ES2774874A1

ES2774874A1 - Procedimiento de recuperación de energía en sistemas de refrigeración y climatización

Info

Publication number: ES2774874A1
Application number: ES201930043A
Authority: ES
Inventors: Cozar Diego Garcia
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-01-22
Filing date: 2019-01-22
Publication date: 2020-07-22

Abstract

Procedimiento de recuperación de energía en sistemas de refrigeración y climatización, consistente en la incorporación de un dispositivo de recuperación de energía a modo de motor hidráulico, a alojar en el propio sistema de refrigeración en las proximidades de su dispositivo de expansión, donde se recogería parte de la energía que libera el refrigerante al reducir su presión, al objeto de utilizarla para reducir el consumo energético de la máquina en su conjunto y/o liberar toda o parte de la energía recuperada para el uso que se desee.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento de recuperación de energía en sistemas de refrigeración y climatización

OBJETO DE LA INVENCIÓN

El objeto principal de la presente invención, es proporcionar un procedimiento que mejore el rendimiento energético de los equipos de refrigeración, en base a la recuperación de parte de la energía que el compresor o bomba cede al refrigerante en su compresión.

Esta invención es aplicable en el campo de la industria dedicada a la fabricación y/o adecuación de equipos y aparatos de refrigeración y acondicionamiento de aire a instalar en todo tipo de edificaciones y máquinas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

A modo de introducción, es por todos conocido como el ciclo de refrigeración se basa en el funcionamiento de los siguientes componentes básicos;

• El Compresor

• El Condensador

• La válvula de expansión

• El evaporador

Centrando la atención en lo que ocurre en un dispositivo de expansión convencional, este hace que el refrigerante a su paso reduzca de forma brusca su presión. Al respecto, los sistemas presentes en el estado de la técnica, no proporcionan soluciones capaces de recuperar parte de esa energía, haciendo uso de algún procedimiento de recuperación.

Atendiendo al estado de la técnica en la materia, se aportan las siguientes protecciones identificadas por su título y número de publicación;

■ WO2014023863A1, "Equipo de expansión instantánea a vacío y ultrasonidos”, consistente en el acoplamiento a un equipo de expansión súbita de un sistema de tratamiento de ultrasonidos con una sonda diseñada específicamente para que por su interior o por su superficie, circule el material a tratar justo en el mismo momento en el que el producto es sometido a la expansión súbita a vacío. El resultado es un nuevo proceso en el que se combinan ventajosamente los efectos de la cavitación por los ultrasonidos y la expansión instantánea a vacío. De esta forma las estructuras biológicas del material son sometidas simultáneamente a enormes presiones de impacto y succión, a enormes temperaturas por impacto y estallidos debido al incremento de volumen del agua contenida en el medio al ser sometida a vacío. El efecto sinérgico del conjunto es el que hace tan efectivo al sistema.

■ EP2703750A2, "Método y aparato para obtener ahorros de energía en un medio de trabajo”, que implica causar los efectos físicos por la subdivisión del circuito del medio en cuatro zonas de calor básicas. Se contribuye al mejor uso de la energía utilizando la energía residual del medio de trabajo expandido del producto y la energía verde adicional, durante la salida de calor del fluido de trabajo presurizado. El fluido de trabajo circula en el circuito de fluido de trabajo que comprende un compresor, un condensador, una válvula de expansión y un evaporador. Se incluye una reclamación independiente para un aparato para obtener ahorros de energía en el circuito del medio de trabajo.

Sin embargo, el "Procedimiento de recuperación de energía en sistemas de refrigeración y climatización” proporciona respecto al estado de la técnica, un nuevo esquema de montaje para los circuitos de refrigeración extraordinariamente sencillo, basado en modificar el proceso de descompresión haciendo uso de un proceso adicional de recuperación, que permite recuperar parte de la energía que se libera en el refrigerante al reducir su presión, al objeto de utilizarla para reducir el consumo energético de la máquina en su conjunto y/o liberar toda o parte de la energía recuperada para el uso que se desee.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

A modo de explicación de la invención, el "Procedimiento de recuperación de energía en sistemas de refrigeración y climatización” consistente en añadir a un sistema de refrigeración en las proximidades de su dispositivo de expansión, el dispositivo de recuperación donde se recogería parte de la energía que libera el refrigerante al reducir su presión, a modo de motor hidráulico que trasmitiría parte de la energía del refrigerante a un eje, una membrana, un pistón, un generador eléctrico o similar.

A modo de aclaración, la caída de presión acometida en el dispositivo de recuperación de energía puede sustituir parcial o totalmente a la que se obtiene en el elemento automático de expansión habitualmente montado en los sistemas de refrigeración, por que dicho dispositivo de recuperación de energía, puede funcionar tanto en combinación como en sustitución del referido dispositivo de expansión.

Evidentemente, a partir de la energía mecánica obtenida en el dispositivo de recuperación de energía, su transformación y el uso de la misma, se basa en la aplicación de toda la tecnología presente en el mercado, a modo de ejemplo se podría obtener una energía eléctrica que alimentara parte del propio sistema de refrigeración, haciendo uso de un generador y un controlador, o aprovechar ese movimiento para otros fines como mover una bomba o un compresor, volcarla en la red, etc.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un dibujo en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Esquema básico de un circuito de refrigeración convencional adaptado haciendo uso del “Procedimiento de recuperación de energía en sistemas de refrigeración y climatización”.

En la citada figura se pueden destacar los siguientes elementos constituyentes;

1. Dispositivo de recuperación de energía.

2. Dispositivo automático de expansión.

3. Sonda de temperatura salida de Evaporador.

EJEMPLO DE REALIZACIÓN PREFERENTE

A modo de realización preferente, el “Procedimiento de recuperación de energía en sistemas de refrigeración y climatización” se puede utilizar para integrarlo en un sistema de refrigeración convencional que hace uso, a modo de ejemplo, del refrigerante R-410A.

A partir del esquema por todos conocidos en el estado de la técnica, a la vista de la figura 1, se aprecia el esquema del sistema de refrigeración una vez ha incorporado el dispositivo que le permite la recuperación de energía por descompresión del refrigerante.

Así, en el ejemplo de aplicación preferente y tal y como se aprecia en la referida figura 1, se podía hacer uso de la energía recuperada instalando un dispositivo de recuperación de energía (1), en el ejemplo consistente en una turbina hidráulica. El referido dispositivo recuperador de energía (1), recoge a través de su eje parte de la energía asociada al refrigerante en un alternador a partir del cual se obtenga la energía eléctrica, para que haciendo uso de los dispositivos que corresponda, tales como un regulador y un inversor, se pueda utilizar la energía eléctrica liberada para realimentar parte del consumo del compresor, volcarla a la propia red o cualquier otro fin que se considere oportuno.

Por último, para garantizar la regulación del conjunto sin modificar su rendimiento frigorífico, es importante resalta como existe una sonda de lectura de temperatura a la salida del evaporador (3) conectada al dispositivo automático de expansión (2), que aumenta o disminuye su caudal al objeto de disminuir o aumentar la referida temperatura a la salida del evaporador (3), en función de los parámetros de consigna.

Así mismo y de forma alternativa o complementaria a la regulación anterior, se puede llevar a cabo la regulación de la descompresión haciendo uso de un control de los campos magnéticos generados, modulando el nivel de restricción aplicada al paso de refrigerante que se deriva en una mayor o menor recuperación de energía.

A modo de realización alternativa, también se puede hacer uso del “Dispositivo recuperador de energía para sistemas de refrigeración y climatización”, en sistemas de refrigeración y climatización que hagan uso de tubos capilares en lugar de dispositivos automáticos de expansión (2), con la consideración de que al no ser regulables habría que diseñarlos con una longitud que tenga en cuenta el efecto de caída de presión asociada a la incorporación del dispositivo de recuperación de energía (1) objeto de la presente invención. Evidentemente, la adecuación de las maquinas frigoríficas ya instaladas y provistas de tubos capilares, requerirán por un lado la instalación del dispositivo de recuperación de energía, a lo que también se añade la adecuación del referido del tubo capilar adecuando la expansión a las nuevas necesidades de la máquina frigorífica en función del nuevo elemento incorporado, sin que ello afecte al rendimiento del conjunto.

No se considera necesario, hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan en sus diferentes aplicaciones, el esquema de refrigeración sobre el que se instale el dispositivo de recuperación, el propio dispositivo de recuperación o el uso que se asigne a la energía recuperada mediante la incorporación de los elementos de regulación que requiera, serán susceptibles de variación siempre y cuando ello no suponga una alteración en la esencialidad del invento. Los términos en los que se ha descrito la memoria, han de entenderse en sentido amplio y no limitativo.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de recuperación de energía en sistemas de refrigeración y climatización, asociado a la energía que libera el refrigerante al reducir su presión, consistente en la incorporación de un dispositivo de recuperación de energía a modo de motor hidráulico, a alojar en el propio sistema de refrigeración en las proximidades de su dispositivo de expansión.

2. Un procedimiento según reivindicación anterior, donde alternativamente el dispositivo de recuperación de energía, puede adicionalmente funcionar en sustitución del dispositivo de expansión, habitualmente existente en cualquier sistema de refrigeración.