ES2761928T3 - Aparato de congelación - Google Patents

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ES2761928T3 ES09718729T ES09718729T ES2761928T3 ES 2761928 T3 ES2761928 T3 ES 2761928T3 ES 09718729 T ES09718729 T ES 09718729T ES 09718729 T ES09718729 T ES 09718729T ES 2761928 T3 ES2761928 T3 ES 2761928T3
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Satoru Sakae
Masaaki Takegami
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Daikin Industries Ltd
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Abstract

Un sistema de refrigeración que incluye un circuito refrigerante (4) que está configurado para realizar un ciclo de refrigeración y provisto de un mecanismo del compresor (40) que incluye un primer compresor (14a) y un segundo compresor (14b) cuyos lados de descarga están conectados entre sí, comprendiendo el sistema de refrigeración: separadores de aceite (37a, 37b) proporcionados en una tubería de descarga (56a) del primer compresor (14a) y una tubería de descarga (56b) del segundo compresor (14b), respectivamente; y un pasaje de retorno de aceite (32) configurado para combinar corrientes de aceite de máquina de refrigeración separadas en los separadores de aceite (37a, 37b) y distribuir el aceite de máquina de refrigeración combinado al primer compresor (14a) y el segundo compresor (14b), en donde un lado de salida del pasaje de retorno de aceite (32) se comunica con las cámaras de compresión (73) con presiones intermedias de los respectivos compresores (14a, 14b).

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato de congelación
Campo técnico
La presente descripción se refiere a un sistema de refrigeración en el que se proporciona un mecanismo del compresor que incluye una pluralidad de compresores en un circuito refrigerante.
Antecedentes de la técnica
Se conocen sistemas de refrigeración convencionales en cada uno de los cuales se proporciona un mecanismo del compresor que incluye una pluralidad de compresores en un circuito refrigerante. Este tipo de sistemas de refrigeración se utilizan ampliamente, por ejemplo, en máquinas de enfriamiento tales como refrigeradores o congeladores para almacenar alimentos y otros materiales y aires acondicionados para enfriar y calentar el aire en las habitaciones.
El documento de patente 1 muestra un sistema de refrigeración en el que se proporciona un separador de aceite para un mecanismo del compresor. El separador de aceite está ubicado en una tubería de unión de descarga en la cual las tuberías de descarga de los compresores se combinan entre sí. La salida de un pasaje de retorno de aceite que se extiende desde el separador de aceite se ramifica en partes que están conectadas a los compresores y se comunican con cámaras de compresión con presiones intermedias de los compresores.
El documento de patente 2 proporciona un acondicionador de aire en el que el aceite sobrante puede descargarse de un compresor y los niveles de aceite de los compresores se equilibran para evitar que los compresores se dañen debido a la falta de aceite. El documento de patente 3 describe un sistema de refrigeración que incluye un circuito de refrigerante que está configurado para realizar un ciclo de refrigeración y provisto de un mecanismo del compresor que incluye un primer compresor y un segundo compresor cuyos lados de descarga están conectados entre sí, por lo que el sistema de refrigeración comprende solo un separador provisto en la tubería de descarga del primer compresor y el segundo compresor, respectivamente.
Lista de citas
Documento de patente
DOCUMENTO DE PATENTE 1: Publicación de Patente Japonesa N. ° 2007-178052
DOCUMENTO DE PATENTE 2: EP 2205909 A1
DOCUMENTO DE PATENTE 3: EP 0816780 A2
Compendio de la invención
Problema técnico
En un sistema de refrigeración convencional, un separador de aceite es compartido por una pluralidad de compresores. En una posible configuración de este sistema de refrigeración, se proporciona un separador de aceite en una tubería de descarga de cada uno de los compresores. En este caso, la configuración se puede simplificar conectando cada separador de aceite a uno de los compresores asociado a través de una tubería de retorno de aceite. El aceite de la máquina de refrigeración separado por el separador de aceite en la tubería de descarga de cada uno de los compresores regresa al compresor desde el cual se descargó el aceite.
Sin embargo, en esta configuración, incluso cuando se produce un desequilibrio de aceite, es decir, el aceite de la máquina de refrigeración fluye principalmente a uno específico de los compresores, todo el aceite de la máquina de refrigeración separado por el separador de aceite en la tubería de descarga del compresor específico vuelve a este compresor específico. La mayor parte del aceite de la máquina de refrigeración descargado del compresor específico circula entre el compresor específico y el separador de aceite en la tubería de descarga del compresor específico. En consecuencia, a pesar de la escasez de aceite de máquina de refrigeración en los otros compresores debido al desequilibrio del aceite, el aceite de máquina de refrigeración apenas se distribuye a estos compresores, y podría producirse una lubricación deficiente en los compresores que están cortos de aceite de máquina de refrigeración.
Por lo tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de refrigeración en el que se proporciona un mecanismo del compresor que incluye una pluralidad de compresores, y en el que un desequilibrio de aceite, es decir, un fenómeno en el que el aceite de máquina de refrigeración fluye principalmente a uno o más de los compresores, se reduce para reducir la lubricación deficiente en los otros compresores que no tienen aceite para máquinas de refrigeración.
Solución al problema
Un primer aspecto de la presente invención se dirige a un sistema de refrigeración que incluye las características de la reivindicación 1. Las realizaciones se nombran en las reivindicaciones dependientes.
En un segundo aspecto de la presente invención, el sistema de refrigeración del primer aspecto incluye además un pasaje de inyección (30) configurado para inyectar un refrigerante en el primer compresor (14a) y el segundo compresor (14b), en donde el pasaje de retorno de aceite (32) incluye un pasaje de unión (48) en el que fluye el aceite de la máquina de refrigeración de los separadores de aceite (37a, 37b), y el pasaje de unión (48) está conectado a una porción del pasaje de inyección (30) ubicado más arriba de un punto de derivación al primer compresor (14a) y al segundo compresor (14b).
En un tercer aspecto de la presente invención, en el sistema de refrigeración del segundo aspecto, el mecanismo del compresor (40) está configurado para operar siempre el primer compresor (14a) y ajustar la capacidad operativa del mecanismo del compresor (40) cambiando el segundo compresor (14b) entre la operación y la no operación, el pasaje de inyección (30) incluye un primer pasaje de inyección de ramificación (42a) que se ramifica al primer compresor (14a) y un segundo pasaje de inyección de ramificación (42b) que se ramifica al segundo compresor (14b), y solo el segundo pasaje de inyección de derivación (42b) tiene una válvula de retención de aceite (SV1) que se abre y cierra libremente y evita que el aceite de la máquina de refrigeración vuelva al compresor (14b) al cual está conectado el pasaje de inyección de derivación (42b) mientras el compresor (14b) se detiene.
En un cuarto aspecto de la presente invención, en el sistema de refrigeración del primer o segundo aspecto, el mecanismo del compresor (40) está configurado para operar siempre el primer compresor (14a) y ajustar la capacidad operativa del mecanismo del compresor (40) mediante el cambio del segundo compresor (14b) entre operación y no operación, el pasaje de retorno de aceite (32) incluye un primer pasaje de preunión (47a) conectado al separador de aceite (37a) en la tubería de descarga (56a) del primer compresor (14a) y un segundo pasaje de preunión (47b) conectado al separador de aceite (37b) en la tubería de descarga (56b) del segundo compresor (14b), y solo el segundo pasaje de preunión (47b) tiene una válvula de retención (CV4) para evitar que el aceite de la máquina de refrigeración vuelva al separador de aceite (37b).
En un quinto aspecto de la presente invención, en el sistema de refrigeración de uno de los aspectos primero a cuarto, en el segundo compresor (14b), un espacio de descarga (100) lleno de refrigerante comprimido en una máquina de fluido (82) configurado para comprimir un fluido en una cámara de compresión (73a, 73b) se forma en una carcasa (70) que aloja la máquina de fluido (82), una válvula de cierre de entrada de refrigerante (CV2) se proporciona en una porción de la tubería de descarga (56b) del segundo compresor (14b) ubicado más abajo del separador de aceite (37b), y detiene el flujo de un refrigerante hacia el segundo compresor (14b) en un estado sin operación, cuando el segundo compresor (14b) se detiene mientras el primer compresor (14a) funciona, el primer compresor (14a) aspira un refrigerante en el espacio de descarga (100) en el segundo compresor (14b) a través del pasaje de retorno de aceite (32).
En un sexto aspecto de la presente invención, en el sistema de refrigeración del primer aspecto, al menos uno del primer compresor (14a) y el segundo compresor (14b) es un compresor que tiene una capacidad de operación variable.
-Ventajas­
En el primer aspecto, el aceite de la máquina de refrigeración separado por el separador de aceite (37a) en la tubería de descarga (56a) del primer compresor (14a) y el aceite de la máquina de refrigeración separado por el separador de aceite (37b) en la tubería de descarga (56b) del segundo compresor (14b) se combina en el pasaje de retorno de aceite (32) y, a continuación, el aceite de la máquina de refrigeración combinado se distribuye al primer compresor (14a) y al segundo compresor (14b). En cada uno de los compresores (14), a medida que aumenta la superficie del aceite en el sumidero de aceite, aumenta la velocidad de la mezcla de aceite, es decir, aumenta la cantidad de aceite de máquina de refrigeración contenido en un refrigerante descargado por unidad de flujo. En consecuencia, suponiendo que las capacidades de operación del primer compresor (14a) y el segundo compresor (14b) son constantes, cuando el aceite de la máquina de refrigeración comienza a fluir principalmente hacia el primer compresor (14a) fuera del primer compresor (14a) y el segundo compresor (14b), la velocidad de flujo de aceite de máquina de refrigeración descargado desde el primer compresor (14a) con un nivel de superficie de aceite creciente aumenta, mientras que la velocidad de flujo de aceite de máquina de refrigeración descargado desde el segundo compresor (14b) con un nivel de superficie de aceite decreciente disminuye. Por otro lado, la velocidad de flujo del aceite de la máquina de refrigeración que vuelve al primer compresor (14a) y al segundo compresor (14b) varía según la velocidad de flujo total del aceite de la máquina de refrigeración descargado desde el primer compresor (14a) y el aceite de la máquina de refrigeración descargado desde el segundo compresor (14b). Por lo tanto, incluso cuando aumenta la velocidad de flujo de aceite de máquina de refrigeración descargado desde el primer compresor (14a), la velocidad de flujo de aceite de máquina de refrigeración que vuelve al primer compresor (14a) no aumenta en consecuencia. Del mismo modo, incluso cuando la velocidad de flujo del aceite de la máquina de refrigeración descargada desde el segundo compresor (14b) disminuye, la velocidad de flujo del aceite de la máquina de refrigeración que vuelve al segundo compresor (14b) no disminuye en consecuencia. Por lo tanto, cuando el aceite de máquina de refrigeración comienza a fluir principalmente al primer compresor (14a), la cantidad de aceite de máquina de refrigeración en el primer compresor (14a) disminuye, mientras que la cantidad de aceite de máquina de refrigeración en el segundo compresor (14b) aumenta. De esta manera, en el primer aspecto, cuando ocurre un desequilibrio de aceite, es decir, el aceite de la máquina de refrigeración comienza a fluir principalmente hacia un compresor específico (14) fuera del primer compresor (14a) y el segundo compresor (14b), el progreso de este desequilibrio de aceite se reduce automáticamente. Además, el lado de salida del pasaje de retorno de aceite (32) se comunica con las cámaras de compresión (73) con presiones intermedias de los respectivos compresores (14a, 14b). Por lo tanto, el aceite de máquina de refrigeración separado en cada uno de los separadores de aceite (37a, 37b) vuelve a las cámaras de compresión (73) con las presiones intermedias de los respectivos compresores (14a, 14b).
En el segundo aspecto, el pasaje de unión (48) del pasaje de retorno de aceite (32) está conectado a una porción del pasaje de inyección (30) ubicado más arriba del punto de ramificación al primer compresor (14a) y el segundo compresor (14b). El pasaje de retorno de aceite (32) está configurado para distribuir corrientes combinadas de aceite de máquinas de refrigeración desde los separadores de aceite (37a, 37b) al primer compresor (14a) y el segundo compresor (14b) conectando el pasaje de unión (48) a la porción ascendente del pasaje de inyección (30). El aceite de la máquina de refrigeración que fluye en el pasaje de unión (48) se combina con un refrigerante en el pasaje de inyección (30), y se distribuye al primer compresor (14a) y al segundo compresor (14b) en el punto de ramificación del pasaje de inyección (30). En el segundo aspecto, el aceite de máquina de refrigeración combinado en el pasaje de retorno de aceite (32) se distribuye a los compresores (14) en el punto de ramificación del pasaje de inyección (30).
En el tercer aspecto, el segundo compresor (14b) se detiene mientras el primer compresor (14a) funciona en algunos casos. En tal caso, la válvula de retención de aceite (SV1) del pasaje de inyección de la segunda ramificación (42b) está cerrada. En consecuencia, el aceite de máquina de refrigeración que fluye en el pasaje de unión (48) vuelve solo al primer compresor (14a) fuera del primer compresor (14a) y el segundo compresor (14b).
En el cuarto aspecto, el segundo compresor (14b) se detiene mientras el primer compresor (14a) funciona en algunos casos. En tal caso, si la válvula de retención (CV4) no se proporcionó en el segundo pasaje de preunión (47b), cuando la presión en el segundo compresor (14b) disminuye después de la parada, un flujo de retorno del aceite de la máquina de refrigeración en el pasaje de retorno de aceite (32) hacia el segundo compresor (14b) puede ocurrir, y por lo tanto, el aceite de la máquina de refrigeración puede acumularse en el segundo compresor (14b). Por el contrario, en el cuarto aspecto, la válvula de retención (CV4) se proporciona en el segundo pasaje de preunión (47b) para evitar que el aceite de la máquina de refrigeración fluya desde el lado de descarga hacia el segundo compresor no operativo (14b).
En el quinto aspecto, la válvula de parada de entrada de refrigerante (CV2) para detener el flujo de un refrigerante en el segundo compresor (14b) en un estado sin operación se proporciona en una porción de la tubería de descarga (56b) del segundo compresor (14b) ubicado más abajo del separador de aceite (37b). En consecuencia, cuando el segundo compresor (14b) se detiene mientras el primer compresor (14a) funciona, es posible evitar que un refrigerante de alta presión descargado desde el primer compresor (14a) fluya desde el lado de descarga hacia el segundo compresor (14b). Además, el lado de descarga del segundo compresor (14b) se comunica con el primer compresor (14a) a través del pasaje de retorno de aceite (32). En consecuencia, un refrigerante en el espacio de descarga (100) en el segundo compresor (14b) es aspirado en el primer compresor operativo (14a) inmediatamente después de la parada del segundo compresor (14b), reduciendo así gradualmente la presión del espacio de descarga (100) en el segundo compresor (14b).
En el sexto aspecto, a medida que aumenta la capacidad de operación del compresor (14) con una capacidad de operación variable, se descarga una mayor cantidad de aceite de máquina de refrigeración desde este compresor (14). Dado que el pasaje de retorno de aceite (32) está configurado para combinar corrientes de aceite de máquina de refrigeración separadas en los separadores de aceite (37a, 37b) y, a continuación, distribuir el aceite de máquina de refrigeración combinado al primer compresor (14a) y al segundo compresor (14b) una mayor cantidad de aceite de máquina de refrigeración se distribuye a uno del primer compresor (14a) y el segundo compresor (14b) que tiene una mayor capacidad de operación. La relación de velocidad de flujo del aceite de máquina de refrigeración distribuido al primer compresor (14a) al aceite de máquina de refrigeración distribuido al segundo compresor (14b) varía dependiendo de la relación de capacidad de operación del primer compresor (14a) al segundo compresor (14b).
En consecuencia, cuando aumenta la capacidad operativa del compresor (14) con una capacidad operativa variable, la velocidad de flujo de aceite de máquina de refrigeración distribuida a este compresor (14) con la capacidad operativa variable aumenta siempre que la capacidad operativa del otro compresor (14) es constante. En el sexto aspecto, a medida que aumenta la cantidad de aceite de máquina de refrigeración descargada desde un compresor (14) con una capacidad de operación variable, una mayor cantidad de aceite de máquina de refrigeración vuelve a este compresor (14) con la capacidad de operación variable.
Ventajas de la invención
Según la presente invención, el pasaje de retorno de aceite (32) está configurado para combinar corrientes de aceite de máquina de refrigeración separadas en los separadores de aceite (37a, 37b) y distribuir el aceite de máquina de refrigeración combinado al primer compresor (14a) y el segundo compresor (14b). En consecuencia, incluso cuando se produce un desequilibrio de aceite, es decir, el aceite de la máquina de refrigeración comienza a fluir principalmente hacia un compresor específico (14) fuera del primer compresor (14a) y el segundo compresor (14b), el progreso de este desequilibrio de aceite se reduce automáticamente. Por lo tanto, apenas se produce un desequilibrio significativo del aceite de máquina de refrigeración en el compresor específico (14), y cada uno de los compresores (14) apenas tiene poco aceite de máquina de refrigeración. Como resultado, se pueden reducir los fallos de lubricación debido a la escasez de aceite para máquinas de refrigeración en los compresores (14). Además, el aceite de máquina de refrigeración separado en cada uno de los separadores de aceite (37a, 37b) vuelve a las cámaras de compresión (73) con presiones intermedias de los respectivos compresores (14a, 14b). Si el aceite de la máquina de refrigeración separado en los separadores de aceite (37) vuelve al lado de succión de cada uno de los compresores (14), la velocidad de flujo de un refrigerante de baja presión aspirado por los compresores (14) disminuye según la cantidad de aceite de máquina de refrigeración devuelta. Por consiguiente, la cantidad de refrigerante que circula en el circuito refrigerante (4) disminuye, reduciendo así la capacidad operativa del sistema de refrigeración. Por el contrario, en el primer aspecto, la velocidad de flujo de un refrigerante de baja presión para ser succionado por los compresores (14) no cambia dependiendo del aceite de máquina de refrigeración devuelto. En consecuencia, el aceite de la máquina de refrigeración puede volver a los compresores (14) sin degradar la capacidad operativa del sistema de refrigeración.
En el segundo aspecto, el aceite de máquina de refrigeración combinado en el pasaje de retorno de aceite (32) se distribuye a los compresores (14) en el punto de ramificación del pasaje de inyección (30). Es decir, no se proporciona un punto de ramificación en el pasaje de retorno de aceite (32), pero el punto de ramificación del pasaje de inyección (30) se usa para distribuir el aceite combinado de la máquina de refrigeración a los compresores (14). En consecuencia, se puede simplificar una configuración en la que las corrientes de aceite de máquina de refrigeración separadas en los separadores de aceite (37a, 37b) se combinen y el aceite de máquina de refrigeración resultante se distribuya a los compresores (14).
En el tercer aspecto, durante la operación del primer compresor (14a) y la no operación del segundo compresor (14b), el aceite de la máquina de refrigeración que fluye en el pasaje de unión (48) vuelve solo al primer compresor (14a) fuera del primer compresor (14a) y el segundo compresor (14b). Esta configuración puede evitar la acumulación de aceite de máquina de refrigeración en el segundo compresor no operativo (14b). En consecuencia, en comparación con una configuración en la que no se proporciona una válvula de retención de aceite (SV1), una gran cantidad de aceite de máquina de refrigeración puede volver al primer compresor (14a) que necesita aceite de máquina de refrigeración. Como resultado, se puede reducir la escasez de aceite para máquinas de refrigeración en el primer compresor (14a).
En el cuarto aspecto, la válvula de retención (CV4) se proporciona en el segundo pasaje de preunión (47b) para evitar que el aceite de la máquina de refrigeración fluya desde el lado de descarga al segundo compresor (14b) en un estado no operativo. Por consiguiente, en comparación con una configuración en la que la válvula de retención (CV4) no se proporciona en el segundo pasaje de preunión (47b), una gran cantidad de aceite de máquina de refrigeración puede volver al primer compresor (14a) en un estado operativo que necesita aceite para máquinas de refrigeración. Como resultado, se puede reducir la escasez de aceite para máquinas de refrigeración en el primer compresor (14a).
En el quinto aspecto, cuando el segundo compresor (14b) se detiene mientras el primer compresor (14a) funciona, la válvula de parada de entrada de refrigerante (CV2) impide el flujo de un refrigerante de alta presión hacia el segundo compresor (14b), y un refrigerante en el espacio de descarga (100) en este segundo compresor (14b) es aspirado en el primer compresor (14a). Con esta configuración, la presión del espacio de descarga (100) en el segundo compresor (14b) se reduce a la fuerza. En un compresor como un compresor abovedado de alta presión en el que el espacio de descarga (100) lleno de un refrigerante comprimido por la máquina de fluido (82) se forma en la carcasa (70), cuando se detiene la operación, fluye un refrigerante desde el espacio de descarga (100) en la máquina de fluido (82), y la presión en la máquina de fluido (82) se vuelve sustancialmente igual a la del espacio de descarga (100). Por lo tanto, si la presión del espacio de descarga (100) en el segundo compresor no operativo (14b) no se puede reducir a la fuerza, la máquina de fluido (82) comprime un refrigerante de alta presión al reiniciar el segundo compresor (14b), y la presión en el lado de descarga de la máquina de fluido (82) podría aumentar excesivamente para dañar la máquina de fluido (82). Por el contrario, en el quinto aspecto, la presión en el espacio de descarga (100) en el segundo compresor (14b) se reduce forzadamente, y la presión en la máquina de fluido (82) del segundo compresor (14b) se reduce según la disminución de la presión del espacio de descarga (100). En consecuencia, es posible evitar que la máquina de fluido (82) del segundo compresor (14b) comprima un refrigerante de alta presión en el reinicio, evitando así daños en el segundo compresor (14b) en el reinicio.
En el sexto aspecto, a medida que aumenta la cantidad de aceite de máquina de refrigeración descargada desde un compresor (14) con una capacidad de operación variable, una mayor cantidad de aceite de máquina de refrigeración vuelve a este compresor (14) con la capacidad de operación variable. Es decir, incluso cuando la capacidad de operación del compresor (14) con la capacidad de operación variable varía para cambiar la velocidad de flujo del aceite de máquina de refrigeración descargado, la cantidad de aceite de máquina de refrigeración en el compresor (14) con la capacidad de operación variable no cambia en gran medida. En consecuencia, incluso en el caso de usar un compresor (14) con una capacidad de operación variable en la que la velocidad de flujo de aceite de la máquina de refrigeración cambia dependiendo de la capacidad de operación del mismo, se puede reducir un desequilibrio de aceite en el mecanismo del compresor (40).
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de circuito de refrigerante de un sistema de refrigeración según una primera realización de la presente invención.
La figura 2 es una vista en sección transversal longitudinal que ilustra un compresor según la primera realización. La figura 3 es una vista en sección transversal que ilustra un desplazamiento fijo del compresor de la primera realización.
La figura 4 es un diagrama de circuito de refrigerante de un sistema de refrigeración según una segunda realización de la presente invención.
Descripción de los caracteres de referencia
1 sistema de refrigeración
4 circuito refrigerante
14a primer compresor
14b segundo compresor
30 pasaje de inyección
32 pasaje de retorno de aceite
37 separador de aceite
40 mecanismo del compresor
42 tubería de inyección de ramificación (pasaje de inyección de ramificación)
47 tubería de preunión (pasaje de preunión)
48 tubería de unión (pasaje de unión)
56 tubería de descarga
Descripción de realizaciones
Las realizaciones de la presente invención se describirán más adelante con referencia a los dibujos.
«Primera realización»
Se describirá una primera realización de la presente invención. La primera realización está dirigida a un sistema de refrigeración (1) según la presente invención. El sistema de refrigeración (1) es un denominado sistema de refrigeración de tipo separado (1) en el que dos unidades internas (60) están conectadas a una unidad externa (10), y está configurado para enfriar el interior de un refrigerador.
La unidad externa (10) incluye un circuito externo (11). Cada una de las unidades internas (60) incluye un circuito interno (61). En el sistema de refrigeración (1), los circuitos internos (61) están conectados en paralelo al circuito externo (11) a través de una tubería de conexión de líquido (2) y una tubería de conexión de gas (3), formando así un circuito de refrigerante (4) que realiza un ciclo de refrigeración por compresión de vapor.
Una primera válvula de cierre (12) y una segunda válvula de cierre (13) se proporcionan en los extremos respectivos del circuito externo (11). La primera válvula de cierre (12) está conectada a un extremo de la tubería de conexión de líquido (2). El otro extremo de la tubería de conexión de líquido (2) está dividido en dos partes conectadas respectivamente a los extremos de líquido de los circuitos internos (61). La segunda válvula de cierre (13) está conectada a un extremo de la tubería de conexión de gas (3). El otro extremo de la tubería de conexión de gas (3) está dividido en dos partes conectadas respectivamente a los extremos de gas de los circuitos internos (61).
«U nidad externa»
El circuito externo (11) de la unidad externa (10) incluye un mecanismo del compresor (40), un intercambiador de calor externo (15), un receptor (16), un intercambiador de calor de enfriamiento (17), una primera válvula de expansión externa (18), una segunda válvula de expansión externa (19) y una válvula selectora de cuatro vías (20).
El mecanismo del compresor (40) incluye un primer compresor (14a) que tiene una capacidad de operación variable, un segundo compresor (14b) que tiene una capacidad de operación fija y un tercer compresor (14c) que tiene una capacidad de operación fija. Estos compresores (14a, 14b, 14c) están conectados en paralelo.
Cada uno del primer compresor (14a), el segundo compresor (14b) y el tercer compresor (14c) es un compresor de espiral hermético abovedado de alta presión. Se suministra energía al primer compresor (14a) a través de un inversor. La capacidad de operación del primer compresor (14a) se puede ajustar etapa por etapa cambiando la frecuencia de salida del inversor. Por otro lado, cada uno del segundo compresor (14b) y el tercer compresor (14c) se opera accionando un motor eléctrico a una velocidad de rotación constante, y las capacidades de operación del segundo compresor (14b) y el tercer compresor (14c) no se pueden cambiar. La configuración de los compresores (14) se describirá específicamente más adelante.
En el mecanismo del compresor (40), solo el primer compresor (14a) se arranca al inicio (es decir, al inicio de la operación) del mecanismo del compresor (40). En el mecanismo del compresor (40) después del arranque, a medida que aumenta la capacidad de operación necesaria, el segundo compresor (14b) y el tercer compresor (14c) se inician en este orden. Por otro lado, a medida que disminuye la capacidad de operación necesaria, el tercer compresor (14c) y el segundo compresor (14b) se detienen en este orden. En el mecanismo del compresor (40), el primer compresor (14a) funciona continuamente desde el arranque hasta la parada del mecanismo del compresor (40). Durante este período, el segundo compresor (14b) y el tercer compresor (14c) se encienden/apagan según la capacidad de operación necesaria.
Una primera tubería de descarga (56a) del primer compresor (14a), una segunda tubería de descarga (56b) del segundo compresor (14b) y una tercera tubería de descarga (56c) del tercer compresor (14c) están conectadas a una tubería de unión de descarga (21). En cada una de las tuberías de descarga (56), se proporcionan un separador de aceite (37), un interruptor de presión de alta presión (39), una válvula de retención (CV1, CV2, CV3) en este orden desde el lado cercano al compresor (14).
Cada una de las válvulas de retención (CV1, CV2, CV3) está configurada para detener el flujo de un refrigerante hacia el compresor (14). El interruptor de presión de alta presión (39) está configurado para parar urgentemente el compresor (14). El separador de aceite (37) tiene la forma de un recipiente hermético y está configurado para separar el aceite de la máquina de refrigeración de un refrigerante descargado desde el compresor (14). El separador de aceite (37) constituye un mecanismo de separación de aceite (38) configurado para separar el aceite de la máquina de refrigeración de un refrigerante descargado desde el mecanismo del compresor (40). En la primera realización, el separador de aceite (37) se proporciona en cada tubería de descarga (56). En esta configuración, el tamaño del separador de aceite (37) se puede reducir, en comparación con una configuración en la que se proporciona un separador de aceite en la tubería de unión de descarga (21).
En la primera realización, se proporciona un pasaje de retorno de aceite (32) para devolver el aceite de máquina de refrigeración separado por los separadores de aceite (37) a los compresores (14). El pasaje de retorno de aceite (32) está conectado a los fondos (específicamente, las superficies inferiores) de los separadores de aceite (37). El pasaje de retorno de aceite (32) combina temporalmente corrientes de aceite de máquina de refrigeración separadas por los separadores de aceite (37) y, a continuación, distribuye el aceite de máquina de refrigeración resultante a los compresores (14). Específicamente, el pasaje de retorno de aceite (32) incluye tres tuberías de preunión (47) y una tubería de unión (48). Las tres tuberías de preunión (47) están hechas de una primera tubería de preunión (47a), una segunda tubería de preunión (47b) y una tercera tubería de preunión (47c). Cada una de las tuberías de preunión (47) constituye un pasaje de preunión (47). La tubería de unión (48) constituye un pasaje de unión (48).
Un extremo de la primera tubería de preunión (47a) está conectado a un primer separador de aceite (37a) en la primera tubería de descarga (56a). Un extremo de la segunda tubería de preunión (47b) está conectado a un segundo separador de aceite (37b) en la segunda tubería de descarga (56b). Un extremo de la tercera tubería de preunión (47c) está conectado a un tercer separador de aceite (37c) en la tercera tubería de descarga (56c). El otro extremo de la primera tubería de preunión (47a) y el otro extremo de la segunda tubería de preunión (47b) se unen en un extremo de la tubería de unión (48). El otro extremo de la tercera tubería de preunión (47c) está conectado a la segunda tubería de preunión (47b).
El otro extremo de la tubería de unión (48) está conectado a una tubería de inyección de conexión (33) de un pasaje de inyección (30), que se describirá más adelante. El pasaje de retorno de aceite (32) de esta realización está configurado para permitir que el aceite combinado de máquina de refrigeración de los separadores de aceite (37) se distribuya a los compresores (14) conectando el pasaje de unión (48) a una porción del pasaje de inyección (30) ubicado más arriba de un punto de ramificación del pasaje de inyección (30) a los compresores (14). La tubería de unión (48) se comunica con cámaras de compresión (73) que tienen presiones intermedias de los compresores (14) a través del pasaje de inyección (30).
La primera tubería de preunión (47a) incluye una tubería capilar (41a) para reducir la presión de un refrigerante de alta presión a la presión intermedia. En la segunda tubería de preunión (47b) y la tercera tubería de preunión (47c), las válvulas de retención (CV4, CV5) para detener los flujos de refrigerantes a los separadores de aceite (37b, 37c) y las tuberías capilares (41b, 41c) para reducir las presiones de los refrigerantes de alta presión a las presiones intermedias se proporcionan en este orden desde el lado cercano a los separadores de aceite (37).
En esta realización, las válvulas de retención (CV4, CV5) se proporcionan solo en las tuberías de unión previa (47b, 47c) conectadas al segundo compresor (14b) y al tercer compresor (14c) que se encienden/apagan durante un período desde el arranque hasta la parada del mecanismo del compresor (40). La válvula de retención (CV4) evita que el aceite de la máquina de refrigeración fluya desde el lado de descarga hacia el segundo compresor (14b) a través del segundo separador de aceite (37b) cuando la presión interna del segundo compresor (14b) disminuye mientras el primer compresor (14a) funciona y el segundo compresor (14b) no funciona. La válvula de retención (CV5) evita que el aceite de la máquina de refrigeración fluya desde el lado de descarga hacia el tercer compresor (14c) a través del tercer separador de aceite (37c) cuando la presión interna del tercer compresor (14c) disminuye mientras el primer compresor (14a) funciona y el tercer compresor (14c) no funciona.
Una primera tubería de succión (57a) está conectada al lado de succión del primer compresor (14a). Una segunda tubería de succión (57b) está conectada al lado de succión del segundo compresor (14b). Una tercera tubería de succión (57c) está conectada al lado de succión del tercer compresor (14c). Los extremos de entrada de estas tuberías de succión (57a, 57b, 57c) están conectados a la válvula selectora de cuatro vías (20) a través de una tubería de unión de succión (22).
El intercambiador de calor externo (15) es un intercambiador de calor de aletas y tuberías de aletas cruzadas. Se proporciona un ventilador externo (23) para enviar aire externo al intercambiador de calor externo (15) cerca del intercambiador de calor externo (15). El intercambiador de calor externo (15) realiza el intercambio de calor entre un refrigerante y aire externo.
Un lado de gas del intercambiador de calor externo (15) está conectado a la válvula selectora de cuatro vías (20). Un lado líquido del intercambiador de calor externo (15) está conectado a la parte superior del receptor (16) a través de la primera tubería de líquido (24). La primera tubería de líquido (24) incluye una válvula de retención (CV8) para detener el flujo de un refrigerante hacia el intercambiador de calor externo (15). En la primera tubería de líquido (24), se proporciona una tubería capilar (51) en paralelo con la válvula de retención (CV8).
El intercambiador de calor de enfriamiento (17) incluye un canal lateral de alta presión (17a) y un canal lateral de baja presión (17b), y realiza el intercambio de calor entre refrigerantes que fluyen respectivamente en los canales (17a, 17b). El intercambiador de calor de enfriamiento (17) es un intercambiador de calor de placas, por ejemplo. El intercambiador de calor de enfriamiento (17) puede ser otro tipo de intercambiador de calor, como un intercambiador de calor de doble tubería.
Un extremo de entrada del canal lateral de alta presión (17a) está conectado a la parte inferior del receptor (16) a través de una tubería de refrigerante. Un extremo de salida del canal lateral de alta presión (17a) está conectado a la primera válvula de cierre (12) a través de una segunda tubería de líquido (25). La segunda tubería de líquido (25) tiene una válvula de retención (CV9) para detener el flujo de un refrigerante hacia el canal lateral de alta presión (17a).
Por otro lado, un extremo de entrada del canal lateral de baja presión (17b) está conectado a una primera tubería ramificada (26) que se bifurca desde una porción de la segunda tubería de líquido (25) entre el intercambiador de calor de enfriamiento (17) y la válvula de retención (CV9). La primera tubería de derivación (26) tiene la segunda válvula de expansión externa (19). La segunda válvula de expansión externa (19) es una válvula de expansión electrónica que tiene un grado de apertura ajustable. Un extremo de salida del canal lateral de baja presión (17b) está conectado a un extremo de la tubería de inyección de conexión (33).
El otro extremo de la tubería de inyección de conexión (33) se divide en una primera tubería de inyección de ramificación (42a) que constituye un primer pasaje de inyección de ramificación (42a), una segunda tubería de inyección de ramificación (42b) que constituye un segundo pasaje de inyección de ramificación (42b), y una tercera tubería de inyección de ramificación (42c) que constituye un tercer pasaje de inyección de ramificación (42c). La primera tubería de inyección de ramificación (42a) está conectada a la cámara de compresión (73) que tiene una presión intermedia del primer compresor (14a). La segunda tubería de inyección de ramificación (42b) está conectada a la cámara de compresión (73) que tiene una presión intermedia del segundo compresor (14b). La tercera tubería de inyección de ramificación (42c) está conectada a la cámara de compresión (73) que tiene una presión intermedia del tercer compresor (14c). La tubería de inyección de conexión (33) está conectada a un extremo de salida de la tubería de unión (48). La tubería de inyección de conexión (33), la primera tubería de inyección de derivación (42a), la segunda tubería de inyección de derivación (42b) y la tercera tubería de inyección de derivación (42c) constituyen el pasaje de inyección (30) para inyectar un refrigerante en las cámaras de compresión (73) que tienen presiones intermedias de los compresores (14).
En la segunda tubería de inyección de ramificación (42b) y la tercera tubería de inyección de ramificación (42c), las válvulas solenoides (SV1, SV2) que se abren y cierran libremente y las válvulas de retención (CV6, CV7) para detener los flujos de refrigerantes hacia el intercambiador de calor de enfriamiento (17) se proporcionan en este orden desde el lado cercano a la tubería de inyección de conexión (33). En esta realización, las válvulas solenoides (SV1, SV2) y las válvulas de retención (CV6, CV7) se proporcionan solo en las tuberías de inyección de derivación (42b, 42c) conectadas al segundo compresor (14b) y al tercer compresor (14c) que se encienden/apagan desde el arranque hasta la parada del mecanismo del compresor (40).
La válvula solenoide (SV1) está abierta durante la operación del segundo compresor (14b), y está cerrada durante la no operación del segundo compresor (14b). De la misma manera, la válvula solenoide (SV2) está abierta durante la operación del tercer compresor (14c), y está cerrada durante la no operación del tercer compresor (14c). En consecuencia, el aceite de la máquina de refrigeración en el pasaje de retorno de aceite (32) no vuelve al compresor que no funciona (14), sino que vuelve solo al compresor operativo (14). Cada una de las válvulas solenoides (SV1, SV2) constituye una válvula de retención de aceite.
Las válvulas solenoides (SV1, SV2) son válvulas solenoides operadas por piloto. En consecuencia, incluso en el estado cerrado de las válvulas solenoides (SV1, SV2), se produce una fuga de refrigerantes de los compresores (14b, 14c). En la primera realización, para evitar tal fuga de refrigerante, se proporcionan las válvulas de retención (CV6, CV7) además de las válvulas de solenoide (SV1, SV2).
El receptor (16) está ubicado entre el intercambiador de calor externo (15) y el intercambiador de calor de enfriamiento (17), y puede almacenar temporalmente un refrigerante de alta presión condensado en el intercambiador de calor externo (15). La tubería de ventilación de gas (44) conectada a la tubería de inyección de conexión (33) está conectada a la parte superior del receptor (16). La tubería de ventilación de gas (44) tiene una válvula solenoide (SV3) que se abre y cierra libremente.
Una segunda tubería de ramificación (28) se ramifica desde una porción de la segunda tubería de líquido (25) entre la válvula de retención (CV9) y la primera válvula de cierre (12). Un extremo de la segunda tubería de ramificación (28) opuesto a un extremo del mismo conectado a la segunda tubería de líquido (25) está conectado a una porción de la primera tubería de líquido (24) entre la válvula de retención (CV8) y el receptor (16). La segunda tubería de ramificación (28) tiene una válvula de retención (CV10) para detener el flujo de refrigerante desde el receptor (16).
Una tercera tubería de ramificación (29) se ramifica de una porción de la segunda tubería de líquido (25) entre el intercambiador de calor de enfriamiento (17) y la válvula de retención (CV9). Un extremo de la tercera tubería de ramificación (29) opuesto a un extremo del mismo conectado a la segunda tubería de líquido (25) está conectado a una porción de la primera tubería de líquido (24) entre el intercambiador de calor externo (15) y la válvula de retención (CV8). Un refrigerante que fluye en la tercera tubería de ramificación (29) pasa por alto el receptor (16) y el intercambiador de calor de enfriamiento (17). La tercera tubería de ramificación (29) tiene una primera válvula de expansión externa (18) hecha de una válvula de expansión electrónica que tiene un grado de apertura ajustable.
La válvula selectora de cuatro vías (20) tiene un primer puerto (P1) conectado a la tubería de unión de descarga (21), un segundo puerto (P2) conectado a la tubería de unión de succión (22), un tercer puerto (P3) conectado al intercambiador de calor externo (15) y un cuarto puerto (P4) conectado a la segunda válvula de cierre (13). Esta válvula selectora de cuatro vías (20) se puede cambiar entre un primer estado (indicado por líneas continuas en la figura 1) en el que el primer puerto (P1) se comunica con el tercer puerto (P3) y el segundo puerto (P2) se comunica con el cuarto puerto (P4) y un segundo estado (indicado por líneas discontinuas en la figura 1) en el que el primer puerto (P1) se comunica con el cuarto puerto (P4) y el segundo puerto (P2) se comunica con el tercer puerto (P3).
La unidad externa (10) incluye varios tipos de sensores. Específicamente, la tubería de unión de descarga (21) incluye un sensor de presión de descarga (43). Las tuberías de descarga (56) están provistas de sensores de temperatura de descarga (34a, 34b, 34c). La primera tubería de succión (57a) incluye un sensor de presión de succión (36). La tubería de unión de succión (22) incluye un sensor de temperatura de succión (58). La segunda tubería de líquido (25) incluye un sensor de temperatura del líquido (45). Se proporciona un sensor de temperatura externo (46) cerca del ventilador externo (23).
«Unidad interna»
Las dos unidades internas (60) tienen la misma configuración. En cada uno de los circuitos internos (61) de las unidades internas (60), se proporcionan una tubería de calentamiento de bandeja de drenaje (62), una válvula de expansión interna (63) y un intercambiador de calor interno (64) desde este extremo líquido al extremo de gas del circuito interno (61).
La válvula de expansión interna (63) está hecha de una válvula de expansión electrónica que tiene un grado de apertura ajustable. El intercambiador de calor interno (64) está hecho de un intercambiador de calor de aleta y tubería de aleta cruzada. Se proporciona un ventilador interno (65) para enviar aire interno al intercambiador de calor interno (64) cerca del intercambiador de calor interno (64). El intercambiador de calor interno (64) realiza el intercambio de calor entre el aire interno y un refrigerante.
Una bandeja de drenaje (66) que incluye una tubería de calentamiento de bandeja de drenaje (62) se proporciona debajo del intercambiador de calor interno (64). La bandeja de drenaje (66) se utiliza para recoger el agua de condensación de escarcha o rocío que cae de la superficie del intercambiador de calor interno (64). En la bandeja de drenaje (66), los bloques de hielo generados por la congelación de las heladas o el agua condensada de rocío se funden utilizando el calor de un refrigerante que fluye en la tubería de calentamiento de la bandeja de drenaje (62).
Cada una de las unidades internas (60) tiene tres sensores de temperatura. Específicamente, se proporciona un sensor de temperatura de evaporación (67) en la tubería del intercambiador de calor del intercambiador de calor interno (64). Se proporciona un sensor de temperatura de gas (68) cerca del extremo de gas del circuito interno (61). Se proporciona un sensor de temperatura interna (69) cerca del ventilador interno (65).
Configuración del compresor>
Las configuraciones de los compresores (14a, 14b, 14c) se describirán más adelante con referencia a las figuras 2 y 3. Los compresores (14a, 14b, 14c) tienen la misma configuración y, por lo tanto, solo se describirá a continuación la configuración del primer compresor (14a).
El primer compresor (14a) incluye una carcasa (70) en forma de recipiente hermético orientado verticalmente. En la carcasa (70), un motor eléctrico (85) y una máquina de fluidos (82) están dispuestos de manera que el motor eléctrico (85) se encuentra debajo de la máquina de fluidos (82). El motor eléctrico (85) incluye un estator (83) fijado al cuerpo de la carcasa (70) y un rotor (84) ubicado dentro del estator (83). Un cigüeñal (90) está acoplado al rotor (84).
La máquina de fluido (82) incluye un desplazamiento móvil (76) y un desplazamiento fijo (75). El desplazamiento móvil (76) incluye una cabeza del lado móvil sustancialmente en forma de disco (76b) y una vuelta lateral en espiral móvil (76a). Una proyección cilíndrica (76c) en la que se inserta una porción excéntrica del cigüeñal (90), se forma para estar de pie en la superficie posterior (es decir, la superficie inferior) de la cabeza del lado móvil (76b). El desplazamiento móvil (76) está soportado por una carcasa (77) ubicada debajo del desplazamiento móvil (76) con un anillo Oldham (79) intercalado entre ellos. Por otro lado, el desplazamiento fijo (75) incluye una cabeza de lado fijo sustancialmente en forma de disco (75b) y una vuelta espiral de lado fijo (75a). En la máquina de fluido (82), la vuelta del lado fijo (75a) se acopla con la vuelta del lado móvil (76a), formando así una pluralidad de cámaras de compresión (73) entre estas vueltas (75a, 76a).
Cada uno de los compresores (14) de la primera realización emplea una denominada estructura espiral asimétrica, y el número de vueltas (es decir, la longitud de la espiral) de la vuelta del lado fijo (75a) difiere de la de la vuelta del lado móvil (76a). Las cámaras de compresión (73) incluyen: una primera cámara de compresión (73a) ubicada entre la superficie periférica interna de la vuelta del lado fijo (75a) y la superficie periférica externa de la vuelta del lado móvil (76a); y una segunda cámara de compresión (73b) ubicada entre la superficie periférica externa de la vuelta del lado fijo (75a) y la superficie periférica interna de la vuelta del lado móvil (76a).
La máquina de fluido (82) tiene un puerto de succión (98) formado en una porción de borde exterior del desplazamiento fijo (75). El puerto de succión (98) está conectado a la primera tubería de succión (57a). El puerto de succión (98) se comunica intermitentemente con una de la primera cámara de compresión (73a) y la segunda cámara de compresión (73b), según la revolución del desplazamiento móvil (76). El puerto de succión (98) tiene una válvula de retención de succión (no mostrada) para detener el flujo de un refrigerante que vuelve a la primera tubería de succión (57a) desde las cámaras de compresión (73).
La máquina de fluido (82) también tiene un puerto de descarga (93) formado en una porción central de la cabeza del lado fijo (75b). El puerto de descarga (93) se comunica intermitentemente con una de la primera cámara de compresión (73a) y la segunda cámara de compresión (73b), según la revolución del desplazamiento móvil (76). El puerto de descarga (93) está abierto a un espacio de silenciador (96) ubicado sobre el desplazamiento fijo (75).
En la cabeza del lado fijo (75b) de la máquina de fluido (82), se forma un puerto de presión intermedia (99) conectado a la primera tubería de inyección de ramificación (42a). El puerto de presión intermedia (99) está formado para extenderse a través de la vuelta del lado fijo (75a) cerca de una porción entre el centro de la cabeza del lado fijo (75b) y la periferia externa. El puerto de presión intermedia (99) se comunica con la primera cámara de compresión (73a) con una presión intermedia y la segunda cámara de compresión (73b) con una presión intermedia.
La carcasa (70) está dividida por la carcasa en forma de disco (77) en un espacio de succión superior (101) y un espacio de descarga inferior (100). El espacio de succión (101) se comunica con el puerto de succión (98) a través de un puerto de comunicación, que no se muestra. El espacio de descarga (100) se comunica con el espacio del silenciador (96) a través de un pasaje de comunicación (103). Durante el funcionamiento, un refrigerante descargado desde el puerto de descarga (93) fluye hacia el espacio de descarga (100) a través del espacio del silenciador (96) y, por lo tanto, el espacio de descarga (100) se convierte en un espacio de alta presión que se llena con un refrigerante comprimido en la máquina de fluido (82). La primera tubería de descarga (56a) está abierta al espacio de descarga (100).
En el fondo de la carcasa (70) se forma un sumidero de aceite para almacenar el aceite de la máquina de refrigeración. Un primer pasaje de suministro de aceite (104) que está abierto al sumidero de aceite está formado en el cigüeñal (90). La cabeza del lado móvil (76b) tiene un segundo pasaje de suministro de aceite (105) conectado al primer pasaje de suministro de aceite (104). En este compresor (14), el aceite de la máquina de refrigeración del sumidero de aceite se suministra a las cámaras de compresión laterales de baja presión (73) a través del primer pasaje de suministro de aceite (104) y el segundo pasaje de suministro de aceite (105).
-Comportamiento operativo-
El comportamiento operativo del sistema de refrigeración (1) de la primera realización se describirá a continuación. En la operación de enfriamiento del sistema de refrigeración (1), al menos el primer compresor (14a) de los tres compresores (14a, 14b, 14c) funciona de modo que el interior (es decir, el interior de, por ejemplo, un refrigerador) es enfriado por las unidades internas (60).
<Operación de enfriamientos
En la operación de enfriamiento, la válvula selectora de cuatro vías (20) se establece en el primer estado y la primera válvula de expansión externa (18) está completamente cerrada. Cuando el mecanismo del compresor (40) funciona en este estado, un ciclo de refrigeración por compresión de vapor en el que el intercambiador de calor externo (15) sirve como condensador y cada uno de los intercambiadores de calor internos (64) sirve como evaporador, se realiza en el circuito refrigerante (4). En este circuito refrigerante (4), un refrigerante fluye en la dirección indicada por flechas de líneas continuas en la figura 1.
Durante la operación de enfriamiento, el control del grado de sobrecalentamiento para controlar el grado de apertura de cada una de las válvulas de expansión internas (63) se realiza de tal manera que la diferencia entre el valor detectado por cada uno de los sensores de temperatura del gas (68) y el valor detectado por cada uno de los sensores de temperatura de evaporación (67) son constantes. El grado de apertura de la segunda válvula de expansión externa (19) se controla de modo que el valor detectado por el sensor de temperatura del líquido (45) sea constante.
Específicamente, cuando se inicia el funcionamiento del mecanismo del compresor (40), el aceite de la máquina de refrigeración se separa en los separadores de aceite (37) de un refrigerante descargado desde el mecanismo del compresor (40), y el refrigerante resultante fluye hacia el intercambiador de calor externo (15). En el intercambiador de calor externo (15), el refrigerante intercambia calor con aire externo para condensarse. El refrigerante condensado en el intercambiador de calor externo (15) pasa a través del receptor (16) y, a continuación, a través del canal lateral de alta presión (17a) del intercambiador de calor de enfriamiento (17), y fluye hacia la segunda tubería de líquido (25). En la segunda tubería de líquido (25), parte del refrigerante fluye hacia la primera tubería de ramificación (26). La otra parte del refrigerante fluye hacia la tubería de conexión de líquido (2).
El refrigerante que ha entrado en la primera tubería de ramificación (26) se somete a reducción de presión en la segunda válvula de expansión externa (19) y, a continuación, fluye a través del canal lateral de baja presión (17b) del intercambiador de calor de enfriamiento (17). En el intercambiador de calor de enfriamiento (17), un refrigerante de presión intermedia en el canal lateral de baja presión (17b) es calentado por un refrigerante de alta presión en el canal lateral de alta presión (17a). Por otro lado, el refrigerante en el canal lateral de alta presión (17a) se enfría por el refrigerante de presión intermedia en el canal lateral de baja presión (17b) para estar en un estado de subenfriamiento. El refrigerante calentado en el canal lateral de baja presión (17b) se combina con el aceite de la máquina de refrigeración en el pasaje de retorno de aceite (32), y se distribuye a las tuberías de inyección de ramificación (42) para inyectarse en las cámaras de compresión (73) con las presiones intermedias de los compresores (14). En la primera realización, la mezcla del refrigerante que fluye hacia las cámaras de compresión (73) bajo las presiones intermedias de los compresores (14) con una gota de aceite puede reducir el ruido causado por el flujo del refrigerante.
Por otro lado, el refrigerante que ha entrado en la tubería de conexión de líquido (2) se distribuye a los circuitos internos (61), se somete a una reducción de presión en las válvulas de expansión internas (63) y, a continuación, fluye hacia los intercambiadores de calor internos (64). En cada uno de los intercambiadores de calor internos (64), el refrigerante intercambia calor con aire interno y se evapora. El aire interno es enfriado por el refrigerante. Los refrigerantes que se han evaporado en los intercambiadores de calor internos (64) se combinan en la tubería de conexión de gas (3) y, a continuación, se succionan en los lados de succión de los compresores (14).
<Operación de descongelación>
En este sistema de refrigeración (1), cuando la cantidad de escarcha unida a los intercambiadores de calor internos (64) durante la operación de enfriamiento aumenta, se realiza la operación de descongelación para eliminar la escarcha. En la operación de descongelación, los procesos de descongelación de los respectivos intercambiadores de calor internos (64) se realizan al mismo tiempo.
En la operación de descongelación, la válvula selectora de cuatro vías (20) se establece en el segundo estado, y cada una de las válvulas de expansión internas (63) está completamente abierta. Cuando el mecanismo del compresor (40) funciona en este estado, un ciclo de refrigeración por compresión de vapor en el que el intercambiador de calor externo (15) sirve como evaporador y cada uno de los intercambiadores de calor internos (64) sirve como condensador, se realiza en el circuito refrigerante (4). En este circuito refrigerante (4), un refrigerante fluye en la dirección indicada por flechas de líneas discontinuas en la figura 1. En la operación de descongelación, los grados de apertura de la primera válvula de expansión externa (18) y la segunda válvula de expansión externa (19) se ajustan según sea necesario.
Específicamente, cuando se inicia el funcionamiento del mecanismo del compresor (40), el aceite de la máquina de refrigeración se separa en los separadores de aceite (37) de un refrigerante descargado desde el mecanismo del compresor (40) y, a continuación, el refrigerante resultante se distribuye a los intercambiadores de calor internos. (64) En cada uno de los intercambiadores de calor internos (64), la escarcha unida al intercambiador de calor interno (64) es derretida por un refrigerante de alta presión, y el refrigerante es enfriado por la escarcha que se va a condensar. Los refrigerantes condensados en los respectivos intercambiadores de calor internos (64) se combinan en la tubería de conexión de líquido (2), y el refrigerante resultante pasa a través del receptor (16) y, a continuación, fluye hacia la tercera tubería de ramificación (29) a través del canal lateral de alta presión (17a) del intercambiador de calor de enfriamiento (17). El refrigerante que ha entrado en la tercera tubería de ramificación (29) se somete a reducción de presión en la primera válvula de expansión externa (18) y, a continuación, fluye hacia el intercambiador de calor externo (15). En el intercambiador de calor externo (15), el refrigerante intercambia calor con aire externo y se evapora. El refrigerante que se ha evaporado en el intercambiador de calor externo (15) es aspirado por los lados de succión de los compresores (14).
En la primera realización, en la operación de enfriamiento y la operación de descongelación, el aceite de máquina de refrigeración descargado junto con refrigerantes de los compresores (14), fluye hacia los separadores de aceite (37), y se separa de los refrigerantes en los separadores de aceite (37). El aceite de la máquina de refrigeración separado en uno de los separadores de aceite (37) fluye hacia la tubería de unión (48) a través de las tuberías de preunión (47), y se combina junto con el aceite de la máquina de refrigeración separado en los otros separadores de aceite (37). Las corrientes de aceite de la máquina de refrigeración combinadas en la tubería de unión (48) se combinan con un refrigerante en el pasaje de inyección (30), y el aceite de la máquina de refrigeración resultante se distribuye a los compresores (14) en un punto de ramificación del pasaje de inyección (30). El aceite de máquina de refrigeración distribuido a los compresores (14) fluye hacia las cámaras de compresión (73) con presiones intermedias de los respectivos compresores (14).
En la primera realización, las corrientes de aceite de máquina de refrigeración separadas en los separadores de aceite (37) se combinan juntas en el pasaje de retorno de aceite (32) y, a continuación, el aceite de máquina de refrigeración resultante se distribuye a los compresores (14). En cada uno de los compresores (14), a medida que aumenta la superficie del aceite en el sumidero de aceite, aumenta la velocidad de la mezcla de aceite, es decir, aumenta la cantidad de aceite de máquina de refrigeración contenido en un refrigerante descargado por unidad de flujo. En consecuencia, cuando el aceite de la máquina de refrigeración comienza a fluir principalmente hacia, por ejemplo, el primer compresor (14a), la velocidad de flujo de aceite de la máquina de refrigeración descargado desde el primer compresor (14a) aumenta, y la velocidad de flujo de aceite de la máquina de refrigeración descargado desde el segundo y tercer compresor (14b, 14c) disminuye. Por otro lado, la velocidad de flujo del aceite de la máquina de refrigeración que vuelve a los compresores (14) cambia según la velocidad de flujo total del aceite de la máquina de refrigeración descargada desde los compresores (14). Por lo tanto, incluso cuando aumenta la velocidad de flujo del aceite de la máquina de refrigeración descargado desde el primer compresor (14a), la velocidad de flujo del aceite de la máquina de refrigeración que vuelve al primer compresor (14a) no aumenta en consecuencia. Del mismo modo, incluso cuando la velocidad de flujo del aceite de la máquina de refrigeración descargada del segundo y tercer compresor (14b, 14c) disminuye, la velocidad de flujo del aceite de la máquina de refrigeración que vuelve al segundo y tercer compresor (14b, 14c) no disminuye en consecuencia. Por lo tanto, cuando el aceite de la máquina de refrigeración comienza a fluir principalmente hacia el primer compresor (14a), la cantidad de aceite de la máquina de refrigeración en el primer compresor (14a) disminuye y la cantidad de aceite de la máquina de refrigeración en el segundo y tercer compresor (14b, 14c) aumenta. De esta manera, en esta realización, cuando comienza a producirse un desequilibrio de aceite en el mecanismo del compresor (40), el progreso de este desequilibrio de aceite se reduce automáticamente.
En la primera realización, a medida que aumenta la capacidad de operación del primer compresor (14a), se descarga una mayor cantidad de aceite de máquina de refrigeración desde el primer compresor (14a). Por otro lado, a medida que aumenta la capacidad de operación del primer compresor (14a), aumenta la velocidad de flujo de aceite de máquina de refrigeración que se distribuirá al primer compresor (14a). En consecuencia, en el primer compresor (14a), incluso cuando la capacidad de operación cambia para cambiar la velocidad de flujo del aceite descargado de la máquina de refrigeración, la cantidad de aceite de la máquina de refrigeración en el sumidero de aceite no cambia mucho. Por lo tanto, en el segundo y tercer compresor (14b, 14c), la cantidad de aceite de máquina de refrigeración en el sumidero de aceite tampoco cambia mucho.
En la primera realización, el segundo compresor (14b) cambia de un estado operativo a un estado no operativo mientras que el primer compresor (14a) funciona en algunos casos. En tales casos, cuando se detiene el segundo compresor (14b), el desplazamiento móvil (76) empujado contra el desplazamiento fijo (75) durante la operación cae en el segundo compresor (14b), y fluye un refrigerante en el espacio de descarga (100) dentro de la válvula de retención de succión, de modo que la presión en la máquina de fluido (82) se eleva. Si el segundo compresor (14b) se vuelve a encender con la presión en la máquina de fluido (82) alta, la máquina de fluido (82) comprime el refrigerante a alta presión, lo que resulta en que la presión de descarga de la máquina de fluido (82) aumente en exceso para dañar la máquina de fluido (82) en algunos casos. En la primera realización, para evitar que el segundo compresor (14b) se dañe al reiniciar el segundo compresor (14b), se proporciona la válvula de retención (CV2) que constituye una válvula de cierre de entrada de refrigerante y el lado de descarga del segundo compresor (14b) se comunica con la cámara de compresión (73) con la presión intermedia del primer compresor (14a) a través de la segunda tubería de preunión (47b), la tubería de unión (48) y la primera tubería de inyección de ramificación (42a). Con esta configuración, se detiene un flujo del refrigerante descargado desde el primer compresor (14a) hacia el segundo compresor no operativo (14b), y además, se aspira un refrigerante en el espacio de descarga (100) en el segundo compresor (14b) por el primer compresor (14a). En consecuencia, la presión del espacio de descarga (100) en el segundo compresor (14b) y la presión en la máquina de fluido (82) disminuyen gradualmente inmediatamente después de que se detiene el segundo compresor (14b). De la misma manera, en el caso en que se detiene el tercer compresor (14c), la presión del espacio de descarga (100) en el tercer compresor (14c) y la presión en la máquina de fluido (82) disminuyen gradualmente.
-Ventajas de la primera realización-
En la primera realización, el pasaje de retorno de aceite (32) está configurado para combinar corrientes de aceite de máquinas de refrigeración separadas respectivamente en los separadores de aceite (37) y, a continuación, distribuir el aceite de máquina de refrigeración resultante a los compresores (14). Con esta configuración, incluso cuando se produce un desequilibrio de aceite en el que el aceite de la máquina de refrigeración fluye principalmente hacia uno específico de los compresores (14) en el mecanismo del compresor (40), el progreso del desequilibrio de aceite se reduce automáticamente. En consecuencia, apenas se produce un desequilibrio significativo del aceite de máquina de refrigeración en un compresor específico (14), y cada uno de los compresores (14) apenas tiene poco aceite de máquina de refrigeración. Como resultado, se pueden reducir los fallos de lubricación debido a la escasez de aceite para máquinas de refrigeración en uno de los compresores (14).
En la primera realización, el aceite de máquina de refrigeración combinado en el pasaje de retorno de aceite (32) se distribuye a los compresores (14) en un punto de ramificación del pasaje de inyección (30). Es decir, no se proporciona un punto de ramificación en el pasaje de retorno de aceite (32), pero el punto de ramificación del pasaje de inyección (30) se usa para distribuir el aceite combinado de la máquina de refrigeración a los compresores (14). Por consiguiente, se puede simplificar una configuración en la que las corrientes de aceite de máquina de refrigeración separadas en los separadores de aceite (37) se combinen y el aceite de máquina de refrigeración resultante se distribuya a los compresores (14).
En la primera realización, el aceite de máquina de refrigeración en el pasaje de retorno de aceite (32) no vuelve a los que no funcionan de los compresores (14) y vuelve solo a uno de los compresores (14) en funcionamiento. Esta configuración puede reducir la acumulación de aceite de la máquina de refrigeración en los compresores que no funcionan (14). En consecuencia, en comparación con una configuración en la que no se proporciona la válvula de retención de aceite (SV1), una gran cantidad de aceite de máquina de refrigeración puede volver a uno de los compresores (14) que necesita aceite de máquina de refrigeración. Como resultado, se puede reducir la escasez de aceite para máquinas de refrigeración en el compresor operativo (14).
En la primera realización, la válvula de retención (CV4) se proporciona en la segunda tubería de preunión (47b) de modo que se detiene un flujo de aceite de máquina de refrigeración desde el lado de descarga al segundo compresor no operativo (14b). En consecuencia, en comparación con una configuración en la que la válvula de retención (CV4) no se proporciona en la segunda tubería de preunión (47b), una gran cantidad de aceite de máquina de refrigeración puede volver al primer compresor (14a) que necesita aceite para máquina de refrigeración. Como resultado, se puede reducir la escasez de aceite para máquinas de refrigeración en el primer compresor (14a). Las mismas ventajas también se pueden obtener proporcionando la válvula de retención (CV5) en la tercera tubería de preunión (47c).
En la primera realización, en el caso en que el segundo compresor (14b) se detenga mientras el primer compresor (14a) funciona, la válvula de retención (CV2) detiene el flujo de un refrigerante de alta presión hacia el segundo compresor (14b), y un refrigerante en el espacio de descarga (100) en el segundo compresor (14b) es aspirado por el primer compresor (14a). Con esta configuración, la presión del espacio de descarga (100) en el segundo compresor (14b) se reduce a la fuerza. Esta disminución en la presión del espacio de descarga (100) hace que la presión en la máquina de fluido (82) del segundo compresor (14b) también disminuya. En consecuencia, es posible evitar que la máquina de fluido (82) del segundo compresor (14b) comprima un refrigerante de alta presión al reiniciar el segundo compresor (14b), reduciendo así el daño en el segundo compresor (14b) en el reinicio. Las mismas ventajas también se pueden obtener al proporcionar la válvula de retención (CV3) en la tercera tubería de descarga (56c).
En la primera realización, el aceite de máquina de refrigeración separado en los separadores de aceite (37) se devuelve a las cámaras de compresión (73) con las presiones intermedias de los compresores (14). Por lo tanto, las velocidades de flujo de los refrigerantes de baja presión que van a ser succionados por los compresores (14) no cambian dependiendo del aceite de la máquina de refrigeración devuelto. En consecuencia, el aceite de la máquina de refrigeración puede volver a los compresores (14) sin degradar la capacidad operativa del sistema de refrigeración.
En la primera realización, a medida que aumenta la cantidad de aceite de máquina de refrigeración descargada desde el primer compresor (14a) con una capacidad de operación variable, una mayor cantidad de aceite de máquina de refrigeración vuelve al primer compresor (14a). Es decir, incluso cuando la capacidad de operación del primer compresor (14a) varía para cambiar la velocidad de flujo del aceite de máquina de refrigeración descargado, la cantidad de aceite de máquina de refrigeración en el primer compresor (14a) no cambia mucho. En consecuencia, en el caso de usar un compresor (14) con una capacidad de operación variable en la que la velocidad de flujo de aceite de la máquina de refrigeración cambia dependiendo de la capacidad de operación, se puede reducir un desequilibrio de aceite en el mecanismo del compresor (40).
«Segunda realización»
Se describirá una segunda realización de la presente invención. En la siguiente descripción, se describen aspectos diferentes de los de la primera realización.
Como se ilustra en la figura 4, un sistema de refrigeración (1) según la segunda realización incluye una unidad de aire acondicionado (50) configurada para realizar el aire acondicionado del espacio interior, y unidades internas (60) que incluyen una unidad de almacenamiento en frío (60a) y una unidad de refrigeración (60b). Un circuito de refrigerante (4) incluye una sección de aire acondicionado (71) proporcionada con la unidad de aire acondicionado (50) y una sección de enfriamiento (72) proporcionada con la unidad de almacenamiento en frío (60a) y la unidad de refrigeración (60b). La sección de aire acondicionado (71) y la sección de enfriamiento (72) comparten una tubería de conexión de líquido (2). En la sección de enfriamiento (72), una unidad de refuerzo (80) está conectada en serie a la unidad de refrigeración (60b).
«U nidad externa»
Un lado de descarga de un mecanismo del compresor (40) está provisto de una segunda válvula selectora de cuatro vías (111). La segunda válvula selectora de cuatro vías (111) tiene un primer puerto (P1) conectado a una tubería de ramificación de descarga (97) que se ramifica desde una tubería de unión de descarga (21), un segundo puerto (P2) conectado a una tercera tubería de succión (57c), y un cuarto puerto (P4) conectado a un segundo puerto (P2) de una primera válvula selectora de cuatro vías (20). Un tercer puerto (P3) de la segunda válvula selectora de cuatro vías (111) está configurado como un puerto de cierre que está cerrado.
Por otro lado, un lado de succión del mecanismo del compresor (40) está provisto de una tercera válvula selectora de cuatro vías (112). La tercera válvula selectora de cuatro vías (112) tiene un primer puerto (P1) conectado a una segunda tubería de alta presión (121), que se describirá más adelante, un segundo puerto (P2) conectado a una segunda tubería de succión (57b), un tercer puerto (P3) conectado a una segunda tubería de ramificación de succión (31b) que se ramifica desde una tercera tubería de succión (57c), y un cuarto puerto (P4) conectado a una primera tubería de ramificación de succión (31a) que se ramifica desde una primera tubería de aspiración (57a). La primera tubería de ramificación de succión (31a) y la segunda tubería de ramificación de succión (31b) tienen respectivamente válvulas de retención (CV11, CV12) que solo permiten flujos de refrigerantes hacia la tercera válvula selectora de cuatro vías (112). La primera tubería de succión (57a) está conectada a una tercera válvula de cierre (113).
Cada una de las primera a tercera válvulas selectoras de cuatro vías (20, 111, 112) se puede cambiar entre un primer estado (indicado por líneas continuas en la figura 1) en el que el primer puerto (P1) se comunica con el tercer puerto (P3) y el segundo puerto (P2) se comunica con el cuarto puerto (P4) y un segundo estado (indicado por líneas discontinuas en la figura 1) en el que el primer puerto (P1) se comunica con el cuarto puerto (P4) y el segundo puerto (P2) se comunica con el tercer puerto (P3).
Se proporciona una válvula de retención (CV13) para detener el flujo de un refrigerante hacia un primer separador de aceite (37a) en una posición de una primera tubería de preunión (47a) más arriba de una tubería capilar (41a). En una primera tubería de inyección de ramificación (42a), se proporciona una válvula solenoide (SV4) que se abre y cierra libremente y una válvula de retención (CV14) para detener el flujo de un refrigerante hacia una tubería de inyección de conexión (33) en este orden desde el lado cercano a la tubería de inyección de conexión (33).
Como las válvulas solenoides (SV1, SV2) lo están, la válvula solenoide (SV4) está abierta durante el funcionamiento de un primer compresor (14a), y está cerrada durante la no operación del primer compresor (14a). La válvula solenoide (SV4) es una válvula solenoide operada por piloto. Incluso en el estado cerrado de la válvula solenoide (SV4), se escapa un refrigerante de una porción cerca del primer compresor (14a). En consecuencia, la válvula de retención (CV14) se proporciona para evitar un flujo de retorno de un refrigerante en la primera tubería de inyección de ramificación (42a).
Una segunda tubería de ramificación (28) se ramifica desde una primera tubería de ramificación (26). La segunda tubería de ramificación (28) tiene una tercera válvula de expansión externa (110) hecha de una válvula de expansión electrónica que tiene un grado de apertura ajustable. En la segunda tubería de ramificación (28), se proporciona una válvula solenoide (SV5) que se abre y cierra libremente en paralelo con la tercera válvula de expansión externa (110). Una primera tubería de alta presión (120) conectada a la tubería de unión de descarga (21) se ramifica de la segunda tubería de ramificación (28). La primera tubería de alta presión (120) tiene una válvula de retención (CV15) que permite solo un flujo de refrigerante hacia la tubería de unión de descarga (21). Una segunda tubería de alta presión (121) conectada a la tercera válvula selectora de cuatro vías (112) se ramifica de la primera tubería de alta presión (120). Una tercera tubería de alta presión (122) conectada a una primera tubería de líquido (24) se ramifica de la segunda tubería de alta presión (121). La tercera tubería de alta presión (122) tiene una válvula solenoide (SV6) que se abre y cierra libremente.
«Unidad de aire acondicionado»
La unidad de aire acondicionado (50) aloja un circuito de aire acondicionado (52) que constituye parte de la sección de aire acondicionado (71). Un lado de gas del circuito de aire acondicionado (52) está conectado a una tercera tubería de conexión de gas (3c). Un lado líquido del circuito de aire acondicionado (52) está conectado a una tercera tubería de conexión de líquido (2c) que se ramifica desde la tubería de conexión de líquido (2).
En el circuito de aire acondicionado (52), una válvula de expansión interior (53) hecha de una válvula de expansión electrónica que tiene un grado de apertura ajustable y un intercambiador de calor interior (54) hecho de un intercambiador de calor de aleta y tubería de tipo aleta cruzada son proporcionados en este orden desde el extremo líquido hasta el extremo del gas. Se proporciona un ventilador interior (55) para enviar aire interior al intercambiador de calor interior (54) cerca del intercambiador de calor interior (54).
«U nidad de almacenamiento en frío, unidad de refrigeración»
La unidad de almacenamiento en frío (60a) y la unidad de refrigeración (60b) alojan respectivamente los circuitos internos (61a, 61b) que constituyen parte de la sección de enfriamiento (72). Un lado de gas del primer circuito interno (61a) de la unidad de almacenamiento en frío (60a) está conectado a una primera tubería de conexión de gas (3a). Un lado líquido del primer circuito interno (61a) está conectado a una primera tubería de conexión de líquido (2a) que se ramifica desde la tubería de conexión de líquido (2). Por otro lado, un lado de gas del segundo circuito interno (61b) de la unidad de refrigeración (60b) está conectado a una segunda tubería de conexión de gas (3b). Un lado líquido del segundo circuito interno (61b) está conectado a una segunda tubería de conexión de líquido (2b) que se ramifica desde la tubería de conexión de líquido (2).
En los circuitos internos (61a, 61b), las válvulas de expansión internas (63a, 63b) hechas de válvulas de expansión electrónicas que tienen grados de apertura ajustables e intercambiadores de calor internos (64a, 64b) hechos de intercambiadores de calor de aletas y tuberías de aletas cruzadas se proporcionan en este orden desde el extremo líquido hasta el extremo del gas. Se proporcionan ventiladores internos (65a, 65b) para enviar aire interno a los intercambiadores de calor internos (64a, 64b) cerca de los intercambiadores de calor internos (64a, 64b).
«Unidad de refuerzo»
La unidad de refuerzo (80) aloja un circuito de refuerzo (81) que constituye parte de la sección de enfriamiento (72). El circuito de refuerzo (81) incluye un compresor de refuerzo (86). En una tubería de descarga (78) del compresor de refuerzo (86), se proporcionan un separador de aceite (87), un interruptor de presión de alta presión (88) y una válvula de retención (CV16) en este orden desde el lado cercano al compresor de refuerzo (86). El separador de aceite (87) está conectado a una tubería de retorno de aceite (92) que incluye una tubería capilar (91). El circuito de refuerzo (81) incluye una tubería de derivación (95) para permitir que un refrigerante evite el compresor de refuerzo (86). La tubería de derivación (95) tiene una válvula de retención (CV17).
-Comportamiento operacional-
El comportamiento operativo del sistema de refrigeración (1) se describirá a continuación para cada operación. El sistema de refrigeración (1) está configurado para seleccionar entre ocho modos de operación. Específicamente, los ocho modos de operación son: <i> operación de enfriamiento de aire de realización solo de enfriamiento de aire por la unidad de aire acondicionado (50); <ii> operación de calentamiento de aire de realización solo de calentamiento de aire por la unidad de aire acondicionado (50); <ii> operación de enfriamiento de realización solo de enfriamiento del interior (es decir, el interior de, por ejemplo, un refrigerador) por la unidad de almacenamiento en frío (60a) y la unidad de refrigeración (60b); <iv> primera operación de enfriamiento/enfriamiento por aire de realización del enfriamiento del interior por la unidad de almacenamiento en frío (60a) y la unidad de refrigeración (60b) y enfriamiento por aire por la unidad de aire acondicionado (50); <v> segunda operación de enfriamiento/enfriamiento de aire realizada cuando la unidad de aire acondicionado (50) tiene una capacidad de enfriamiento de aire insuficiente en la primera operación de enfriamiento/enfriamiento de aire; <vi> primera operación de calentamiento/enfriamiento del aire de realización del enfriamiento del interior por la unidad de almacenamiento en frío (60a) y la unidad de refrigeración (60b) y el calentamiento del aire por la unidad de aire acondicionado (50) sin usar el intercambiador de calor externo (15) ; <vi> segunda operación de calentamiento/enfriamiento de aire realizada cuando la unidad de aire acondicionado (50) tiene una capacidad de calentamiento de aire redundante en la primera operación de calentamiento/enfriamiento de aire; y <viii> tercera operación de calentamiento/enfriamiento de aire realizada cuando la unidad de aire acondicionado (50) tiene una capacidad de calentamiento de aire insuficiente en la primera operación de calentamiento/enfriamiento de aire. En este sistema de refrigeración (1), el grado de apertura de la segunda válvula de expansión externa (19) se ajusta según sea necesario, ajustando así la velocidad de flujo de un refrigerante que se va a inyectar en las cámaras de compresión (73) con presiones intermedias de los compresores (14).
<Operación de enfriamiento por aire>
En la operación de enfriamiento por aire, el tercer compresor (14c) funciona con la primera válvula selectora de cuatro vías (20) y la segunda válvula selectora de cuatro vías (111) configurada en el primer estado. El grado de apertura de la válvula de expansión interior (53) se ajusta según sea necesario. La primera válvula de expansión externa (18) y las válvulas de expansión internas (63) están cerradas. En la operación de enfriamiento por aire, cuando la capacidad de enfriamiento por aire es insuficiente, el segundo compresor (14b) también funciona. En este caso, la tercera válvula selectora de cuatro vías (112) se establece en el segundo estado. El primer compresor (14a) siempre está parado. En la operación de enfriamiento por aire, se realiza un ciclo de refrigeración por compresión de vapor en el que el intercambiador de calor externo (15) sirve como condensador y el intercambiador de calor interior (54) sirve como evaporador.
<Operación de calentamiento de aire>
En la operación de calentamiento de aire, el tercer compresor (14c) funciona con la primera válvula selectora de cuatro vías (20) configurada en el segundo estado y la segunda válvula selectora de cuatro vías (111) configurada en el primer estado. Los grados de apertura de la válvula de expansión interior (53) y la primera válvula de expansión externa (18) se ajustan según sea necesario. Las válvulas de expansión internas (63) están cerradas. En la operación de calentamiento de aire, cuando la capacidad de calentamiento de aire es insuficiente, también se realiza el segundo compresor (14b). En este caso, la tercera válvula selectora de cuatro vías (112) se establece en el segundo estado. El primer compresor (14a) siempre está parado. En la operación de calentamiento de aire, se realiza un ciclo de refrigeración por compresión de vapor en el que el intercambiador de calor interior (54) sirve como condensador y el intercambiador de calor externo (15) sirve como evaporador.
<Operación de enfriamiento>
En la operación de enfriamiento, el primer compresor (14a) funciona con la primera válvula selectora de cuatro vías (20) configurada en el primer estado. Los grados de apertura de las válvulas de expansión internas (63) se ajustan según sea necesario. La primera válvula de expansión externa (18) y la válvula de expansión interior (53) están cerradas. En la operación de enfriamiento, cuando la capacidad de enfriamiento para el interior es insuficiente, también se realiza el segundo compresor (14b). En este caso, la tercera válvula selectora de cuatro vías (112) se establece en el primer estado. El tercer compresor (14c) siempre está parado. En la operación de enfriamiento, se realiza un ciclo de refrigeración por compresión de vapor en el que el intercambiador de calor externo (15) sirve como condensador y cada uno de los intercambiadores de calor internos (64) sirve como evaporador.
<Primera operación de enfriamiento/enfriamiento por aire>
En la primera operación de enfriamiento/enfriamiento por aire, el primer compresor (14a) y el tercer compresor (14c) funcionan con la primera válvula selectora de cuatro vías (20) y la segunda válvula selectora de cuatro vías (111) configurada en el primer estado. Los grados de apertura de las válvulas de expansión internas (63) y la válvula de expansión interior (53) se ajustan según sea necesario. La primera válvula de expansión externa (18) está cerrada. En la primera operación de enfriamiento/enfriamiento por aire, cuando la capacidad de enfriamiento para el interior es insuficiente, el segundo compresor (14b) también funciona. En este caso, la tercera válvula selectora de cuatro vías (112) se establece en el primer estado. En la primera operación de enfriamiento/enfriamiento por aire, se realiza un ciclo de refrigeración por compresión de vapor en el que el intercambiador de calor externo (15) sirve como condensador y cada uno de los intercambiadores de calor interiores (54) y los intercambiadores de calor internos (64) sirven como evaporador.
<Segunda operación de enfriamiento/enfriamiento por aire>
La segunda operación de enfriamiento/enfriamiento por aire se realiza cambiando la tercera válvula selectora de cuatro vías (112) al segundo estado cuando la capacidad de enfriamiento de aire es insuficiente en la primera operación de enfriamiento/enfriamiento por aire. En la segunda operación de enfriamiento/enfriamiento por aire, el segundo compresor (14b) se cambia a la sección de aire acondicionado (71). Los ajustes en la segunda operación de enfriamiento/enfriamiento por aire son básicamente los mismos que en la primera operación de enfriamiento/enfriamiento por aire, a excepción de la tercera válvula selectora de cuatro vías (112).
<Primera operación de enfriamiento/calentamiento por aire>
La primera operación de enfriamiento/calentamiento por aire es una operación de recuperación de calor del 100% en la cual el intercambiador de calor externo (15) no se usa y la refrigeración del interior por la unidad de almacenamiento en frío (60a) y la unidad de refrigeración (60b) y el calentamiento del aire por el aire unidad de acondicionamiento (50) se realizan. En la primera operación de enfriamiento/calentamiento por aire, el primer compresor (14a) funciona con la primera válvula selectora de cuatro vías (20) configurada en el segundo estado y la segunda válvula selectora de cuatro vías (111) configurada en el primer estado. Los grados de apertura de las válvulas de expansión internas (63) y la válvula de expansión interior (53) se ajustan según sea necesario. La primera válvula de expansión externa (18), la segunda válvula de expansión externa (19) y la tercera válvula de expansión externa (110) están cerradas. En la primera operación de enfriamiento/calentamiento por aire, cuando la capacidad de enfriamiento para el interior es insuficiente, el segundo compresor (14b) también funciona. En este caso, la tercera válvula selectora de cuatro vías (112) se establece en el primer estado. En la primera operación de enfriamiento/calentamiento por aire, se realiza un ciclo de refrigeración por compresión de vapor en el que el intercambiador de calor interior (54) sirve como condensador y cada uno de los intercambiadores de calor internos (64) sirve como evaporador.
<Segunda operación de enfriamiento/calentamiento por aire>
La segunda operación de enfriamiento/calentamiento por aire se realiza cambiando la segunda válvula selectora de cuatro vías (111) al segundo estado cuando la capacidad de calentamiento por aire es redundante en la primera operación de enfriamiento/calentamiento por aire. En la segunda operación de enfriamiento/calentamiento por aire, el intercambiador de calor externo (15) sirve como condensador. Los ajustes en la segunda operación de enfriamiento/calentamiento por aire son básicamente los mismos que en la primera operación de enfriamiento/calentamiento por aire, excepto por la segunda válvula selectora de cuatro vías (111).
<Tercera operación de enfriamiento/calentamiento por aire>
La tercera operación de enfriamiento/calentamiento por aire se realiza operando el tercer compresor (14c) con la segunda válvula selectora de cuatro vías (111) configurada en el primer estado y la primera válvula de expansión externa (18) abierta, cuando la capacidad de calentamiento por aire es insuficiente en la primera operación de enfriamiento/calentamiento por aire. En la tercera operación de enfriamiento/calentamiento por aire, se realiza un ciclo de refrigeración por compresión de vapor en el que el intercambiador de calor interior (54) sirve como condensador y cada uno de los intercambiadores de calor internos (64) y el intercambiador de calor externo (15) sirve como evaporador.
«Otras realizaciones»
Las realizaciones anteriores pueden tener las siguientes configuraciones.
En las realizaciones anteriores, el pasaje de retorno de aceite (32) puede configurarse para permitir que el aceite de máquina de refrigeración vuelva a las tuberías de succión (57).
En las realizaciones anteriores, los compresores (14) pueden ser compresores con estructuras espirales simétricas o compresores, excepto los compresores de desplazamiento.
En las realizaciones anteriores, el segundo compresor (14b) y el tercer compresor (14c) pueden ser compresores que tienen capacidades de operación variables.
En las realizaciones anteriores, el sistema de refrigeración (1) puede configurarse para realizar un ciclo supercrítico en el que la alta presión de un ciclo de refrigeración es mayor que la presión crítica de un refrigerante. En este caso, un intercambiador de calor que sirve como condensador en un ciclo de refrigeración normal en el que la alta presión de un ciclo de refrigeración es inferior a la presión crítica de un refrigerante, sirve como enfriador de gas.
Las realizaciones anteriores son simplemente ejemplos preferidos en la naturaleza, y no pretenden limitar el alcance tal como se define por las reivindicaciones.
Aplicabilidad industrial
Como se describió anteriormente, la presente invención es útil para un sistema de refrigeración en el que se proporciona un mecanismo del compresor que incluye una pluralidad de compresores en un circuito refrigerante.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de refrigeración que incluye un circuito refrigerante (4) que está configurado para realizar un ciclo de refrigeración y provisto de un mecanismo del compresor (40) que incluye un primer compresor (14a) y un segundo compresor (14b) cuyos lados de descarga están conectados entre sí, comprendiendo el sistema de refrigeración:
separadores de aceite (37a, 37b) proporcionados en una tubería de descarga (56a) del primer compresor (14a) y una tubería de descarga (56b) del segundo compresor (14b), respectivamente; y
un pasaje de retorno de aceite (32) configurado para combinar corrientes de aceite de máquina de refrigeración separadas en los separadores de aceite (37a, 37b) y distribuir el aceite de máquina de refrigeración combinado al primer compresor (14a) y el segundo compresor (14b), en donde un lado de salida del pasaje de retorno de aceite (32) se comunica con las cámaras de compresión (73) con presiones intermedias de los respectivos compresores (14a, 14b).
2. El sistema de refrigeración de la reivindicación 1, que comprende además un pasaje de inyección (30) configurado para inyectar un refrigerante en el primer compresor (14a) y el segundo compresor (14b), en donde
el pasaje de retorno de aceite (32) incluye un pasaje de unión (48) en el que fluye el aceite de la máquina de refrigeración de los separadores de aceite (37a, 37b), y
el pasaje de unión (48) está conectado a una porción del pasaje de inyección (30) ubicado más arriba de un punto de ramificación al primer compresor (14a) y el segundo compresor (14b).
3. El sistema de refrigeración de la reivindicación 2, en donde el mecanismo del compresor (40) está configurado para operar siempre el primer compresor (14a) y ajustar la capacidad operativa del mecanismo del compresor (40) cambiando el segundo compresor (14b) entre operación y no operación,
el pasaje de inyección (30) incluye un primer pasaje de inyección de ramificación (42a) que se ramifica al primer compresor (14a) y un segundo pasaje de inyección de ramificación (42b) que se ramifica al segundo compresor (14b), y
solo el segundo pasaje de inyección de ramificación (42b) tiene una válvula de retención de aceite (SV1) que se abre y cierra libremente y evita que el aceite de la máquina de refrigeración vuelva al compresor (14b) al que está conectado el pasaje de inyección de ramificación (42b) mientras el compresor (14b) se detiene.
4. El sistema de refrigeración de la reivindicación 1 o 2, en donde el mecanismo del compresor (40) está configurado para operar siempre el primer compresor (14a) y ajustar la capacidad operativa del mecanismo del compresor (40) cambiando el segundo compresor (14b) entre la operación y no operación,
el pasaje de retorno de aceite (32) incluye un primer pasaje de preunión (47a) conectado al separador de aceite (37a) en la tubería de descarga (56a) del primer compresor (14a) y un segundo pasaje de preunión (47b) conectado al separador de aceite (37b) en la tubería de descarga (56b) del segundo compresor (14b), y
solo el segundo pasaje de preunión (47b) tiene una válvula de retención (CV4) para evitar que el aceite de la máquina de refrigeración vuelva al separador de aceite (37b).
5. El sistema de refrigeración de la reivindicación 1, en donde en el segundo compresor (14b), un espacio de descarga (100) lleno con un refrigerante comprimido en una máquina de fluido (82) configurada para comprimir un fluido en una cámara de compresión (73a, 73b) se forma en una carcasa (70) que aloja la máquina de fluido (82),
una válvula de cierre de entrada de refrigerante (CV2) se proporciona en una porción de la tubería de descarga (56b) del segundo compresor (14b) ubicado más abajo del separador de aceite (37b), y detiene el flujo de refrigerante en el segundo compresor (14b) en un estado de no operación, y
cuando el segundo compresor (14b) se detiene mientras el primer compresor (14a) funciona, el primer compresor (14a) aspira un refrigerante en el espacio de descarga (100) en el segundo compresor (14b) a través del pasaje de retorno de aceite (32).
6. El sistema de refrigeración de la reivindicación 1, en donde
al menos uno del primer compresor (14a) y el segundo compresor (14b) es un compresor que tiene una capacidad de operación variable.
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