriador intermedio 22. En el ultimo caso, se puede suprimir un aumento de presion repentino de la presion de descarga del primer compresor 2 hasta que el expansor 5 se ponga en marcha. Este efecto se puede lograr reemplazando una valvula 9 de encendido-apagado con una valvula de control de flujo y mediante el control del grado de apertura de la valvula de control de flujo.
Ademas, en la Realizacion 1, el medio de calor que intercambia el calor con el radiador 4 y el evaporador 6 es aire, pero se puede usar otros medios de calor. Por ejemplo, el medio de calor que intercambia el calor con el radiador 4 puede ser agua, y se puede usar el aparato de ciclo de refrigeracion segun la Realizacion 1 para suministrar agua caliente. Ademas, el medio de calor que intercambia calor con el radiador 4 y el evaporador 6 puede ser agua o agua salada, y este medio de calor puede ser transportado al espacio acondicionado para acondicionar el aire del espacio acondicionado.
Ademas, en la Realizacion 1, se usa dioxido de carbono, que tiene un potencial de reduccion del ozono nulo y tiene un extraordinariamente pequeno potencial de calentamiento global comparado con el clorofluorocarbono, pero el tipo de refrigerante es arbitrario. Sin embargo, la eficiencia operativa (COP) del aparato de ciclo de refrigeracion que emplea dioxido de carbono es inferior comparada con los aparatos de ciclo de refrigeracion que usan refrigerantes convencionales. Por lo tanto, es altamente ventajoso emplear la invencion con un aparato de ciclo de refrigeracion que use dioxido de carbono. Observe que al usar un refrigerante que no esta comprimido en un estado super cntico, el radiador 4 funciona como un condensador.
Ademas, en la Realizacion 1, aunque el expansor 5 y el segundo compresor 3 estan conectados mecanicamente (con el eje 7), el expansor 5 y el segundo compresor 3 se pueden conectar electricamente. Por ejemplo, el expansor 5 puede estar conectado a un generador de energfa, y la energfa recuperada por el expansor 5 se puede convertir en energfa electrica que se suministra al segundo compresor 3.
Ademas, en la Realizacion 1, aunque el aparato 1 de ciclo de refrigeracion (aparato 51) de ciclo de refrigeracion) determina si es capaz de un funcionamiento estable mediante el uso del sensor 21 de temperatura, se puede usar un sensor de presion para determinar si es capaz el funcionamiento estable o no. Mas espedficamente, se puede disponer un sensor de presion en tanto el lado de descarga como el lado de succion del segundo compresor 3. De manera adicional, cuando los valores de deteccion de estos sensores de presion esten por encima o sean iguales que cierto valor umbral, el aparato 1 de ciclo de refrigeracion (aparato 51 de ciclo de refrigeracion) puede determinar que es posible un funcionamiento estable.
Realizacion 2
La invencion se puede realizar no solo en el aparato de ciclo de refrigeracion ilustrado en la Realizacion 1, sino que se puede realizar en un aparato de ciclo de refrigeracion con una configuracion como a continuacion, por ejemplo. Observe que a menos que se indique lo contrario, la Realizacion 2 es la misma que la Realizacion 1.
La Fig. 8 es un diagrama de circuito de refrigerante de un aparato de ciclo de refrigeracion de la Realizacion 2 de la invencion. Un aparato 52 de ciclo de refrigeracion segun la Realizacion 2 es diferente que el aparato 1 de ciclo de refrigeracion segun la Realizacion 1 en los siguientes puntos. Otras configuraciones del aparato 52 de ciclo de refrigeracion son la misma que la del aparato 1 de ciclo de refrigeracion.
Primero, la ubicacion del primer compresor 2 y del segundo compresor 3 son opuestas. Ademas se proporciona una valvula 13 de retencion en lugar de la valvula 10 de retencion. Ademas, se proporcionan una derivacion 11 y una valvula 12 de encendido-apagado que reemplazan la derivacion 8 y la valvula 9 de encendido-apagado.
La valvula 13 de retencion se dispone entre un expansor 5 y un evaporador 6, y regula que el refrigerante fluya desde el evaporador 5 hasta el expansor 5.
Un extremo de la derivacion 11 esta conectado entre el segundo compresor 3 y el primer compresor 2, y el otro extremo se conecta entre el expansor 5 y la valvula 13 de retencion. Esta derivacion 11 se proporciona con la valvula 12 de encendido-apagado que cierra y abre la derivacion 11.
<Descripcion del funcionamiento>
Se hara la descripcion del funcionamiento del aparato 52 de ciclo de refrigeracion configurado como anteriormente. Primero, se describira el funcionamiento del aparato 52 de ciclo de refrigeracion durante una operacion estable, Despues, se describira el funcionamiento del aparato 52 de ciclo de refrigeracion durante la puesta en marcha.
(Funcionamiento durante la operacion estable)
Se describira el funcionamiento del aparato 52 de ciclo de refrigeracion durante la operacion estable.
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La Fig. 9 es un diagrama de circuito de refrigerante que muestra un flujo de refrigerante durante una operacion estable del aparato de ciclo de refrigeracion de la Realizacion 2 de la invencion. Durante el estado estable, la valvula 12 de encendido-apagado esta en un estado cerrado. Esto es, en el estado estable, no se habilita que el refrigerante fluya en la derivacion 11. Observe que en la Fig. 9, la tubena por la que fluye el refrigerante se representa por lmeas gruesas.
El refrigerante que se ha comprimido en un refrigerante de media presion y alta temperatura en el segundo compresor 3 se descarga desde el segundo compresor 3. Este refrigerante a media presion y alta temperatura se comprime en el primer compresor 2 a un estado de alta presion y alta temperatura (estado super cntico), y fluye hacia un radiador 4. El refrigerante que ha fluido hacia el radiador 4 transfiere el calor al aire enviado por un ventilador 4a y se convierte en un refrigerante de alta presion y baja temperatura. Este refrigerante de alta presion y baja temperatura fluye hacia el interior del expansor 5. El refrigerante que ha fluido hacia el interior del expansor 5 se descomprime en un refrigerante de baja presion con una sequedad baja. Durante este proceso de descompresion, el expansor 5 recupera energfa. Despues, la energfa recuperada se suministra al segundo compresor 3 a traves del eje 7. El refrigerante de baja presion con sequedad baja que ha fluido hacia fuera del expansor 5 fluye hacia el interior del evaporador 6 a traves de la valvula l3 de retencion. El refrigerante que ha fluido hacia el interior del evaporador 6 recibe el calor desde el aire enviado desde un ventilador 6a y se convierte en un refrigerante de baja presion con una sequedad alta o un refrigerante de gas super calentado de presion baja. El refrigerante que ha fluido fuera del evaporador 6 es succionado hacia el interior del segundo compresor 3.
Ya que la energfa recuperada por el expansor 5 se usa como energfa de compresion en el segundo compresor 3, la energfa requerida en el primer compresor es reducida por la cantidad de energfa recuperada. Por lo tanto, el aparato 52 de ciclo de refrigeracion logra ahorrar energfa.
(Funcionamiento durante la puesta en marcha)
A continuacion, se describira el funcionamiento del aparato 1 de ciclo de refrigeracion durante la puesta en marcha.
La Fig. 10 es un diagrama de circuito de refrigerante que muestra un flujo de refrigerante durante la puesta en marcha del aparato de ciclo de refrigeracion de la Realizacion 2 de la invencion. Durante la puesta en marcha, la valvula 12 de encendido-apagado esta en un estado abierto. Esto es, en la puesta en marcha, se habilita que el refrigerante fluya en la derivacion 11. Ademas, el ventilador 4a que esta enviando aire al radiador se detiene o tiene una velocidad de rotacion (velocidad de giro) inferior que la del estado estable. Observe que en la Fig. 10, la tubena por la que fluye el refrigerante se representa con lmeas gruesas.
El refrigerante que ha sido condensado en el primer compresor 2 pasa a traves del radiador 4 y alcanza el expansor 5. Ademas, con la puesta en marcha del primer compresor 2, el refrigerante en el lado de salida del expansor 5 pasa a traves de la derivacion 11 y es succionado hacia el interior del primer compresor 2. Aqrn, la valvula 13 de retencion evita que el refrigerante en el lado de succion del segundo compresor 3 sea succionado hacia el interior del primer compresor 2. Esto es, durante la puesta en marcha en la cual el segundo compresor 3 es suspendido, la presion en el lado de succion del segundo compresor 3 resulta mayor que la presion en el lado de descarga del segundo compresor 3.
Observe que durante el estado en el que el segundo compresor 3 esta suspendido, incluso si no se proporciona la valvula 13 de retencion, la presion en el lado de succion del segundo compresor 3 es mayor que la presion en el lado de descarga del segundo compresor 3. El tiempo para que el segundo compresor 3 se ponga en marcha despues del primer compresor 2 se haya puesto en marcha es de unos pocos segundos (con el aparato 52 de ciclo de refrigeracion de la Realizacion 2, aproximadamente dos o tres segundos, por ejemplo). Por consiguiente, la mayona del refrigerante que es succionado hacia el lado de succion del segundo compresor 3 es el refrigerante almacenado en el evaporador 6 (el evaporador 6 que sirve como un almacenamiento intermedio), y por lo tanto el aumento de presion en el lado de succion del segundo compresor 3 resulta flojo.
Esto es, la derivacion 11 y la valvula 12 de encendido-apagado son el dispositivo de regulacion de presion de la invencion. En la Realizacion 2, para obtener de manera fiable la diferencia de presion entre el lado de succion del segundo compresor 3 y la presion del lado de descarga del mismo, se proporciona la valvula 13 de retencion.
Esto es, cuando el expansor 5 esta en un estado suspendido, la presion en el lado de descarga del expansor 5 resulta menor que la del lado de entrada del expansor 5. Ademas, ya que el refrigerante que fluye hacia el lado de entrada del expansor 5 intercambia una pequena cantidad de calor en el radiador 4, el refrigerante es de baja densidad. Esto es, el controlador 100 que controla la derivacion 11 y la valvula 12 de encendido-apagado, y la velocidad de rotacion del ventilador 4a es el dispositivo de facilitacion de la puesta en marcha del expansor de la invencion. Observe que la valvula 13 de retencion no tiene que ser un elemento constituyente del dispositivo de facilitacion de la puesta en marcha del expansor.
Cuando la diferencia de presion del expansor 5 resulta grande, el expansor se pone en marcha (se inicia el accionamiento). En este momento, la presion en la camara de expansion del expansor 5 es como se muestra en la Fig. 4 (la misma que la Realizacion 1). Ya que la diferencia de presion del expansor 5 durante la puesta en marcha
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es menor que la diferencia de presion del expansor 5 durante el estado estable, el refrigerante se sobre expande ligeramente, pero se puede obtener la energfa (ene^a positiva) correspondiente a “el area D - el area E”. Por lo tanto, se puede continuar el accionamiento del expansor 5.
Mientras tanto, la presion de la camara de compresion del segundo compresor 3 que se conecta al expansor 5 a traves del eje 7 cambia como se muestra en la Fig. 5 (la misma que la Realizacion 1). Ya que la presion en el lado de succion del segundo compresor 3 es mayor que la presion en el lado de descarga del mismo (la presion es inversa), se super comprime. La energfa de compresion en este momento es la energfa correspondiente a “el area A
- area B”, y es menor que la del aparato de ciclo de refrigeracion convencional que iguala la presion en el lado de descarga y el lado de succion del compresor (Bibliograffa 1 de Patente, por ejemplo). Por consiguiente, es mas facil poner en marcha el segundo compresor 3 que el aparato de ciclo de refrigeracion convencional. Ademas, dependiendo del grado de presion inversa, se puede obtener una recuperacion de energfa correspondiente al area B
- el area A. Una energfa en proporcion a esta contribuira a la puesta en marcha estable del segundo compresor 3.
Una vez que el expansor 5 y el segundo compresor 3 se ponen en marcha, es posible continuar el accionamiento del expansor 5 y del segundo compresor 3 incluso cuando la valvula 12 de encendido-apagado esta cerrada. Sin embargo, en la Realizacion 2, para continuar de manera fiable el accionamiento del expansor 5 y del segundo compresor 3, la valvula 12 de encendido-apagado esta en un estado abierto hasta que el aparato 52 de ciclo de refrigeracion es capaz de funcionar en el estado estable.
Mas espedficamente, el controlador 100 controla la valvula 12 de encendido-apagado como a continuacion.
Cuando el segundo compresor 3 es continuamente accionado, la temperatura del refrigerante descargado desde el segundo compresor 3 asciende. De manera adicional, la presion en el lado de descarga del segundo compresor 3 resulta mayor o igual que la presion en el lado de succion. Esto es, es posible hacer funcionar el aparato 52 de ciclo de refrigeracion en el estado estable.
En el aparato 52 de ciclo de refrigeracion, se detecta la temperatura del refrigerante descargado desde el segundo compresor 3 con un sensor 21 de temperatura. Ademas, el controlador 100 determina que el aparato 1 de ciclo de refrigeracion es capaz de funcionar en el estado estable cuando la temperatura de deteccion del sensor 21 de temperatura este por encima o sea igual que un determinado valor umbral, y cierra la valvula 12 de encendido- apagado. Ademas, se cambia la velocidad de rotacion del ventilador 4a a la velocidad de rotacion para el estado estable. Se puede usar un sensor de presion para determinar si el aparato 52 de ciclo de refrigeracion es capaz de funcionar de manera estable o no.
Observe que incluso si se produce un retraso en la determinacion de que el aparato 52 de ciclo de refrigeracion es capaz de funcionar en el estado estable, ya que se proporciona la valvula 13 de retencion el refrigerante fluye hacia el expansor 5 sin que la presion de succion del segundo compresor 3 caiga de manera repentina. Por consiguiente, es posible poner en marcha el aparato 52 de ciclo de refrigeracion de manera fiable sin el funcionamiento de un dispositivo de proteccion para una baja presion y una baja temperatura.
Como se describe anteriormente, en el aparato 52 de ciclo de refrigeracion anteriormente configurado, se hace que la presion en el lado de succion del segundo compresor 3 sea mayor que la presion en el lado de descarga del mismo al menos hasta que el segundo compresor 3 se ponga en marcha. Ademas, al menos hasta que el expansor
5 se ponga en marcha, se hace que la presion en el lado de salida del expansor 5 sea menor que la presion en el lado de entrada del expansor 5, y se hace que el refrigerante que fluye hacia el lado de entrada del expansor 5 sea de baja densidad. Por consiguiente, es posible poner en marcha el segundo compresor 3 y el expansor 5 de manera mas fiable que el aparato de ciclo de refrigeracion convencional.
Observe que, no hace falta decir que simplemente haciendo que la presion en el lado de entrada del segundo compresor 3 sea mayor que la presion en el lado de salida del segundo compresor 3, el segundo compresor 3 y el expansor 5 se pueden poner en marcha de manera mas fiable comparado con los aparatos de ciclo de refrigeracion convencionales. Ademas, no hace falta decir que simplemente haciendo que la presion en el lado de salida del expansor 5 sea menor que la presion en el lado de entrada del expansor 5, el segundo compresor 3 y el expansor 5 se pueden poner en marcha de manera mas fiable comparado con los aparatos de ciclo de refrigeracion convencionales
Lista de signos de referencia
1 aparato de ciclo de refrigeracion; 2 primer compresor; 3 segundo compresor; 4 radiador; 4a ventilador; 5 expansor;
6 evaporador; 6a ventilador; 7 eje; 8 derivacion; 9 valvula de encendido-apagado; 10 valvula de retencion; 11 derivacion; 12 valvula de encendido-apagado; 13 valvula de retencion; 14 valvula de cuatro vfas; 15 valvula de cuatro vfas; 21 sensor de temperatura; 22 enfriador intermedio; 51 aparato de ciclo de refrigeracion; 52 aparato de ciclo de refrigeracion; 100 controlador.

Claims (5)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un aparato (1, 51, 52) de ciclo de refrigeracion, que comprende:
    un circuito refrigerante que conecta un primer compresor (2), un primer intercambiador de calor que sirve como un radiador (4) o un condensador, un expansor (5), y un segundo intercambiador de calor que sirve como un evaporador (6) en serie con una tubena;
    un segundo compresor (3) que esta accionado por la energfa recuperada por el expansor (5), en donde el segundo compresor (3) se dispone
    i) entre el primer compresor (2) y el primer intercambiador de calor en el circuito refrigerante; o
    ii) entre el primer compresor (2) y el segundo intercambiador de calor en el circuito refrigerante;
    caracterizado por que el segundo compresor (3) es un compresor de desplazamiento positivo,
    comprendiendo ademas el aparato (1) de ciclo de refrigeracion un dispositivo de regulacion de la presion que mantenga una presion en el lado de descarga del segundo compresor (3) para que sea inferior que la presion en el lado de succion del segundo compresor (3) al menos hasta que el segundo compresor (3) sea puesto en marcha,
    en donde el dispositivo de regulacion de la presion incluye:
    una derivacion (8, 11) que tiene un extremo conectado entre el primer compresor (2) y el segundo compresor (3) y el otro extremo conectado entre el primer intercambiador de calor y el expansor (5); y una valvula (9, 12) de encendido- apagado proporcionada en la derivacion (8, 11) y en donde la valvula (9, 12) de encendido-apagado se mantiene en un estado abierto al menos hasta que el segundo compresor (3) se ponga en marcha.
  2. 2. El aparato (1) de ciclo de refrigeracion de la alternativa i) de la reivindicacion 1, que comprende ademas una valvula (10) de retencion proporcionada en una posicion, que esta mas cercana al primer intercambiador de calor que el punto de conexion de la derivacion (8), en un paso entre el primer intercambiador de calor y el expansor (5), regulando la valvula (10) de retencion el flujo de refrigerante hasta el primer intercambiador de calor.
  3. 3. El aparato (1) de ciclo de refrigeracion de la alternativa ii) de la reivindicacion 1, que comprende ademas una valvula (13) de retencion proporcionada en una posicion, que esta mas cercana al segundo intercambiador de calor que el punto de conexion de la derivacion (11), en un paso entre el segundo intercambiador de calor y el expansor (5), regulando la valvula (13) de retencion el flujo de refrigerante hasta el expansor (5).
  4. 4. El aparato (1) de ciclo de refrigeracion de la alternativa i) de la reivindicacion 1, que comprende ademas un dispositivo de envfo de medio de calor que envfa un medio de calor, el cual intercambia calor con el refrigerante que fluye en el primer intercambiador de calor, al primer intercambiador de calor, en donde
    al menos hasta que el segundo compresor (3) sea puesto en marcha, se reduce la velocidad de rotacion del dispositivo de envfo de medio de calor por debajo de la velocidad de rotacion objetivo o se detiene el dispositivo de envfo de medio de calor.
  5. 5. El aparato (1) de ciclo de refrigeracion de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el refrigerante que fluye en el circuito refrigerante es dioxido de carbono.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2381190A4 (en) * 2008-12-22 2013-10-02 Panasonic Corp REFRIGERATION CYCLE DEVICE
CN103196187B (zh) * 2013-04-19 2015-07-01 东南大学 基于膨胀功回收的加压溶液除湿空调装置及调控方法
CN103512256A (zh) * 2013-09-22 2014-01-15 孙西峰 一种制冷系统及空调
FR3034464B1 (fr) * 2015-04-03 2017-03-24 Snecma Refroidissement du circuit d'huile d'une turbomachine
CN106352601B (zh) * 2016-03-14 2020-04-07 李华玉 第三类热驱动压缩式热泵
CN107631510A (zh) * 2017-10-19 2018-01-26 天津商业大学 基于余压回收的co2中低温冷冻冷藏系统
CN107621093A (zh) * 2017-10-19 2018-01-23 天津商业大学 基于余压回收的蒸发冷却器过冷的co2冷冻冷藏系统
CN107631511A (zh) * 2017-10-19 2018-01-26 天津商业大学 基于余压回收的辅助过冷的co2中低温冷冻冷藏系统
US11300339B2 (en) 2018-04-05 2022-04-12 Carrier Corporation Method for optimizing pressure equalization in refrigeration equipment
CN110715474A (zh) * 2019-11-28 2020-01-21 广东美的制冷设备有限公司 运行控制方法、压缩空气换热系统以及存储介质
CN115823759A (zh) * 2022-11-25 2023-03-21 珠海格力电器股份有限公司 压缩制冷系统及控制方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4031849B2 (ja) 1997-09-22 2008-01-09 サンデン株式会社 冷凍空調装置
JP3462156B2 (ja) * 1999-11-30 2003-11-05 株式会社東芝 冷蔵庫
JP3953871B2 (ja) * 2002-04-15 2007-08-08 サンデン株式会社 冷凍空調装置
JP2004137979A (ja) * 2002-10-18 2004-05-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 膨張機
JP4321095B2 (ja) * 2003-04-09 2009-08-26 日立アプライアンス株式会社 冷凍サイクル装置
JP2006132818A (ja) 2004-11-04 2006-05-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 冷凍サイクル装置の制御方法およびそれを用いた冷凍サイクル装置
JP2009052752A (ja) * 2005-12-19 2009-03-12 Panasonic Corp 冷凍サイクル装置
CN101135504A (zh) * 2006-08-29 2008-03-05 松下电器产业株式会社 一种制冷循环装置
JP4991255B2 (ja) * 2006-11-22 2012-08-01 日立アプライアンス株式会社 冷凍サイクル装置
WO2008105868A2 (en) * 2007-02-26 2008-09-04 Carrier Corporation Economized refrigerant system utilizing expander with intermediate pressure port
WO2008146709A1 (ja) * 2007-05-25 2008-12-04 Mitsubishi Electric Corporation 冷凍サイクル装置
JP4974851B2 (ja) * 2007-11-01 2012-07-11 三菱電機株式会社 冷凍空調装置
JP4827859B2 (ja) * 2008-01-08 2011-11-30 三菱電機株式会社 空気調和装置およびその運転方法
JP5036593B2 (ja) * 2008-02-27 2012-09-26 パナソニック株式会社 冷凍サイクル装置

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