ES2877210T3

ES2877210T3 - Sistema compuesto de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente

Info

Publication number: ES2877210T3
Application number: ES10849360T
Authority: ES
Inventors: Shogo Tamaki; Kosuke Tanaka; Fumitake Unezaki; Hirokuni Shiba; Yuto Shibao
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-04-05
Filing date: 2010-04-05
Publication date: 2021-11-16
Anticipated expiration: 2030-04-05
Also published as: CN102844630A; EP2557377B1; EP2557377A4; US20130019624A1; WO2011125111A1; JP5634502B2; CN102844630B; US9068766B2; EP2557377A1; JPWO2011125111A1

Abstract

Sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente (100) que comprende: una o una pluralidad de unidades de uso (303) equipadas cada una de ellas con al menos un intercambiador de calor de lado de uso (14); una o una pluralidad de unidades de fuente de calor (301) conectadas a las unidades de uso (303), estando cada unidad de fuente de calor (301) equipada con un compresor (1), un intercambiador de calor de lado de fuente de calor (20), un mecanismo de reducción de presión de lado de fuente de calor, un elemento de derivación (24) que deriva un refrigerante líquido en un lado de alta presión a un lado de baja presión, un mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión (23) dispuesto en el elemento de derivación, un acumulador (22) y un intercambiador de calor de subenfriamiento (18) que intercambia calor entre el refrigerante líquido en el lado de alta presión y el refrigerante del lado de baja presión que fluye a través del elemento de derivación; una o una pluralidad de unidades de ramificación (302) conectadas a las unidades de uso (303) y las unidades de fuente de calor (301), incluyendo cada unidad de ramificación (302) un mecanismo de reducción de presión de lado de uso que controla el flujo del refrigerante que fluye al interior de la unidad de uso (303) según un estado de funcionamiento en la unidad de uso (303); un sensor de presión de succión (217) dispuesto en el lado de succión del compresor, para detectar una presión de succión; un sensor de temperatura de líquido de baja presión (215), dispuesto en el elemento de derivación (24), aguas abajo del mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión (23) y aguas arriba del intercambiador de calor de subenfriamiento (18), para detectar una temperatura de saturación en el lado de baja presión; un sensor de temperatura de gas de baja presión (216), dispuesto en el elemento de derivación (24) aguas abajo del intercambiador de calor de subenfriamiento (18), para detectar la temperatura de un refrigerante gaseoso en el lado de baja presión; un sensor de presión de descarga (201) dispuesto en el lado descargado del compresor, para detectar una presión de descarga; un sensor de temperatura de líquido de presión media (210), dispuesto entre el intercambiador de calor de subenfriamiento (18) y la unidad de ramificación (302), para detectar una temperatura de un refrigerante líquido en un lado de presión media; un sensor de temperatura de descarga (202) dispuesto en el lado descargado del compresor, para detectar una temperatura de descarga; y una sección de control (103), en el que cuando una presión de evaporación o una temperatura de evaporación calculada a partir de la presión de evaporación alcanza un primer valor predeterminado o superior, la sección de control (103) está configurada para controlar el grado de sobrecalentamiento del refrigerante en el lado de gas de baja presión del intercambiador de calor de subenfriamiento (18) o el grado de subenfriamiento del refrigerante en el lado de líquido de alta presión del intercambiador de calor de subenfriamiento (18) controlando el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión (23), de manera que la presión de evaporación o la temperatura de evaporación calculada a partir de la presión de evaporación es inferior o igual al primer valor predeterminado; en el que el sensor de presión de succión (217) detecta la presión de evaporación, y la temperatura de evaporación es una temperatura de saturación calculada a partir de la presión de evaporación; en el que el grado de sobrecalentamiento del refrigerante en el lado de gas de baja presión del intercambiador de calor de subenfriamiento (18) se obtiene restando una temperatura detectada por el sensor de temperatura de líquido de baja presión (215) de una temperatura detectada por el sensor de temperatura de gas de baja presión (216); en el que el grado de subenfriamiento del refrigerante en el lado de líquido de alta presión del intercambiador de calor de subenfriamiento se obtiene restando una temperatura detectada por el sensor de temperatura de líquido de presión media (210) de una temperatura de condensación calculada a partir de una presión de condensación detectada por el sensor de presión de descarga (201); caracterizado porque el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente comprende, además: una o una pluralidad de unidades de suministro de agua caliente (304), cada una equipada con al menos un intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente (5); en el que dicha una o una pluralidad de unidades de ramificación (302) está conectada a las unidades de suministro de agua caliente (304), y en el que cada unidad de ramificación (302) incluye un mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente (8) que controla el flujo del refrigerante que fluye al interior de la unidad de suministro de agua caliente (304) según un estado de funcionamiento en la unidad de suministro de agua caliente (304), y un segundo elemento de derivación que conecta un punto entre el intercambiador de calor de subenfriamiento (18) y el mecanismo de reducción de presión de lado de fuente de calor a un punto entre una parte de succión del compresor (1) y el acumulador (22); y un mecanismo de reducción de presión de succión (25) dispuesto en el segundo elemento de derivación, y en el que cuando la temperatura de descarga del refrigerante descargado del compresor (1) alcanza un sexto valor predeterminado o superior, la sección de control (103) se configura para controlar el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de succión (25) de manera que la temperatura de descarga es inferior o igual al sexto valor predeterminado.

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema compuesto de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente

Campo técnico

La presente invención se refiere a sistemas combinados de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente capaces de ejecutar simultáneamente una operación de acondicionamiento de aire (operación de enfriamiento, operación de calentamiento) y una operación de suministro de agua caliente y, en particular, se refiere a un sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente que logra un estado de funcionamiento altamente eficaz.

Técnica anterior

Han existido sistemas combinados de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente, cada uno de los cuales está equipado con un circuito de refrigerante que incluye una unidad de fuente de calor (unidad de exterior), una unidad de uso (unidad de interior) y una unidad de suministro de agua caliente (calentador de agua), de manera que la unidad de uso y la unidad de suministro de agua caliente se conectan a la unidad de fuente de calor a través de tuberías, y es capaz de ejecutar simultáneamente una operación de acondicionamiento de aire y una operación de suministro de agua caliente (véanse los documentos de patente 1 a 3, por ejemplo).

En un sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente de este tipo, una pluralidad de unidades de uso se conecta a la unidad de fuente de calor a través de tuberías de conexión (tuberías de refrigerante), de modo que cada unidad de uso puede ejecutar una operación de enfriamiento u operación de calentamiento. Además, la unidad de suministro de agua caliente se conecta a la unidad de lado de fuente de calor conectando tuberías o un sistema en cascada, de modo que la unidad de suministro de agua caliente puede ejecutar la operación de suministro de agua caliente. En otras palabras, la operación de acondicionamiento de aire por la unidad de lado de uso y la operación de suministro de agua caliente por la unidad de suministro de agua caliente pueden ejecutarse simultáneamente. Además, en el caso en que la unidad de uso realice la operación de enfriamiento en el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente, la ejecución de la operación de suministro de agua caliente por la unidad de suministro de agua caliente permite recuperar el calor de escape en la operación de enfriamiento, logrando, por tanto, operaciones altamente eficaces.

El documento JP 2007 064510 A proporciona un acondicionador de aire que está dotado de un circuito de refrigerante principal que tiene un compresor, un intercambiador de calor de lado de fuente de calor, el intercambiador de calor de lado de utilización y la válvula de expansión, un circuito de refrigerante de derivación que diverge una parte de un refrigerante enviado desde el intercambiador de calor de lado de fuente de calor hasta la válvula de expansión del circuito de refrigerante principal y devolviéndolo a un lado de succión del compresor, un elemento de enfriamiento que enfría el refrigerante enviado desde el intercambiador de calor de lado la fuente de calor a la válvula de expansión mediante el refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación, y una parte de control que controla una válvula de expansión de derivación del circuito de refrigerante de derivación de manera que el grado de sobrecalentamiento en una salida de elemento de enfriamiento del refrigerante que fluye a través del circuito de refrigerante de derivación es un valor predeterminado.

Lista de citas

Documentos de patente

Documento de patente 1: Patente Japonesa n.° 2554208 (pág. 3, figura 1, por ejemplo)

Documento de patente 2: Publicación de solicitud de patente japonesa examinada n.° 6-76864 (páginas 2-4, figura 2, por ejemplo)

Documento de patente 3: Publicación de solicitud de patente japonesa sin examinar n.° 2009-243793 (página 5, figura 1, por ejemplo)

Sumario de la invención

Problema técnico

En el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente que incluye el sistema en cascada dado a conocer en el documento de patente 1, con el fin de suministrar rápidamente agua caliente a alta temperatura con alta eficacia, se disponen dos circuitos de refrigerante para realizar la operación de suministro de agua caliente. Por tanto, esto puede proporcionar los efectos de aumentar la capacidad de calentamiento de agua y reducir el tiempo para el suministro de agua caliente. Sin embargo, en el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente publicado en el documento de patente 1, la disposición de los dos circuitos de refrigerante conlleva un aumento del tamaño del sistema. Desventajosamente, se necesita más espacio de instalación.

En el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente dado a conocer en el documento de patente 2, un único circuito de refrigerante realiza el suministro de agua caliente. Por consiguiente, el sistema puede realizarse más pequeño que el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente dado a conocer en el documento de patente 1. Sin embargo, en el caso en que la operación de suministro de agua caliente necesaria para suministrar agua caliente a una temperatura elevada, por ejemplo, 60 grados C o más, se ejecute a condición de que la temperatura del aire exterior sea alta, por ejemplo, durante el verano (en condiciones de aire exterior de alta temperatura), tienden a aumentar una presión sobre un lado de alta presión y una presión sobre un lado de baja presión. Desventajosamente, la capacidad de suministro de agua caliente se reduce. Además, la relación de compresión de un compresor es alta durante el suministro de agua caliente a alta temperatura. Por consiguiente, probablemente se reducirá la eficacia de la operación.

El sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente dado a conocer en el documento de patente 3 se refiere a una técnica para la operación de suministro de agua caliente a condición de que la temperatura del aire exterior sea baja (condiciones de aire exterior de baja temperatura). El control del caudal de inyección a un compresor según una temperatura de condensación permite la operación de suministro de agua caliente en condiciones de aire exterior a baja temperatura. Sin embargo, el documento de patente 3 no incluye ninguna descripción sobre la operación de suministro de agua caliente en condiciones de aire exterior de alta temperatura en el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente dado a conocer.

La presente invención se ha realizado teniendo en cuenta las desventajas descritas anteriormente y un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente que controle adecuadamente el grado de sobrecalentamiento y el grado de subenfriamiento de un intercambiador de calor de manera que pueda mantenerse una alta capacidad de suministro de agua caliente incluso en condiciones de aire exterior de alta temperatura y pueda mantenerse un estado de funcionamiento altamente eficaz. Solución al problema

La presente invención es la definida en la reivindicación independiente adjunta. Implementaciones adicionales se dan a conocer en las reivindicaciones dependientes adjuntas, la descripción y las figuras. La presente invención proporciona un sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente que incluye una o una pluralidad de unidades de uso cada una equipada con al menos un intercambiador de calor de lado de uso, una o una pluralidad de unidades de suministro de agua caliente cada una equipada con al menos un intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente, una o una pluralidad de unidades de fuente de calor conectadas a las unidades de uso y a las unidades de suministro de agua caliente, estando cada unidad de fuente de calor equipada con un compresor, un intercambiador de calor de lado de fuente de calor, un mecanismo de reducción de presión de lado de fuente de calor, un elemento de derivación que deriva un refrigerante líquido en un lado de alta presión a un lado de baja presión, un mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión dispuesto en el elemento de derivación, un acumulador y un intercambiador de calor de subenfriamiento que intercambia calor entre el refrigerante líquido en el lado de alta presión y el refrigerante en el lado de baja presión que fluye a través del elemento de derivación, y una o una pluralidad de unidades de ramificación conectadas a las unidades de uso, las unidades de suministro de agua caliente y las unidades de fuente de calor, estando cada unidad de ramificación equipada con un mecanismo de reducción de presión de lado de uso que controla el flujo del refrigerante que fluye al interior de la unidad de uso según el estado de funcionamiento de la unidad de uso, y un mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente que controla el flujo del refrigerante que fluye al interior de la unidad de suministro de agua caliente según un estado de funcionamiento en la unidad de suministro de agua caliente, en el que cuando una presión de evaporación o una temperatura de evaporación calculada a partir de la presión de evaporación alcanza un primer valor predeterminado o superior, el grado de sobrecalentamiento del refrigerante en el lado de gas de baja presión del intercambiador de calor de subenfriamiento o el grado de subenfriamiento del refrigerante en el lado líquido de alta presión del intercambiador de calor de subenfriamiento se controla mediante el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión, de manera que la presión de evaporación o la temperatura de evaporación calculada a partir de la presión de evaporación sea menor o igual al primer valor predeterminado.

La presente invención proporciona un sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente que incluye una o una pluralidad de unidades de uso cada una equipada con al menos un intercambiador de calor de lado de uso, una o una pluralidad de unidades de suministro de agua caliente cada una equipada con al menos un intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente, una o una pluralidad de unidades de fuente de calor conectadas a las unidades de uso y a las unidades de suministro de agua caliente, estando cada unidad de fuente de calor equipada con un compresor, un intercambiador de calor de lado de fuente de calor, un mecanismo de reducción de presión de lado de fuente de calor y un receptor, y una o una pluralidad de unidades de ramificación conectadas a las unidades de uso, las unidades de suministro de agua caliente y las unidades de fuente de calor, estando cada unidad de ramificación equipada con un mecanismo de reducción de presión de lado de uso que controla el flujo de un refrigerante que fluye al interior de la unidad de uso según un estado de funcionamiento en la unidad de uso, y un mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente que controla el flujo del refrigerante que fluye al interior de la unidad de suministro de agua caliente según un estado de funcionamiento en la unidad de suministro de agua caliente, en el que cuando una presión de evaporación o una temperatura de evaporación calculada a partir de la presión de evaporación alcanza un primer valor predeterminado o superior, el grado de sobrecalentamiento en el lado del gas del intercambiador de calor de lado de fuente de calor o el grado de sobrecalentamiento en el lado del gas del intercambiador de calor de lado de uso se controla mediante el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de lado de fuente de calor o el mecanismo de reducción de presión de lado de uso, de manera que la presión de evaporación o la temperatura de evaporación calculada a partir de la presión de evaporación es menor o igual al primer valor predeterminado.

Efectos ventajosos de la invención

Según los sistemas combinados de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente de la presente invención, puede mantenerse una alta capacidad de suministro de agua caliente y también puede mantenerse un estado de funcionamiento altamente eficaz en condiciones de aire exterior de alta temperatura.

Breve descripción de los dibujos

[Figura 1] la figura 1 es un diagrama de circuito de refrigerante que ilustra la configuración de un circuito de refrigerante en un sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente según la realización 1 de la presente invención.

[Figura 2] la figura 2 es un diagrama esquemático que ilustra esquemáticamente los procesos de información de diversos sensores y componentes que van a controlarse en el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente según la realización 1 de la presente invención.

[Figura 3] la figura 3 es una tabla que ilustra los detalles de las operaciones de una válvula de cuatro vías y válvulas de solenoide en los modos de funcionamiento de una unidad de fuente de calor.

[Figura 4] la figura 4 incluye diagramas explicativos esquemáticos que explican los controles para evitar un aumento de presión en un lado de baja presión, un aumento de presión en un lado de alta presión y un aumento de la temperatura de descarga en condiciones de aire exterior de alta temperatura, ejecutándose los controles por el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente según la realización 1 de la presente invención.

[Figura 5] la figura 5 incluye diagramas esquemáticos que explican un cambio en la temperatura de evaporación con respecto al grado de sobrecalentamiento, o un cambio en la eficacia de funcionamiento y la temperatura de condensación con respecto al grado de subenfriamiento.

[Figura 6] la figura 6 es un diagrama de circuito de refrigerante que ilustra la configuración de un circuito de refrigerante en un sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente según la realización 2 de la presente invención.

Descripción de las realizaciones

Las realizaciones de la presente invención se describirán a continuación con referencia a los dibujos.

Realización 1

La figura 1 es un diagrama de circuito de refrigerante que ilustra la configuración de un circuito de refrigerante en un sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100 según la realización 1 de la presente invención. La figura 2 es un diagrama esquemático que ilustra esquemáticamente los procesos de información de diversos sensores y componentes que van a controlarse en el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100. La figura 3 es una tabla que ilustra los detalles de las operaciones de una válvula de cuatro vías 11 y válvulas de solenoide en los modos de funcionamiento de una unidad de fuente de calor 301. La figura 4 incluye diagramas explicativos esquemáticos que explican los controles, ejecutados por el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100, para evitar un aumento de presión en un lado de baja presión, un aumento de presión en un lado de alta presión y un aumento de la temperatura de descarga en condiciones de aire exterior de alta temperatura. La figura 5 incluye diagramas esquemáticos que explican un cambio en la temperatura de evaporación con respecto al grado de sobrecalentamiento o un cambio en la temperatura de condensación y la eficacia de funcionamiento con respecto al grado de subenfriamiento. La configuración y funcionamiento del sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100 se describirá con referencia a las figuras 1 a 5. Además, la relación dimensional entre los componentes de la figura 1 y las otras figuras puede ser diferente de la real.

Este sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100 es un sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente de múltiples sistemas de 3 tuberías que realiza una operación de ciclo de refrigeración de termocompresión para permitir simultáneamente una operación de enfriamiento u operación de calentamiento seleccionadas en una unidad de lado de uso y una operación de suministro de agua caliente en una unidad de suministro de agua caliente. Este sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100 puede realizar simultáneamente la operación de acondicionamiento de aire y la operación de suministro de agua caliente, y también puede mantener una alta temperatura de suministro de agua caliente y lograr operaciones altamente eficaces incluso en condiciones de aire exterior de alta temperatura.

Configuración del sistema

El sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100 incluye la unidad de fuente de calor 301, una unidad de ramificación 302 y una unidad de uso 303. La unidad de fuente de calor 301 y la unidad de ramificación 302 están conectadas por una tubería de extensión de líquido 9, que actúa como tubería de refrigerante, y una tubería de extensión de gas 12, que actúa como tubería de refrigerante. Un lado de una unidad de suministro de agua caliente 304 está conectado a la unidad de fuente de calor 301 a través de una tubería de gas de suministro de agua caliente 4, que actúa como tubería de refrigerante, y una tubería de extensión de suministro de agua caliente 3, que actúa como tubería de refrigerante. El otro lado de la misma está conectado a la unidad de ramificación 302 a través de una tubería de líquido de suministro de agua caliente 7, que actúa como tubería de refrigerante. La unidad de uso 303 y la unidad de ramificación 302 están conectadas por una tubería de gas de interior 13, que actúa como tubería de refrigerante, y una tubería de líquido de interior 16, que actúa como tubería de refrigerante.

En la realización 1, se ilustra el caso en el que la única unidad de uso y la única unidad de suministro de agua caliente están conectadas a la única unidad de fuente de calor. La disposición no se limita a este caso. Por lo que se refiere a cada unidad, el número de unidades podrá ser superior o igual al que se ilustra en los dibujos. Además, algunos ejemplos de refrigerantes usados en el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100 incluyen refrigerantes HFC (hidrofluorocarbonos), tales como R410A, R407C y R404A, refrigerantes HCFC (hidroclorofluorocarbonos), tales como R22 y R134a, y refrigerantes naturales, tales como hidrocarburos, helio y dióxido de carbono.

Modos de funcionamiento de la unidad de fuente de calor 301

Se describirán brevemente los modos de funcionamiento que puede ejecutar el sistema combinado de acondicionamiento de aire y de suministro de agua caliente 100. En el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100, se determina un modo de funcionamiento de la unidad de fuente de calor 301 dependiendo de la relación entre una carga de suministro de agua caliente de la unidad de suministro de agua caliente conectada 304 y una carga de enfriamiento y una carga de calentamiento de las unidades de uso 303. El sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100 está configurado para ejecutar cualquiera de cuatro modos de funcionamiento (modo de funcionamiento de solo calentamiento, modo de funcionamiento principal de calentamiento, modo de funcionamiento de solo enfriamiento y modo de funcionamiento principal de enfriamiento).

El modo de funcionamiento de solo calentamiento es un modo de funcionamiento de la unidad de fuente de calor 301 en el caso en que la operación de suministro de agua caliente por la unidad de suministro de agua caliente 304 y la operación de calentamiento por la unidad de uso 303 se ejecuten simultáneamente. El modo de funcionamiento principal de calentamiento es un modo de funcionamiento de la unidad de fuente de calor 301 en el caso en que se realicen simultáneamente la operación de suministro de agua caliente por la unidad de suministro de agua caliente 304 y la operación de enfriamiento por la unidad de uso 303 y la carga de suministro de agua caliente es mayor. El modo de funcionamiento principal de enfriamiento es un modo de funcionamiento de la unidad de fuente de calor 301 en el caso en que se realicen simultáneamente la operación de suministro de agua caliente por la unidad de suministro de agua caliente 304 y la operación de enfriamiento por la unidad de uso 303 y la carga de enfriamiento es mayor. El modo de funcionamiento de solo enfriamiento es un modo de funcionamiento de la unidad de fuente de calor 301 en el caso en que no exista carga de suministro de agua caliente y la unidad de uso 303 realice la operación de enfriamiento.

Unidad de uso 303

La unidad de uso 303 se instala en un lugar (por ejemplo, dentro o sobre un techo de interior de manera oculta o suspendida, o en una pared de manera colgada) en el que el aire acondicionado puede soplarse a una zona acondicionada. La unidad de uso 303 está conectada a la unidad de fuente de calor 301 a través de la unidad de ramificación 302, la tubería de extensión de líquido 9 y la tubería de extensión de gas 12, y forma parte del circuito de refrigerante del sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100.

La unidad de uso 303 incluye un circuito de refrigerante de lado de interior que forma parte del circuito de refrigerante. Este circuito de refrigerante de lado de interior incluye, como componente, un intercambiador de calor de interior 14 que actúa como intercambiador de calor de lado de uso. La unidad de uso 303 incluye además un dispositivo de envío de aire de interior 15 para el suministro de aire acondicionado, que ha intercambiado calor con el refrigerante del intercambiador de calor de interior 14, a la zona acondicionada, tal como un espacio de interior.

El intercambiador de calor de interior 14 puede ser, por ejemplo, un intercambiador de calor de aleta y tubo de tipo aleta transversal que incluye un tubo de transferencia de calor y muchas aletas. Alternativamente, el intercambiador de calor de interior 14 puede ser, por ejemplo, un intercambiador de calor de microcanal, un intercambiador de calor de carcasa y tubo, un intercambiador de calor de tubería de calor o un intercambiador de calor de doble tubería. En el caso en que el modo de funcionamiento ejecutado por el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100 sea un modo de funcionamiento de enfriamiento (el modo de funcionamiento de solo enfriamiento o el modo de funcionamiento principal de enfriamiento), el intercambiador de calor de interior 14 funciona como un evaporador de refrigerante para enfriar el aire en la zona acondicionada. En el modo de funcionamiento de calentamiento (el modo de funcionamiento de solo calentamiento o el modo de funcionamiento principal de calentamiento), el intercambiador de calor de interior 14 funciona como un condensador de refrigerante (o radiador) para calentar el aire en la zona acondicionada.

El dispositivo de envío de aire de interior 15 tiene la función de succionar el aire de interior al interior de la unidad de uso 303 para permitir que el intercambiador de calor de interior 14 intercambie calor con el aire de interior, y luego suministre el aire resultante como aire acondicionado a la zona acondicionada. En otras palabras, la unidad de uso 303 permite intercambiar calor entre el aire de interior introducido por el dispositivo de envío de aire de interior 15 y el refrigerante que fluye a través del intercambiador de calor de interior 14. El dispositivo de envío de aire de interior 15 incluye un componente capaz de cambiar el caudal del aire acondicionado suministrado al intercambiador de calor de interior 14. Por ejemplo, el dispositivo de envío de aire de interior 15 incluye un ventilador, tal como un ventilador centrífugo o un ventilador de múltiples aspas, y un motor, tal como un motor de ventilador de CC.

La unidad de uso 303 incluye además los siguientes sensores: un sensor de temperatura de gas de interior 207, dispuesto en el lado de gas del intercambiador de calor de interior 14, para detectar la temperatura de un refrigerante gaseoso; un sensor de temperatura de líquido de interior 208, dispuesto en el lado de líquido del intercambiador de calor de interior 14, para detectar la temperatura de un refrigerante líquido; y un sensor de temperatura de succión de interior 209, dispuesto en el lado de entrada de succión de aire de interior de la unidad de uso 303, para detectar la temperatura del aire de interior que fluye al interior de la unidad de uso 303.

Además, el funcionamiento del dispositivo de envío de aire de interior 15 está controlado por una sección de control 103, que funciona como medio de control de funcionamiento habitual para ejecutar un funcionamiento habitual, que incluye el modo de funcionamiento de enfriamiento y el modo de funcionamiento de calentamiento de la unidad de uso 303 (remítase a la figura 2).

Unidad de suministro de agua caliente 304

La unidad de suministro de agua caliente 304 tiene la función de suministrar agua caliente hervida por una caldera (no se ilustra) instalada en, por ejemplo, una ubicación de exterior. Un lado de la unidad de suministro de agua caliente 304 está conectado a la unidad de fuente de calor 301 a través de la tubería de suministro de agua caliente 4 y la tubería de extensión de suministro de agua caliente 3 y el otro lado de la misma está conectado a la unidad de ramificación 302 a través de la tubería de líquido de suministro de agua caliente 7, y forma parte del circuito de refrigerante del sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100.

La unidad de suministro de agua caliente 304 incluye un circuito de refrigerante de lado de suministro de agua caliente que forma parte del circuito de refrigerante. Este circuito de refrigerante de lado de suministro de agua caliente incluye un intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 como componente. Además, la unidad de suministro de agua caliente 304 está dotada de una bomba de suministro de agua 6 para suministrar agua caliente, que ha intercambiado calor con el refrigerante en el intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5, a la caldera o similares.

El intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 puede ser, por ejemplo, un intercambiador de calor de placas. En el modo de funcionamiento de suministro de agua caliente ejecutado por la unidad de suministro de agua caliente 304, el intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 funciona como un condensador de refrigerante para calentar el agua suministrada por la bomba de suministro de agua 6. La bomba de suministro de agua 6 tiene funciones de suministro de agua en la caldera al interior de la unidad de suministro de agua caliente 304 para permitir que el intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 intercambie calor con el agua, y luego suministrar el agua resultante como agua caliente a la caldera. En otras palabras, la unidad de suministro de agua caliente 304 permite intercambiar calor entre el agua suministrada por la bomba de suministro de agua 6 y el refrigerante que fluye a través del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5. Además, la bomba de suministro de agua 6 incluye un componente capaz de cambiar el caudal del agua suministrada al intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5.

La unidad de suministro de agua caliente 304 incluye además los siguientes sensores: un sensor de temperatura de gas de suministro de agua caliente 203, dispuesto en el lado de gas del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5, para detectar la temperatura de un refrigerante gaseoso; un sensor de temperatura de líquido de suministro de agua caliente 204, dispuesto en el lado de líquido del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5, para detectar la temperatura de un refrigerante líquido; un sensor de temperatura de entrada de agua 205, dispuesto en el lado de entrada de agua de la unidad de suministro de agua caliente 304, para detectar la temperatura del agua que fluye al interior de la unidad; y un sensor de temperatura de salida de agua 206, dispuesto en el lado de salida de agua de la unidad de suministro de agua caliente 304, para detectar la temperatura del agua que fluye fuera de la unidad.

Además, el funcionamiento de la bomba de suministro de agua 6 se controla por la sección de control 103, que ejecuta un funcionamiento habitual, que incluye el modo de funcionamiento de suministro de agua caliente de la unidad de suministro de agua caliente 304 (remítase a la figura 2).

Unidad de fuente de calor 301

La unidad de fuente de calor 301 se instala, por ejemplo, en una ubicación de exterior. La unidad de fuente de calor 301 está conectada a la unidad de uso 303 a través de la tubería de extensión de líquido 9, la tubería de extensión de gas 12 y la unidad de ramificación 302 y está conectada a la unidad de suministro de agua caliente 304 a través de la tubería de extensión de suministro de agua caliente 3, la tubería de gas de suministro de agua caliente 4, y la unidad de ramificación 302, y forma parte del circuito de refrigerante del sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100.

La unidad de fuente de calor 301 incluye un circuito de refrigerante de lado de exterior que forma parte del circuito de refrigerante. Este circuito de refrigerante de lado de exterior incluye, como componentes, un compresor 1 que comprime el refrigerante, la válvula de cuatro vías 11 para conmutar entre las direcciones de flujo del refrigerante, un intercambiador de calor de exterior 20 que actúa como intercambiador de calor de lado de fuente de calor, tres válvulas de solenoide (una primera válvula de solenoide 2, una segunda válvula de solenoide 10, una tercera válvula de solenoide 27) que controlan la dirección de flujo del refrigerante según un modo de funcionamiento, y un acumulador 22 para almacenar un exceso de refrigerante. La unidad de fuente de calor 301 incluye además un dispositivo de envío de aire de exterior 21 para el suministro de aire al intercambiador de calor de exterior 20, un intercambiador de calor de subenfriamiento 18 para controlar el caudal del refrigerante, un mecanismo de reducción de presión de exterior (mecanismo de reducción de presión de lado de fuente de calor) 19 para controlar el caudal del refrigerante separado, un mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión 23 y un mecanismo de reducción de presión de succión 25.

El mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión 23 se dispone en un elemento de derivación (tubería de derivación de baja presión 24) que conecta un punto entre la unidad de ramificación 302 y el intercambiador de calor de subenfriamiento 18 a una entrada del acumulador 22 a través del intercambiador de calor de subenfriamiento 18. Además, el mecanismo de reducción de presión de succión 25 se dispone en un segundo elemento de derivación (tubería de derivación de succión 26) que conecta un punto entre el intercambiador de calor de subenfriamiento 18 (o un receptor 28 en la realización 2) y el mecanismo de reducción de presión de exterior 19 a la parte de succión del compresor 1.

El compresor 1 está configurado para succionar un refrigerante y comprimir el refrigerante a un estado de alta temperatura, alta presión. El compresor 1 instalado en el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100 es capaz de cambiar la capacidad de funcionamiento y puede ser, por ejemplo, un compresor de desplazamiento positivo accionado por un motor controlado por inversor (no se ilustra). En la realización 1, se ilustra el caso en el que se proporciona un único compresor 1. La disposición no se limita a este caso. Dos o más compresores 1 pueden estar dispuestos en paralelo según el número de unidades de uso 303 conectadas. Además, una tubería de descarga conectada al compresor 1 se ramifica para dar dos tuberías, de manera que una tubería se conecta a través de la válvula de cuatro vías 11 a la tubería de extensión de gas 12 y la otra tubería se conecta a la tubería de extensión de suministro de agua caliente 3.

La válvula de cuatro vías 11 tiene las funciones de un dispositivo de conmutación de flujo que conmuta entre direcciones de flujo del refrigerante según un modo de funcionamiento de la unidad de fuente de calor 301. La figura 3 ilustra los detalles de funcionamiento de la válvula de cuatro vías 11 en los modos de funcionamiento. Las palabras "líneas continuas" y "líneas discontinuas" escritas en la figura 3 corresponden a "líneas continuas" y "líneas discontinuas" que indican los estados de conmutación en la válvula de cuatro vías 11 ilustrada en la figura 1.

En el modo de funcionamiento de solo calentamiento o en el modo de funcionamiento principal de calentamiento, se permite que la válvula de cuatro vías 11 conmute entre direcciones de flujo, tal como se ilustra por las "líneas continuas". Específicamente, en el modo de funcionamiento de solo calentamiento o en el modo de funcionamiento principal de calentamiento, con el fin de permitir que el intercambiador de calor de exterior 20 funcione como evaporador de refrigerante, se permite que la válvula de cuatro vías 11 conmute entre direcciones de flujo para conectar el lado de descarga del compresor 1 al lado de gas del intercambiador de calor de interior 14 y conecte además el lado de succión del compresor 1 al lado de gas del intercambiador de calor de exterior 20. En el modo de funcionamiento de solo enfriamiento o en el modo de funcionamiento principal de enfriamiento, se permite que la válvula de cuatro vías 11 conmute entre direcciones de flujo, tal como se ilustra por las "líneas discontinuas". Específicamente, en el modo de funcionamiento de solo enfriamiento o en el modo de funcionamiento principal de enfriamiento, con el fin de permitir que el intercambiador de calor de exterior 20 funcione como condensador de refrigerante, se permite que la válvula de cuatro vías 11 conmute entre direcciones de flujo para conectar el lado de descarga del compresor 1 al lado de gas del intercambiador de calor de exterior 20 y conecte además el lado de succión del compresor 1 al lado de gas del intercambiador de calor de interior 14.

La figura 3 ilustra además los detalles de funcionamiento de las válvulas de solenoide en los modos de funcionamiento. La primera válvula de solenoide 2, que se dispone en el lado de descarga del compresor 1 que conduce a la tubería de extensión de suministro de agua caliente 3, tiene la función de controlar el flujo del refrigerante según un modo de funcionamiento de la unidad de suministro de agua caliente 304. En el caso en que se ejecute la operación de suministro de agua caliente, la primera válvula de solenoide 2 se abre. En el caso en que la operación de suministro de agua caliente no se ejecuta, está cerrada. La segunda válvula de solenoide 10, que se dispone en el lado de descarga del compresor 1 que conduce a la válvula de cuatro vías 11, tiene la función de controlar el flujo del refrigerante según un modo de funcionamiento de la unidad de fuente de calor 301. En el modo de funcionamiento de solo calentamiento, el modo de funcionamiento de solo enfriamiento, o el modo de funcionamiento principal de enfriamiento, la segunda válvula de solenoide 10 se abre. En el modo de funcionamiento principal de calentamiento, está cerrada. La tercera válvula de solenoide 27, que se dispone en una tubería que conecta el lado de entrada del acumulador 22 a la tubería de extensión de gas 12, tiene la función de controlar el flujo del refrigerante según un modo de funcionamiento de la unidad de fuente de calor 301. En el modo de funcionamiento principal de calentamiento, la tercera válvula de solenoide 27 se abre. En el modo de funcionamiento de solo calentamiento, el modo de funcionamiento principal de enfriamiento, o el modo de funcionamiento de solo enfriamiento, está cerrada.

El intercambiador de calor de exterior 20 puede ser, por ejemplo, un intercambiador de calor de aleta y tubo de tipo aleta transversal que incluye un tubo de transferencia de calor y muchas aletas. Alternativamente, el intercambiador de calor de exterior 20 puede ser, por ejemplo, un intercambiador de calor de microcanal, un intercambiador de calor de carcasa y tubo, un intercambiador de calor de tubería de calor o un intercambiador de calor de doble tubería. En el caso en que el modo de funcionamiento ejecutado por el sistema combinado de acondicionamiento de aire y de suministro de agua caliente 100 sea un modo de funcionamiento de calentamiento, el intercambiador de calor de exterior 20 funciona como evaporador de refrigerante para enfriar el refrigerante. En el modo de funcionamiento de enfriamiento, el intercambiador de calor de exterior 20 funciona como condensador de refrigerante (o radiador) para calentar el refrigerante. Además, el lado de gas del intercambiador de calor de exterior 20 está conectado a la válvula de cuatro vías 11 y su lado de líquido está conectado al mecanismo de reducción de presión de exterior 19.

El dispositivo de envío de aire de exterior 21 tiene funciones de succión de aire de exterior al interior de la unidad de fuente de calor 301 para permitir que el intercambiador de calor de exterior 20 intercambie calor con el aire de exterior y luego descargue el aire resultante. En otras palabras, la unidad de fuente de calor 301 permite intercambiar calor entre el aire de exterior introducido por el dispositivo de envío de aire de exterior 21 y el refrigerante que fluye a través del intercambiador de calor de exterior 20. El dispositivo de envío de aire de exterior 21 incluye un componente capaz de cambiar el caudal del aire de exterior suministrado al intercambiador de calor de exterior 20. Por ejemplo, el dispositivo de envío de aire de exterior 21 incluye un ventilador, tal como un ventilador de hélice, y un motor, tal como un motor de ventilador de CC, para accionar el ventilador.

El acumulador 22, dispuesto en el lado de succión del compresor 1, tiene la función de almacenar el refrigerante líquido tras la aparición de una condición anómala en el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100 o tras una respuesta transitoria de funcionamiento-estado, que acompaña un cambio de control de funcionamiento, con el fin de evitar que el líquido vuelva a entrar en el compresor 1.

El intercambiador de calor de subenfriamiento 18 tiene funciones de intercambiar calor entre el refrigerante que fluye a través de la tubería de extensión de líquido 9 y el refrigerante que fluye a través de la tubería de derivación de baja presión 24 y controlar el caudal del refrigerante. El mecanismo de reducción de presión de exterior 19 se dispone entre el intercambiador de calor de exterior 20 y la parte, a través de la que se extiende la tubería de extensión de líquido 9, del intercambiador de calor de subenfriamiento 18 y tiene funciones de válvula de reducción de presión y de válvula de expansión y está configurado para despresurizar el refrigerante con el fin de expandirlo. Este mecanismo de reducción de presión de exterior 19 puede ser un componente que tenga un grado de apertura controlable de manera variable, por ejemplo, medios de control preciso de flujo, tales como una válvula de expansión electrónica, o medios de control de flujo de refrigerante de bajo coste, tales como un tubo capilar.

El mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión 23, que se dispone en la tubería de derivación de baja presión 24, tiene funciones como válvula de reducción de presión y válvula de expansión y está configurado para despresurizar el refrigerante que fluye a través de la tubería de derivación de baja presión 24 con el fin de expandirlo. Este mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión 23 puede ser un componente que tenga un grado de apertura controlable de manera variable, por ejemplo, medios de control preciso de flujo, tales como una válvula de expansión electrónica, o medios de control de flujo de refrigerante de bajo coste, tales como un tubo capilar. El mecanismo de reducción de presión de succión 25, que se dispone en la tubería de derivación de succión 26, funciona como una válvula de reducción de presión y válvula de expansión y está configurado para despresurizar el refrigerante que fluye a través de la tubería de derivación de succión 26 con el fin de expandirlo. Este mecanismo de reducción de presión de succión 25 puede ser un componente que tenga un grado de apertura controlable de manera variable, por ejemplo, medios de control preciso de flujo, tales como una válvula de expansión electrónica, o medios de control de flujo de refrigerante de bajo coste, tales como un tubo capilar.

La unidad de fuente de calor 301 incluye además los siguientes sensores. La unidad de fuente de calor 301 tiene un sensor de presión de descarga 201 (dispositivo de detección de alta presión), dispuesto en el lado de descarga del compresor 1, para detectar una presión de descarga; un sensor de temperatura de líquido de presión media 210, dispuesto entre el intercambiador de calor de subenfriamiento 18 y la unidad de ramificación 302, para detectar la temperatura de un refrigerante líquido en el lado de presión media; un sensor de presión media 211 (dispositivo de detección de presión media), dispuesto entre el lado de alta presión del intercambiador de calor de subenfriamiento 18 y el mecanismo de reducción de presión de exterior 19, para detectar una presión media; un sensor de temperatura de líquido de exterior 212, dispuesto en el lado de líquido del intercambiador de calor de exterior 20, para detectar la temperatura de un refrigerante líquido; y un sensor de temperatura de gas de exterior 213, dispuesto en el lado de gas del intercambiador de calor de exterior 20, para detectar la temperatura de un refrigerante gaseoso.

La unidad de fuente de calor 301 incluye además un sensor de temperatura de aire de exterior 214, dispuesto en el lado de entrada de succión de aire de exterior de la unidad de fuente de calor 301, para detectar la temperatura del aire de exterior que fluye al interior de la unidad, un sensor de temperatura de líquido de baja presión 215, dispuesto en el lado aguas arriba de baja presión del intercambiador de calor de subenfriamiento 18 (la tubería de derivación de baja presión 24 entre el mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión 23 y el intercambiador de calor de subenfriamiento 18), para detectar una temperatura de saturación en el lado de baja presión, un sensor de temperatura de gas de baja presión 216, dispuesto en la tubería de derivación de baja presión 24 en el lado aguas abajo de baja presión del intercambiador de calor de subenfriamiento 18, para detectar la temperatura de un refrigerante gaseoso en el lado de baja presión, y un sensor de presión de succión 217 (dispositivo de detección de baja presión), dispuesto en el lado de succión del compresor 1, para detectar una presión de succión.

Cabe destacar que las operaciones del compresor 1, la válvula de cuatro vías 11, el dispositivo de envío de aire de exterior 21, el mecanismo de reducción de presión de exterior 19, el mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión 23, el mecanismo de reducción de presión de succión 25, la primera válvula de solenoide 2, la segunda válvula de solenoide 10 y la tercera válvula de solenoide 27 se controlan por la sección de control 103 para realizar un funcionamiento habitual que incluye los diversos modos de funcionamiento (el modo de funcionamiento de solo enfriamiento, el modo de funcionamiento principal de enfriamiento, el modo de funcionamiento de solo calentamiento, el modo de funcionamiento principal de calentamiento) del sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100 (remítase a la figura 2).

Unidad de ramificación 302

La unidad de ramificación 302 se dispone, por ejemplo, en un espacio de interior y está conectada a la unidad de fuente de calor 301 a través de la tubería de extensión de líquido 9 y la tubería de extensión de gas 12 y está conectada a la unidad de uso 303 a través de la tubería de gas de interior 13 y la tubería de líquido de interior 16 y está conectada a la unidad de suministro de agua caliente 304 a través de la tubería de líquido de suministro de agua caliente 7, y forma parte del circuito de refrigerante del sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100. La unidad de ramificación 302 tiene la función de controlar el flujo de refrigerante según las operaciones requeridas en la unidad de uso 303 y la unidad de suministro de agua caliente 304.

La unidad de ramificación 302 incluye un circuito de refrigerante de ramificación que forma parte del circuito de refrigerante. Este circuito de refrigerante de ramificación incluye, como componentes, un mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente 8 para controlar el caudal de refrigerante separado y un mecanismo de reducción de presión de interior (mecanismo de reducción de presión de lado de uso) 17 para controlar el caudal de refrigerante separado.

El mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente 8 se proporciona en la tubería de líquido de suministro de agua caliente 7 de la unidad de ramificación 302. Además, el mecanismo de reducción de presión de interior 17 se proporciona en la tubería de líquido de interior 16 en la unidad de ramificación 302. Cada uno del mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente 8 y el mecanismo de reducción de presión de interior 17 tiene funciones como válvula de reducción de presión y válvula de expansión y está configurado para despresurizar el refrigerante que fluye a través de la correspondiente de la tubería de líquido de suministro de agua caliente 7 y la tubería de líquido de interior 16 con el fin de expandirlo. Cada uno del mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente 8 y el mecanismo de reducción de presión de interior 17 puede ser un componente que tenga un grado de apertura controlable de manera variable, por ejemplo, medios de control preciso de flujo, tales como una válvula de expansión electrónica o medios de control de flujo de refrigerante de bajo coste, tales como un tubo capilar.

Cabe señalar que el funcionamiento del mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente 8 se controla por la sección de control 103 para ejecutar un funcionamiento habitual, que incluye el modo de funcionamiento de suministro de agua caliente de la unidad de suministro de agua caliente 304 (remítase a la figura 2). Además, el funcionamiento del mecanismo de reducción de presión de interior 17 se controla por la sección de control 103 para ejecutar un funcionamiento habitual, que incluye el modo de funcionamiento de enfriamiento y el modo de funcionamiento de calentamiento de la unidad de uso 303 (remítase a la figura 2).

Haciendo referencia a la figura 2, las mediciones obtenidas por los diversos sensores de temperatura y los diversos sensores de presión se introducen en una sección de medición 101 y luego se procesan mediante una sección de cálculo 102. El sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100 permite a la sección de control 103 controlar el compresor 1, la primera válvula de solenoide 2, la bomba de suministro de agua 6, el mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente 8, la segunda válvula de solenoide 10, la válvula de cuatro vías 11, el dispositivo de envío de aire de interior 15, el mecanismo reductor de presión de interior 17, el mecanismo de reducción de presión de exterior 19, el dispositivo de envío de aire de exterior 21, el mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión 23, el mecanismo de reducción de presión de succión 25, y la tercera válvula de solenoide 27 en base al resultado del procesamiento por la sección de cálculo 102. En otras palabras, la sección de medición 101, la sección de cálculo 102 y la sección de control 103 realizan un control centralizado de las operaciones y acciones del sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100. Cabe destacar que cada una de estas secciones puede incluir un microordenador.

Específicamente, la sección de control 103 controla la frecuencia de accionamiento del compresor 1, la apertura y cierre de la primera válvula de solenoide 2, la velocidad de rotación (incluyendo encendido/apagado) de la bomba de suministro de agua 6, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente 8, la conmutación por la válvula de cuatro vías 11, la velocidad de rotación (incluyendo encendido/apagado) del dispositivo de envío de aire de interior 15, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de interior 17, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de exterior 19, la velocidad de rotación (incluyendo encendido/apagado) del dispositivo de envío de aire de exterior 21, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de derivación de presión de baja presión 23, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de succión 25, y la apertura y cierre de la tercera válvula de solenoide 27 en base a una instrucción suministrada desde, por ejemplo, un control remoto y cálculos basados en elementos de información detectados por los diversos sensores para ejecutar cualquiera de los modos de funcionamiento. Además, la sección de medición 101, la sección de cálculo 102 y la sección de control 103 pueden ser solidarias entre sí en un único componente o pueden disponerse como componentes individuales. Además, la sección de medición 101, la sección de cálculo 102 y la sección de control 103 pueden disponerse en cualquiera de las unidades. Además, la sección de medición 101, la sección de cálculo 102 y la sección de control 103 pueden disponerse en cada una de las unidades.

Operaciones

El sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100 controla los dispositivos (actuadores) montados en la unidad de fuente de calor 301, la unidad de ramificación 302, la unidad de uso 303 y la unidad de suministro de agua caliente 304 según una carga de funcionamiento requerida en la unidad de uso 303 para ejecutar el modo de funcionamiento de solo calentamiento, el modo de funcionamiento principal de calentamiento, el modo de funcionamiento de solo enfriamiento o el modo de funcionamiento principal de enfriamiento. Las operaciones de la válvula de cuatro vías y las válvulas de solenoide en los modos de funcionamiento son tal como se ilustra en la figura 3.

Modo de funcionamiento de solo calentamiento

En el modo de funcionamiento de solo calentamiento se controla la válvula de cuatro vías 11 para estar en un estado indicado por las líneas continuas, de manera que el lado de descarga del compresor 1 se conecta a través de la tubería de extensión de gas 12 a la tubería de gas de interior 13 y el lado de succión del compresor 1 se conecta al intercambiador de calor de exterior 20. Además, el control se realiza de manera que la unidad de uso 303 está en el modo de funcionamiento de calentamiento, la unidad de suministro de agua caliente 304 está en el modo de funcionamiento de suministro de agua caliente, la primera válvula de solenoide 2 se abre, la segunda válvula de solenoide 10 se abre y la tercera válvula de solenoide 27 se cierra.

En el circuito de refrigerante en tal estado, se activan el compresor 1, la bomba de suministro de agua 6, el dispositivo de envío de aire de interior 15 y el dispositivo de envío de aire de exterior 21. Por consiguiente, un refrigerante gaseoso de baja presión se succiona al interior del compresor 1, en donde el refrigerante se comprime para dar un refrigerante gaseoso de alta temperatura, alta presión. Después, el refrigerante gaseoso de alta temperatura, alta presión se separa para dar partes de manera que el refrigerante fluye a través de la primera válvula de solenoide 2 o la segunda válvula de solenoide 10.

El refrigerante, que ha fluido al interior de la primera válvula de solenoide 2, pasa a través de la tubería de extensión de suministro de agua caliente 3 y la tubería de gas de suministro de agua caliente 4 y luego fluye al interior de la unidad de suministro de agua caliente 304. El refrigerante que fluye al interior de la unidad de suministro de agua caliente 304 fluye hacia al interior del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 e intercambia calor con el agua suministrada por la bomba de suministro de agua 6 de manera que se condensa para dar un refrigerante líquido de alta presión, y luego fluye fuera del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5. El refrigerante, que ha calentado el agua en el intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5, pasa a través de la tubería de líquido de suministro de agua caliente 7 y fluye al interior de la unidad de ramificación 302 y se despresuriza por el mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente 8 de manera que se convierte en un refrigerante de fase líquida o bifásico gaseoso-líquido de presión media. Después, el refrigerante se fusiona con el refrigerante que fluye a través del mecanismo de reducción de presión de interior 17. El refrigerante resultante fluye al interior de la tubería de extensión de líquido 9.

El mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente 8 controla el caudal del refrigerante que fluye a través del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5. El refrigerante fluye a través del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 de manera que el caudal del refrigerante depende de una carga de suministro de agua caliente requerida para el uso de agua caliente en el espacio en donde está instalada la unidad de suministro de agua caliente 304. Obsérvese que el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente 8 está controlado por la sección de control 103, de manera que el grado de subenfriamiento en el lado de líquido del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 se encuentra a un valor predeterminado. El grado de subenfriamiento en el lado de líquido del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 se obtiene calculando una temperatura de saturación (temperatura de condensación) a partir de una presión detectada por el sensor de presión de descarga 201 y restando una temperatura detectada por el sensor de temperatura de líquido de suministro de agua caliente 204 a partir de la temperatura de saturación.

Mientras que el refrigerante que ha fluido al interior de la segunda válvula de solenoide 10, pasa a través de la válvula de cuatro vías 11 y la tubería de extensión de gas 12 y luego fluye al interior de la unidad de ramificación 302. Después, el refrigerante fluye a través de la tubería de gas de interior 13 al interior de la unidad de uso 303. El refrigerante que fluye en el interior de la unidad de uso 303 fluye al interior del intercambiador de calor de interior 14, intercambia calor con el aire de interior suministrado por el dispositivo de envío de aire de interior 15 de manera que se condensa para dar un refrigerante líquido de alta presión, y luego fluye fuera del intercambiador de calor de interior 14. El refrigerante, que ha calentado el aire de interior en el intercambiador de calor de interior 14, fluye a través de la tubería de líquido de interior 16 al interior de la unidad de ramificación 302 y se despresuriza por el mecanismo de reducción de presión de interior 17 de manera que se convierte en refrigerante de fase líquida o bifásico gaseoso-líquido, de presión media. Después, el refrigerante se fusiona con el refrigerante que fluye a través del mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente 8. El refrigerante resultante fluye al interior de la tubería de extensión de líquido 9.

El mecanismo de reducción de presión de interior 17 controla el caudal del refrigerante que fluye a través del intercambiador de calor de interior 14. El refrigerante fluye a través del intercambiador de calor de interior 14 de manera que el caudal del refrigerante depende de una carga de calentamiento requerida en la zona acondicionada en donde está instalada la unidad de uso 303. Obsérvese que el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de interior 17 está controlado por la sección de control 103, de manera que el grado de subenfriamiento en el lado de líquido del intercambiador de calor de interior 14 se encuentra a un valor predeterminado. El grado de subenfriamiento en el lado de líquido del intercambiador de calor de interior 14 se obtiene calculando una temperatura de saturación (temperatura de condensación) a partir de una presión detectada por el sensor de presión de descarga 201 y restando una temperatura detectada por el sensor de temperatura de líquido de interior 208 de la temperatura de saturación.

El refrigerante que ha fluido en el interior de la tubería de extensión de líquido 9, fluye fuera de la unidad de ramificación 302 y fluye al interior de la fuente de calor 301. El refrigerante que fluye en el interior de la unidad de fuente de calor 301 se separa en una parte que fluye al interior de la tubería de derivación de baja presión 24 y una parte que fluye al interior del lado de alta presión del intercambiador de calor de subenfriamiento 18.

El refrigerante que ha fluido al interior del lado de alta presión del intercambiador de calor de subenfriamiento 18, se enfría por el refrigerante que fluye a través del lado de baja presión (es decir, la tubería de derivación de baja presión 24) y luego se separa en una parte que fluye al interior de la tubería de derivación de succión 26 y una parte que fluye al interior del mecanismo de reducción de presión de exterior 19. El refrigerante que ha fluido en el interior del mecanismo de reducción de presión de exterior 19, se despresuriza a baja presión y luego fluye al interior del intercambiador de calor de exterior 20, en donde el refrigerante intercambia calor con el aire de exterior suministrado por el dispositivo de envío de aire de exterior 21 de manera que se evapora para dar un refrigerante gaseoso de baja presión. Este refrigerante fluye fuera del intercambiador de calor de exterior 20, pasa a través de la válvula de cuatro vías 11, y se fusiona con el refrigerante que fluye a través de la tubería de derivación de baja presión 24. El refrigerante resultante fluye al interior del acumulador 22.

Obsérvese que el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de exterior 19 está controlado por la sección de control 103, de manera que la diferencia entre la presión media y la presión baja se encuentra a un valor predeterminado. La diferencia entre la presión media y la presión baja se obtiene restando una presión detectada por el sensor de presión de succión 217 de una presión detectada por el sensor de presión media 211. El grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de exterior 19 se controla de manera que la diferencia entre la presión media y la presión baja se encuentra al valor predeterminado y el caudal del refrigerante que fluye a través del mecanismo de reducción de presión de exterior 19 se controla, proporcionando, por tanto, un estado en el que la diferencia entre la presión media y la presión baja tiene el valor predeterminado. Tras conmutar al modo de funcionamiento principal de calentamiento, tal control puede reducir el tiempo de control del refrigerante que fluye al interior de la unidad de uso 303, de manera que el caudal del refrigerante depende de una carga de enfriamiento requerida en el espacio acondicionado.

Mientras que el refrigerante que ha fluido en el interior de la tubería de derivación de baja presión 24, se despresuriza por el mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión 23. Después, el refrigerante se calienta en el lado de baja presión del intercambiador de calor de subenfriamiento 18 mediante el refrigerante que fluye a través del lado de alta presión y luego se fusiona con el refrigerante que ha pasado a través de la válvula de cuatro vías 11. Después, el refrigerante resultante fluye al interior del acumulador 22.

En este momento, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión 23 se controla por la sección de control 103, de manera que el grado de sobrecalentamiento del refrigerante en el lado de gas de baja presión del intercambiador de calor de subenfriamiento 18 se encuentra a un valor predeterminado. El grado de sobrecalentamiento del refrigerante en el lado de gas de baja presión del intercambiador de calor de subenfriamiento 18 se obtiene restando una temperatura detectada por el sensor de temperatura de líquido de baja presión 215 de una temperatura detectada por el sensor de temperatura de gas de baja presión 216.

Mientras que el refrigerante que ha fluido en el interior de la tubería de derivación de succión 26, se despresuriza por el mecanismo de reducción de presión de succión 25 y luego se fusiona con el refrigerante que fluye fuera del acumulador 22. En este momento, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de succión 25 se controla por la sección de control 103, de manera que se cierra completamente tras el funcionamiento habitual.

El refrigerante que ha fluido en el interior del acumulador 22, luego se fusiona con el refrigerante que fluye a través de la tubería de derivación de succión 26. El refrigerante resultante se succiona nuevamente al interior del compresor 1.

Obsérvese que la sección de control 103 controla el compresor 1 según una carga de calentamiento requerida en la unidad de uso 303 y una carga de suministro de agua caliente requerida en la unidad de suministro de agua caliente 304, de manera que la temperatura de condensación se encuentra a un valor predeterminado. Además, la sección de control 103 controla el dispositivo de envío de aire de exterior 21 según una temperatura de aire de exterior detectada por el sensor de temperatura de aire exterior 214, de manera que la temperatura de evaporación se encuentra a un valor predeterminado. En este caso, la temperatura de condensación es la temperatura de saturación calculada a partir de una presión detectada por el sensor de presión de descarga 201 y la temperatura de evaporación es una temperatura de saturación calculada a partir de una presión detectada por el sensor de presión de succión 217.

En el modo de funcionamiento de solo calentamiento, en el caso en que el suministro de agua caliente a alta temperatura (por ejemplo, 60 grados C) se realiza cuando la temperatura de aire exterior es alta, se produce un aumento de la presión en el lado de baja presión y un aumento de la presión en el lado de alta presión. En caso de que no se almacene refrigerante líquido en el acumulador 22, se produce un aumento de la temperatura de descarga. En el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100, se ejecutan los siguientes controles con el fin de evitar tales estados de funcionamiento, proporcionando, por tanto, una alta capacidad de suministro de agua caliente.

La figura 4 incluye diagramas explicativos esquemáticos que explican el control para evitar un aumento de presión en el lado de baja presión, el control para evitar un aumento de la temperatura de descarga y el control para evitar un aumento de presión en el lado de alta presión, realizándose los controles en condiciones de aire exterior a alta temperatura por el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100. La figura 4(a) ilustra esquemáticamente un cambio en el estado de funcionamiento durante la ejecución del control para evitar un aumento de presión en el lado de baja presión, la figura 4(b) ilustra esquemáticamente un cambio en el estado de funcionamiento durante la ejecución del control para evitar un aumento de la temperatura de descarga, y la figura 4(c) ilustra esquemáticamente un cambio en el estado de funcionamiento durante la ejecución del control para evitar un aumento de la presión en el lado de alta presión, realizándose los controles en condiciones de aire exterior de alta temperatura por el sistema combinado combinación de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100. En la figura 4, cada una de las líneas discontinuas indica un cambio en el estado antes del control y las líneas continuas indican un cambio en el estado tras el control.

Haciendo referencia a la figura 4(a), en el caso en que una presión en el lado de baja presión aumente a un valor predeterminado o superior (a o por encima de un primer valor predeterminado), el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión 23 se establece para ser mayor que un valor predeterminado con el fin de derivar el refrigerante líquido, reduciendo, por tanto, el caudal del refrigerante que fluye a través del intercambiador de calor de exterior 20. En la entrada del acumulador 22, el refrigerante es un gas saturado. A medida que el refrigerante líquido que fluye en el interior de la tubería de derivación de baja presión 24 aumenta de caudal, por tanto, el grado de sobrecalentamiento (SH) del refrigerante en el lado de gas del intercambiador de calor de exterior 20 resulta mayor. Cuanto mayor sea el grado de sobrecalentamiento del intercambiador de calor de exterior 20, más refrigerante gaseoso habrá en el intercambiador de calor de exterior 20. Por tanto, puede reducirse una presión en el lado de baja presión.

Además, el control de funcionamiento habitual mediante la sección de control 103 controla el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente 8, permitiendo, por tanto, que el refrigerante en el lado de líquido del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 sea un líquido subenfriado. Además, el control del grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de interior 17 permite que el refrigerante en el lado de líquido del intercambiador de calor de interior 14 sea un líquido subenfriado. Por consiguiente, el refrigerante líquido se fija en la entrada del mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión 23. Al establecer el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión 23 para que sea mayor que el valor predeterminado se permite que el refrigerante líquido fluya hasta la entrada del acumulador 22.

La figura 5(a) ilustra la relación entre el grado de sobrecalentamiento en el lado de gas del intercambiador de calor de exterior 20 y la temperatura de evaporación ET. Específicamente, un valor objetivo SHmOC [grado C] del grado de sobrecalentamiento en el lado de gas del intercambiador de calor de exterior 20 se establece mediante la siguiente ecuación (1).

Fórmula matemática 1

SHmoc — Toca¡ — ETmax ' " ( I )

En esta ecuación, Tocbí denota una temperatura de aire exterior [grado C] y ETmax denota un límite superior de temperatura de evaporación [grado C]. La suma de ETmax y SHmOC es una temperatura en el lado de gas del intercambiador de calor de exterior 20. La temperatura en el lado de gas del intercambiador de calor de exterior 20 es menor o igual a la temperatura de aire exterior TOCai. Por consiguiente, al establecer el valor objetivo SHmOC del grado de sobrecalentamiento en el lado de gas del intercambiador de calor de exterior 20 en la ecuación (1) puede reducirse la temperatura de evaporación a ETmax o inferior.

Haciendo referencia a la figura 4(b), en el caso en que la temperatura de descarga aumente a 110 grados C o más (a o por encima de un cuarto valor predeterminado) en condiciones de aire exterior de alta temperatura, el grado de sobrecalentamiento en el lado de gas del intercambiador de calor de exterior 20 aumenta, por ejemplo, a 2 grados C o más (un tercer valor predeterminado o superior), de modo que el grado de sobrecalentamiento de succión del compresor 1 aumenta. En este caso, por tanto, al establecer el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión 23 para ser mayor que un valor predeterminado se permite que el refrigerante líquido fluya hacia el lado de baja presión de manera que el refrigerante gaseoso que fluye a través del lado de gas del intercambiador de calor de exterior 20 se enfría para reducir el grado de sobrecalentamiento en el lado de gas del intercambiador de calor de exterior 20. Por tanto, puede reducirse el grado de sobrecalentamiento de succión del compresor. Por consiguiente, la temperatura de descarga del compresor 1 puede reducirse a 110 grados C o menos.

Tal como se describió anteriormente, en el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100, el mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión 23 controla la cantidad de refrigerante líquido que fluye a través de la tubería de derivación de baja presión 24 para controlar el grado de sobrecalentamiento en el lado de gas del intercambiador de calor de exterior 20, para evitar un aumento de presión en el lado de baja presión y un aumento de la temperatura de descarga. El sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100 puede proporcionar, por tanto, una alta capacidad de suministro de agua caliente incluso en condiciones de aire exterior de alta temperatura.

Haciendo referencia a la figura 4(c), en caso de que aumente una presión en el lado de alta presión, establecer el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente 8 para ser mayor que un valor predeterminado reduce el grado de subenfriamiento en el lado de líquido del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5. En otras palabras, establecer el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente 8 para ser mayor que el valor predeterminado permite que el refrigerante se mueva al lado de baja presión, de modo que pueda evitarse un aumento de presión en el lado de alta presión.

La figura 5(b) ilustra la relación entre el grado de subenfriamiento en el lado de líquido del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5, la temperatura de condensación CT y la eficacia de funcionamiento. Específicamente, un valor objetivo SCmW [grado C] del grado de subenfriamiento en el lado de líquido del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 se establece mediante las siguientes ecuaciones (2) y (3).

Fórmula matemática 2

Fórmula matemática 3

En las ecuaciones, CTopt denota la temperatura de condensación [grado C] con la mayor eficacia de funcionamiento, Twimax, opt denota la temperatura de entrada [grado C] del agua que fluye en el interior del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 a la temperatura de suministro de agua caliente más alta, Tscow, opt denota la temperatura [grado C] en el lado de líquido del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 en CTopt, y s denota la relación de eficacia de temperatura basada en fase líquida [-]. Cuanto mayor sea la relación de eficacia de temperatura basada en fase líquida s , mayor será la cantidad de refrigerante líquido en el intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5. Esto significa que existe una gran cantidad de refrigerante en el lado de alta presión.

CTopt, TsCOw, opt y Twimax, opt se obtienen mediante exámenes y simulaciones y entonces se calcula s . En otras palabras, s es un valor previamente establecido en el dispositivo y se deriva de la siguiente manera, por ejemplo. Una temperatura de suministro de agua caliente se establece a la temperatura de suministro de agua caliente más alta (60 grados C en caso de que la temperatura de suministro de agua caliente más alta sea de 60 grados C) del dispositivo, y el grado de subenfriamiento en el lado de líquido del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 se controla mediante el mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente 8. El grado de subenfriamiento en el lado de líquido del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 se obtiene con la mayor eficacia de funcionamiento. En este momento, la temperatura de condensación es CTopt, la temperatura en el lado de líquido del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 es Tscow, opt, y la temperatura de entrada del agua que fluye en el interior del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 a la temperatura de suministro de agua caliente más alta es Twimax, opt. El control del mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente 8 de manera que una presión de condensación sea inferior o igual a CTopt (un segundo valor predeterminado) puede evitar una reducción de la eficacia de funcionamiento tal como se ilustra en la figura 5(b).

Además, el mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente 8 se controla de manera que el grado de subenfriamiento en el lado de líquido del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 sea el valor objetivo SCmW del grado de subenfriamiento proporcionado por la ecuación descrita anteriormente (2), de modo que puede evitarse un aumento de presión en el lado de alta presión. Por tanto, puede lograrse una eficacia de funcionamiento óptima.

En el caso en que la operación de suministro de agua caliente se realice en condiciones de aire exterior a baja temperatura en donde la temperatura de aire exterior es baja, una presión en el lado de baja presión disminuye y la temperatura de descarga aumenta. Por ejemplo, en el caso en que la temperatura de descarga sea mayor o igual a 110 grados C (un sexto valor predeterminado) y por tanto la fiabilidad del dispositivo se reduce, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de succión 25 se establece para ser mayor que un valor predeterminado de manera que el refrigerante líquido fluye al interior de la parte de succión del compresor 1 con el fin de enfriar el refrigerante en la parte de descarga, de modo que la temperatura de descarga pueda establecerse para ser inferior o igual a 110 grados C (el sexto valor predeterminado). Por tanto, puede lograrse una alta capacidad de suministro de agua caliente incluso en condiciones de aire exterior a baja temperatura.

Modo de funcionamiento principal de calentamiento

En el modo de funcionamiento principal de calentamiento la válvula de cuatro vías 11 se controla para que se encuentre en un estado indicado por las líneas continuas, de manera que el lado de descarga del compresor 1 se conecta a través de la tubería de extensión de gas 12 a la tubería de gas de interior 13 y el lado de succión del compresor 1 se conecta al intercambiador de calor de exterior 20. Además, el control se realiza de manera que la unidad de uso 303 se encuentra en el modo de funcionamiento de enfriamiento, la unidad de suministro de agua caliente 304 se encuentra en el modo de funcionamiento de suministro de agua caliente, la primera válvula de solenoide 2 se abre, la segunda válvula de solenoide 10 se cierra y la tercera válvula de solenoide 27 se abre.

En el circuito de refrigerante en tal estado, se activan el compresor 1, la bomba de suministro de agua 6, el dispositivo de envío de aire de interior 15 y el dispositivo de envío de aire de exterior 21. Por consiguiente, un refrigerante gaseoso de baja presión se succiona al interior del compresor 1, en donde el refrigerante se comprime para dar un refrigerante gaseoso de alta temperatura, alta presión. Después, el refrigerante gaseoso de alta temperatura, alta presión fluye a través de la primera válvula de solenoide 2.

El refrigerante, que ha fluido al interior de la primera válvula de solenoide 2, pasa a través de la tubería de extensión de suministro de agua caliente 3 y la tubería de gas de suministro de agua caliente 4 y luego fluye al interior de la unidad de suministro de agua caliente 304. El refrigerante que fluye al interior de la unidad de suministro de agua caliente 304 fluye hacia al interior del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 e intercambia calor con el agua suministrada por la bomba de suministro de agua 6 de manera que se condensa para dar un refrigerante líquido de alta presión, y luego fluye fuera del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5. El refrigerante, que ha calentado el agua en el intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5, fluye a través de la tubería de líquido de suministro de agua caliente 7 al interior de la unidad de ramificación 302 y se despresuriza por el mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente 8 de manera que lo convierte en un refrigerante de fase líquida o bifásico gaseoso-líquido de presión media. Después, el refrigerante se separa en una parte que fluye en el interior de la tubería de extensión de líquido 9 y una parte fluye en el interior del mecanismo de reducción de presión de interior 17.

El mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente 8 controla el caudal del refrigerante que fluye a través del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5. El refrigerante fluye a través del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 de manera que el caudal del refrigerante depende de una carga de suministro de agua caliente requerida para el uso de agua caliente en el espacio en donde está instalada la unidad de suministro de agua caliente 304. Obsérvese que el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente 8 está controlado por la sección de control 103, de manera que el grado de subenfriamiento en el lado de líquido del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 se encuentra a un valor predeterminado. Cómo derivar el grado de subenfriamiento es tal como se explica en el modo de funcionamiento de solo calentamiento.

El refrigerante, que ha fluido en el interior del mecanismo de reducción de presión de interior 17, se despresuriza por el mecanismo de reducción de presión de interior 17, de manera que se convierte en un estado bifásico gaseoso-líquido, de baja presión, y luego fluye a través de la tubería de líquido de interior 16 al interior de la unidad de uso 303. El refrigerante que fluye al interior de la unidad de uso 303 fluye al interior del intercambiador de calor de interior 14 e intercambia calor con el aire de interior suministrado por el dispositivo de envío de aire de interior 15 de manera que se evapora para dar un refrigerante gaseoso de baja presión. En este momento, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de interior 17 se controla por la sección de control 103, de manera que el grado de sobrecalentamiento del refrigerante en el lado de gas del intercambiador de calor de interior 14 se encuentra a un valor predeterminado. El grado de sobrecalentamiento del refrigerante en el lado de gas del intercambiador de calor de interior 14 se deriva restando una temperatura detectada por el sensor de temperatura de líquido de interior 208 de una temperatura detectada por el sensor de temperatura de gas de interior 207.

Dado que el mecanismo de reducción de presión de interior 17 controla el caudal del refrigerante que fluye a través del intercambiador de calor de interior 14 de manera que el grado de sobrecalentamiento del refrigerante en el lado de gas del intercambiador de calor de interior 14 se encuentre al valor predeterminado, se permite que el refrigerante gaseoso de baja presión obtenido por evaporación en el intercambiador de calor de interior 14 tenga el grado de sobrecalentamiento predeterminado. Tal como se describió anteriormente, el refrigerante fluye a través del intercambiador de calor de interior 14 de manera que el caudal del refrigerante depende de una carga de enfriamiento requerida en el espacio acondicionado en donde está instalada la unidad de uso 303.

El refrigerante, que ha fluido fuera del intercambiador de calor de interior 14, pasa a través de la tubería de gas de interior 13 y la unidad de ramificación 302 y luego fluye a través de la tubería de extensión de gas 12 y la tercera válvula de solenoide 27. Este refrigerante se fusiona con el refrigerante que ha pasado a través de la válvula de cuatro vías 11.

Mientras que el refrigerante, que ha fluido en el interior de la tubería de extensión de líquido 9, fluye fuera de la unidad de ramificación 302 y fluye al interior de la unidad de fuente de calor 301. El refrigerante que fluye en el interior de la unidad de fuente de calor 301 se separa en una parte que fluye al interior de la tubería de derivación de baja presión 24 y una parte que fluye al interior del lado de alta presión del intercambiador de calor de subenfriamiento 18.

El refrigerante que ha fluido al interior del lado de alta presión del intercambiador de calor de subenfriamiento 18, se enfría por el refrigerante que fluye a través del lado de baja presión (es decir, la tubería de derivación de baja presión 24) y luego se separa en una parte que fluye al interior de la tubería de derivación de succión 26 y una parte que fluye al interior del mecanismo de reducción de presión de exterior 19. El refrigerante, que ha fluido al interior del mecanismo de reducción de presión de exterior 19, se despresuriza a una baja presión y luego fluye al interior del intercambiador de calor de exterior 20 e intercambia calor con el aire exterior suministrado por el dispositivo de envío de aire de exterior 21 de manera que es se evapora para dar un refrigerante gaseoso de baja presión. Este refrigerante fluye fuera del intercambiador de calor de exterior 20, pasa a través de la válvula de cuatro vías 11, y se fusiona con el refrigerante que ha pasado por la tercera válvula de solenoide 27 y el refrigerante que ha fluido a través de la tubería de derivación de baja presión 24. El refrigerante resultante fluye al interior del acumulador 22.

En este momento, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de exterior 19 se controla por la sección de control 103, de manera que la diferencia entre la presión media y la presión baja se encuentra a un valor predeterminado. Cómo derivar la diferencia entre la presión media y la presión baja es tal como se explica en el modo de funcionamiento de solo calentamiento. El grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de exterior 19 se controla de manera que la diferencia entre la presión media y la presión baja se encuentra al valor predeterminado y el caudal del refrigerante que fluye a través del mecanismo de reducción de presión de exterior 19 se controla, proporcionando, por tanto, un estado en el que la diferencia entre la presión media y la presión baja tiene el valor predeterminado. Tal control permite que el refrigerante fluya en el interior de la unidad de uso 303 de manera que el caudal del refrigerante depende de una carga de enfriamiento requerida en el espacio acondicionado.

En este momento, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión 23 se controla por la sección de control 103, de manera que el grado de sobrecalentamiento del refrigerante en el lado de gas de baja presión del intercambiador de calor de subenfriamiento 18 se encuentra a un valor predeterminado. Cómo derivar el grado de sobrecalentamiento del refrigerante en el lado de gas de baja presión del intercambiador de calor de subenfriamiento 18 es tal como se explica en el modo de funcionamiento de solo calentamiento.

Mientras que el refrigerante, que ha fluido al interior de la tubería de derivación de succión 26, se despresuriza por el mecanismo de reducción de presión de succión 25 y luego se fusiona con el refrigerante que ha fluido fuera del acumulador 22. En este momento, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de succión 25 se controla por la sección de control 103, de manera que se cierra completamente tras el funcionamiento habitual.

El refrigerante que ha fluido al interior del acumulador 22, luego se fusiona con el refrigerante que fluye a través de la tubería de derivación de succión 26. El refrigerante resultante se succiona nuevamente al interior del compresor 1.

Obsérvese que la sección de control 103 controla el compresor 1 según una carga de suministro de agua caliente requerida en la unidad de suministro de agua caliente 304, de manera que la temperatura de condensación se encuentra a un valor predeterminado. Además, la sección de control 103 controla el dispositivo de envío de aire de exterior 21 según una carga de enfriamiento requerida en la unidad de uso 303, de manera que la temperatura de evaporación se encuentra a un valor predeterminado.

En el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100, en el caso de que el suministro de agua caliente a alta temperatura (por ejemplo, suministro de agua caliente a 60 grados C) se realice en el modo de funcionamiento principal de calentamiento cuando la temperatura de aire exterior es alta, el mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión 23 controla la cantidad de refrigerante líquido que fluye a través de la tubería de derivación de baja presión 24 de la misma manera que en el modo de funcionamiento de solo calentamiento, controlando, por tanto, el grado de sobrecalentamiento en el lado de gas del intercambiador de calor de exterior 15. Por tanto, puede evitarse un aumento de presión en el lado de baja presión y un aumento de la temperatura de descarga. Además, controlar el grado de subenfriamiento en el lado de líquido del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 puede evitar un aumento de presión en el lado de alta presión y lograr un estado de funcionamiento altamente eficaz.

Además, en el modo de funcionamiento principal de calentamiento, en el caso en que la diferencia entre una temperatura de aire exterior detectada por el sensor de temperatura de aire exterior 214 y una temperatura de evaporación sea menor o igual a un valor predeterminado (a o por debajo de un quinto valor predeterminado) (por ejemplo, cuando es inferior o igual a 2 grados C), apenas hay diferencia de temperatura entre el refrigerante y el aire en el intercambiador de calor de exterior 20. La cantidad de calor eliminado del aire exterior por el refrigerante es pequeña. En un estado de funcionamiento de este tipo, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de exterior 19 es menor que un valor predeterminado. Alternativamente, el mecanismo de reducción de presión de exterior 19 está totalmente cerrado de manera que el intercambiador de calor de interior 14 realiza una operación de recuperación completa de calor de escape, logrando, por tanto, un estado de funcionamiento altamente eficaz.

Además, si la temperatura de descarga aumenta en el caso de que la operación de suministro de agua caliente se realice en condiciones de aire exterior a baja temperatura en donde la temperatura de aire exterior es baja, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de succión 25 se establece para ser mayor que un valor predeterminado de la misma manera que en el modo de funcionamiento de solo calentamiento, de modo que puede evitarse un aumento de la temperatura de descarga.

Modo de funcionamiento de solo enfriamiento

En el modo de funcionamiento de solo enfriamiento la válvula de cuatro vías 11 se controla para encontrarse en un estado indicado por las líneas discontinuas, de manera que el lado de descarga del compresor 1 se conecta al intercambiador de calor de exterior 20 y el lado de succión del compresor 1 se conecta a través de la tubería de extensión de gas 12 a la tubería de gas de interior 13. Además, el control se realiza de manera que la unidad de uso 303 se encuentra en el modo de funcionamiento de enfriamiento, la unidad de suministro de agua caliente 304 no realiza la operación de suministro de agua caliente, la primera válvula de solenoide 2 se cierra, la segunda válvula de solenoide 10 se abre y la tercera válvula de solenoide 27 se cierra.

En el circuito de refrigerante en tal estado, se activan el compresor 1, el dispositivo de envío de aire de interior 15 y el dispositivo de envío de aire de exterior 21. Por consiguiente, un refrigerante gaseoso de baja presión se succiona al interior del compresor 1, en donde el refrigerante se comprime para dar un refrigerante gaseoso de alta temperatura, alta presión. Después, el refrigerante gaseoso de alta temperatura, alta presión fluye a través de la segunda válvula de solenoide 10. Dado que la unidad de suministro de agua caliente 304 no realiza la operación de suministro de agua caliente, la bomba de suministro de agua 6 se controla para estar en un estado detenido.

El refrigerante, que ha fluido al interior de la segunda válvula de solenoide 10, fluye a través de la válvula de cuatro vías 11 al interior del intercambiador de calor de exterior 20 e intercambia calor con el aire exterior suministrado por el dispositivo de envío de aire de exterior 21 de manera que se condensa para dar un refrigerante líquido de alta presión. Este refrigerante líquido de alta presión fluye a través del mecanismo de reducción de presión de exterior 19 cuyo grado de apertura está completamente abierto y luego se separa en una parte que fluye al interior del lado de alta presión del intercambiador de calor de subenfriamiento 18 y una parte que fluye al interior de la tubería de derivación de succión 26. El refrigerante, que ha fluido al interior del lado de alta presión del intercambiador de calor de subenfriamiento 18, se enfría por el refrigerante que fluye a través del lado de baja presión, fluye fuera del intercambiador de calor de subenfriamiento 18, y luego se separa en una parte que fluye al interior de la tubería de extensión de líquido 9 y una parte que fluye al interior de la tubería de derivación de baja presión 24.

El refrigerante, que ha fluido al interior de la tubería de extensión de líquido 9, fluye al interior de la unidad de ramificación 302, pasa a través de la tubería de líquido de interior 16, y se despresuriza por el mecanismo de reducción de presión de interior 17, de manera que lo convierte en un estado bifásico gaseoso-líquido de baja presión. El refrigerante fluye fuera de la unidad de ramificación 302 y fluye al interior de la unidad de uso 303. El refrigerante, que ha fluido al interior de la unidad de uso 303, fluye al interior del intercambiador de calor de interior 14 e intercambia calor con el aire de interior suministrado por el dispositivo de envío de aire de interior 15 de manera que lo evapora para dar un refrigerante gaseoso de baja presión. En este momento, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de interior 17 se controla por la sección de control 103, de manera que el grado de sobrecalentamiento del refrigerante en el lado de gas del intercambiador de calor de interior 14 se encuentra a un valor predeterminado. Cómo derivar el grado de sobrecalentamiento es tal como se explica en el modo de funcionamiento de solo calentamiento. Obsérvese que el mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente 8 se controla para que esté completamente cerrado.

El refrigerante, que ha fluido fuera del intercambiador de calor de interior 14, pasa a través de la tubería de gas de interior 13 y la unidad de ramificación 302, fluye a través de la tubería de extensión de gas 12, pasa a través de la válvula de cuatro vías 11, y luego se fusiona con el refrigerante que fluye a través de la tubería de derivación de baja presión 24.

En este momento, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión 23 se controla por la sección de control 103, de manera que el grado de subenfriamiento del refrigerante en el lado de líquido de alta presión del intercambiador de calor de subenfriamiento 18 se encuentra a un valor predeterminado. El grado de subenfriamiento del refrigerante en el lado de líquido de alta presión del intercambiador de calor de subenfriamiento 18 se obtiene restando una temperatura detectada por el sensor de temperatura de líquido de presión media 210 de una temperatura de condensación calculada a partir de una presión detectada por el sensor de presión de descarga 201.

El refrigerante que fluye en el interior del acumulador 22 luego se fusiona con el refrigerante que fluye a través de la tubería de derivación de succión 26. El refrigerante resultante se succiona nuevamente al interior del compresor 1.

Obsérvese que la sección de control 103 de control controla el compresor 1 según una carga de enfriamiento requerida en la unidad de uso 303, de manera que la temperatura de evaporación se encuentra a un valor predeterminado. Además, la sección de control 103 controla el dispositivo de envío de aire de exterior 21 según una temperatura de aire exterior detectada por el sensor de temperatura de aire exterior 214, de manera que la temperatura de condensación se encuentra a un valor predeterminado.

Modo de funcionamiento principal de enfriamiento

En el modo de funcionamiento principal de enfriamiento, la válvula de cuatro vías 11 se controla para estar en un estado indicado por las líneas discontinuas, de manera que el lado de descarga del compresor 1 se conecta al intercambiador de calor de exterior 20 y el lado de succión del compresor 1 se conecta a través de la tubería de extensión de gas 12 a la tubería de gas de interior 13. Además, el control se realiza de manera que la unidad de uso 303 se encuentra en el modo de funcionamiento de enfriamiento, la unidad de suministro de agua caliente 304 se encuentra en el modo de funcionamiento de suministro de agua caliente, la primera válvula de solenoide 2 se abre, la segunda válvula de solenoide 10 se abre y la tercera válvula de solenoide 27 se cierra.

El refrigerante, que ha fluido al interior de la primera válvula de solenoide 2, pasa a través de la tubería de extensión de suministro de agua caliente 3 y la tubería de gas de suministro de agua caliente 4 y luego fluye al interior de la unidad de suministro de agua caliente 304. El refrigerante que fluye al interior de la unidad de suministro de agua caliente 304 fluye hacia al interior del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 e intercambia calor con el agua suministrada por la bomba de suministro de agua 6 de manera que se condensa para dar un refrigerante líquido de alta presión, y luego fluye fuera del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5. El refrigerante, que ha calentado el agua en el intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5, pasa a través de la tubería de líquido de suministro de agua caliente 7 y fluye al interior de la unidad de ramificación 302 y se despresuriza por el mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente 8 de manera que se convierte en un refrigerante de fase líquida o bifásico gaseoso-líquido de presión media. Después, el refrigerante se fusiona con el refrigerante que fluye a través de la tubería de extensión de líquido 9. El refrigerante resultante fluye al interior del mecanismo de reducción de presión de interior 17.

Mientras que el refrigerante, que ha fluido al interior de la segunda válvula de solenoide 10, fluye a través de la válvula de cuatro vías 11 al interior del intercambiador de calor de exterior 20 e intercambia calor con el aire exterior suministrado por el dispositivo de envío de aire de exterior 21, de manera que se condensa para dar un refrigerante líquido de alta presión. Este refrigerante líquido de alta presión se despresuriza por el mecanismo de reducción de presión de exterior 19 y luego se separa en una parte que fluye al interior del lado de alta presión del intercambiador de calor de subenfriamiento 18 y una parte que fluye al interior de la tubería de derivación de succión 26. El refrigerante que fluye al interior del lado de alta presión del intercambiador de calor de subenfriamiento 18 se enfría por el refrigerante que fluye a través del lado de baja presión y fluye fuera del intercambiador de calor de subenfriamiento 18 y luego se separa en una parte que fluye al interior de la tubería de extensión de líquido 9 y una parte que fluye al interior de la tubería de derivación de baja presión 24.

En este momento, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de exterior 19 se controla por la sección de control 103, de manera que el grado de subenfriamiento en el lado de líquido del intercambiador de calor de exterior 20 se encuentra a un valor predeterminado. El grado de subenfriamiento en el lado de líquido del intercambiador de calor de exterior 20 se deriva restando una temperatura detectada por el sensor de temperatura de líquido de exterior 212 de una temperatura de condensación calculada a partir de una presión detectada por el sensor de presión de descarga 201.

El refrigerante que fluye a través de la tubería de extensión de líquido 9 fluye al interior de la unidad de ramificación 302 y luego se fusiona con el refrigerante, que ha pasado a través del mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente 8. Después, el refrigerante resultante fluye a través de la tubería de líquido de interior 16 y se despresuriza por el mecanismo de reducción de presión de interior 17, de manera que se convierte en un estado bifásico gaseoso-líquido de baja presión, y luego fluye al interior de la unidad de uso 303. El refrigerante que fluye al interior de la unidad de uso 303 fluye al interior del intercambiador de calor de interior 14 e intercambia calor con el aire de interior suministrado por el dispositivo de envío de aire de interior 15 de manera que se evapora para dar un refrigerante gaseoso de baja presión. En este momento, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de interior 17 se controla por la sección de control 103, de manera que el grado de sobrecalentamiento del refrigerante en el lado de gas del intercambiador de calor de interior 14 se encuentra a un valor predeterminado. Cómo derivar el grado de sobrecalentamiento es tal como se explica en el modo de funcionamiento de solo calentamiento.

Mientras que el refrigerante, que ha fluido al interior de la tubería de derivación de baja presión 24, se despresuriza por el mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión 23 y luego se calienta en el lado de baja presión del intercambiador de calor de subenfriamiento 18 por el refrigerante que fluye a través del lado de alta presión y luego se fusiona con el refrigerante que ha pasado a través de la válvula de cuatro vías 11. Después, el refrigerante resultante fluye al interior del acumulador 22.

En este momento, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión 23 se controla por la sección de control 103, de manera que la diferencia entre la presión media y la presión baja se encuentra a un valor predeterminado. Cómo derivar la diferencia entre la presión media y la presión baja es tal como se explica en el modo de funcionamiento de solo calentamiento.

Mientras que el refrigerante, que ha fluido al interior de la tubería de derivación de succión 26, se despresuriza por el mecanismo de reducción de presión de succión 25 y luego se fusiona con el refrigerante que ha fluido fuera del acumulador 22. En este momento, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de succión 25 se controla por la sección de control 103 para cerrarse completamente.

En el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100, en el caso en que el suministro de agua caliente a alta temperatura (por ejemplo, suministro de agua caliente a 60 grados C) se realice en el modo de funcionamiento principal de enfriamiento cuando la temperatura de aire exterior es alta, el mecanismo de reducción de presión de interior 17 controla la cantidad de refrigerante líquido que fluye a través de la tubería de derivación de baja presión 24, controlando, por tanto, el grado de sobrecalentamiento en el lado de gas del intercambiador de calor de interior 14. Por tanto, puede evitarse un aumento de presión en el lado de baja presión. Obsérvese que un funcionamiento habitual por la sección de control 103 controla el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de interior 17 de manera que el grado de sobrecalentamiento en el lado de gas del intercambiador de calor de interior 14 se encuentra a un valor predeterminado. El aumento del valor objetivo del grado de sobrecalentamiento permite que el mecanismo de reducción de presión de interior 17 controle la cantidad de refrigerante líquido que fluye a través de la tubería de derivación de baja presión 24.

En el caso de aumento de presión en el lado de baja presión, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de interior 17 se establece para ser inferior a un valor predeterminado de manera que el refrigerante líquido se deriva a la tubería de derivación de baja presión 24, reduciendo, por tanto, el caudal del refrigerante que fluye a través del intercambiador de calor de interior 14. En la entrada del acumulador 22, el refrigerante es un gas saturado. A medida que el refrigerante líquido que fluye al interior de la tubería de derivación de baja presión 24 aumenta en caudal, por tanto, el grado de sobrecalentamiento (SH) del refrigerante en el lado de gas del intercambiador de calor de interior 14 incrementa. Cuanto mayor sea el grado de sobrecalentamiento del intercambiador de calor de interior 14, más refrigerante gaseoso habrá en el intercambiador de calor de interior 14. Por tanto, puede reducirse una presión en el lado de baja presión. Además, el mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión 23 controla el grado de subenfriamiento en el lado de líquido de alta presión del intercambiador de calor de subenfriamiento 18 de manera que sea menor o igual a un valor predeterminado, incrementando, por tanto, el grado de sobrecalentamiento del intercambiador de calor de interior 14. Por tanto, puede reducirse una presión en el lado de baja presión.

Además, el control de funcionamiento habitual por la sección de control 103 controla el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de exterior 19, permitiendo, por tanto, que el refrigerante en el lado de líquido del intercambiador de calor de exterior 20 sea un líquido subenfriado. Por consiguiente, el refrigerante líquido se fija en la entrada del mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión 23. Al establecer el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de interior 17 para ser inferior al valor predeterminado, se permite que el refrigerante líquido fluya al interior de la tubería de derivación de baja presión, de modo que el refrigerante líquido pueda fluir a la entrada del acumulador 22.

Tal como se describió anteriormente, en el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100, el mecanismo de reducción de presión de interior 17 o el mecanismo de presión de derivación de baja presión 23 controla la cantidad de refrigerante líquido que fluye a través de la tubería de derivación de baja presión 24 para controlar el grado de sobrecalentamiento en el lado de gas del intercambiador de calor de interior 14, de modo que puede evitarse un aumento de presión en el lado de baja presión. Por tanto, puede lograrse una alta capacidad de suministro de agua caliente incluso en condiciones de aire exterior de alta temperatura.

Además, el grado de subenfriamiento en el lado de líquido del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 se controla de la misma manera que en el modo de funcionamiento de solo calentamiento, de modo que puede evitarse un aumento de presión en el lado de alta presión y puede lograrse un estado de funcionamiento altamente eficaz.

Además, si la temperatura de descarga aumenta en el caso de que la operación de suministro de agua caliente se realice en condiciones de aire exterior a baja temperatura en donde la temperatura de aire exterior es baja, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de succión 25 se establece para ser mayor que un valor predeterminado, de modo que puede evitarse un aumento de la temperatura de descarga.

Tal como se describió anteriormente, en el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100, la capacidad de suministro de agua caliente puede fijarse al tiempo que la eficacia de funcionamiento es alta incluso en condiciones de aire exterior de alta temperatura. En el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100, por tanto, aunque la unidad de uso 303 realice la operación de enfriamiento o la operación de calentamiento y la unidad de suministro de agua caliente 304 realice simultáneamente la operación de suministro de agua caliente durante el funcionamiento habitual, que incluye, el modo de funcionamiento de solo calentamiento, el modo de funcionamiento principal de calentamiento, el modo de funcionamiento principal de enfriamiento, y el modo de funcionamiento principal de enfriamiento en condiciones de aire exterior de alta temperatura, las operaciones pueden lograrse con alta eficacia.

En el caso en que se use un refrigerante, tal como dióxido de carbono, que tenga una presión de funcionamiento igual o superior a su presión crítica, ya que el refrigerante se convierte en refrigerante líquido a o por debajo de su temperatura pseudocrítica, puede aplicarse la descripción de la realización 1 a este caso, siempre que el grado de subenfriamiento se defina usando la temperatura pseudocrítica en lugar de una temperatura de saturación.

Realización 2

La figura 6 es un diagrama de circuito de refrigerante que ilustra la configuración de un circuito de refrigerante de un sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 200 según la realización 2 de la presente invención. La configuración y el funcionamiento del sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 200 se describirá con referencia a la figura 6. Se describirá principalmente la diferencia entre la realización 2 y la realización 1 comentada anteriormente. Los componentes que tienen las mismas funciones que los de la realización 1 se designan con los mismos números de referencia y se omitirá la descripción de los componentes.

Este sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 200 es un sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente de múltiples sistemas con 3 tuberías que realiza una operación de ciclo de refrigeración de termocompresión para permitir simultáneamente una operación de enfriamiento u operación de calentamiento seleccionadas en una unidad de lado de uso y una operación de suministro de agua caliente en una unidad de suministro de agua caliente. Este sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 200 puede realizar simultáneamente una operación de acondicionamiento de aire y la operación de suministro de agua caliente y también puede mantener una alta temperatura para el suministro de agua caliente y lograr operaciones altamente eficaces incluso en condiciones de aire exterior de alta temperatura.

Configuración del sistema

El sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 200 tiene una configuración de circuito tal que se eliminan el elemento de derivación (tubería de derivación de baja presión 24), el mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión 23, el intercambiador de calor de subenfriamiento 18 y el acumulador 22 del sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100 según la realización 1 y el receptor 28 que tiene una función de receptor de líquido para almacenar un refrigerante de exceso de presión media o presión alta se dispone en la tubería de extensión de líquido 9 entre la unidad de ramificación 302 y el punto de ramificación entre el mecanismo de reducción de presión de exterior 19 y el mecanismo de reducción de presión de succión 25. En otras palabras, un circuito de refrigerante de lado de exterior incluido en la unidad de fuente de calor 301 incluye, como componentes, el compresor 1, la válvula de cuatro vías 11, el intercambiador de calor de exterior 20, las tres válvulas de solenoide, el mecanismo de reducción de presión de exterior 19, el mecanismo de reducción de presión de succión 25, y el receptor 28.

Funcionamiento

El sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 200 puede ejecutar cuatro modos de funcionamiento (el modo de funcionamiento de solo calentamiento, el modo de funcionamiento principal de calentamiento, el modo de funcionamiento principal de enfriamiento y el modo de funcionamiento de solo enfriamiento) de una manera similar al sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100 según la realización 1.

El sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 200 no incluye acumulador. Un exceso de refrigerante se almacena en el receptor 28. Por consiguiente, en el caso en que una presión en un lado de baja presión aumente a una carga de suministro de agua caliente en condiciones de aire exterior a alta temperatura, si el grado de sobrecalentamiento se incrementa por un evaporador, una presión en un lado de alta presión no aumentará, ya que un exceso de refrigerante se almacena en el receptor 28 en el lado de alta presión. En el modo de funcionamiento de solo calentamiento y el modo de funcionamiento principal de calentamiento en los que el intercambiador de calor de exterior 20 funciona como evaporador de refrigerante, por tanto, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de exterior 19 se establece para ser menor que un valor predeterminado de manera que aumenta el grado de sobrecalentamiento en el lado de gas del intercambiador de calor de exterior 20, evitando, por tanto, un aumento de presión en el lado de baja presión. Además, en el modo de funcionamiento principal de enfriamiento en el que el intercambiador de calor de interior 14 funciona como evaporador, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de interior 17 se establece para ser inferior a un valor predeterminado de manera que el grado de sobrecalentamiento en el lado de gas del intercambiador de calor de interior 14 aumenta, evitando, por tanto, un aumento de presión en el lado de baja presión.

Además, en el caso de que una temperatura de descarga aumente en condiciones de aire exterior de alta temperatura, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de exterior 19 se establece para ser mayor que el valor predeterminado de manera que el grado de sobrecalentamiento en el lado de gas del intercambiador de calor de exterior 20 se reduce, reduciendo, por tanto, el grado de sobrecalentamiento de succión del compresor 1. Por consiguiente, puede reducirse la temperatura de descarga del compresor 1.

Además, el grado de subenfriamiento en el lado de líquido del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente 5 se controla de la misma manera que en el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100 según la realización 1, evitando, por tanto, un aumento de presión en el lado de alta presión y logrando un estado de funcionamiento altamente eficaz.

Tal como en el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100 según la realización 1, en el modo de funcionamiento principal de calentamiento, en el caso en que la diferencia entre una temperatura de aire exterior detectada por el sensor de temperatura de aire exterior 214 y una temperatura de evaporación sea inferior o igual a un valor predeterminado (por ejemplo, a o inferior a 2 grados C), apenas hay diferencia de temperatura entre el refrigerante y el aire en el intercambiador de calor de exterior 20 y la cantidad de calor extraído del aire exterior por el refrigerante es pequeña. En tal estado de funcionamiento, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de exterior 19 se establece para ser menor que el valor predeterminado. Alternativamente, el mecanismo de reducción de presión de exterior 19 está totalmente cerrado de manera que el intercambiador de calor de interior 14 realiza una operación de recuperación completa de calor de escape, logrando, por tanto, un estado de funcionamiento altamente eficaz.

Además, como en el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente 100 según la realización 1, si la temperatura de descarga aumenta en el caso de que la operación de suministro de agua caliente se realice en condiciones de aire exterior a baja temperatura, el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de succión 25 se establece para ser mayor que un valor predeterminado, de modo que puede evitarse un aumento de la temperatura de descarga.

Lista de signos de referencia

1, compresor; 2, primera válvula de solenoide; 3, tubería de extensión de suministro de agua caliente; 4, tubería de gas de suministro de agua caliente; 5, intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente; 6, bomba de suministro de agua; 7, tubería de líquido de suministro de agua caliente; 8, mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente; 9, tubería de extensión de líquido; 10, segunda válvula de solenoide; 11, válvula de cuatro vías; 12, tubería de extensión de gas; 13, tubería de gas de interior; 14, intercambiador de calor de interior; 15, dispositivo de envío de aire de interior; 16, tubería de líquido de interior; 17, mecanismo de reducción de presión de interior; 18, intercambiador de calor de subenfriamiento; 19, mecanismo de reducción de presión de exterior; 20, intercambiador de calor de exterior; 21, dispositivo de envío de aire de exterior; 22, acumulador; 23, mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión; 24, tubería de derivación de baja presión; 25, mecanismo de reducción de presión de succión; 26, tubería de derivación de succión; 27, tercera válvula de solenoide; 28, receptor; 100, sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente; 101, sección de medición; 102, sección de cálculo; 103, sección de control; 200, sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente; 201, sensor de presión de descarga; 203, sensor de temperatura de gas de suministro de agua caliente; 204, sensor de temperatura de líquido de suministro de agua caliente; 205, sensor de temperatura de entrada de agua; 206, sensor de temperatura de salida de agua; 207, sensor de temperatura de gas de interior; 208, sensor de temperatura de líquido de interior; 209, sensor de temperatura de succión de interior; 210, sensor de temperatura de líquido de presión media; 211, sensor de presión media; 212, sensor de temperatura de líquido de exterior; 213, sensor de temperatura de gas de exterior; 214, sensor de temperatura de aire exterior; 215, sensor de temperatura de líquido de baja presión; 216, sensor de temperatura de gas de baja presión; 217, sensor de presión de succión; 301, unidad de fuente de calor; 302, unidad de ramificación; 303, unidad de uso; y 304, unidad de suministro de agua caliente.

Claims

REIVINDICACIONES

Sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente (100) que comprende:

una o una pluralidad de unidades de uso (303) equipadas cada una de ellas con al menos un intercambiador de calor de lado de uso (14);

una o una pluralidad de unidades de fuente de calor (301) conectadas a las unidades de uso (303), estando cada unidad de fuente de calor (301) equipada con un compresor (1), un intercambiador de calor de lado de fuente de calor (20), un mecanismo de reducción de presión de lado de fuente de calor, un elemento de derivación (24) que deriva un refrigerante líquido en un lado de alta presión a un lado de baja presión, un mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión (23) dispuesto en el elemento de derivación, un acumulador (22) y un intercambiador de calor de subenfriamiento (18) que intercambia calor entre el refrigerante líquido en el lado de alta presión y el refrigerante del lado de baja presión que fluye a través del elemento de derivación;

una o una pluralidad de unidades de ramificación (302) conectadas a las unidades de uso (303) y las unidades de fuente de calor (301), incluyendo cada unidad de ramificación (302) un mecanismo de reducción de presión de lado de uso que controla el flujo del refrigerante que fluye al interior de la unidad de uso (303) según un estado de funcionamiento en la unidad de uso (303);

un sensor de presión de succión (217) dispuesto en el lado de succión del compresor, para detectar una presión de succión;

un sensor de temperatura de líquido de baja presión (215), dispuesto en el elemento de derivación (24), aguas abajo del mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión (23) y aguas arriba del intercambiador de calor de subenfriamiento (18), para detectar una temperatura de saturación en el lado de baja presión;

un sensor de temperatura de gas de baja presión (216), dispuesto en el elemento de derivación (24) aguas abajo del intercambiador de calor de subenfriamiento (18), para detectar la temperatura de un refrigerante gaseoso en el lado de baja presión;

un sensor de presión de descarga (201) dispuesto en el lado descargado del compresor, para detectar una presión de descarga;

un sensor de temperatura de líquido de presión media (210), dispuesto entre el intercambiador de calor de subenfriamiento (18) y la unidad de ramificación (302), para detectar una temperatura de un refrigerante líquido en un lado de presión media;

un sensor de temperatura de descarga (202) dispuesto en el lado descargado del compresor, para detectar una temperatura de descarga; y

una sección de control (103),

en el que cuando una presión de evaporación o una temperatura de evaporación calculada a partir de la presión de evaporación alcanza un primer valor predeterminado o superior, la sección de control (103) está configurada para controlar el grado de sobrecalentamiento del refrigerante en el lado de gas de baja presión del intercambiador de calor de subenfriamiento (18) o el grado de subenfriamiento del refrigerante en el lado de líquido de alta presión del intercambiador de calor de subenfriamiento (18) controlando el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión (23), de manera que la presión de evaporación o la temperatura de evaporación calculada a partir de la presión de evaporación es inferior o igual al primer valor predeterminado;

en el que el sensor de presión de succión (217) detecta la presión de evaporación, y la temperatura de evaporación es una temperatura de saturación calculada a partir de la presión de evaporación;

en el que el grado de sobrecalentamiento del refrigerante en el lado de gas de baja presión del intercambiador de calor de subenfriamiento (18) se obtiene restando una temperatura detectada por el sensor de temperatura de líquido de baja presión (215) de una temperatura detectada por el sensor de ^{temperatura de gas de baja presión (}216^);

en el que el grado de subenfriamiento del refrigerante en el lado de líquido de alta presión del intercambiador de calor de subenfriamiento se obtiene restando una temperatura detectada por el sensor de temperatura de líquido de presión media (210) de una temperatura de condensación calculada a partir de una presión de condensación detectada por el sensor de presión de descarga (201); caracterizado porque el sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente comprende, además:

una o una pluralidad de unidades de suministro de agua caliente (304), cada una equipada con al menos un intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente (5);

en el que dicha una o una pluralidad de unidades de ramificación (302) está conectada a las unidades de suministro de agua caliente (304), y

en el que cada unidad de ramificación (302) incluye un mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente (8) que controla el flujo del refrigerante que fluye al interior de la unidad de suministro de agua caliente (304) según un estado de funcionamiento en la unidad de suministro de agua caliente (304), y

un segundo elemento de derivación que conecta un punto entre el intercambiador de calor de subenfriamiento (18) y el mecanismo de reducción de presión de lado de fuente de calor a un punto entre una parte de succión del compresor (1) y el acumulador (22); y

un mecanismo de reducción de presión de succión (25) dispuesto en el segundo elemento de derivación, y en el que cuando la temperatura de descarga del refrigerante descargado del compresor (1) alcanza un sexto valor predeterminado o superior, la sección de control (103) se configura para controlar el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de succión (25) de manera que la temperatura de descarga es inferior o igual al sexto valor predeterminado.

Sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente (100) según la reivindicación 1,

en el que cuando el intercambiador de calor de lado de fuente de calor (20) funciona como evaporador de refrigerante, la sección de control (103) se configura para controlar el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión (23) de manera que el grado de sobrecalentamiento del refrigerante en el lado de gas de baja presión del intercambiador de calor de subenfriamiento (18) se encuentra en un valor predeterminado, y

en el que cuando el intercambiador de calor de lado de fuente de calor (20) funciona como condensador de refrigerante, la sección de control (103) se configura para controlar el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión (23) de manera que el grado de subenfriamiento del refrigerante en el lado de líquido de alta presión del intercambiador de calor de subenfriamiento (18) se encuentra a un valor predeterminado.

Sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente (100, 200) según la reivindicación 1 o 2, en el que cuando la presión de condensación o una temperatura de condensación calculada a partir de la presión de condensación alcanza un segundo valor predeterminado o superior, la sección de control (103) se configura para controlar el grado de subenfriamiento en el lado de líquido del intercambiador de calor de suministro de agua caliente controlando el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente (8), de manera que la presión de condensación o la temperatura de condensación calculada a partir de la presión de condensación es inferior o igual al segundo valor predeterminado.

Sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente (100, 200) según la reivindicación 3, que comprende, además

un sensor de temperatura de líquido de suministro de agua caliente (204), dispuesto en el lado de líquido del intercambiador de calor de lado de suministro de agua caliente (5), para detectar la temperatura de un refrigerante líquido;

J en el que la sección de control (103) está configurada para controlar el grado de subenfriamiento en el lado de líquido del intercambiador de calor de suministro de agua caliente (5) controlando el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de suministro de agua caliente (8) en base a un valor predeterminado para el grado de subenfriamiento a la eficacia de funcionamiento más alta;

en el que el grado de subenfriamiento en el lado de líquido del intercambiador de calor de suministro de agua caliente (5) se obtiene calculando una temperatura de saturación a partir de la presión de condensación detectada por el sensor de presión de descarga (201) y restando una temperatura detectada por el sensor de temperatura de líquido de suministro de agua caliente (204) de la temperatura de saturación.

Sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente (100, 200) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que cuando el grado de sobrecalentamiento en el lado de gas del intercambiador de calor del lado de fuente de calor (20) es mayor o igual a un tercer valor predeterminado y la temperatura de descarga del refrigerante descargada del compresor (1) es mayor o igual a un cuarto valor predeterminado, la sección de control (103) está configurada para establecer el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de derivación de baja presión (23) para ser mayor que un valor predeterminado con el fin de reducir el grado de sobrecalentamiento en el lado de gas del intercambiador de calor de lado de fuente de calor (20) de manera que la temperatura de descarga es inferior o igual al cuarto valor predeterminado.

Sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente (100, 200) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende, además

un sensor de temperatura de aire exterior (214), dispuesto en un lado de entrada de succión de aire exterior de la unidad de fuente de calor (301), para detectar una temperatura del aire exterior que fluye al interior de la unidad de fuente de calor (301);

en el que cuando la diferencia entre la temperatura de aire exterior y la temperatura de evaporación es menor o igual a un quinto valor predeterminado durante el funcionamiento en el que el intercambiador de calor de lado de uso (14) funciona como evaporador de refrigerante, el intercambiador de calor de suministro de agua caliente funciona como condensador de refrigerante y el intercambiador de calor de lado de fuente de calor (20) funciona como evaporador de refrigerante, la sección de control (103) está configurada para realizar una operación de recuperación completa de calor de escape en la que el grado de apertura del mecanismo de reducción de presión de lado de fuente de calor se establece para ser inferior a un valor predeterminado o completamente cerrado.

Sistema combinado de acondicionamiento de aire y suministro de agua caliente (100, 200) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que se usa un refrigerante que tiene una presión de funcionamiento a o por encima de su presión crítica y el grado de subenfriamiento se obtiene en base a una temperatura pseudocrítica.