ES2823098T3 - Dispositivo y procedimiento para drenaje de seguridad de un líquido de trabajo - Google Patents

Abstract

Dispositivo para la realización segura de un ciclo Clausius-Rankine termodinámico levógiro en un edificio de viviendas (13) mediante un fluido de trabajo inflamable, el cual en estado de gas es más pesado que el aire en condiciones atmosféricas y que es conducido en un circuito de refrigeración (1) cerrado sellado herméticamente, en el cual transcurre un fluido de trabajo, que presenta - al menos un condensador (2) para el fluido de trabajo, - al menos una instalación de expansión (4) para el fluido de trabajo, - al menos dos transmisores de calor (3, 5) para el fluido de trabajo con al menos dos conexiones (7,8,9,10) respectivamente para fluidos transmisores de calor, - una carcasa cerrada (6), la cual rodea todos los dispositivos conectados al circuito de refrigeración cerrado (1) y puede incluir otras instalaciones, caracterizado por que, - el circuito de refrigeración (1) está unido, mediante un conducto (17) que conduce al drenaje, con un drenaje (11), que está dispuesto en la dirección de la corriente a continuación del compresor (2) y el drenaje (11) está separado del circuito de refrigeración (1) mediante una válvula de bloqueo (15), - el interior de la carcasa (6) está unido con el drenaje (11) y el drenaje está separado del interior de la carcasa (6) mediante una válvula de bloqueo (26), - el drenaje (11) puede conducirse desde la carcasa a un lugar fuera del edificio de vivienda (13), - sobre la salida del drenaje está dispuesto un dispositivo para dispersar (14) y - se almacena un gas inerte mantenido a presión a al menos un recipiente de gas inerte (19) y este recipiente de gas inerte (19) está unido tanto con el circuito de refrigeración (1) como también con el interior de la carcasa (6) mediante una válvula de bloqueo (22, 24) respectiva.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo y procedimiento para drenaje de seguridad de un líquido de trabajo

La presente invención se refiere a estados irregulares en circuitos de refrigeración en los cuales se conduce un fluido de trabajo que actúa como medio de refrigeración en un ciclo termodinámico, como por ejemplo el ciclo de Clausius-Rankine. Predominantemente estos son bombas de calor, instalaciones de climatización y refrigeradores como se usan en los edificios de viviendas. Por edificios de viviendas se entienden en este caso casas privadas, complejos de alquiler, hospitales, hoteles, casas de gastronomía, y casas combinadas de vivienda y comercio, en las cuales las personas viven y trabajan de manera permanente, a diferencia de dispositivos móviles como instalaciones de climatización de vehículos o cajas de transporte, o también aparatos de instalaciones industriales o médicos. Es común a estos ciclos el que mediante el uso de energía generan calor útil o frío útil y forman sistemas de desplazamiento de calor.

Los ciclos termodinámicos que entran en consideración se conocen desde hace mucho tiempo, al igual que los problemas de seguridad que pueden surgir en la utilización de fluidos de trabajo apropiados. Excepto el agua, los fluidos de trabajo más conocidos en aquellos tiempos son inflamables y venenosos. En el siglo pasado llevaron al desarrollo de medios de refrigeración de seguridad, que estaban hechos de hidrocarburos fluorados. Se vio sin embargo que estos medios de refrigeración de seguridad dañan la capa de ozono, llevan a un calentamiento climático y que su inocuidad técnica de seguridad llevaba a descuidos constructivos. Hasta el 70 % de las ventas correspondía a la necesidad de recarga de instalaciones no herméticas y sus pérdidas por fuga, que se toleraba siempre que esto se considerara en el caso particular como aceptable económicamente y fomentara una necesidad de renovación.

El uso de estos medios de refrigeración se sometió por este motivo a restricciones en la Unión Europea, por ejemplo mediante el reglamento para gases fluorados (EU) 517/2014.

Por ello es extremadamente problemático por un lado asumir los principios constructivos para procesos termodinámicos que llevan medios de refrigeración, que se hayan comportado aparentemente bien para medios de refrigeración de seguridad, por otro lado apoyarse sobre los conceptos de instalación de aquel tiempo antes de la introducción de los medios de refrigeración de seguridad. Esto también se debe a que entretanto a partir de aparatos individuales han surgido instalaciones complejas, lo cual ha multiplicado el número de posibilidades para disfunciones y sus consecuencias. Mediante esto resultan a modo de ejemplo los siguientes requisitos sobre el concepto de seguridad:

- en el funcionamiento normal la instalación debe ser totalmente hermética.

- ni durante la fuga en el condensador ni durante la fuga en el licuefactor debe el fluido de trabajo alcanzar el ciclo de calor útil o de frío útil acoplado.

- no debe escapar inadvertidamente fluido de trabajo del ciclo de refrigeración.

- en el compresor no debe escapar el fluido de trabajo por el alojamiento.

- en el sistema de expansión el fluido de trabajo no se debe difundir a través del asiento de la válvula o llevar a una fuga mediante cavitación.

- las piezas encapsuladas deben permanecer accesibles para propósitos de mantenimiento y control.

- en casos de emergencia no se deben producir peligros ningunos.

- la instalación debe poderse integrar en espacios disponibles.

- el medio de refrigeración debe poderse drenar y rellenar

El concepto de emergencia debe verse más ampliamente. Puede pensarse en caídas de corriente, terremotos, deslizamientos de tierra, inundaciones, incendios, errores técnicos y condiciones climáticas extremas. Mientras que las instalaciones se operen en una red, también puede contemplarse como emergencia una caída de la red o una perturbación en la red. Frente a tales peligros o perturbaciones el dispositivo debe ser inherentemente seguro. Pero también una caída de la energía primaria disponible puede causar una emergencia y no debe por qué tener como consecuencia el desarrollo de un peligro. Todas estas emergencias pueden también aparecer combinadas.

En este caso las diferentes formas constructivas y casos de aplicación para ciclos termodinámicos de ese tipo deben considerarse especialmente, en instalaciones fijas para edificios de viviendas por ejemplo las siguientes:

- Frigoríficos caseros,

- Congeladores caseros,

- Secadoras caseras,

- Combinaciones de frigorífico-congelador caseros,

- Cámaras refrigeradoras para hotel y gastronomía,

- Cámaras de congelación para hotel y gastronomía,

- Instalación de climatización para casa, hotel y gastronomía,

- Generación de agua caliente para casa, hotel y gastronomía,

- Instalaciones de sauna natación para casa, hotel y gastronomía,

- Instalaciones combinadas para las aplicaciones mencionadas arriba,

por lo que esta lista no es completa.

La energía para la operación de las instalaciones incluida la energía térmica que va a desplazarse puede provenir de diferentes fuentes:

- Calor terrestre de almacenes de calor terrestre,

- Calor geotérmico,

- Calor urbano,

- Energía eléctrica de suministro de energía general,

- Energía solar eléctrica,

- Calor solar,

- Calor residual,

- Almacén de agua caliente,

- Almacén de hielo,

- Almacén de calor latente,

- Portadores de energía fósil como gas natural, petróleo crudo, carbón,

- Materias primas renovables como, madera, pellets, biogás,

- Combinaciones de las fuentes de energía arriba mencionadas,

por lo que tampoco esta lista es completa.

Los problemas que aparecen durante en el diseño de seguridad de tales instalaciones se describen de forma ilustrativa en el documento WO 2015/032905 A1. Así el límite de encendido inferior para propano como fluido de trabajo está aproximadamente en 1,7 % de volumen en aire, lo que corresponde a 38 g/m3 de aire. Mientras que se realice el proceso de enfriado en un espacio circundante, cerrado herméticamente pero por el contrario lleno de aire, con el fluido de trabajo propano, se presenta el problema del reconocimiento de una situación crítica explosiva tras una perturbación, por la cual el fluido de trabajo sale de este espacio cerrado herméticamente. Sensores eléctricos para el reconocimiento de concentraciones críticas son solo difíciles de realizar protegidos frente a explosión, por lo cual justamente la identificación de propano mediante los sensores agudiza en sí sustancialmente el riesgo de explosión, se excluyen de aquí los sensores de infrarrojos. El propano también es venenoso, por inhalación por encima de una concentración de aproximadamente 2 g/m3 se presentan efectos narcóticos, dolores de cabeza y malestar. Esto afecta a personas, que deben resolver un problema reconocido in-situ, antes de que aparezca el peligro de explosión.

El propano también es más pesado que el aire, por tanto se asienta sobre el suelo cuando el aire está calmado y se acumula allí. Si se acumula una parte del propano en una zona de baja corriente del espacio cerrado en el cual se encuentra el agregado perturbado, los límites de expresión local pueden alcanzarse esencialmente más rápido, como se espera del cociente del volumen espacial total a la cantidad de propano escapada. El documento WO 2015/032905 A1 busca resolver este problema, en cuanto que se integra un generador para corriente eléctrica en la abertura o cierre de este espacio y durante su accionamiento genera y proporciona en un primer paso la energía eléctrica con la cual se activa el sensor, y que entonces no libera el cierre en caso de alarma, sino que insufla una ventilación del espacio cerrado y solo entonces en un segundo paso permite un desbloqueo y apertura.

Ya al comienzo de la tecnología de máquinas refrigeradoras de compresión se emprendió el intento de construir un espacio cerrado en el cual los equipamientos de aparatos pudieran ser todos alojados de forma segura y que este cubriera completamente estos. El documento DE-PS 553 295 describe una máquina refrigeradora de compresión encapsulada, en la cual el compresor del medio de refrigeración 1, su motor de accionamiento 2, el amortiguador 3, el licuefactor 4 y válvula reguladora 5 están encerrados en una cápsula de doble pared 6 o 7. En el espacio intermedio de la cápsula de doble pared se aplica una bajo presión y se absorben fugas que pudieran aparecer sobre las brechas para agua refrigerada y suelo. El fluido de trabajo absorbido puede ser a raíz de esto eventualmente recogido. Debe notarse en este caso que dentro del espacio encapsulado no se encuentra aire ambiente ninguno y debido a la baja presión en el recubrimiento doble tampoco puede entrar en el espacio interior encapsulado.

El documento DE 195 26 980 A1 escribe un dispositivo y un procedimiento para la limpieza del aire de espacios cerrados, que presentan una impureza en forma de gas. Después de que la impureza fuera reconocida por un sensor de gas, éste controla un compresor, que conduce el aire a través de un absorbente que se encuentra en este espacio, mediante lo cual se absorbe la impureza. El aire purificado abandona el absorbente en el espacio cerrado. El documento FR 2827 948 A1 describe una bomba de calor colocada en el interior que se opera con propano o isobutano, y que presenta una zona encapsulada en la cual está dispuesto el circuito de enfriamiento. Desde esta zona encapsulada se lleva un conducto hacia fuera del cual puede escapar sin filtrar el medio refrigerante en caso de una fuga. En variantes se prevé una brecha de un muro, una unión a una unidad externa o una ventilación asistida por ventiladores de la zona encapsulada.

Los sistemas presentados son costosos, solo tuvieron hasta ahora en el mercado poco éxito. Esto puede deberse a los siguientes motivos:

- Amabilidad de montaje: en el caso de modernizaciones de instalaciones de calefacción antiguas, los nuevos dispositivos que van a ser instalados deben ser desmontables y transportables. Por ejemplo se deben poder llevar por escaleras de bodegas y a bodegas anguladas y bajas. El montaje, puesta en marcha y mantenimiento, deben ser posibles sin gran gasto in-situ. Esto excluye en gran parte recipientes de presión grandes y pesados, además sistemas que tras una avería ya no son desmontables.

- Amabilidad de diagnóstico: los estados de operación deben ser bien reconocibles desde fuera, esto se refiere a la visibilidad y verificabilidad en relación a posibles fugas e incluye el estado de llenado del fluido de trabajo así como el grado de llenado de absorbentes incorporados eventualmente.

- Amabilidad de mantenimiento: diagnósticos del sistema deben poder realizarse sin gran gasto adicional.

Sistemas relevantes de seguridad deben poderse testar y probar su fiabilidad regularmente. Mientras los sistemas de diagnóstico no puedan realizarse fácilmente, las piezas posiblemente cargadas deben ser fácilmente recambiables mediante piezas nuevas.

- Seguridad frente al fallo: los sistemas deben estar asegurados por un lado frente a perturbaciones, pero simultáneamente deben poder funcionar de forma fiable, al menos durante el funcionamiento de emergencia. En el caso de una perturbación externa pasajera los sistemas deben o bien ponerse en marcha de nuevo de forma independiente o bien deben reiniciarse sin mucho gasto.

- Eficiencia energética: las instalaciones deben poderse operar de una forma energéticamente económica, un uso propio de energía alto para medidas de seguridad actúa en contra de esto.

- Robustez: en caso de perturbaciones mayores, ya sean impuestas externas o internas del sistema, garantizarse la capacidad de control, esto se refiere por ejemplo a sistemas de ventilación que pueden entupirse o recipientes a presión que están bajo presión o se calientan, por ejemplo en un incendio.

- Costes: las medidas de seguridad no deben ser significativas ni en los costes de compra ni en los costes de funcionamiento y deben elevar el ahorro en coste de energía frente a sistemas habituales. Deben ser económicos.

Los requisitos se excluyen unos a otros en la mayoría de los casos y generan además conflictos de objetivos en un número alto.

También es conocido drenar simplemente al aire libre fluidos de trabajo inflamables y explosivos en el caso de fuga. Así la “Escuela técnica federal para la técnica del frío y del clima” explica en mayo de 2012 que la influencia sobre el calentamiento de la tierra global por R290 es muy pequeña, por ello el drenaje a la atmósfera era el procedimiento usual hasta ahora para eliminar estos medios de calentamiento. Sin embargo deben tomarse ciertas medidas de seguridad, que minimicen lo más ampliamente posible la aparición de una atmósfera que pueda explotar. Las reglas impuestas para la eliminación manual no se adecuan para casos de necesidad en los cuales se requiere una eliminación segura y automática.

La tarea de la invención es por ello proporcionar un dispositivo y un procedimiento para una eliminación segura y automática de un fluido de trabajo inflamable.

La invención resuelve esta tarea mediante un dispositivo según la reivindicación 1 y mediante un procedimiento según la reivindicación 4.

Como fluidos portadores de calor deben entenderse aquí todos los medios en forma de gas o fluidos, con los cuales se transporte el calor, es decir por ejemplo aire, agua, suelo, aceites portadores de calor o similares. El drenaje desde la carcasa debe realizarse sobre un lugar fuera del edificio en el cual no se encuentren sumideros de suelo ningunos. Las válvulas de bloqueo deben asegurarse mediante seguros de retroceso frente a corrientes de retorno inadvertidas.

En una configuración de la invención se prevé que entre la válvula de bloqueo (15), la cual separa el drenaje (11) del circuito de refrigeración (1), y el drenaje (11) esté conectado un eyector (18) que está conectado con una línea de chorro de tracción (21) mediante una válvula de bloqueo (20) sobre el recipiente de gas inerte (19) mantenido bajo presión.

En otra configuración de la invención está previsto que en el circuito de refrigeración (1) entre el compresor (2) y el condensador (3) se disponga una válvula de bloqueo (16), por lo que el conducto (17) que lleva al drenaje se bifurca antes de la válvula de bloqueo (16) y el conducto de unión hacia el recipiente de gas inerte (19) se bifurca tras la válvula de bloqueo (16).

Si se tiene conocimiento de una fuga, que deja salir fluido de trabajo en la carcasa cerrada, depende de la magnitud de esta fuga el que pudiera surgir de aquí una situación de peligro y en qué espacio de tiempo. Ciertamente las fugas grandes son raras pero pueden pensarse si debido a una perturbación ha tenido lugar una congelación en el evaporador, o si pueden aparecer acciones externas masiva, por ejemplo en terremotos, inundaciones, accidentes o incendios de casas, que hayan conducido a un daño mecánico sustancial. En tales casos el inventario que puede arder debe ser sacado lo más rápidamente posible de la zona de peligro.

Para este propósito se abre la válvula de bloqueo tras el compresor y el fluido de trabajo que se encuentra bajo presión se elimina al aire libre. La mayoría de los fluidos de trabajo inflamables son hidrocarburos alifáticos, en el caso más sencillo este es propano. A continuación por ello se elige propano como ejemplo, donde la invención sin embargo no está limitada a propano como fluido de trabajo.

El procedimiento de eliminación al aire libre es una forma de proceder usual, ya que el propano solo presenta una baja actividad climática, aproximadamente 3,3 la del dióxido de carbono, lo que en las cantidades utilizadas en los circuitos de refrigeración usuales prácticamente no tiene peso. Con independencia de las causas y los daños que han conducido a la fuga, durante la eliminación al aire libre debe tener lugar sin embargo una diferenciación del caso, para poder siempre asegurar que no puede aparecer nunca una mezcla explosiva. La invención resuelve esta tarea mediante un procedimiento bajo el empleo del dispositivo según la invención, en cuanto que tras tener conocimiento de una fuga primero se comprueba si en el interior de la carcasa (6) se ha formado una mezcla inflamable a partir del fluido de trabajo y aire, y si en el circuito de refrigeración (1) tiene lugar una bajada de presión. En primer lugar debe comprobarse si el circuito de refrigeración ajustado una bajada de presión. Para el caso en que no se haya ajustado ninguna bajada de presión, además de ello se parte desde una zona de dos fases en el ciclo de refrigeración y se puede a continuación expulsar una fuga masiva. La presión bajo la cual esta el ciclo de refrigeración puede utilizarse entonces como fuerza impulsora para el transporte del propano al aire libre y también es suficiente para una dispersión mediante una tobera de dispersante. El drenaje en este caso no debe encontrarse sobre un sumidero del suelo, ya que el propano, como casi todos los otros fluidos de trabajo inflamables, es más pesado que el aire y podría sumirse en un sumidero del suelo tal y podría formar una mezcla inflamable. Tales sumideros de suelo son por ejemplo ventanas de bodega aseguradas con rejas o tapas de alcantarilla para el desagüe o escaleras de bodegas.

Esta medida solo puede realizarse mientras el ciclo de refrigeración esté bajo presión suficiente y durante tanto tiempo como para no llegue a la carcasa una gran cantidad de propano, donde podría surgir una mezcla inflamable. Para el caso en que apenas escape propano en la carcasa y el compresor pueda seguir operando el circuito de refrigeración, el compresor sustenta la creación de presión para el drenaje y dispersión del propano que va a drenarse.

En el caso en que mayores cantidades de propano pudieran alcanzar la carcasa, lo cual puede reconocerse por ejemplo mediante una elevación de presión en la carcasa, la carcasa debe ser inertizada continuamente y el contenido debe ser conducido de forma segura igualmente al aire libre. Por ello en un caso tal en una configuración de la invención está previsto que la válvula de bloqueo del circuito de refrigeración se cierre y se abra la válvula de bloqueo del gas inerte a la carcasa así como simultáneamente la válvula de bloqueo desde la carcasa al drenaje. El gas inerte presiona en este caso la mezcla de propano-aire fuera de la carcasa a través del drenaje y efectúa mediante la inertización simultáneamente que la tendencia a la inflamabilidad baje.

Como gas de inertización se utiliza preferiblemente dióxido de carbono. Durante la utilización de otros gases inertes o mezcla de gases hay que tener en cuenta su coeficiente Joule-Thomson, para que durante la caída de presión no se produzca hielo, como era el caso en la utilización de nitrógeno puro.

En una conformación del procedimiento se prevé por ello que el contenido en forma de gas de la carcasa se succione y en este caso se mezcle con un gas inerte, antes de que se guíe desde la carcasa (6) a un sitio fuera del edificio (13).

En otra configuración del procedimiento se prevé por ello que tras una comprobación negativa de si se ha formado en la carcasa una mezcla inflamable de fluido de trabajo y aire, y una comprobación positiva de si tiene lugar una bajada de presión en el circuito de refrigeración (1), se succione el contenido en forma de gas del circuito de refrigeración (1) y en este caso se mezcle con un gas inerte, antes de que se guíe desde la carcasa (6) a un sitio fuera del edificio (13).

En ambos casos puede preverse en otra configuración del procedimiento que la succión tenga lugar mediante un eyector (18) y el gas inerte se mezcle a él como chorro de tracción.

En otra configuración del procedimiento se prevé que tras una comprobación negativa de si en la carcasa se ha formado una mezcla inflamable de fluido de trabajo y aire, y una comprobación negativa de si en el circuito de refrigeración (1) tiene lugar una bajada de presión, el fluido de trabajo que se encuentra bajo presión se suministre directamente o con el apoyo del compresor al drenaje (11), por lo que el circuito de refrigeración se interrumpe mediante una válvula de bloqueo (16) entre el conducto de drenaje (17) y el evaporador (3).

La última parte del propano en el ciclo de refrigeración se airea solo lentamente mediante una simple abertura de la válvula de bloqueo, lo cual no es deseable en caso de emergencia. En este caso la válvula de bloqueo se abre desde el recipiente de gas inerte al circuito de refrigeración y el circuito de refrigeración se lava con gas inerte a presión.

También puede aparecer el caso de que aparezca una filtración en uno de ambos transportadores de calor. En un caso tal tienen lugar una protección mediante un aireado automático del fluido de trabajo desde el fluido del transportador de calor a la carcasa. A ello le sigue entonces un drenaje del aire interior de la carcasa con la inertización simultánea del interior de la carcasa.

La invención se explica en más detalle a continuación mediante un ejemplo. En este caso la fig. 1 muestra esquemáticamente un ciclo de refrigeración con el medio de refrigeración propano y las instalaciones de seguridad previstas como ejemplo de una bomba de calor para el hogar.

La fig. 1 muestra un circuito de refrigeración usual 1 con un compresor 2, un condensador 3 y una reducción de presión 4 y un evaporador en una carcasa cerrada 6. La carcasa 6 está normalmente en este caso aislada frente a ruidos y por ello ya realizada hermética al aire, puede soportar una ligera sobrepresión. Constructivamente se pueden integrar almacenes de agua y elementos de conexión. La carcasa 6 está equipada junto a una conexión de corriente aquí no mostrada mediante conexiones por cable para la fuente de calor, la conexión de fuentes de calor 7 y el precursor de fuentes de calor 8, y el ciclo de calentamiento con el precursor de sumideros de calor 9 y la conexión de los sumideros de calor 10.

Naturalmente el ciclo de refrigeraciónn representado aquí de forma simplificada puede contener también varios intercambiadores de calor a diferentes niveles de temperatura, una reducción de presión escalonada, dispositivos de conmutación para la operación de calentamiento en invierno y enfriamiento en verano, así como una pluralidad de sensores, por lo que los siguientes dispositivos de seguridad son idénticos.

Para el caso de una avería se prevé un conducto de drenaje 11 que conduce fuera de la carcasa, que está asegurado por un seguro de retorno frente a una succión desde afuera y termina fuera de la pared del edificio de viviendas 13 en un dispersor 14. En el ejemplo presente el dispersor está construido como dispersor rotacional, según las circunstancias locales también son posibles una pluralidad de otros diseños. En este caso es importante que no se formen mechones ningunos a ser posible y que tenga lugar una mezcla de aire lo más alta posible, para que resulte una separación segura a los límites de explosividad para una mezcla de propano-aire que se forme cuando se drena el propano.

El tipo de drenaje seguro del propano depende del tipo de avería o de la calidad de la información y de las circunstancias que existen para ello. En este caso deben distinguirse circunstancias externas como caída de corriente, incendio, terremoto, inundación y accidentes por incidencias internas como la aparición de fugas o perturbaciones mayores mucho más infrecuentes y aquellas resultan de la actuación conjunta con fuentes de calor externa y sumideros de calor conectados. Los medios de reconocimiento requeridos para ello no son objeto de la invención, sino que a continuación se suponen existentes como en el marco del estado de la técnica conocido y no se representan adicionalmente.

En caso de que se constate una pequeña fuga, cuya localización o reparación requiere un circuito de refrigeración vaciado, o de la cual debe asumirse que podría agrandarse rápidamente, se abre el drenaje válvula de bloqueo 15, se abre el reductor de presión 4 y se cierra la válvula de bloqueo 16 del circuito de refrigeración. El propano bajo presión que entra en el conducto de acceso del eyector 17 se conduce al eyector 18, pero no debe sustentarse mediante gas propulsor. Según las circunstancias externas puede tener sentido sin embargo mezclar con el propano que entra al eyector gas inerte del recipiente a presión de gas inerte 19, en cuanto que la válvula de bloqueo 20 del gas propulsor, la cual puede estar realizada también como válvula de regulación, se abre y mezcla el gas inerte con el propano mediante el conducto del gas propulsor 21 en el eyector.

Mientras se encuentre en el ciclo de refrigeración una mezcla de dos fases de propano, la presión en el circuito de refrigeración es esencialmente constante y solo depende de la temperatura. Siempre que también estén cerradas las conexiones a la fuente de calor y sumideros de calor, la temperatura permanece ampliamente constante, ya que la capacidad calorífica disponible en la carcasa 6 en el condensador 3 compensa la pérdida del calor de evaporación del propano. La gran parte del propano puede así drenarse. Otro es el caso cuando en el condensador no hay agua caliente ninguna. Entonces hay que contar con una bajada de temperatura y, unido a ello con una bajada de presión en el circuito de refrigeración.

Tan pronto como cae la presión de propano en el circuito de refrigeración, se puede usar el compresor 2 para un transporte y elevación de la presión posteriores, siempre que no haya una caída de corriente o caída del compresor. Adicionalmente se puede abrir la válvula de bloqueo 22, para llenar de gas inerte del recipiente de presión de gas inerte 19 al circuito de refrigeración 1 y mantener la presión. En el caso de una caída de corriente al bajar la presión también se puede meter gas inerte desde el conducto de gas impulsor 21 al eyector 18, para succionar propano desde el circuito de refrigeración y conducirlo al dispersor 14 con una presión tal que tenga lugar una turbulencia o mezclado suficiente con el aire exterior. Tan pronto como se retira el propano mediante desplazamiento con gas inerte del circuito de refrigeración 1, pueden cerrase la válvula de bloqueo 15 del drenaje y la válvula de bloqueo 22 de la inertización del circuito de refrigeración.

Como resultado de ello la carcasa 6 debe lavarse con gas inerte, ya que mediante el drenaje de propano precedente también se podría encontrar aún en la carcasa demasiado propano. Para este propósito se abre la válvula de bloqueo 26 de evacuación de la carcasa, mediante la entrada de evacuación 27 y el filtro 28 puede succionarse de esta forma aire desde la carcasa 6 al conducto de acceso al eyector 17. Un seguro de retorno 29 asegura en este caso que mediante mal funcionamiento el resto del propano pueda fluir a la carcasa. En cuanto que se abre la válvula de bloqueo 20 del gas impulsor, se puede succionar el aire cargado mediante el eyector 18 desde la carcasa. Para evitar en este caso un daño de la carcasa 6 por bajo presión, debe abrirse simultáneamente la válvula de bloqueo 24 de la inertización de la carcasa, la cual deja entrar tanto gas inerte mediante la salida de gas inerte 25 en la carcasa, como se saca mediante la salida de evacuación 27. Preferiblemente se utiliza aquí el conocido procedimiento de gas de péndulo.

En el caso de que deba temerse una avería mayor, o para el caso de que se esté quemando, se requiere un drenaje rápido. En este caso se procede como se describe arriba, sin embargo no se cierra la válvula de bloqueo del circuito de refrigeración. La válvula de bloqueo de la evacuación de la carcasa se abre igualmente desde el principio, para contrarrestar una sobrepresión que surja eventualmente en la carcasa, ya sea mediante el propano saliente o mediante la acción del calor. Siempre que ya haya tenido lugar daño en la carcasa y no haya personas en la cercanía, se abre también la válvula de bloqueo de la inertización de la carcasa, para en un incendio llevar también el oxígeno fuera de la carcasa.

En caso de un terremoto o una inundación por el contrario se cierran todas las válvulas de bloqueo, hasta que se asegure que los dispositivos de drenaje no están dañados así como están libres. A continuación de esto se decide en el caso individual si o cuándo es necesario un drenaje.

Lo mismo vale esencialmente también para el caso de que las perturbaciones afecten solo a los ciclos de fuentes de calor o sumideros de calor. Siempre que una fuga en el ciclo de refrigeración pueda tener como consecuencia una elevación del propano en los ciclos de fuentes de calor o sumideros de calor, o sea también pudiera entrar en el ciclo de refrigeración líquido portador de calor en una bajada de presión, debe mantenerse la presión en el ciclo de refrigeración a la presión del líquido de portador de calor. Para este propósito primero se abre solo la válvula de bloqueo 22 de la inertización del circuito de refrigeración, la cual para este caso puede realizarse también como válvula de regulación, para alimentar gas inerte al círculo de refrigeración 1 y elevar ligeramente la temperatura. Simultáneamente se cierran las conexiones 7 hasta 10. Según la cantidad del fluido portador del calor eventualmente entrante, la retirada de propano debe tener lugar bajo presión, por lo que el compresor está desconectado y el eyector se acciona con gas impulsor. De esta manera se garantiza un drenaje de propano seguro también bajo el arrastre del fluido portador del calor.

Lista de signos de referencia

1 Círculo de refrigeración

2 Compresor

3 Condensador

4 Reducción de presión

5 Evaporador

6 Carcasa

7 Conexión de fuentes de calor

8 Precursor de fuentes de calor

9 Precursor de sumideros de calor

10 Conexión de sumideros de calor

11 Conducto de drenaje

12 Seguro de retorno

13 Muro exterior

14 Dispersor

15 Válvula de bloqueo del drenaje

16 Válvula de bloqueo del círculo de refrigeración

17 Conducto de acceso al eyector

18 Eyector

19 Recipiente a presión del gas inerte

20 Válvula de bloqueo del gas impulsor

21 Conducto del gas impulsor

22 Válvula de bloqueo de la inertización del círculo de refrigeración 23 Seguro de retorno

24 Válvula de bloqueo de la inertización de la carcasa

25 Salida del gas inerte

26 Válvula de bloqueo de la evacuación de la carcasa

27 Entrada de evacuación

28 Filtro

29 Seguro de retorno

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo para la realización segura de un ciclo Clausius-Rankine termodinámico levógiro en un edificio de viviendas (13) mediante un fluido de trabajo inflamable, el cual en estado de gas es más pesado que el aire en condiciones atmosféricas y que es conducido en un circuito de refrigeración (1) cerrado sellado herméticamente, en el cual transcurre un fluido de trabajo, que presenta

- al menos un condensador (2) para el fluido de trabajo,

- al menos una instalación de expansión (4) para el fluido de trabajo,

- al menos dos transmisores de calor (3, 5) para el fluido de trabajo con al menos dos conexiones (7,8,9,10) respectivamente para fluidos transmisores de calor,

- una carcasa cerrada (6), la cual rodea todos los dispositivos conectados al circuito de refrigeración cerrado (1) y puede incluir otras instalaciones,

caracterizado por que,

- el circuito de refrigeración (1) está unido, mediante un conducto (17) que conduce al drenaje, con un drenaje (11), que está dispuesto en la dirección de la corriente a continuación del compresor (2) y el drenaje (11) está separado del circuito de refrigeración (1) mediante una válvula de bloqueo (15),

- el interior de la carcasa (6) está unido con el drenaje (11) y el drenaje está separado del interior de la carcasa (6) mediante una válvula de bloqueo (26),

- el drenaje (11) puede conducirse desde la carcasa a un lugar fuera del edificio de vivienda (13),

- sobre la salida del drenaje está dispuesto un dispositivo para dispersar (14) y

- se almacena un gas inerte mantenido a presión a al menos un recipiente de gas inerte (19) y este recipiente de gas inerte (19) está unido tanto con el circuito de refrigeración (1) como también con el interior de la carcasa (6) mediante una válvula de bloqueo (22, 24) respectiva.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por que entre la válvula de bloqueo (15), la cual separa el drenaje (11) del circuito de refrigeración (1), y el drenaje (11) hay conectado un eyector (18), el cual con una línea de chorro de tracción (21) mediante una válvula de bloqueo (20) está conectado al recipiente de gas inerte (19) mantenido bajo presión.

3. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que en el circuito de refrigeración (1) se dispone una válvula de bloqueo (16) entre el compresor (2) y el condensador (3), por lo que el conducto (17) que conduce al drenaje se bifurca antes de la válvula de bloqueo (16) y el conducto de unión al recipiente de gas inerte (19) se bifurca tras la válvula de bloqueo (16).

4. Procedimiento para la evacuación de seguridad de un circuito de refrigeración y la carcasa que lo rodea correspondiente a una de las reivindicaciones 1 a 3,

caracterizado por que,

- tras el reconocimiento de una fuga primero se comprueba si en el interior de la carcasa (6) se ha formado una mezcla inflamable y fluido de trabajo y aire,

- y si en el circuito de refrigeración (1) tiene lugar una bajada de presión.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por que tras una comprobación positiva de si en la carcasa se ha formado una mezcla inflamable de fluido de trabajo y aire, primero se inertiza el interior de la carcasa (6), en cuanto que la válvula de bloqueo (26), la cual une el interior de la carcasa (6) con el drenaje (11), se abre y se conduce simultáneamente gas inerte desde el recipiente de gas inerte (19) al interior de la carcasa.

6. Procedimiento según la reivindicación 5 correspondiendo a un dispositivo de las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado por que el contenido en forma de gas de la carcasa se succiona mediante un eyector (18) y en este caso se mezcla con un gas inerte como chorro de tracción, antes de ser conducido desde la carcasa (6) a un lugar fuera del edificio de viviendas (13).

7. Procedimiento según la reivindicación 4 correspondiente a un dispositivo de las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado por que tras una comprobación negativa de si en la carcasa se ha formado una mezcla inflamable de fluido de trabajo y aire, y una comprobación positiva de si en el circuito de refrigeración (1) tiene lugar una bajada de presión, el contenido en forma de gas del circuito de refrigeración (1) se succiona mediante un eyector (18) y en este caso se mezcla con un gas inerte como chorro de tracción, antes de que se conduzca desde la carcasa (6) a un lugar fuera del edificio de viviendas (13).

8. Procedimiento según la reivindicación 4 correspondiente a un dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado por que tras una comprobación negativa de si en la carcasa se ha formado una mezcla inflamable de fluido de trabajo y aire, y una comprobación negativa de si en el circuito de refrigeración (1) tiene lugar una bajada de presión, el fluido de trabajo que se encuentra bajo presión se pasa directamente con apoyo del compresor al drenaje (11), por lo que el circuito de refrigeración se interrumpe mediante una válvula de bloqueo (16) entre el conducto de drenaje (17) y el evaporador (3).