ES2746562T3 - Acondicionador de aire regenerativo - Google Patents

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Shuuji Fujimoto
Kebi Chen
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Abstract

Un acondicionador de aire de almacenamiento térmico, que comprende: un circuito refrigerante (11) que tiene un compresor (22), un intercambiador de calor exterior (23) y un intercambiador de calor interior (72) y realiza un ciclo de refrigeración; y una sección de almacenamiento térmico (60) que tiene un medio de almacenamiento térmico e intercambia calor entre el medio de almacenamiento térmico y un refrigerante del circuito refrigerante (11), siendo el acondicionador de aire de almacenamiento térmico capaz de realizar una operación de enfriamiento simple en la que en el circuito de refrigerante (11), el refrigerante se condensa en el intercambiador de calor exterior (23) y se evapora en el intercambiador de calor interior (72), y una operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento en la que en el circuito de refrigerante (11), el refrigerante se condensa en el intercambiador de calor exterior (23) y se evapora en el intercambiador de calor interior (72), y en el que el medio de almacenamiento térmico en la sección de almacenamiento térmico (60) es enfriada por el refrigerante, en donde el acondicionador de aire de almacenamiento térmico tiene una sección de control de operación (100), caracterizado porque si la velocidad de rotación del compresor (22) se reduce a un valor de referencia inferior predeterminado en la operación de enfriamiento simple, la sección de control de operación (100) está configurada para cambiar una operación del acondicionador de aire de almacenamiento térmico de la operación de enfriamiento simple a la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento para aumentar la velocidad de rotación del compresor (22).

Description

DESCRIPCIÓN
Acondicionador de aire regenerativo
Campo técnico
La presente invención se refiere a un acondicionador de aire de almacenamiento térmico.
Antecedentes de la técnica
Se han conocido aires acondicionados que enfrían y calientan una habitación. El documento de patente 1 describe un acondicionador de aire de almacenamiento térmico que usa un medio de almacenamiento térmico. El acondicionador de aire de almacenamiento térmico tiene un circuito refrigerante al que se conectan un compresor, un intercambiador de calor exterior y un intercambiador de calor interior, y una sección de almacenamiento térmico que intercambia calor entre un refrigerante en el circuito refrigerante y el medio de almacenamiento térmico.
Este acondicionador de aire realiza selectivamente: operaciones generales de enfriamiento y calentamiento en las cuales una habitación tiene aire acondicionado sin utilizar energía de almacenamiento térmico; una operación de almacenamiento de energía térmica fría en la que el medio de almacenamiento térmico se enfría para almacenar energía térmica fría; una operación de enfriamiento de utilización de energía térmica fría en la que la energía térmica fría almacenada en el medio de almacenamiento térmico se utiliza para enfriar la habitación; y una operación de calentamiento de utilización de energía térmica en la que la energía térmica caliente almacenada en el medio de almacenamiento térmico se utiliza para calentar la habitación. Durante estas operaciones, el compresor se activa para que el refrigerante circule en el circuito refrigerante, realizando así un ciclo de refrigeración.
Además, el objetivo del documento de patente es proporcionar un acondicionador de aire capaz de reducir el coste de generación de energía al aplanar los picos de demanda de energía y reducir el coste de un acondicionador de aire. Un volumen de frío generado cuando se realiza una operación de almacenamiento de calor mientras se opera un compresor por rotación de baja velocidad se establece en un volumen por el cual el frío se almacena en un tanque de almacenamiento de calor, y una unidad de almacenamiento de calor se hace más pequeña al reducir el tamaño de un tanque de almacenamiento de calor. Además, el documento de patente 2 describe un acondicionador de aire de almacenamiento térmico según el preámbulo de la reivindicación 1.
Lista de citas
Documento de patente
Documento de patente 1: Publicación de patente japonesa no examinada N. ° 2007-17089
Documento de Patente 2: JP 2014 129966 A
Compendio de la invención
Problema técnico
En general, la capacidad de acondicionamiento de aire de un acondicionador de aire se controla ajustando la velocidad de rotación de un compresor. Por lo tanto, si la carga de acondicionamiento de aire (una carga de enfriamiento o una carga de calentamiento) en una habitación se hace más pequeña durante el funcionamiento del acondicionador de aire, la velocidad de rotación del compresor se reduce para disminuir la capacidad de acondicionamiento de aire del acondicionador de aire según la carga de acondicionamiento de aire en la habitación. Si el acondicionador de aire tiene una capacidad de acondicionamiento de aire excesiva con respecto a la carga de acondicionamiento de aire, incluso después de que la velocidad de rotación del compresor se establece en un valor mínimo, una operación de encendido/apagado del compresor, en la que se repite la detención y el reinicio del compresor se lleva a cabo para evitar que la temperatura ambiente sea demasiado baja o demasiado alta.
En general, la eficacia del compresor alcanza su punto máximo a una determinada velocidad de rotación, y disminuye gradualmente a medida que la velocidad de rotación se ralentiza desde el pico. El funcionamiento del compresor a una velocidad de rotación relativamente baja puede, por lo tanto, disminuir la eficacia operativa del acondicionador de aire. Además, la operación de encendido/apagado del compresor con una carga baja de acondicionamiento de aire puede aumentar un intervalo de variaciones de la temperatura del aire de la habitación y deteriorar la comodidad de la habitación.
En vista de los antecedentes anteriores, es por lo tanto un objeto de la presente invención reducir la disminución de la eficacia de un acondicionador de aire y el deterioro de la comodidad de una habitación con una baja carga de acondicionamiento de aire.
Solución al problema
Un primer aspecto de la presente descripción está dirigido a un acondicionador de aire de almacenamiento térmico según la reivindicación 1. El acondicionador de aire de almacenamiento térmico incluye: un circuito refrigerante (11) que tiene un compresor (22), un intercambiador de calor exterior (23) y un intercambiador de calor interior (72) y realiza un ciclo de refrigeración; y una sección de almacenamiento térmico (60) que tiene un medio de almacenamiento térmico e intercambia calor entre el medio de almacenamiento térmico y un refrigerante del circuito refrigerante (11), caracterizado porque el acondicionador de aire de almacenamiento térmico es capaz de realizar una operación de enfriamiento simple en la que en el circuito de refrigerante (11), el refrigerante se condensa en el intercambiador de calor exterior (23) y se evapora en el intercambiador de calor interior (72), y una operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento en el circuito de refrigerante (11), el refrigerante se condensa en el intercambiador de calor exterior (23) y se evapora en el intercambiador de calor interior (72), y en el que el refrigerante enfría el medio de almacenamiento térmico en la sección de almacenamiento térmico (60). El acondicionador de aire de almacenamiento térmico tiene una sección de control de operación (100) que, si la velocidad de rotación del compresor (22) se reduce a un valor de referencia inferior predeterminado en la operación de enfriamiento simple, cambia la operación del acondicionador de aire de almacenamiento térmico de la operación de enfriamiento simple a la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento para aumentar la velocidad de rotación del compresor (22).
En el primer aspecto, la operación se cambia a la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento si la velocidad de rotación del compresor (22) se reduce y la eficacia del compresor disminuye en la operación de enfriamiento simple, para aumentar la velocidad de rotación del compresor (22) y mejorar la eficacia del compresor. Además, en la operación de enfriamiento simple, incluso si la carga se baja hasta un punto que requiere una operación de encendido/apagado, parte de la energía térmica fría obtenida a través del ciclo de refrigeración se almacena en la sección de almacenamiento térmico (60). Por lo tanto, la temperatura de la energía térmica fría utilizada para enfriar el aire en el intercambiador de calor interior (72) puede reducirse a un valor correspondiente a la carga de enfriamiento en la habitación sin realizar la operación de encendido/apagado.
Un segundo aspecto de la presente descripción es una realización del primer aspecto. En el segundo aspecto, la sección de control de operación (100) cambia la operación del acondicionador de aire de almacenamiento térmico de la operación de almacenamiento de enfriamiento y energía térmica fría a la operación de enfriamiento simple para reducir la velocidad de rotación del compresor (22) si la velocidad de rotación del compresor (22) aumenta a un valor de referencia superior predeterminado en la operación de almacenamiento de enfriamiento y energía térmica fría.
La eficacia del compresor disminuye también en un caso donde la velocidad de rotación es demasiado alta. Por lo tanto, en el segundo aspecto, si la velocidad de rotación del compresor (22) alcanza un valor de referencia superior predeterminado en la operación de almacenamiento de refrigeración y energía térmica fría, la operación cambia a la operación de enfriamiento simple para reducir la velocidad de rotación del compresor (22) Como resultado, el compresor puede accionarse a una velocidad de rotación altamente eficaz, lo que permite mantener alta la eficacia del acondicionador de aire.
Un tercer aspecto de la presente descripción es una realización del primer o segundo aspecto. En el tercer aspecto, cuando la sección de control de operación (100) cambia la operación del acondicionador de aire de almacenamiento térmico de la operación de enfriamiento simple a la operación de almacenamiento de energía térmica de enfriamiento y frío, la velocidad de rotación del compresor (22) aumenta en un valor igual a la velocidad de rotación más baja del compresor (22).
En el tercer aspecto, cuando la operación del acondicionador de aire de almacenamiento térmico cambia de la operación de enfriamiento simple a la operación de almacenamiento de energía térmica de enfriamiento y frío, la velocidad de rotación del compresor aumenta en un valor igual a la velocidad de rotación más baja del compresor.
Ventajas de la invención
Según el primer aspecto, si la velocidad de rotación del compresor (22) se ralentiza, la operación cambia de la operación de enfriamiento simple a la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento para aumentar la velocidad de rotación del compresor (22). Como resultado, es posible reducir la disminución de la eficacia del compresor (22) y mejorar aún más la eficacia del acondicionador de aire de almacenamiento térmico en su conjunto. Además, dado que las operaciones de encendido/apagado del compresor (22) no son necesarias, es posible reducir las variaciones en la temperatura del aire interior y mantener la comodidad de la habitación, y reducir la potencia requerida para iniciar el compresor (22), así como el consumo de energía.
Según el segundo aspecto, si aumenta la velocidad de rotación del compresor (22), la operación cambia de la operación de almacenamiento de refrigeración y energía térmica fría a la operación de enfriamiento simple para disminuir la velocidad de rotación del compresor (22). Como resultado, es posible reducir la disminución en la eficacia del compresor (22).
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es un diagrama de tubos que ilustra generalmente una configuración de un acondicionador de aire de almacenamiento térmico según una realización de la presente descripción.
La Figura 2 es una vista correspondiente a la Figura 1 que ilustra el comportamiento de una operación de enfriamiento simple.
La Figura 3 es una vista correspondiente a la Figura 1 que ilustra el comportamiento de una operación de almacenamiento de energía térmica fría.
La Figura 4 es una vista correspondiente a la Figura 1 que ilustra el comportamiento de una operación de enfriamiento de utilización.
La Figura 5 es una vista correspondiente a la Figura 1 que ilustra el comportamiento de una operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento.
La Figura 6 es una vista correspondiente a la Figura 1 que ilustra el comportamiento de una operación de calentamiento simple que no pertenece a la presente invención según las reivindicaciones.
La Figura 7 es una vista correspondiente a la Figura 1 que ilustra el comportamiento de una operación de almacenamiento de energía térmica caliente que no pertenece a la presente invención según las reivindicaciones. La Figura 8 es una vista correspondiente a la Figura 1 que ilustra una operación de almacenamiento de energía térmica (1) de calentamiento y calentamiento que no pertenece a la presente invención según las reivindicaciones.
La Figura 9 es una vista correspondiente a la Figura 1 que ilustra una operación de almacenamiento de energía térmica y de calentamiento (2) que no pertenece a la presente invención según las reivindicaciones.
La Figura 10 es una vista correspondiente a la Figura 1 que ilustra una operación de calentamiento de utilización (1) que no pertenece a la presente invención como se define en las reivindicaciones.
La Figura 11 es una vista correspondiente a la Figura 1 que ilustra una operación de calentamiento de utilización (2) que no pertenece a la presente invención según las reivindicaciones.
La Figura 12 ilustra un ejemplo de relación entre la velocidad de rotación de un compresor y la eficacia del compresor. La Figura 13 es un gráfico para explicar la primera y segunda variantes de la realización, y muestra el consumo de energía, y la eficacia y el tiempo de operación del acondicionador de aire de almacenamiento térmico, con respecto a la transición del factor de carga en relación con una capacidad nominal.
Descripción de realizaciones
Las realizaciones de la presente invención se describirán en detalle a continuación con referencia a los dibujos. Las siguientes realizaciones son meramente ejemplares en la naturaleza, y no pretenden limitar el alcance, las aplicaciones o el uso de la invención.
Un acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) según una realización de la presente invención realiza selectivamente enfriamiento y calentamiento de una habitación. El acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) almacena la energía térmica fría de un refrigerante en un medio de almacenamiento térmico, y utiliza esta energía térmica fría para enfriamiento. El acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) almacena energía térmica caliente del refrigerante en el medio de almacenamiento térmico, y utiliza esta energía térmica caliente para calentamiento. Sin embargo, este último no es parte de la invención reivindicada.
<Configuración general>
Como se ilustra en la Figura 1, el acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) se compone de una unidad exterior (20), una unidad de almacenamiento térmico (40) y una pluralidad de unidades interiores (70). La unidad exterior (20) y la unidad de almacenamiento térmico (40) se instalan fuera de una habitación. La pluralidad de unidades interiores (70) están instaladas en la habitación. Por conveniencia, solo se ilustra una unidad interior (70) en la Figura 1.
La unidad exterior (20) incluye un circuito exterior (21). La unidad de almacenamiento térmico (40) incluye un circuito intermedio (41). La unidad interior (70) incluye un circuito interior (71). En el acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10), el circuito exterior (21) y el circuito intermedio (41) están conectados entre sí a través de tres tubos de comunicación (12, 13, 14), y el circuito intermedio (41) y la pluralidad de los circuitos interiores (71) están conectados entre sí a través de dos tubos de comunicación (15, 16). Así, el acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) forma un circuito refrigerante (11) en el que circula un refrigerante que llena el acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) para realizar un ciclo de refrigeración. El acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) tiene un controlador (100) (una sección de control de operación) que controla varios dispositivos que se describirán más adelante.
<Unidad exterior>
La unidad exterior (20) incluye un circuito exterior (21) que forma parte del circuito refrigerante (11). Un compresor (22), un intercambiador de calor exterior (23), una válvula de expansión exterior (24) y una válvula de conmutación de cuatro vías (25) están conectados al circuito exterior (21). Un primer circuito de subenfriamiento (30) y un tubo de succión intermedio (35) están conectados al circuito exterior (21).
[Compresor]
El compresor (22) de la presente realización es un compresor de una etapa única, y forma una sección de compresión que comprime el refrigerante y descarga el refrigerante comprimido. El compresor (22) tiene una carcasa (22a), en la que se alojan un motor y un mecanismo de compresión (no mostrado). El mecanismo de compresión de la presente realización está configurado como un mecanismo de compresión de desplazamiento. Sin embargo, el mecanismo de compresión puede ser de varios tipos, tales como pistón oscilante, pistón rodante, tornillo y turbocompresores. El mecanismo de compresión incluye una cámara de compresión entre un rollo fijo en forma de espiral y un rollo móvil. El refrigerante se comprime a medida que la capacidad de la cámara de compresión disminuye gradualmente. El motor del compresor (22) tiene una frecuencia de operación variable que varía según una sección del inversor. Es decir, el compresor (22) es un compresor inversor, cuya frecuencia de rotación (es decir, la capacidad) es variable.
[Intercambiador de calor exterior]
El intercambiador de calor exterior (23) está configurado como un intercambiador de calor de aletas cruzadas y tubos, por ejemplo. Se proporciona un ventilador exterior (26) adyacente al intercambiador de calor exterior (23). El intercambiador de calor exterior (23) intercambia calor entre el aire transferido por el ventilador exterior (26) y el refrigerante que fluye a través del intercambiador de calor exterior (23). Un sensor de temperatura del aire exterior (S1), que detecta una temperatura del aire exterior, se proporciona adyacente al intercambiador de calor exterior (23). Por conveniencia, el sensor de temperatura del aire exterior (S1) se muestra solo en la Figura 1 y se omite en los otros dibujos.
[Válvula de expansión exterior]
La válvula de expansión exterior (24) está dispuesta entre un extremo del lado del líquido del intercambiador de calor exterior (23) y un extremo de conexión del tubo de comunicación (12). La válvula de expansión exterior (24) está configurada, por ejemplo, como una válvula de expansión electrónica, y ajusta la velocidad de flujo del refrigerante cambiando el grado de apertura de la válvula.
[Válvula de conmutación de cuatro vías]
La válvula de conmutación de cuatro vías (25) tiene un primer a un cuarto puerto. El primer puerto de la válvula de conmutación de cuatro vías (25) está conectado al tubo de descarga (27) del compresor (22). El segundo puerto de la válvula de conmutación de cuatro vías (25) está conectado a un tubo de succión (28) (una porción de succión de baja presión) del compresor (22). El tercer puerto de la válvula de conmutación de cuatro vías (25) está conectado a un extremo del lado del gas del intercambiador de calor exterior (22). El cuarto puerto de la válvula de conmutación de cuatro vías (25) está conectado a un extremo de conexión del tubo de comunicación (14).
La válvula de conmutación de cuatro vías (25) está configurada para cambiar entre un estado en el que el primer puerto y el tercer puerto se comunican entre sí y el segundo puerto y el cuarto puerto se comunican entre sí (es decir, un primer estado indicado por líneas continuas en la Figura 1) y un estado en el que el primer puerto y el cuarto puerto se comunican entre sí y el segundo puerto y el tercer puerto se comunican entre sí (es decir, un segundo estado indicado por líneas discontinuas en la Figura 1).
[Primer circuito de subenfriamiento]
El primer circuito de subenfriamiento (30) incluye un primer tubo de introducción (31) y un primer intercambiador de calor de subenfriamiento (32). Un extremo del tubo de introducción (31) está conectado entre la válvula de expansión exterior (24) y el extremo de conexión del tubo de comunicación (12). El otro extremo del primer tubo de introducción (31) está conectado al tubo de succión (28) del compresor (22). En otras palabras, el primer tubo de introducción (31) forma un tubo de introducción de baja presión que conecta una línea de líquido (L1) y el tubo de succión (28) en el lado de baja presión del compresor (22). Aquí, la línea de líquido (L1) es un canal que se extiende entre el extremo del lado del líquido del intercambiador de calor exterior (23) y un extremo del lado del líquido del intercambiador de calor interior (72). Una primera válvula de descompresión (EV1) y un primer canal de transferencia de calor (33) están conectados al primer tubo de introducción (31) secuencialmente de un extremo al otro extremo del primer tubo de introducción (31). La primera válvula de descompresión (EV1) está configurada, por ejemplo, como una válvula de expansión electrónica, y ajusta el grado de subenfriamiento del refrigerante a la salida del segundo canal de transferencia de calor (34) cambiando el grado de apertura de la válvula. El primer intercambiador de calor de subenfriamiento (32) forma un primer intercambiador de calor que intercambia calor entre el refrigerante que fluye a través del segundo canal de transferencia de calor (34) y el refrigerante que fluye a través del primer canal de transferencia de calor (33). El segundo canal de transferencia de calor (34) se proporciona entre la válvula de expansión exterior (24) y el extremo de conexión del tubo de comunicación (12), de la línea de líquido (L1) del circuito refrigerante (11).
[Tubo de succión intermedio]
El tubo de succión intermedio (35) forma una porción de succión intermedia que introduce un refrigerante con una presión intermedia en la cámara de compresión del compresor (22) en el medio de la compresión. El extremo inicial del tubo de succión intermedio (35) está conectado al extremo de conexión del tubo de comunicación (13), y el extremo terminal del tubo de succión intermedio (35) está conectado a la cámara de compresión del mecanismo de compresión del compresor. (22) El tubo de succión intermedio (35) incluye una porción de tubo interna (36) ubicada dentro de la carcasa (22a) del compresor (22). La presión interna del tubo de succión intermedio (35) corresponde básicamente a una presión intermedia entre las presiones alta y baja del circuito refrigerante (11). Una primera válvula solenoide (SV1) y una válvula de retención (CV1) están conectadas al tubo de succión intermedio (35) secuencialmente desde el lado ascendente al lado descendente. La primera válvula solenoide (SV1) es una válvula de apertura/cierre para abrir y cerrar el canal. La válvula de retención (CV1) permite que el refrigerante fluya en una dirección (la dirección de la flecha en la Figura 1) desde un canal primario de almacenamiento térmico (44) (que se describirá en detalle más adelante) hacia el compresor (22), y prohíbe que el refrigerante fluya en una dirección desde el compresor (22) hacia el canal primario de almacenamiento térmico (44).
<Unidad de almacenamiento térmico>
La unidad de almacenamiento térmico (40) forma una unidad de unión que interviene entre la unidad exterior (20) y la unidad interior (70). La unidad de almacenamiento térmico (40) incluye un circuito intermedio (41) que forma parte del circuito refrigerante (11). Un tubo de líquido primario (42), un tubo de gas primario (43) y el canal primario de almacenamiento térmico (44) están conectados al circuito intermedio (41). Un segundo circuito de subenfriamiento (50) está conectado al circuito intermedio (41). La unidad de almacenamiento térmico (40) incluye un dispositivo de almacenamiento térmico (60).
[Tubo de líquido primario]
El tubo de líquido primario (42) forma parte de la línea de líquido (L1). El tubo de líquido primario (42) conecta un extremo de conexión del tubo de comunicación (12) y un extremo de conexión del tubo de comunicación (15). Una segunda válvula solenoide (SV2) está conectada al tubo de líquido primario (42). La segunda válvula solenoide (SV2) es una válvula de apertura/cierre para abrir y cerrar el canal.
[Tubo de gas primario]
El tubo de gas primario (43) forma parte de una línea de gas (L2). Aquí, la línea de gas (L2) es un canal que se extiende entre el cuarto puerto de la válvula de conmutación de cuatro vías (25) y un extremo del lado del gas del intercambiador de calor interior (72). El tubo de gas primario (43) conecta un extremo de conexión del tubo de comunicación (14) y un extremo de conexión del tubo de comunicación (16).
[Canal de almacenamiento térmico primario]
El canal de almacenamiento térmico primario (44) está conectado entre el tubo de líquido primario (42) y el tubo de gas primario (43). Un extremo del canal de almacenamiento térmico primario (44) está conectado entre el extremo de conexión del tubo de comunicación (12) y la segunda válvula solenoide (SV2). Una tercera válvula solenoide (SV3), un canal de refrigerante de precalentamiento (64b), una válvula de expansión de almacenamiento térmico (45), un canal de refrigerante de almacenamiento térmico (63b) y una cuarta válvula solenoide (SV4) están conectados al canal de almacenamiento térmico primario (44) secuencialmente en una dirección desde el tubo de líquido primario (42) al tubo de gas primario (43). La tercera válvula solenoide (SV3) y la cuarta válvula solenoide (SV4) son válvulas de apertura/cierre para abrir y cerrar los canales. La válvula de expansión de almacenamiento térmico (45) está configurada, por ejemplo, como una válvula de expansión electrónica, y ajusta la presión del refrigerante cambiando el grado de apertura de la válvula.
Un primer tubo de derivación (44a) que deriva la válvula de expansión de almacenamiento térmico (45) está conectado al canal primario de almacenamiento térmico (44). Una quinta válvula solenoide (SV5) está conectada al primer tubo de derivación (44a) en paralelo con la válvula de expansión de almacenamiento térmico (45). La quinta válvula solenoide (SV5) es una válvula de apertura/cierre para abrir y cerrar el canal. Una válvula de liberación de presión (RV) está conectada al canal primario de almacenamiento térmico (44) en paralelo con la válvula de expansión de almacenamiento térmico (45).
[Segundo circuito de subenfriamiento]
El segundo circuito de subenfriamiento (50) incluye un segundo tubo de introducción (51) y un segundo intercambiador de calor de subenfriamiento (52). Un extremo del segundo tubo de introducción (51) está conectado entre la segunda válvula solenoide (SV2) y un extremo de conexión del tubo de comunicación (15). El otro extremo del segundo tubo de introducción (51) está conectado al tubo de gas primario (43). El segundo tubo de introducción (51) está conectado al tubo de gas primario (43) entre la unión del canal primario de almacenamiento térmico (44) con el tubo de gas primario (43) y el extremo de conexión del tubo de comunicación (16). Una segunda válvula de descompresión (EV2) y un tercer canal de transferencia de calor (53) están conectados al segundo tubo de introducción (51) secuencialmente desde un extremo al otro extremo del segundo tubo de introducción (51). La segunda válvula de descompresión (EV2) está configurada, por ejemplo, como una válvula de expansión electrónica, y ajusta un grado de subenfriamiento del refrigerante a la salida del cuarto canal de transferencia de calor (54) cambiando el grado de apertura de la válvula. El segundo intercambiador de calor de subenfriamiento (52) intercambia calor entre el refrigerante que fluye a través del cuarto canal de transferencia de calor (54) y el refrigerante que fluye a través del tercer canal de transferencia de calor (53). El cuarto canal de transferencia de calor (54) se proporciona en una porción entre la segunda válvula solenoide (SV2) y el extremo de conexión del tubo de comunicación (15), del tubo de líquido primario (42). El segundo circuito de subenfriamiento (50) forma un sub-enfriador que evita que el refrigerante que fluye a través del tubo de comunicación (15) se vaporice y se purgue en una operación de utilización y enfriamiento y una operación de almacenamiento de energía térmica y utilización, que se describirá en detalle más adelante.
[Otros tubos]
Un tubo de unión intermedio (46), un primer tubo de derivación (47), un segundo tubo de derivación (48) y un tercer tubo de derivación (49) están conectados al circuito intermedio (41). Un extremo del tubo de unión intermedio (46) está conectado en una porción del canal primario de almacenamiento térmico (44) entre la tercera válvula solenoide (SV3) y el canal de refrigerante de precalentamiento (64b). El otro extremo del tubo de unión intermedio (46) está conectado al tubo de succión intermedio (35) a través del tubo de comunicación (13). Un extremo del primer tubo de derivación (47) está conectado a una porción del canal primario de almacenamiento térmico (44) entre el canal refrigerante de almacenamiento térmico (63b) y la cuarta válvula solenoide (SV4).
El otro extremo del primer tubo de rama (47) está conectado al tubo de gas primario (43) entre la unión del canal primario de almacenamiento térmico (44) con el tubo de gas primario (43) y la unión del segundo tubo de introducción (51) con el tubo de gas primario (43). La tercera válvula de descompresión (EV3) está conectada al primer tubo de derivación (47). La tercera válvula de descompresión (EV3) está configurada, por ejemplo, como una válvula de expansión electrónica, y ajusta la presión del refrigerante cambiando el grado de apertura de la válvula. El grado de apertura de la tercera válvula de descompresión (EV3) se ajusta para evitar que la presión del intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) sea excesivamente baja debido a una diferencia entre una presión de evaporación en el intercambiador de calor interior (72) y una presión en el tubo de gas primario (43) causada por una pérdida de presión del tubo de comunicación (16) y/o una diferencia de carga dependiendo de las condiciones de instalación de la unidad interior (70) y la unidad exterior (20), en una operación en la que el intercambiador de calor interior (72) sirve como evaporador.
El segundo tubo de rama (48) y el tercer tubo de rama (49) están conectados al tubo de líquido primario (42) y al canal primario de almacenamiento térmico (44) en paralelo entre sí. Un extremo del segundo tubo de rama (48) y un extremo del tercer tubo de rama (49) están conectados a porciones del canal primario de almacenamiento térmico (44) entre el canal de refrigerante de almacenamiento térmico (63b) y la cuarta válvula solenoide (SV4 ) El otro extremo del segundo tubo de rama (48) y el otro extremo del tercer tubo de rama (49) están conectados a porciones del tubo de líquido primario (42) entre la segunda válvula solenoide (SV2) y la unión del segundo tubo de introducción (51) con el tubo de líquido primario (42). La cuarta válvula de descompresión (EV4) está conectada al segundo tubo de rama (48). La cuarta válvula de descompresión (EV4) está configurada, por ejemplo, como una válvula de expansión electrónica, y ajusta la presión del refrigerante cambiando el grado de apertura de la válvula. Una sexta válvula solenoide (SV6) está conectada al tercer tubo de rama (49). La sexta válvula solenoide (SV6) es una válvula de apertura/cierre para abrir y cerrar el canal.
[Dispositivo de almacenamiento térmico]
El dispositivo de almacenamiento térmico (60) forma una sección de almacenamiento térmico en la que se intercambia calor entre el refrigerante del circuito refrigerante (11) y el medio de almacenamiento térmico. El dispositivo de almacenamiento térmico (60) tiene un circuito de almacenamiento térmico (61) y un tanque de almacenamiento térmico (62) conectado al circuito de almacenamiento térmico (61). El dispositivo de almacenamiento térmico (60) tiene el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) y el intercambiador de calor de precalentamiento (64).
El circuito de almacenamiento térmico (61) es un circuito cerrado en el que circula el medio de almacenamiento térmico que llena el circuito de almacenamiento térmico (61). El tanque de almacenamiento térmico (62) es un recipiente cilíndrico hueco. El tanque de almacenamiento térmico (62) puede ser un recipiente abierto. El medio de almacenamiento térmico se acumula en el tanque de almacenamiento térmico (62). Un tubo de salida (65) (una porción de salida) está conectado a una porción superior del tanque de almacenamiento térmico (62) para permitir que el medio de almacenamiento térmico en el tanque de almacenamiento térmico (62) salga del tanque. Un tubo de entrada (66) (una porción de entrada) está conectado a una porción inferior del tanque de almacenamiento térmico (62) para permitir que el medio de almacenamiento térmico presente fuera del tanque de almacenamiento térmico (62) fluya hacia el tanque de almacenamiento térmico (62) En otras palabras, en el tanque de almacenamiento térmico (62), la unión del tubo de salida (65) se encuentra más alta que la unión del tubo de entrada (66). Un canal de almacenamiento térmico del lado de precalentamiento (64a), una bomba (67) y un canal de almacenamiento térmico del lado de almacenamiento térmico (63a) están conectados al circuito de almacenamiento térmico (61) secuencialmente desde el tubo de salida (65) hacia el tubo de entrada (66).
El intercambiador de calor de precalentamiento (64) está configurado para intercambiar calor entre el medio de almacenamiento térmico que fluye a través del canal de almacenamiento térmico del lado de precalentamiento (64a) y el refrigerante que fluye a través del canal de refrigerante de precalentamiento (64b). El intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) está configurado para intercambiar calor entre el medio de almacenamiento térmico que fluye a través del canal de almacenamiento térmico del lado de almacenamiento térmico (63a) y el refrigerante que fluye a través del canal de refrigerante de almacenamiento térmico (63b). La bomba (67) está configurada para hacer circular el medio de almacenamiento térmico en el circuito de almacenamiento térmico (61).
El circuito de almacenamiento térmico (61) está provisto de un sensor de temperatura del medio de almacenamiento térmico (S2) (un detector de temperatura del medio de almacenamiento térmico) en un canal entre el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) y el tanque de almacenamiento térmico (62). Específicamente, el sensor de temperatura del medio de almacenamiento térmico (S2) se encuentra en una posición donde se detecta la temperatura del medio de almacenamiento térmico en el tubo de entrada (66). El sensor de temperatura del medio de almacenamiento térmico (S2) también sirve como un detector de acumulación que detecta el inicio de la acumulación de cristales de hidratos de clatrato en el circuito de almacenamiento térmico (61). La posición del sensor de temperatura media de almacenamiento térmico (S2) es un ejemplo no limitativo, y el sensor (S2) también puede ubicarse en una posición diferente del circuito de almacenamiento térmico (61). Por conveniencia, el sensor de temperatura del medio de almacenamiento térmico (S2) se muestra solo en la Figura 1 y se omite en los otros dibujos.
[Medio de almacenamiento térmico]
Ahora, el medio de almacenamiento térmico que llena el circuito de almacenamiento térmico (61) se describirá en detalle. Un material de almacenamiento térmico en el que se generan hidratos de clatrato cuando se enfría, es decir, un material de almacenamiento térmico que tiene fluidez, se adopta como medio de almacenamiento térmico. Los ejemplos del medio de almacenamiento térmico incluyen una solución acuosa de bromuro de amonio de tetra-n-butilo (TBAB) que contiene bromuro de amonio de tetra-n-butilo, una solución acuosa de trimetiloletano (TME) y una suspensión a base de parafina. Por ejemplo, el estado como una solución acuosa de una solución acuosa de bromuro de amonio de tetra-n-butilo se mantiene incluso si se enfría de manera estable y se convierte en un estado sub-enfriado en el que la temperatura de la solución acuosa es inferior a una temperatura en la que se generan hidratos. Sin embargo, una vez que se administra algún desencadenante en este estado sub-enfriado, la solución sub-enfriada pasa a una solución que contiene hidratos de clatrato (es decir, transiciones a la suspensión). Es decir, el estado sub­ enfriado de la solución acuosa de bromuro de amonio de tetra-n-butilo cambia al estado de suspensión con viscosidad relativamente alta debido a la generación de hidratos de clatrato (cristales de hidrato) hechos de bromuro de amonio de tetra-n-butilo y moléculas de agua. El estado sub-enfriado como se usa en la presente memoria se refiere a un estado en el que no se generan hidratos de clatrato y el estado de la solución se mantiene incluso cuando el medio de almacenamiento térmico alcanza una temperatura inferior o igual a la temperatura a la que se generan los hidratos. Por otro lado, la solución acuosa de bromuro de amonio de tetra-n-butilo en estado de suspensión se cambia al estado líquido (es decir, una solución) con una capacidad de flujo relativamente alta debido a la fusión de los hidratos de clatrato, si la temperatura de la solución acuosa se vuelve más alta, por calentamiento, que la temperatura a la que se generan los hidratos.
En la presente realización, se adopta una solución acuosa de bromuro de amonio de tetra-n-butilo que contiene bromuro de amonio de tetra-n-butilo como medio de almacenamiento térmico. En particular, se recomienda que el medio de almacenamiento térmico tenga una concentración cercana a una concentración armónica. En la presente realización, la concentración armónica se establece en aproximadamente un 40%. En este caso, la temperatura a la que se generan los hidratos en la solución acuosa de bromuro de amonio de tetra-n-butilo es de aproximadamente 12°C.
<Unidad interior>
Cada una de la pluralidad de unidades interiores (70) incluye el circuito interior (71) que forma parte del circuito refrigerante (11). La pluralidad de circuitos interiores (71) están conectados en paralelo entre sí entre el tubo de comunicación (15) (un tubo de líquido) y el tubo de comunicación (16) (un tubo de gas). La pluralidad de circuitos interiores (71) y el canal primario de almacenamiento térmico (44) descrito anteriormente están conectados en paralelo entre la línea de líquido (L1) y la línea de gas (L2). El intercambiador de calor interior (72) y la válvula de expansión interior (73) están conectados a cada circuito interior (71) secuencialmente desde el extremo del lado del gas hacia el extremo del lado del líquido.
[Intercambiador de calor interior]
El intercambiador de calor interior (72) está configurado, por ejemplo, como un intercambiador de calor de aletas cruzadas y tubos. Se proporciona un ventilador interior (74) adyacente al intercambiador de calor interior (72). El intercambiador de calor interior (72) intercambia calor entre el aire transferido por el ventilador interior (74) y el refrigerante que fluye a través del intercambiador de calor exterior (23).
El circuito interior (71) está provisto de un sensor de temperatura del refrigerante (S3) en el extremo del lado del líquido del intercambiador de calor interior (72). El sensor de temperatura del refrigerante (S3) se usa para determinar si las condiciones que indican que el refrigerante que ha sido condensado por el intercambiador de calor interior (72) tiene una temperatura alta, o las condiciones que indican que dicho refrigerante tiene una temperatura baja, se establecen o no, en una operación de calentamiento simple, que se describirá en detalle más adelante. Como sensor utilizado para esta determinación, también se puede utilizar un sensor de detección de temperatura del aire que detecta la temperatura del aire que sale después del intercambio de calor con el refrigerante en el intercambiador de calor interior (72). Por conveniencia, el sensor de temperatura del refrigerante (S3) se muestra solo en la Figura 1 y se omite en los otros dibujos.
[Válvula de expansión interior]
La válvula de expansión interior (73) está dispuesta entre un extremo del lado del líquido del intercambiador de calor interior (72) y el extremo de conexión del tubo de comunicación (15). La válvula de expansión interior (73) está configurada, por ejemplo, como una válvula de expansión electrónica, y ajusta el caudal del refrigerante cambiando el grado de apertura de la válvula.
<Controlador>
El controlador (100) sirve como una sección de control de operación que controla varios dispositivos. Específicamente, el controlador (100) cambia entre los estados ENCENDIDO y APAGADO del compresor (22), cambia entre los estados de la válvula de conmutación de cuatro vías (25), cambia entre la apertura y el cierre de cada una de las válvulas solenoides (SV1-SV6 ), ajusta el grado de apertura de cada una de las válvulas de expansión (24, 45, 73) y las válvulas de descompresión (EV1-EV4), cambia entre los estados ENCENDIDO y APAGa Do de los ventiladores (26, 74), cambia entre los estados de ENCENDIDO y APAGADO de la bomba (67), etc. El acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) está provisto además de varios tipos de sensores que no se muestran. El controlador (100) controla los diversos dispositivos, en función de los valores detectados por estos sensores.
<Operación del acondicionador de aire de almacenamiento térmico>
Se describirán las operaciones del acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) según la presente realización. El acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) realiza selectivamente una operación de enfriamiento simple, una operación de almacenamiento de energía térmica fría, una operación de enfriamiento de utilización, una operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento, una operación de calentamiento simple, una operación de almacenamiento de energía térmica caliente, una operación de almacenamiento de energía térmica caliente y calentamiento, y una operación de calentamiento de utilización. El controlador (100) controla varios dispositivos para seleccionar entre estas operaciones.
[Operación de enfriamiento simple]
En la operación de enfriamiento simple, el dispositivo de almacenamiento térmico (60) se detiene y la unidad interior (70) enfría una habitación. En la operación de enfriamiento simple ilustrada en la Figura 2, la válvula de conmutación de cuatro vías (25) está en el primer estado, y la segunda válvula solenoide (SV2), la cuarta válvula solenoide (SV4) y la quinta válvula solenoide (SV5) entre las válvulas solenoide primera a sexta ( SV1-SV6) están abiertas. El resto de las válvulas solenoides están cerradas. La segunda válvula de descompresión (EV2) y la cuarta válvula de descompresión (EV4) están completamente cerradas. La válvula de expansión exterior (24) está completamente abierta. Los grados de apertura de la primera válvula de descompresión (EV1) y la válvula de expansión interior (73) se ajustan adecuadamente. El compresor (22), el ventilador exterior (26) y el ventilador interior (74) son accionados. El dispositivo de almacenamiento térmico (60) no se acciona ya que la bomba (67) se detiene. En la operación de enfriamiento simple, el circuito de refrigerante (11) realiza un ciclo de refrigeración en el que el intercambiador de calor exterior (23) sirve como condensador, el primer intercambiador de calor de subenfriamiento (32) como sub-enfriador y el intercambiador de calor interior (72) como un evaporador. En la operación de enfriamiento simple, la línea de gas de baja presión (L2) y el canal primario de almacenamiento térmico (44) se comunican entre sí. De este modo, se puede evitar la acumulación de líquido en el canal primario de almacenamiento térmico (44).
El refrigerante descargado desde el compresor (22) es condensado por el intercambiador de calor exterior (23). Una gran parte del refrigerante condensado fluye a través del segundo canal de transferencia de calor (34), y el resto del refrigerante condensado es descomprimido por la primera válvula de descompresión (EV1) y, a continuación, fluye a través del primer canal de transferencia de calor (33). En el primer intercambiador de calor de subenfriamiento (32), el refrigerante en el segundo canal de transferencia de calor (34) es enfriado por el refrigerante en el primer canal de transferencia de calor (33). La válvula de expansión interior (73) descomprime el refrigerante que ha entrado en la línea de líquido (L1) y, a continuación, se evapora en el intercambiador de calor interior (72). El refrigerante que fluye a través de la línea de gas (L2) se fusiona con el refrigerante que fluyó hacia el primer tubo de introducción (31), y se lleva al compresor (22).
[Operación de almacenamiento de energía térmica fría]
En la operación de almacenamiento de energía térmica fría, el dispositivo de almacenamiento térmico (60) se activa para almacenar energía térmica fría en el medio de almacenamiento térmico en el tanque de almacenamiento térmico (62). En la operación de almacenamiento de energía térmica fría ilustrada en la Figura 3, la válvula de conmutación de cuatro vías (25) está en el primer estado, y la segunda válvula solenoide (SV2), la tercera válvula solenoide (SV3) y la cuarta válvula solenoide (SV4) entre las válvulas solenoide primera a sexta ( SV1-SV6) están abiertas. El resto de las válvulas solenoides están cerradas. Las válvulas de descompresión primera a cuarta (EV1-EV4) están completamente cerradas. La válvula de expansión exterior (24) está completamente abierta. El grado de apertura de la válvula de expansión de almacenamiento térmico (45) se ajusta adecuadamente. El compresor (22) y el ventilador exterior (26) se accionan, y el ventilador interior (74) se detiene. El dispositivo de almacenamiento térmico (60) se activa desde que la bomba (67) está en funcionamiento. En la operación de almacenamiento de energía térmica fría, el circuito de refrigerante (11) realiza un ciclo de refrigeración en el que el intercambiador de calor exterior (23) sirve como condensador, el intercambiador de calor de precalentamiento (64) como radiador (un refrigerador de refrigerante) y el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) como evaporador. En la operación de almacenamiento de energía térmica fría, se puede mantener un refrigerante excedente en el canal que se extiende desde la línea de líquido de alta presión (L1) hasta la unidad interior (70).
El refrigerante descargado desde el compresor (22) es condensado por el intercambiador de calor exterior (23). El refrigerante condensado fluye a través del canal de refrigerante de precalentamiento (64b) del canal primario de almacenamiento térmico (44). En el intercambiador de calor de precalentamiento (64), el refrigerante calienta el medio de almacenamiento térmico. Los núcleos (cristales finos) de los hidratos de clatrato que han salido del tanque de almacenamiento térmico (62) se funden de ese modo. El refrigerante enfriado en el canal de refrigerante de precalentamiento (64b) es descomprimido por el intercambiador de calor de precalentamiento (64) y, a continuación, fluye a través del canal de refrigerante de almacenamiento térmico (63b). En el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63), el refrigerante enfría el medio de almacenamiento térmico y se evapora. El refrigerante que ha entrado en la línea de gas (L2) desde el canal primario de almacenamiento térmico (44) es llevado al compresor (22). El medio de almacenamiento térmico enfriado por el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) se acumula en el tanque de almacenamiento térmico (62 ).
[Operación de enfriamiento de utilización]
En la operación de enfriamiento de utilización, el dispositivo de almacenamiento térmico (60) se activa, y la energía térmica fría del medio de almacenamiento térmico almacenado en el tanque de almacenamiento térmico ( 62 ) se utiliza para enfriar la habitación. En la operación de enfriamiento de utilización ilustrada en la Figura 4, la válvula de conmutación de cuatro vías (25) está en el primer estado, y la tercera válvula solenoide (SV3), la quinta válvula solenoide (SV5) y la sexta válvula solenoide (SV6) entre las válvulas solenoide primera a sexta (SV1-SV6) están abiertas. El resto de las válvulas solenoides están cerradas. La primera válvula de descompresión (EV1) y la cuarta válvula de descompresión (EV4) están completamente cerradas. La válvula de expansión exterior (24) está completamente abierta. Los grados de apertura de la segunda válvula de descompresión (EV2) y la válvula de expansión interior (73) se ajustan adecuadamente. El compresor (22), el ventilador exterior (26) y el ventilador interior (74) son accionados. El dispositivo de almacenamiento térmico (60) se activa desde que la bomba (67) está en funcionamiento. En la operación de enfriamiento de utilización, el circuito refrigerante (11) realiza un ciclo de refrigeración en el que el intercambiador de calor exterior (23) sirve como condensador, el intercambiador de calor de precalentamiento (64), el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) y el segundo el intercambiador de calor de subenfriamiento (52) como radiadores (refrigeradores refrigerantes) y el intercambiador de calor interior (72) como evaporador.
El refrigerante descargado desde el compresor (22) es condensado por el intercambiador de calor exterior (23). El refrigerante condensado se enfría por el intercambiador de calor de precalentamiento (64) del canal primario de almacenamiento térmico (44), pasa a través del primer tubo de derivación (44a), y se enfría aún más por el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63). Una gran parte del refrigerante que ha fluido a través del canal primario de almacenamiento térmico (44) y el tercer tubo de derivación (49) hacia la línea de líquido (L1) fluye a través del cuarto canal de transferencia de calor (54). El resto del refrigerante es descomprimido por la segunda válvula de descompresión (EV2) y, a continuación, fluye a través del tercer canal de transferencia de calor (53). En el segundo intercambiador de calor de subenfriamiento (52), el refrigerante que fluye a través del cuarto canal de transferencia de calor (54) es enfriado por el refrigerante en el tercer canal de transferencia de calor (53). El refrigerante enfriado por el segundo intercambiador de calor de subenfriamiento (52) es descomprimido por la válvula de expansión interior (73) y, a continuación, se evapora en el intercambiador de calor interior (72). El refrigerante que fluye a través de la línea de gas (L2) se fusiona con el refrigerante que ha salido del segundo tubo de introducción (51), y es llevado al compresor (22).
[Operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento]
En la operación de almacenamiento de enfriamiento y energía térmica fría, el dispositivo de almacenamiento térmico (60) se activa para almacenar energía térmica fría en el medio de almacenamiento térmico, y la unidad interior (70) enfría la habitación. En la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento ilustrada en la Figura 5, la válvula de conmutación de cuatro vías (25) está en el primer estado, y la segunda válvula solenoide (SV2), la tercera válvula solenoide (SV3) y la cuarta válvula solenoide (SV4) entre las válvulas solenoide primera a sexta ( SV1-SV6) están abiertas. El resto de las válvulas solenoides están cerradas. La primera válvula de descompresión (EV1), la tercera válvula de descompresión (EV3) y la cuarta válvula de descompresión (EV4) están completamente cerradas. La válvula de expansión exterior (24) está completamente abierta. Los grados de apertura de la segunda válvula de descompresión (EV2), la válvula de expansión de almacenamiento térmico (45) y la válvula de expansión interior (73) se ajustan adecuadamente. El compresor (22), el ventilador exterior (26) y el ventilador interior (74) son accionados. El dispositivo de almacenamiento térmico (60) se activa desde que la bomba (67) está en funcionamiento. En el circuito refrigerante (11) en la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento, el intercambiador de calor exterior (23) sirve como condensador, el intercambiador de calor de precalentamiento (64) y el segundo intercambiador de calor de subenfriamiento (52) como radiadores (refrigeradores refrigerantes), y el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) y el intercambiador de calor interior (72) como evaporadores.
El refrigerante descargado desde el compresor (22) es condensado por el intercambiador de calor exterior (23). El refrigerante condensado fluye a través del segundo canal de transferencia de calor (34) y se desvía hacia el canal primario de almacenamiento térmico (44) y el tubo de líquido primario (42). El refrigerante en el canal primario de almacenamiento térmico (44) es enfriado por el medio de almacenamiento térmico en el intercambiador de calor de precalentamiento (64), y es descomprimido por la válvula de expansión de almacenamiento térmico (45). Una gran parte del refrigerante en el tubo de líquido primario (42) fluye a través del cuarto canal de transferencia de calor (54), y el resto del refrigerante es descomprimido por la segunda válvula de descompresión (EV2) y, a continuación, fluye a través del tercer canal de transferencia de calor. (53) En el segundo intercambiador de calor de subenfriamiento (52), el refrigerante que fluye a través del cuarto canal de transferencia de calor (54) es enfriado por el refrigerante en el tercer canal de transferencia de calor (53). El refrigerante enfriado por el segundo intercambiador de calor de subenfriamiento (52) es descomprimido por la válvula de expansión interior (73) y, a continuación, se evapora en el intercambiador de calor interior (72). El refrigerante que fluye a través de la línea de gas (L2) se fusiona con el refrigerante que ha salido del segundo tubo de introducción (51), y es llevado al compresor (22).
[Operación de calentamiento simple]
En la operación de calentamiento simple que no pertenece a la presente invención según las reivindicaciones, el dispositivo de almacenamiento térmico (60) se detiene y la unidad interior (70) calienta una habitación. En la operación de calentamiento simple ilustrada en la Figura 6, la válvula de conmutación de cuatro vías (25) está en el segundo estado, y la segunda válvula solenoide (SV2) entre las válvulas solenoide primera a sexta (SV1-SV6) está abierta. El resto de las válvulas solenoides están cerradas. Las válvulas de descompresión primera a cuarta (EV1-EV4) y la válvula de expansión de almacenamiento térmico (45) están completamente cerradas. Los grados de apertura de la válvula de expansión interior (73) y la válvula de expansión exterior (24) se ajustan adecuadamente. El compresor (22) , el ventilador exterior (26) y el ventilador interior (74) son accionados. El dispositivo de almacenamiento térmico (60) no se acciona ya que la bomba (67) se detiene. En la operación de calentamiento simple, el circuito de refrigerante (11) realiza un ciclo de refrigeración en el que el intercambiador de calor interior (72) sirve como condensador, y el intercambiador de calor exterior (23) como evaporador. La válvula de expansión interior (73) controla el grado de subenfriamiento del refrigerante a la salida del intercambiador de calor interior (72).
El refrigerante descargado desde el compresor (22) fluye a través de la línea de gas (L2) y es condensado por el intercambiador de calor interior (72). El refrigerante que ha entrado en la línea de líquido (L1) es descomprimido por la válvula de expansión exterior (24) y, a continuación, se evapora en el intercambiador de calor exterior (23) y es llevado al compresor (22).
[Operación de almacenamiento de energía térmica caliente]
En una operación de almacenamiento de energía térmica caliente que no pertenece a la presente invención según las reivindicaciones, el medio de almacenamiento térmico en el que se almacena la energía térmica caliente se acumula en el tanque de almacenamiento térmico (62). En la operación de almacenamiento de energía térmica caliente ilustrada en la Figura 7, la válvula de conmutación de cuatro vías (25) está en el segundo estado, y la tercera válvula solenoide (SV3), la cuarta válvula solenoide (SV4) y la quinta válvula solenoide (SV5) entre las válvulas solenoide primera a sexta (SV1-SV6) están abiertas. El resto de las válvulas solenoides están cerradas. Las válvulas de descompresión primera a cuarta (EV1-EV4) y la válvula de expansión interior (73) están completamente cerradas. El grado de apertura de la válvula de expansión exterior (24) se ajusta adecuadamente. El compresor (22) y el ventilador exterior (26) se accionan, y el ventilador interior (74) se detiene. El dispositivo de almacenamiento térmico (60) se activa desde que la bomba (67) está en funcionamiento. En la operación de almacenamiento de energía térmica caliente, el circuito de refrigerante (11) realiza un ciclo de refrigeración en el que el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) y el intercambiador de calor de precalentamiento (64) sirven como condensadores, y el intercambiador de calor exterior (23) como evaporador.
El refrigerante descargado desde el compresor (22) pasa a través de la línea de gas (L2), disipa el calor en el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63), pasa a través del primer tubo de derivación (44a) y, a continuación, disipa más el calor en el intercambiador de calor de precalentamiento (64). El refrigerante que ha salido del canal primario de almacenamiento térmico (44) es descomprimido por la válvula de expansión exterior (24) y, a continuación, se evapora en el intercambiador de calor exterior (23) y es llevado al compresor (22). El medio de almacenamiento térmico calentado por el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) y el intercambiador de calor de precalentamiento (64) se acumula en el tanque de almacenamiento térmico (62).
[Operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento]
En la operación de calentamiento y almacenamiento de energía térmica caliente que no pertenece a la presente invención según las reivindicaciones, el dispositivo de almacenamiento térmico (60) se activa para almacenar energía térmica caliente en el tanque de almacenamiento térmico (62), y la habitación es calentada por la unidad interior (70). La operación de almacenamiento de calentamiento y energía térmica caliente se agrupa aproximadamente en una primera operación de almacenamiento de energía térmica y de calentamiento (en lo sucesivo denominada operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento (1)) y una segunda operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento (en adelante denominada operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento (2)).
[Operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento (1)]
En la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento (1) ilustrada en la Figura 8, que no pertenece a la presente invención según las reivindicaciones, la válvula de conmutación de cuatro vías (25) está en el segundo estado, y la tercera válvula solenoide (SV3), la quinta válvula solenoide (SV5) y la sexta válvula solenoide (SV6) entre las válvulas solenoides primera a sexta (SV1-SV6) están abiertas. El resto de las válvulas solenoides están cerradas. Las válvulas de descompresión primera a cuarta (EV1-EV4) y la válvula de expansión de almacenamiento térmico (45) están completamente cerradas. Los grados de apertura de la válvula de expansión interior (73) y la válvula de expansión exterior (24) se ajustan adecuadamente. El compresor (22), el ventilador exterior (26) y el ventilador interior (74) son accionados. El dispositivo de almacenamiento térmico (60) se activa desde que la bomba (67) está en funcionamiento. En la operación de almacenamiento de energía térmica caliente, el circuito de refrigerante (11) realiza un ciclo de refrigeración en el que el intercambiador de calor interior (72) sirve como condensador, el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) y el intercambiador de calor de precalentamiento (64) como radiadores, y el intercambiador de calor exterior (23) como evaporador.
El refrigerante descargado desde el compresor (22) fluye a través de la línea de gas (L2), y todo el refrigerante fluye a través del intercambiador de calor interior (72). En el intercambiador de calor interior (72), el refrigerante disipa el calor al aire interior y se condensa. Todo el refrigerante condensado en el intercambiador de calor interior (72) fluye a través del tercer tubo de rama (49) y el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63). En el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63), el refrigerante disipa calor al medio de almacenamiento térmico, de modo que el medio de almacenamiento térmico se calienta. El refrigerante que ha fluido a través del intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) disipa aún más el calor al medio de almacenamiento térmico en el intercambiador de calor de precalentamiento (64), y fluye a través de la línea de líquido (L1). Este refrigerante se evapora en el intercambiador de calor exterior (23) y se lleva al compresor (22).
De esta manera, todo el refrigerante condensado en el intercambiador de calor interior (72) fluye a través del intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) en la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento (1). Por lo tanto, el calor del refrigerante excedente que no se usa para calentar la habitación puede utilizarse para almacenar energía térmica caliente en el medio de almacenamiento térmico.
[Operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento (2)]
En la operación de almacenamiento de energía térmica y de calentamiento (2) ilustrada en la Figura 9, que no pertenece a la presente invención según las reivindicaciones, la válvula de conmutación de cuatro vías (25) está en el segundo estado, y la segunda válvula solenoide (SV1), la tercera válvula solenoide (SV3), la cuarta válvula solenoide (SV4), y la quinta válvula solenoide (SV5) entre las válvulas solenoide primera a sexta (SV1-SV6) están abiertas. El resto de las válvulas solenoides están cerradas. Las válvulas de descompresión primera a cuarta (EV1-EV4) están completamente cerradas. Los grados de apertura de la válvula de expansión interior (73) y la válvula de expansión exterior (24) se ajustan adecuadamente. El compresor (22), el ventilador exterior (26) y el ventilador interior (74) son accionados. El dispositivo de almacenamiento térmico (60) se activa desde que la bomba (67) está en funcionamiento. En la operación de almacenamiento de energía térmica caliente, el circuito refrigerante (11) realiza un ciclo de refrigeración en el que el intercambiador de calor interior (72) y el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) sirven como condensadores, y el intercambiador de calor exterior (23) como evaporador.
El refrigerante descargado desde el compresor (22) fluye a través de la línea de gas (L2), y parte del refrigerante fluye a través del intercambiador de calor interior (72) y el resto del refrigerante fluye a través del canal primario de almacenamiento térmico (44). En el intercambiador de calor interior (72), el refrigerante disipa el calor al aire interior y se condensa. El refrigerante condensado en el intercambiador de calor interior (72) fluye a través del tubo de líquido primario (42).
El refrigerante en el canal de almacenamiento térmico primario (44) disipa calor al medio de almacenamiento térmico en el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) y se condensa. Este refrigerante es un gas refrigerante a alta temperatura y alta presión, que aumenta la diferencia de temperatura entre el refrigerante y el medio de almacenamiento térmico. El medio de almacenamiento térmico puede recibir así la energía térmica caliente con fiabilidad. El refrigerante condensado por el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) se fusiona con el refrigerante que fluye a través del tubo de líquido primario (42), y es descomprimido por la válvula de expansión exterior (24). El refrigerante descomprimido se evapora en el intercambiador de calor exterior (23) y se lleva al compresor (22).
De esta manera, en la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento (2), el refrigerante gaseoso de alta temperatura y alta presión descargado desde el compresor (22) fluye hacia el intercambiador de calor interior (72) y el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) de manera paralela, y se condensa en los respectivos intercambiadores de calor. Por lo tanto, la energía térmica caliente se entrega de manera fiable al medio de almacenamiento térmico, mientras se continúa calentando la habitación.
[Operación de calentamiento de utilización]
En la operación de calentamiento de utilización, que no pertenece a la presente invención según las reivindicaciones, el dispositivo de almacenamiento térmico (60) se activa, y la energía térmica caliente del medio de almacenamiento térmico almacenado en el tanque de almacenamiento térmico (62) se utiliza como calor de vaporización del refrigerante a baja presión. Las cargas de calentamiento pueden por lo tanto ser reducidas. La operación de calentamiento de utilización se agrupa aproximadamente en una primera operación de calentamiento de utilización (en adelante denominada operación de calentamiento de utilización (1)) y una segunda operación de calentamiento de utilización (en adelante denominada operación de calentamiento de utilización (2)).
[Operación de calentamiento de utilización (1)]
La operación de calentamiento de utilización (1), que no pertenece a la presente invención según las reivindicaciones, se realiza bajo una condición en la que la diferencia (MP-LP) es relativamente pequeña entre una presión (MP) del refrigerante que se evapora en el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) y una presión (LP) del refrigerante que se evapora en el intercambiador de calor exterior (23). Por ejemplo, esta condición se cumple en una situación en una temporada de invierno en la que la temperatura del aire exterior es relativamente alta, pero la temperatura del medio de almacenamiento térmico en el circuito de almacenamiento térmico (61) del dispositivo de almacenamiento térmico (60) es relativamente baja.
En la operación de calentamiento de utilización (1) ilustrada en la Figura 10, la válvula de conmutación de cuatro vías (25) está en el segundo estado, y la tercera válvula solenoide (SV3) y la quinta válvula solenoide (SV5) entre las válvulas solenoide primera a sexta (SV1-SV6) están abiertas. El resto de las válvulas solenoides están cerradas. La primera válvula de descompresión (EV1) y la válvula de expansión exterior (24) están completamente abiertas. La segunda válvula de descompresión (EV2) y la tercera válvula de descompresión (EV3) están completamente cerradas. El grado de apertura de la cuarta válvula de descompresión (EV4) y la válvula de expansión interior (73) se ajustan adecuadamente. El compresor (22) y el ventilador interior (74) se accionan, y el ventilador exterior (26) se detiene. El dispositivo de almacenamiento térmico (60) se activa desde que la bomba (67) está en funcionamiento. En la operación de calentamiento de utilización (1), el circuito de refrigerante (11) realiza un ciclo de refrigeración en el que el intercambiador de calor interior (72) sirve como condensador, y el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) como evaporador.
El refrigerante descargado desde el compresor (22) fluye a través de la línea de gas (L2) y es condensado por el intercambiador de calor interior (72). Todo el refrigerante que ha entrado en la línea de líquido (L1) fluye en el segundo tubo de rama (48). En el segundo tubo de rama (48), la cuarta válvula de descompresión (EV4) descomprime el refrigerante a baja presión. El refrigerante descomprimido fluye a través del canal de refrigerante de almacenamiento térmico (63b) del intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63), y absorbe el calor del medio de almacenamiento térmico y se evapora. El refrigerante que se ha evaporado en el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) pasa a través del primer tubo de derivación (44a), fluye a través del canal de refrigerante de precalentamiento (64b) del intercambiador de calor de precalentamiento (64) y absorbe el calor del medio de almacenamiento térmico y se evapora más. Este refrigerante fluye a través del canal primario de almacenamiento térmico (44) y se desvía hacia el primer tubo de introducción (31) y el intercambiador de calor exterior (23). Estos refrigerantes se fusionan entre sí en el tubo de succión (28) y se llevan al compresor (22). Por lo tanto, la pérdida de presión del refrigerante, y por lo tanto la potencia para accionar el compresor (22), puede reducirse. El refrigerante que fluye a través del primer tubo de introducción (31) fluye a través del primer intercambiador de calor de subenfriamiento (32), que no es un intercambiador de calor de aire. Por lo tanto, la pérdida de calor también es pequeña. Además, incluso cuando el refrigerante fluye a través del intercambiador de calor exterior (23), la pérdida de calor es pequeña ya que el ventilador exterior (26) permanece en reposo. De esta manera, la pérdida de presión y/o pérdida de calor del gas refrigerante a baja presión puede reducirse en la operación de calentamiento de utilización (1) . Además, el primer tubo de introducción (31) también sirve como un tubo de inyección de baja presión para el subenfriamiento del refrigerante. El número de tubos puede reducirse de este modo.
Tenga en cuenta que en la operación de calentamiento de utilización (1), solo la válvula de expansión exterior (24), de la primera válvula de descompresión (EV1) y la válvula de expansión exterior (24), pueden estar completamente cerradas para permitir que el gas refrigerante a baja presión fluya solo al primer tubo de introducción (31). Además, solo la primera válvula de descompresión (EV1), de la primera válvula de descompresión (EV1) y la válvula de expansión exterior (24), pueden estar completamente cerradas para permitir que el refrigerante de gas a baja presión fluya solo al intercambiador de calor exterior (23).
[Operación de calentamiento de utilización (2)]
La operación de calentamiento de utilización (2), que no pertenece a la presente invención según las reivindicaciones, se realiza bajo una condición en la que la diferencia (MP-LP) es relativamente grande entre una presión (MP) del refrigerante que se evapora en el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) y una presión (LP) del refrigerante que se evapora en el intercambiador de calor exterior (23). Por ejemplo, esta condición se cumple en una situación en una temporada de invierno en la que la temperatura del aire exterior es relativamente baja, pero la temperatura del medio de almacenamiento térmico en el circuito de almacenamiento térmico (61) del dispositivo de almacenamiento térmico (60) es relativamente alta.
En la operación de calentamiento de utilización (2) ilustrada en la Figura 11, la válvula de conmutación de cuatro vías (25) está en el segundo estado, la primera válvula solenoide (SV1), la segunda válvula solenoide (SV3) y la quinta válvula solenoide (SV5) entre las válvulas solenoide primera a sexta (SV1-SV6) están abiertas. El resto de las válvulas solenoides están cerradas. Las válvulas de descompresión primera a tercera (EV1-EV3) están completamente cerradas. Los grados de apertura de la cuarta válvula de descompresión (EV4), la válvula de expansión interior (73) y la válvula de expansión exterior (24) se ajustan adecuadamente. El compresor (22), el ventilador exterior (26) y el ventilador interior (74) son accionados. El dispositivo de almacenamiento térmico (60) se activa desde que la bomba (67) está en funcionamiento. En la operación de calentamiento de utilización, el circuito de refrigerante (11) realiza un ciclo de refrigeración en el que el intercambiador de calor interior (72) sirve como condensador, y el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63), el intercambiador de calor de precalentamiento (64) y el Intercambiador de calor exterior (23) como evaporadores.
El refrigerante descargado desde el compresor (22) fluye a través de la línea de gas (L2) y es condensado por el intercambiador de calor interior (72). El refrigerante que fluyó hacia la línea de líquido (L1) se desvía hacia el segundo tubo de rama (48) y el tubo de líquido primario (42). El refrigerante en el segundo tubo de rama (48) es descomprimido por la cuarta válvula de descompresión (EV4) a una presión intermedia (entre una presión alta y una presión baja en el circuito refrigerante (11)) y fluye hacia el canal primario de almacenamiento térmico (44) El refrigerante en el canal de almacenamiento térmico primario (44) se calienta en el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) y el intercambiador de calor de precalentamiento (64) y se evapora. El refrigerante evaporado pasa secuencialmente a través del tubo de unión intermedio (46), el tubo de comunicación (13) y el tubo de succión intermedio (35), y se lleva a la cámara de compresión del compresor (22) en el medio de la compresión.
El refrigerante en el tubo de líquido primario (42) es descomprimido por la válvula de expansión exterior (24), se evapora en el intercambiador de calor exterior (23) y es llevado al tubo de succión (28) del compresor (22). En la cámara de compresión del compresor (22), el refrigerante de baja presión tomado a través del tubo de succión (28) se comprime a la presión intermedia, mezclado con el refrigerante de presión intermedia tomado a través del tubo de succión intermedio (35) y, a continuación, comprimido para tener una alta presión.
La operación de calentamiento de utilización (2) se realiza bajo una condición en la que la temperatura del aire exterior es baja y la temperatura del medio de almacenamiento térmico del circuito de almacenamiento térmico (61) del dispositivo de almacenamiento térmico (60) es relativamente alta. Así, en la operación de calentamiento de utilización (2) , la diferencia (MP-LP) entre la presión de evaporación MP del refrigerante en el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) y la presión de evaporación LP del refrigerante en el intercambiador de calor exterior (23) es relativamente grande. Por lo tanto, en el medio del proceso de compresión en la cámara de compresión del compresor (22), la posibilidad de que la presión interna de la cámara de compresión sea mayor que la presión del refrigerante introducido a través del tubo de succión intermedio (35) puede reducirse, lo que permite que el refrigerante en el tubo de succión intermedio (35) sea introducido de manera fiable en la cámara de compresión.
Además, el tubo de succión intermedio (35) está provisto de la válvula de retención (CV1) que prohíbe el flujo de retorno del refrigerante desde el compresor (22) hacia el canal primario de almacenamiento térmico (44). Por lo tanto, incluso si la presión MP del refrigerante que fluye del tubo de succión intermedio (35) es menor que la presión interna de la cámara de compresión en el medio del proceso de compresión, el refrigerante en la cámara de compresión no fluye de vuelta al tubo de succión intermedio (35). La válvula de retención (CV1) puede proporcionarse en la porción de tubo interno (36) del tubo de succión intermedio (35) ubicado dentro de la carcasa (22a) del compresor (22). Esta configuración puede lograr una longitud mínima del canal desde la cámara de compresión del mecanismo de compresión en el medio del proceso de compresión hasta la válvula de retención (CV1) y, por lo tanto, un volumen muerto mínimo que no contribuye a la compresión del refrigerante. Como resultado, se puede evitar una disminución en la eficacia de compresión del compresor (22).
Además, si el refrigerante se comprime bajo la condición en la que la diferencia MP-LP es relativamente grande, las cargas de trabajo totales requeridas para que el compresor (22) comprima el refrigerante a una presión alta se reducen. Como resultado, la operación de calentamiento de utilización (2) puede lograr un calentamiento eficaz de la energía, al tiempo que proporciona la energía térmica caliente del medio de almacenamiento térmico al refrigerante.
[Primer modo de la operación de calentamiento de utilización]
En la operación de calentamiento de utilización descrita anteriormente (1) y/o la operación de calentamiento de utilización (2), ambas no pertenecientes a la presente invención según las reivindicaciones, el controlador (100) compara una temperatura del aire exterior To detectada por el sensor de temperatura de aire exterior (S1) (véase la Figura 1) con una temperatura predeterminada Ta. Si la temperatura de aire exterior detectada To es mayor o igual que la temperatura predeterminada Ta, el controlador (100) determina que se cumple una primera condición y realiza un primer modo.
El primer modo es un tipo de operación realizada en la operación de calentamiento de utilización (1) y/o la operación de calentamiento de utilización (2) en la que el medio de almacenamiento térmico calienta el refrigerante a través del intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) solo cuando la temperatura del medio de almacenamiento térmico es más alto que una temperatura a la que se generan los hidratos. Por lo tanto, se puede decir que, del calor sensible y del calor latente almacenado en el medio de almacenamiento térmico, solo el calor sensible se usa para calentar en el primer modo.
En el primer modo, el calor sensible relativamente alto del medio de almacenamiento térmico se proporciona al refrigerante a través del intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) y/o el intercambiador de calor de precalentamiento del intercambiador de calor (64). Por lo tanto, incluso si se intercambia calor entre el medio de almacenamiento térmico y el refrigerante, la presión de evaporación se puede mantener a una presión relativamente alta, y se puede mejorar la eficacia del calentamiento. Sin embargo, en el primer modo, la temperatura del aire exterior To es alta y la presión de evaporación del refrigerante de baja presión en el intercambiador de calor exterior (23) también es alta. Por lo tanto, si se mantiene el primer modo y la temperatura del medio de almacenamiento térmico en el circuito de almacenamiento térmico (61) disminuye gradualmente, la presión de evaporación en el circuito de almacenamiento térmico (61) también disminuye. En este estado, mantener el primer modo ya no mejora la eficacia del calentamiento. Para evitar tal situación, el controlador (100) finaliza el primer modo cuando la temperatura del medio de almacenamiento térmico detectada por el sensor de temperatura del medio de almacenamiento térmico (S2) es inferior a una temperatura de referencia Tb, y controla los dispositivos para realizar una operación de calentamiento simple. La temperatura de referencia Tb usada en esta memoria es una temperatura predeterminada mayor o igual a una temperatura a la que se generan los hidratos (por ejemplo, 12°C).
En la operación de calentamiento simple (figura 6) realizada de este modo, la bomba (67) se detiene, de modo que el refrigerante no fluye a través del intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63). Esto significa que el refrigerante ya no enfría el medio de almacenamiento térmico y, por lo tanto, la temperatura del medio de almacenamiento térmico no será inferior o igual a la temperatura a la que se generan los hidratos. Como resultado, se puede evitar la cristalización y la acumulación de hidratos de clatrato en los tubos del circuito de almacenamiento térmico (61), lo que puede evitar de forma fiable la obstrucción del circuito de almacenamiento térmico (61). Además, el calentamiento de la habitación se mantiene mediante el cambio a la operación de calentamiento simple, y la comodidad de la habitación no se deteriora.
[Segundo modo de la operación de calentamiento de utilización]
En la operación de calentamiento de utilización descrita anteriormente (1) y/o la operación de calentamiento de utilización (2), ambas no pertenecientes a la presente invención según las reivindicaciones, el controlador (100) determina que la primera condición no se cumple y realiza un segundo modo de funcionamiento cuando la temperatura del aire exterior detectada To es inferior a la temperatura predeterminada Ta.
El segundo modo es un tipo de operación en la que el medio de almacenamiento térmico continúa calentando el refrigerante a través del intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) incluso después de que la temperatura del medio de almacenamiento térmico cae por debajo de la temperatura a la que se generan los hidratos. Por lo tanto, se puede decir que tanto el calor sensible como el calor latente almacenado en el medio de almacenamiento térmico se utilizan para calentar en el segundo modo.
En el segundo modo, el calor latente relativamente bajo del medio de almacenamiento térmico se proporciona al refrigerante a través del intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) y el intercambiador de calor de precalentamiento del intercambiador de calor (68). En el segundo modo, la temperatura del aire exterior To es baja, y la presión de evaporación del refrigerante de baja presión en el intercambiador de calor exterior (23) también es baja. Por lo tanto, la presión de evaporación puede mantenerse a una presión relativamente alta, y la eficacia del calentamiento puede mejorarse, intercambiando calor entre el medio de almacenamiento térmico y el refrigerante.
Si se mantiene el segundo modo, la temperatura del medio de almacenamiento térmico en el circuito de almacenamiento térmico (61) disminuye gradualmente y cae por debajo de la temperatura a la que se generan los hidratos. Como resultado, se pueden generar hidratos de clatrato y se pueden acumular cristales de los hidratos en los tubos del circuito de almacenamiento térmico (61). Para evitar este fenómeno, el dispositivo de almacenamiento térmico (60) está configurado para usar el sensor de temperatura del medio de almacenamiento térmico (S2) para detectar el inicio de la acumulación de los cristales de los hidratos de clatrato.
Específicamente, el medio de almacenamiento térmico del circuito de almacenamiento térmico (61) cae en un estado sub-enfriado y, por lo tanto, no se generan cristales de los hidratos, incluso cuando su temperatura cae por debajo de la temperatura a la que se generan los hidratos. Sin embargo, el estado sub-enfriado termina y se generan cristales de hidrato, si el medio de almacenamiento térmico en el estado sub-enfriado recibe algún desencadenante tal como un impacto. Si finaliza el estado sub-enfriado, la temperatura del medio de almacenamiento térmico aumenta a una temperatura cercana a la temperatura a la que se generan los hidratos. Si el sensor de temperatura del medio de almacenamiento térmico (S2) detecta que la temperatura del medio de almacenamiento térmico ha aumentado, el controlador (100) determina que los cristales de los hidratos de clatrato comienzan a acumularse. Por ejemplo, un detector de velocidad de flujo para detectar un volumen de circulación del medio de almacenamiento térmico en el circuito de almacenamiento térmico (61) puede usarse como un detector de acumulación para detectar el inicio de la acumulación de los cristales de hidratos de clatrato. Es decir, se puede detectar que los cristales de hidratos de clatrato comienzan a acumularse cuando el detector de velocidad de flujo detecta que el volumen de circulación del medio de almacenamiento térmico en el circuito de almacenamiento térmico (61) es inferior a un valor predeterminado.
Si se detecta el inicio de la acumulación de cristales de los hidratos de clatrato, el controlador (100) detiene el segundo modo y realiza la operación de calentamiento y almacenamiento de energía térmica caliente. Específicamente, si se detecta el inicio de la acumulación de cristales de los hidratos de clatrato, el controlador (100) determina si se cumple o no una condición que indique que el refrigerante que se ha condensado en el intercambiador de calor interior (72) tiene una temperatura alta.
Específicamente, una sección de determinación del controlador (100) compara la temperatura Tb del refrigerante que se ha condensado en el intercambiador de calor interior (72) con una temperatura de refrigerante de referencia predeterminada Ts, al cambiar la operación del segundo modo a la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento. La sección de determinación determina que se cumpla la condición anterior si la temperatura Tb del refrigerante es más alta que la temperatura de refrigerante de referencia Ts. En este caso, el controlador (100) controla los dispositivos para realizar la primera operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento (es decir, la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento (1)), como se ilustra en la Figura 8. Como resultado, la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento (1) se realiza en la cual la cantidad total del refrigerante comprimido en el compresor (22) fluye secuencialmente a través del intercambiador de calor interior (72) y el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63). En la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento (1) realizada bajo esta condición, el refrigerante que ha fluido a través del intercambiador de calor interior (72) tiene una temperatura suficientemente alta. Por lo tanto, el refrigerante puede calentar bien el medio de almacenamiento térmico, lo que permite mantener el calentamiento de la habitación.
Por otro lado, supongamos que la temperatura Tb del refrigerante condensado en el intercambiador de calor interior (72) es inferior o igual a la temperatura de refrigerante de referencia Ts, cuando la operación cambia del segundo modo a la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento. En tal caso, la sección de determinación del controlador (100) determina que no se cumple una condición que indica que el refrigerante condensado en el intercambiador de calor interior (72) tiene una temperatura alta. A continuación, el controlador (100) controla los dispositivos para realizar la segunda operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento (es decir, la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento (2)), como se ilustra en la Figura 9. Como resultado, el refrigerante comprimido por el compresor (22) se desvía tanto en el intercambiador de calor interior (72) como en el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63), y se evapora en los respectivos intercambiadores de calor. Por lo tanto, la temperatura del medio de almacenamiento térmico se puede aumentar de manera fiable, mientras se continúa calentando la habitación.
<Eficacia del compresor y conmutación de la operación>
A continuación se describen la velocidad de rotación del compresor (22) y la eficacia del compresor, y la conmutación del funcionamiento del acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) en relación con estos aspectos del compresor (22).
[Eficacia del compresor]
Como se explica en la descripción del compresor (22), el motor del compresor (22) tiene una frecuencia de operación variable que varía según una sección del inversor y una velocidad de rotación variable. La eficacia del compresor (22) depende de la velocidad de rotación del compresor (22). La Figura 12 muestra una relación de ejemplo entre la velocidad de rotación (rps) y la eficacia (%) del compresor.
En el ejemplo mostrado en la Figura 12, la eficacia del compresor está en el pico cerca de la velocidad de rotación R. La eficacia del compresor disminuye gradualmente a medida que el compresor tiene una velocidad de rotación más baja que R, y el compresor tiene la eficacia más baja a una velocidad de rotación Rmin. La eficacia del compresor también disminuye cuando la velocidad de rotación del compresor es demasiado alta, y es menor a una velocidad de rotación Rmax que a R.
Por lo tanto, de forma conveniente, el compresor (22) se acciona a una velocidad de rotación que contribuye a la alta eficacia del compresor. En particular, se recomienda evitar una velocidad de rotación extremadamente lenta del compresor, ya que la eficacia del compresor disminuye rápidamente cuando se reduce la velocidad de rotación.
La capacidad de acondicionamiento de aire del acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) se controla ajustando la velocidad de rotación del compresor (22). Por lo tanto, si la carga del acondicionamiento de aire (una carga de enfriamiento o una carga de calentamiento) en una habitación se reduce durante el funcionamiento del acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10), la velocidad de rotación del compresor (22) se reduce para disminuir la capacidad de acondicionamiento de aire del acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) de acuerdo con la carga de acondicionamiento de aire en la habitación.
Convencionalmente, si el acondicionador de aire tiene una capacidad de acondicionamiento de aire excesiva con respecto a la carga de acondicionamiento de aire, incluso después de que la velocidad de rotación del compresor (22) se establece en un valor mínimo (una velocidad de rotación más baja), una operación de encendido/apagado del compresor (22), en el que se repiten la detención y el reinicio del compresor (22), se usa para evitar que la temperatura ambiente sea demasiado baja o demasiado alta. Sin embargo, se recomienda evitar la operación de encendido/apagado ya que la operación de encendido/apagado puede aumentar el consumo de energía y/o deteriorar la comodidad debido al encendido/apagado frecuente del acondicionamiento de aire.
En cambio, en la presente invención, el cambio entre la operación de enfriamiento simple y la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento (y el cambio entre la operación de calentamiento simple y la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento) se realiza como se describirá a continuación.
[Cambio entre la operación de enfriamiento simple y la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento]
Si la carga de enfriamiento en una habitación se reduce en la operación de enfriamiento simple, y la velocidad de rotación del compresor (22) se reduce a un valor de referencia inferior predeterminado R1, el controlador (100) cambia la operación del acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) desde la operación de enfriamiento simple hasta la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento.
El valor de referencia más bajo R1 está configurado para ser mayor que Rmin y más pequeño que R. Se recomienda que el valor de referencia más bajo R1 sea ligeramente mayor que Rmin.
En la operación de enfriamiento simple, solo se enfría el aire interior en el intercambiador de calor interior (72), mientras que en la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento, tanto el aire interior en el intercambiador de calor interior (72) como el medio de almacenamiento térmico en el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) se enfría. Por lo tanto, la baja presión en el ciclo de refrigeración aumenta temporalmente cuando la operación de enfriamiento simple se cambia a la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento.
Por otro lado, en la operación de enfriamiento simple y la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento, el controlador (100) ajusta la velocidad de rotación del compresor (22) para que la baja presión en el ciclo de refrigeración (es decir, una presión de el refrigerante llevado al compresor) será un valor objetivo predeterminado. Por lo tanto, cuando la operación de enfriamiento simple se cambia a la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento, la velocidad de rotación del compresor (22) debe aumentarse para reducir la baja presión en el ciclo de refrigeración al valor objetivo.
Para hacer esto, el controlador (100) de la presente realización cambia el funcionamiento del acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) de la operación de enfriamiento simple a la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento para aumentar la velocidad de rotación del compresor (22), si la velocidad de rotación del compresor (22) se reduce en la operación de enfriamiento simple al valor de referencia más bajo R1, en el cual el compresor (22) funciona de manera ineficaz. Como resultado, la velocidad de rotación del compresor (22) excede el valor de referencia más bajo R1, y se mejora la eficacia del compresor (22).
Convencionalmente, si el acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) tiene una capacidad de enfriamiento excesiva con respecto a la carga de enfriamiento de la habitación, incluso después de que la velocidad de rotación del compresor (22) se establece en un valor mínimo Rmin, una operación de encendido/apagado del compresor (22), en la que se repiten la detención y el reinicio del compresor (22), se utiliza para evitar que la temperatura ambiente baje demasiado.
Por otro lado, si la velocidad de rotación del compresor (22) se reduce al valor de referencia más bajo R1 en la operación de enfriamiento simple, el controlador (100) de la presente realización cambia la operación del acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) desde la operación de enfriamiento simple hasta la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento. Con este control, la habitación puede enfriarse utilizando solo una parte de la energía térmica fría obtenida por el ciclo de refrigeración, y la cantidad de energía térmica fría utilizada para enfriar el aire interior en el intercambiador de calor interior (72) puede reducirse a una cantidad apropiada para la carga de enfriamiento en la habitación, mientras permite que el accionamiento del compresor (22) siga funcionando. Por lo tanto, según la presente realización, evitar la operación de encendido/apagado del compresor (22) permite mantener la comodidad de la habitación alta incluso en un estado en el que la carga de refrigeración de la habitación es muy baja.
El valor de referencia más bajo R1, en función del cual se cambia la operación de la operación de enfriamiento simple a la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento, se determina a partir de la relación entre la velocidad de rotación y la eficacia del compresor como se muestra en la Figura 12, una velocidad de rotación del compresor (22) para almacenar energía térmica fría, y cualquier otro parámetro adecuado. La cantidad de energía térmica fría almacenada en la sección de almacenamiento térmico (60) puede usarse también como un parámetro en función del cual se determina el valor de referencia más bajo.
Ahora, si la velocidad de rotación del compresor (22) alcanza un valor de referencia superior R2 en la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento, el controlador (100) cambia la operación de la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento a la operación de enfriamiento simple para reducir la velocidad de rotación del compresor (22). El valor de referencia superior R2 está configurado para ser mayor que R y menor que Rmax.
En la Figura 12, por ejemplo, la eficacia del compresor disminuye a medida que la frecuencia de rotación excede R y se aproxima a Rmax. En tal caso, la eficacia del compresor puede incrementarse cambiando la operación de la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento a la operación de enfriamiento simple.
Además, el compresor (22) consume más energía cuando gira a mayor velocidad. En vista de este punto, también, se recomienda cambiar la operación de la operación de almacenamiento energía térmica fría y de enfriamiento a la operación de enfriamiento simple si la velocidad de rotación excede un valor predeterminado.
De manera similar al valor de referencia inferior R1, el valor de referencia superior R2 se determina a partir de la relación entre la velocidad de rotación y la eficacia del compresor, una velocidad de rotación del compresor (22) para almacenar energía térmica fría y cualquier otro parámetro adecuado.
Para almacenar energía térmica fría en la sección de almacenamiento térmico (60), se necesita al menos una cierta cantidad de energía térmica fría. Por lo tanto, al cambiar la operación de enfriamiento simple a la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento, la velocidad de rotación necesita incrementarse al menos en un valor que permita la generación de cierta cantidad de energía térmica fría.
A este respecto, la sección de almacenamiento térmico (60) puede estar diseñada para ser capaz de almacenar energía térmica fría utilizando energía térmica fría generada a una velocidad de rotación más baja del compresor (22). En este caso, la operación de enfriamiento simple puede cambiarse a la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento aumentando la velocidad de rotación del compresor (22) solo por el valor de la velocidad de rotación más baja del compresor (22).
[Cambio entre la operación de calentamiento simple y la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento]
El cambio entre la operación de calentamiento simple y la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento, ambas no pertenecientes a la presente invención según las reivindicaciones, se realiza de manera similar al cambio descrito anteriormente entre la operación de enfriamiento simple y la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento.
En la operación de calentamiento simple, solo se calienta el aire interior en el intercambiador de calor interior (72), mientras que en la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento, tanto el aire interior en el intercambiador de calor interior (72) como el medio de almacenamiento térmico en el intercambiador de calor de almacenamiento térmico (63) se calienta. Por lo tanto, la alta presión en el ciclo de refrigeración se reduce temporalmente cuando la operación de calentamiento simple se cambia a la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento.
Por otro lado, en la operación de calentamiento simple y la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento, el controlador (100) ajusta la velocidad de rotación del compresor (22) de modo que la alta presión en el ciclo de refrigeración (es decir, una presión de el refrigerante descargado desde el compresor) será un valor objetivo predeterminado. Por lo tanto, cuando la operación de calentamiento simple se cambia a la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento, la velocidad de rotación del compresor (22) necesita incrementarse para elevar la alta presión en el ciclo de refrigeración al valor objetivo.
Para hacer esto, el controlador (100) de la presente realización cambia el funcionamiento del acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) de la operación de calentamiento simple a la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento para aumentar la velocidad de rotación del compresor (22), si la velocidad de rotación del compresor (22) se reduce al valor de referencia más bajo R1 en la operación de calentamiento simple, y el compresor (22) comienza a funcionar a una velocidad de rotación ineficaz. Como resultado, la velocidad de rotación del compresor (22) excede el valor de referencia más bajo R1, y se mejora la eficacia del compresor (22).
Convencionalmente, si el acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) tiene una capacidad de calentamiento excesiva con respecto a la carga de calentamiento de la habitación incluso después de que la velocidad de rotación del compresor (22) se establece en un valor mínimo Rmin, una operación de encendido/apagado de el compresor (22), en el que se repiten la detención y el reinicio del compresor (22), se utiliza para evitar que la temperatura ambiente suba demasiado.
Por otro lado, el controlador (100) de la presente realización cambia el funcionamiento del acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) de la operación de calentamiento simple a la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento, si la velocidad de rotación del compresor (22) se ralentiza al valor de referencia más bajo R1 en la operación de calentamiento simple. Con este control, la habitación se puede calentar utilizando solo una parte de la energía térmica caliente obtenida por el ciclo de refrigeración, y la cantidad de energía térmica caliente utilizada para calentar el aire interior en el intercambiador de calor interior (72) se puede reducir a una cantidad adecuada para la carga de calentamiento en la habitación, mientras permite que el compresor (22) siga funcionando. Por lo tanto, según la presente realización, evitar la operación de encendido/apagado del compresor (22) permite mantener la comodidad de la habitación alta incluso en un estado en el que la carga de calentamiento de la habitación es muy baja.
Ahora, si la velocidad de rotación del compresor (22) alcanza el valor de referencia superior R2 en la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento, la operación del acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) cambia de la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento a la operación de calentamiento simple para disminuir la velocidad de rotación del compresor (22).
En la Figura 12, la eficacia del compresor disminuye a medida que la frecuencia de rotación excede R y se aproxima a Rmax. En tal caso, la eficacia del compresor puede incrementarse si la operación se cambia de la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento a la operación de calentamiento simple. Además, el compresor (22) consume más energía cuando gira a mayor velocidad. En vista de este punto, también, se recomienda cambiar la operación de la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento a la operación de calentamiento simple si la velocidad de rotación excede un valor predeterminado.
De manera similar al caso de enfriamiento, el valor de referencia inferior R1 y el valor de referencia superior R2 se determinan en base a la relación entre la velocidad de rotación y la eficacia del compresor como se muestra en la Figura 12, una velocidad de rotación del compresor (22) para almacenar energía térmica fría, y cualquier otro parámetro adecuado.
Para almacenar energía térmica caliente en la sección de almacenamiento térmico (60), se necesita al menos una cierta cantidad de energía térmica caliente. Por lo tanto, al cambiar la operación de calentamiento simple a la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento, la velocidad de rotación necesita incrementarse al menos en un valor que permita la generación de cierta cantidad de energía térmica caliente.
A este respecto, la sección de almacenamiento térmico (60) puede estar diseñada para ser capaz de almacenar energía térmica caliente utilizando energía térmica caliente generada a una velocidad de rotación más baja del compresor (22). En este caso, la operación de calentamiento simple puede cambiarse a la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento aumentando la velocidad de rotación del compresor (22) solo por el valor de la velocidad de rotación más baja del compresor (22).
«Variaciones de la realización»
En la realización descrita anteriormente, la válvula de retención (CV1) se proporciona en una porción del tubo de succión intermedio (35) ubicado fuera de la carcasa (22a) del compresor (22). Esta configuración facilita la conexión y el mantenimiento de la válvula de retención (CV1). La válvula de retención (CV1) se puede proporcionar en la porción de tubo interno (36) del tubo de succión intermedio (35) ubicado dentro de la carcasa (22a). Esta configuración puede lograr una longitud mínima del canal desde la cámara de compresión del mecanismo de compresión en el medio del proceso de compresión hasta la válvula de retención (CV1), minimizando así un volumen muerto que no contribuye a la compresión del refrigerante. Como resultado, se puede evitar la disminución de la eficacia de compresión del compresor (22).
«Primera variante de realización»
Se recomienda que la energía térmica almacenada en la sección de almacenamiento térmico (60) durante la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento y la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento en la realización descrita anteriormente se utilicen cuando una carga de enfriamiento o una carga de calentamiento de una habitación es grande. En otras palabras, es conveniente que el acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) realice la operación de enfriamiento de utilización y/o las operaciones de calentamiento de utilización (1) y (2) cuando la carga de enfriamiento o la carga de calentamiento de la habitación es mayor que un valor predeterminado.
La línea discontinua en el gráfico (a) de la Figura 13 muestra una transición del consumo de energía del acondicionador de aire de almacenamiento térmico según la primera variante de la realización, y la línea continua en el gráfico (a) muestra una transición del consumo de energía de un acondicionador de aire conocido. Como se muestra claramente en el gráfico (a) de la Figura 13, el acondicionador de aire de almacenamiento térmico según la primera variante de la realización consume más energía a una carga baja y menos energía a una carga alta, en comparación con el acondicionador de aire conocido.
En la primera variante de la realización, la operación se cambia de la operación de enfriamiento simple a la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento cuando la carga es baja y la habitación necesita ser enfriada, y se cambia de la operación de calentamiento simple a la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento cuando la carga es baja y la habitación necesita ser calentada. Sin embargo, este último no es parte de la invención reivindicada. Por otro lado, el acondicionador de aire conocido continúa la operación de enfriamiento simple cuando la carga es baja y la habitación necesita ser enfriada, y continúa la operación de calentamiento simple cuando la carga es baja y la habitación necesita ser calentada. Es por esto que, en el gráfico (a) de la Figura 13, el acondicionador de aire de almacenamiento térmico de la primera variante de la realización, en el que se realiza la operación de almacenamiento de energía térmica fría o de enfriamiento o la operación de almacenamiento de energía térmica caliente y de calentamiento, consume más energía a baja carga que en el caso en que se realiza una operación de enfriamiento simple o una operación de calentamiento simple. Como puede verse a partir de esto, aunque se consume más energía que en los casos convencionales, la energía térmica fría o la energía térmica caliente se pueden almacenar de manera eficaz en la primera variante de la realización.
Además, en la primera variante de la realización, la operación de enfriamiento de utilización se realiza cuando la carga es alta y la habitación necesita ser enfriada, y la operación de calentamiento de utilización se realiza cuando la carga es alta y la habitación necesita ser calentada. Por otro lado, el acondicionador de aire conocido continúa la operación de enfriamiento simple cuando la carga es alta y cuando la habitación necesita ser enfriada, y continúa la operación de calentamiento simple cuando la carga es alta y la habitación necesita ser calentada. Es por esto que, en el gráfico (a) de la Figura 13, el acondicionador de aire de almacenamiento térmico de la primera variante de la realización, en el que se realiza la operación de enfriamiento de utilización o la operación de calentamiento de utilización, consume menos energía a alta carga que en el caso en que la operación de enfriamiento simple o la operación de calentamiento simple es llevada a cabo.
En vista del consumo de energía en la carga baja y la carga alta, se puede decir que el consumo de energía se suaviza más en la primera variante de la realización que en los casos convencionales.
El acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) según la primera variante de la realización puede reducir las variaciones en la temperatura del aire interior para mantener la comodidad de la habitación y reducir el consumo de energía del acondicionador de aire (10).
Se recomienda que el controlador (100) determine la carga de enfriamiento o calentamiento en la habitación mencionada anteriormente en función de los datos de la transición de temperatura diaria prevista, un valor de temperatura pico en dichos datos, datos anuales de transición de temperatura, etc.
«Segunda variante de realización»
En el gráfico (b) de la Figura 13, las curvas muestran la eficacia del acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) con respecto a la transición de los factores de carga con respecto a una capacidad nominal, y los gráficos de barras muestran el tiempo de funcionamiento del acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) con respecto a la transición de los factores de carga con respecto a la capacidad nominal, por separado para la operación de calentamiento y la operación de enfriamiento.
Los gráficos de barras en el gráfico (b) de la Figura 13 revelan que el factor de carga máximo con respecto a la capacidad nominal es del 100% en una operación de enfriamiento, pero del 70% en una operación de calentamiento. Los gráficos de barras en el gráfico (b) de la Figura 13 revelan además que tanto en la operación de enfriamiento como en la operación de calentamiento, aproximadamente el 90% del tiempo de operación anual se dirige al factor de carga del 50% o menos.
En vista de esto, en general, se selecciona el acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) que puede manejar el mayor factor de carga (es decir, el 100%) en la operación de enfriamiento. Sin embargo, como se muestra en los gráficos de barras en el gráfico (b) de la Figura 13, el período de tiempo en el que el factor de carga es máximo (es decir, el 100%) es muy corto, es decir, aproximadamente varias horas al año, incluso en la operación de enfriamiento.
Por otro lado, el acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) según la primera variante de la realización descrita anteriormente puede realizar la operación de enfriamiento de utilización cuando la carga de enfriamiento en la habitación es alta, y puede realizar la operación de calentamiento de utilización cuando la carga de calentamiento en la habitación es alta. Sin embargo, esta última no es parte de la invención reivindicada. Es decir, el acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) según la primera variante de la realización puede realizar la operación de enfriamiento de utilización (o calentamiento de utilización) para tratar con factores de alta carga. Por lo tanto, al seleccionar el acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) de la primera variante de la realización, se puede seleccionar el acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) de menor tamaño (es decir, potencia) que los acondicionadores de aire normalmente seleccionados. Por ejemplo, según la primera variante de la realización, es posible seleccionar un acondicionador de aire de almacenamiento térmico de 8 caballos de fuerza (HP) que es de menor tamaño (es decir, potencia) que un acondicionador de aire de almacenamiento térmico de 10 HP, en una situación en que se supone que debe seleccionar un acondicionador de aire de almacenamiento térmico de 10 HP. En el gráfico (b) de la Figura 13, la curva sólida muestra la transición de la eficacia con respecto al factor de carga del acondicionador de aire de almacenamiento térmico de 10 HP, y la curva discontinua muestra la transición de la eficacia con respecto al factor de carga del acondicionador de aire de almacenamiento térmico de 8 HP. La comparación entre las dos curvas muestra que el acondicionador de aire de almacenamiento térmico de menor tamaño (es decir, potencia) tiene una mayor eficacia que el acondicionador de aire de almacenamiento térmico de mayor tamaño (es decir, potencia) a bajas cargas.
Es decir, de acuerdo con el acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) de la primera variante de la realización, la eficacia a bajas cargas (en la que se realiza una gran parte de las operaciones) aumenta y, por lo tanto, la eficacia anual puede mejorarse. seleccionar el acondicionador de aire de almacenamiento térmico (10) más pequeño en tamaño (es decir, potencia) que el acondicionador de aire de almacenamiento térmico generalmente seleccionado. «Tercera variante de realización»
Las secciones de almacenamiento térmico de las realizaciones anteriores son los denominados dispositivos de almacenamiento térmico dinámico que tienen un circuito de almacenamiento térmico en el que circula el medio de almacenamiento térmico. Sin embargo, las secciones de almacenamiento térmico pueden denominarse dispositivos de almacenamiento térmico estático en los que el agua u otros medios de almacenamiento térmico retenidos en un tanque, por ejemplo, pueden intercambiar calor con un refrigerante.
Aplicabilidad industrial
Como se puede ver en la descripción anterior, la presente invención es útil como un acondicionador de aire de almacenamiento térmico.
Descripción de los caracteres de referencia
10 Acondicionador de aire de almacenamiento térmico
11 Circuito refrigerante
22 Compresor (sección de compresión)
23 Intercambiador de calor exterior
28 Tubo de succión (porción de succión de baja presión)
31 Primer tubo de introducción (tubo de introducción de baja presión)
32 Primer intercambiador de calor de subenfriamiento (primer intercambiador de calor)
35 Tubo de succión intermedio (porción de succión intermedia)
36 Porción de tubo interior
44 Canal primario de almacenamiento térmico
60 Sección de almacenamiento térmico (dispositivo de almacenamiento térmico)
61 Circuito de almacenamiento térmico
62 Tanque de almacenamiento térmico
63 Intercambiador de calor de almacenamiento térmico
65 Tubo de salida (porción de salida)
72 Intercambiador de calor interior
100 Controlador (sección de control de operación)
EV1 Primera válvula de descompresión (válvula de descompresión)

Claims (3)

REIVINDICACIONES
1. Un acondicionador de aire de almacenamiento térmico, que comprende:
un circuito refrigerante (11) que tiene un compresor (22), un intercambiador de calor exterior (23) y un intercambiador de calor interior (72) y realiza un ciclo de refrigeración; y
una sección de almacenamiento térmico (60) que tiene un medio de almacenamiento térmico e intercambia calor entre el medio de almacenamiento térmico y un refrigerante del circuito refrigerante (11),
siendo el acondicionador de aire de almacenamiento térmico capaz de realizar
una operación de enfriamiento simple en la que en el circuito de refrigerante (11), el refrigerante se condensa en el intercambiador de calor exterior (23) y se evapora en el intercambiador de calor interior (72), y
una operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento en la que en el circuito de refrigerante (11), el refrigerante se condensa en el intercambiador de calor exterior (23) y se evapora en el intercambiador de calor interior (72), y en el que el medio de almacenamiento térmico en la sección de almacenamiento térmico (60) es enfriada por el refrigerante, en donde
el acondicionador de aire de almacenamiento térmico tiene una sección de control de operación (100), caracterizado porque si la velocidad de rotación del compresor (22) se reduce a un valor de referencia inferior predeterminado en la operación de enfriamiento simple, la sección de control de operación (100) está configurada para cambiar una operación del acondicionador de aire de almacenamiento térmico de la operación de enfriamiento simple a la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento para aumentar la velocidad de rotación del compresor (22).
2. El acondicionador de aire de almacenamiento térmico de la reivindicación 1, en donde
la sección de control de operación (100) está configurada para cambiar la operación del acondicionador de aire de almacenamiento térmico de la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento a la operación de enfriamiento simple para reducir la velocidad de rotación del compresor (22) si la velocidad de rotación del compresor (22) aumenta a un valor de referencia superior predeterminado en la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento.
3. El acondicionador de aire de almacenamiento térmico de la reivindicación 1 o 2, en donde
cuando la sección de control de operación (100) cambia la operación del acondicionador de aire de almacenamiento térmico de la operación de enfriamiento simple a la operación de almacenamiento de energía térmica fría y de enfriamiento, la velocidad de rotación del compresor (22) aumenta en un valor igual a una velocidad de rotación más baja del compresor (22).
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