ES2911489T3 - Sistema de transferencia de calor - Google Patents

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Ryuusuke Fujiyoshi
Kyou Tomikawa
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Abstract

Un sistema de transporte de calor (1), que comprende: un circuito de refrigerante (10) que encierra herméticamente en su interior un fluido que contiene refrigerante HFC- 32 y/o HFO como refrigerante, incluyendo el circuito de refrigerante (10): un propulsor de refrigerante (21) que propulsa el refrigerante; un intercambiador de calor de aire exterior (23) que intercambia calor entre el refrigerante y el aire exterior; un intercambiador de calor del medio (25) que intercambia calor entre el refrigerante y un medio de transferencia de calor; y un dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante (22) que conmuta entre un estado de radiación de refrigerante y un estado de evaporación de refrigerante, provocando el estado de radiación de refrigerante que el intercambiador de calor de aire exterior (23) funcione como un radiador del refrigerante y provocando que el intercambiador de calor del medio (25) funcione como un evaporador del refrigerante, provocando el estado de evaporación de refrigerante que el intercambiador de calor de aire exterior (23) funcione como un evaporador del refrigerante y provocando que el intercambiador de calor del medio 25) funcione como un radiador del refrigerante, y un circuito del medio (30) que encierra herméticamente dióxido de carbono en su interior como medio de transferencia de calor, incluyendo el circuito del medio (30): un propulsor del medio (31) que propulsa el medio de transferencia de calor; el intercambiador de calor del medio (25); un primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio (32) que conmuta entre un primer estado de radiación del medio que hace que el intercambiador de calor del medio (25) funcione como un radiador del medio de transferencia de calor y un primer estado de evaporación del medio que hace que el intercambiador de calor del medio (25) funcione como un evaporador del medio de transferencia de calor; y una pluralidad de intercambiadores de calor de aire interior (52a, 52b, 52c) que intercambian calor entre el medio de transferencia de calor y el aire interior, donde los intercambiadores de calor de aire interior (52a, 52b, 52c) son intercambiadores de calor de aletas y tubos.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de transferencia de calor
Campo técnico
La presente invención se refiere a un sistema de transporte de calor.
Antecedentes de la técnica
En la técnica anterior, se ha dado a conocer un sistema enfriador que tiene un circuito de refrigerante y un circuito de agua, y está configurado para transferir calor del refrigerante al agua realizando intercambio de calor entre el agua que circula en el circuito de agua y el refrigerante que circula en el circuito de refrigerante. Por ejemplo, se conocen sistemas de transporte de calor por las patentes WO 2014 097 439 A1 y JP H11 294 879 A. Otro sistema de transporte de calor se muestra en la patente US2006/070391A1, que es estructuralmente similar al sistema de la presente invención y representa el estado de la técnica más cercano.
Las patentes JP2008051427A, véase la realización de la Figura 5, y WO2014/034099A1 dan a conocer aspectos de la presente invención, tales como el uso de refrigerantes particulares. La patente JP2008051427A también muestra el uso de intercambiadores de calor de aletas y tubos en las Figuras 3-4, pero solo para nitrógeno o aire como fluidos de transferencia de calor.
Compendio de la invención
Se puede utilizar un sistema enfriador convencional para el acondicionamiento de aire interior proporcionando un circuito de agua que incluye un intercambiador de calor para intercambiar calor entre el agua y el aire interior. Sin embargo, en un sistema de transporte de calor de este tipo, es necesario instalar una tubería de agua que constituye el circuito de agua al interior de la habitación. Desafortunadamente, el diámetro de tubería de la tubería de agua es grande; por lo tanto, se requiere un gran espacio de instalación, y su instalación y mantenimiento requieren tiempo y esfuerzo.
Por otra parte, es concebible omitir el circuito de agua y disponer un intercambiador de calor para intercambiar calor entre el aire interior y el refrigerante en el circuito de refrigerante dentro de la habitación. No obstante, si se adopta esta configuración, existe el riesgo de que cuando se fugue refrigerante al interior de la habitación, todo el refrigerante encerrado con estanqueidad en el circuito de refrigerante se fugue a la habitación dado que el refrigerante circula hacia el interior de la habitación. En este caso, como refrigerante a sellar dentro del circuito de refrigerante, existe el requisito de utilizar un refrigerante que tenga un potencial de calentamiento global bajo y un coeficiente de destrucción de la capa de ozono de cero, además de tener una capacidad de refrigeración superior, a fin de reducir los impactos ambientales recientes (destrucción de la capa de ozono y calentamiento global). Sin embargo, muchos fluidos que pueden satisfacer estas características son combustibles o ligeramente combustibles. Si un intercambiador de calor para intercambiar calor entre el refrigerante y el aire interior está encerrado en un circuito de refrigerante dispuesto en el interior, existe el riesgo de que la concentración del refrigerante en la habitación aumente a una concentración combustible cuando hay una fuga de refrigerante en la habitación, y por lo tanto, puede causar un accidente de ignición.
La presente invención se ha realizado para conseguir el objetivo de proporcionar un sistema de transporte de calor tal como se define en la reivindicación independiente 1 adjunta.
Un sistema de transporte de calor según la presente invención incluye un circuito de refrigerante y un circuito del medio. El circuito de refrigerante incluye un propulsor de refrigerante, un intercambiador de calor de aire exterior, un intercambiador de calor del medio y un dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante. El propulsor de refrigerante es un dispositivo para propulsar el refrigerante. El intercambiador de calor de aire exterior es un dispositivo para intercambiar calor entre el refrigerante y el aire exterior. El intercambiador de calor del medio es un dispositivo para intercambiar calor entre el refrigerante y un medio de transferencia de calor. El dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante es un dispositivo para conmutar entre un estado de radiación de refrigerante y un estado de evaporación de refrigerante, en el que el intercambiador de calor de aire exterior funciona como un radiador del refrigerante y el intercambiador de calor del medio funciona como un evaporador del refrigerante en el estado de radiación de refrigerante, y el intercambiador de calor de aire exterior funciona como un evaporador del refrigerante y el intercambiador de calor del medio funciona como un radiador del refrigerante en el estado de evaporación de refrigerante. En el circuito de refrigerante, un fluido que contiene refrigerante HFC-32 y/o HFO está encerrado de manera estanca como refrigerante. En este caso, "que contiene refrigerante HFC-32 y/o HFO" significa que cualquiera de los siguientes casos es aceptable: un caso en el que solo está encerrado de manera estanca HFC-32 en el circuito de refrigerante; un caso en el que solo está encerrado de manera estanca refrigerante HFO en el circuito de refrigerante; o un caso en el que está encerrada de manera estanca una mezcla de refrigerante HFC-32 y HFO en el circuito de refrigerante. El circuito del medio incluye un propulsor del medio, un intercambiador de calor del medio, un primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio y una pluralidad de intercambiadores de calor de aire interior, donde los intercambiadores de calor de aire interior son intercambiadores de calor de aletas y tubos. El propulsor del medio es un dispositivo para propulsar el medio de transferencia de calor. El primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio es un dispositivo para conmutar entre un primer estado de radiación del medio que hace que el intercambiador de calor del medio funcione como un radiador del medio de transferencia de calor y un primer estado de evaporación del medio que hace que el intercambio de calor del medio funcione como un evaporador del medio de transferencia de calor. Los intercambiadores de calor de aire interior son dispositivos para intercambiar calor entre el medio de transferencia de calor y el aire interior. Hay dióxido de carbono encerrado de manera estanca en el circuito del medio como medio de transferencia de calor.
En este caso, el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante es conmutado al estado de radiación de refrigerante para que el refrigerante en el circuito de refrigerante circule, y el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio también es conmutado al primer estado de radiación del medio para que se haga circular el medio de transferencia de calor en el circuito del medio. En este caso, en el intercambiador de calor del medio, el medio de transferencia de calor irradia calor debido a la evaporación del refrigerante, transfiriendo así calor frío del circuito de refrigerante al circuito del medio. Además, es posible que el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante sea conmutado al estado de evaporación de refrigerante para que se haga circular el refrigerante en el circuito de refrigerante, y el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio también sea conmutado al primer estado de evaporación del medio para que el medio de transferencia de calor en el circuito del medio pueda circular. En este caso, en el intercambiador de calor del medio, el medio de transferencia de calor se evapora por la radiación del refrigerante, transfiriendo así calor caliente del circuito de refrigerante al circuito del medio. En este caso, esta configuración permite que la operación de transferencia de calor frío del circuito de refrigerante al circuito del medio y la operación de transferencia de calor caliente del circuito de refrigerante al circuito del medio sean conmutadas y realizadas por el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante dispuesto en el circuito de refrigerante y el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio dispuesto en el circuito del medio. A continuación, el calor frío o caliente transferido del circuito de refrigerante al circuito del medio en la operación descrita anteriormente se transfiere además al aire interior mediante el intercambio de calor entre el aire interior y el medio de transferencia de calor en el intercambiador de calor de aire interior, por lo tanto, se puede realizar acondicionamiento (enfriamiento y calentamiento) del aire interior.
Además, al realizar la operación anterior, el diámetro de tubería de la tubería que constituye el circuito del medio puede reducirse dado que se usa dióxido de carbono como medio de transferencia de calor, en comparación con el caso en el que se usa agua como medio de transferencia de calor. Con esta configuración, al instalar la tubería que constituye el circuito del medio en el interior de una habitación (en este caso, el intercambiador de calor de aire interior), es posible reducir el espacio de instalación y la mano de obra de la instalación de tuberías y del mantenimiento de las mismas. Además, se puede reducir la cantidad del medio de transferencia de calor encerrado con estanqueidad en el circuito del medio.
Aunque en este caso se utiliza como refrigerante un fluido que contiene refrigerante HFC-32 y/o HFO, el riesgo de fugas de refrigerante a la habitación puede eliminarse incluso si el refrigerante se fuga del circuito de refrigerante, dado que no es necesario instalar la tubería que constituye el circuito de refrigerante en el interior de la habitación. Además, aunque la tubería que constituye el circuito del medio está instalada en el interior de la habitación tal como se ha descrito anteriormente, incluso si el medio de transferencia de calor se fuga del circuito del medio, solo se filtra dióxido de carbono incombustible a la habitación y, por lo tanto, se puede eliminar la posibilidad de provocar un accidente de ignición.
Además, en este caso, tanto el refrigerante HFC-32 y/o HFO utilizado como refrigerante, como el dióxido de carbono utilizado como medio de transferencia de calor, tienen un coeficiente de destrucción de la capa de ozono cero y son líquidos con un potencial de calentamiento global bajo; por lo tanto pueden satisfacer el requisito de reducir la carga ambiental.
Dados estos factores, el sistema de transporte de calor tiene un circuito de refrigerante por el que circula el refrigerante y un circuito del medio por el que circula el medio de transferencia de calor, y realiza intercambio de calor del medio de transferencia de calor con el aire interior para realizar acondicionamiento del aire interior. Permitiendo así reducir el diámetro de tubería de la tubería que constituye el circuito del medio y reducir la carga ambiental y mejorar también la seguridad.
Un sistema de transporte de calor según un segundo aspecto de la presente invención es el sistema de transporte de calor según la presente invención, tal como se define en la reivindicación independiente 1 adjunta, en el que el diámetro de tubería de la tubería que constituye el circuito del medio es de 0,9525 cm (3/8 de pulgada)) o menos cuando la capacidad nominal del sistema de transporte de calor es de 14 kW (5 caballos de fuerza) o menos. En este documento, "capacidad nominal" (“rated capacity”) significa un valor equivalente a la "capacidad nominal" descrita en el catálogo del producto o manual de instrucciones.
En este aspecto, establecer el diámetro de tubería de la tubería que constituye el circuito del medio en 0,9525 cm (3/8 de pulgada) o menos hace posible realizar la construcción de tuberías dentro de un espacio estrecho, y la cantidad de medio de transferencia de calor encerrado de manera estanca en el circuito del medio se puede reducir más.
Un sistema de transporte de calor de acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención es el sistema de transporte de calor de acuerdo con el primer o segundo aspecto de la presente invención en el que el circuito de refrigerante, el propulsor del medio y el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio están situados en un unidad de transferencia de calor dispuesta en el exterior de una habitación, y el intercambiador de calor de aire interior está ubicado en una unidad de utilización dispuesta dentro de la habitación.
En este aspecto, el circuito de refrigerante está situado en la unidad de transferencia de calor dispuesta en el exterior y, por lo tanto, el riesgo de fugas de refrigerante a la habitación puede eliminarse de forma fiable incluso si el refrigerante se fuga del circuito de refrigerante. Con respecto al circuito del medio, aunque el intercambiador de calor de aire interior está situado en la unidad de utilización dispuesta en la habitación, el propulsor del medio y el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio están dispuestos en la unidad de transferencia de calor. Esto permite que muchos de los dispositivos que constituyen el sistema de transporte de calor se dispongan colectivamente en el exterior, minimizando así los dispositivos dispuestos dentro de la habitación y consiguiendo compacidad de las unidades de utilización.
Un sistema de transporte de calor según un cuarto aspecto de la presente invención es el sistema de transporte de calor según el tercer aspecto de la presente invención, en el que la unidad de transferencia de calor incluye una unidad de enfriamiento de aire que incluye el circuito de refrigerante y una unidad de fuente de calor que incluye el propulsor del medio y el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio.
En este aspecto, dado que el circuito de refrigerante está dispuesto en la unidad de enfriamiento de aire, y la parte del circuito del medio en la unidad de transferencia de calor excepto el intercambiador de calor del medio está dispuesta en la unidad de fuente de calor, la unidad de transferencia de calor se puede configurar fácilmente conectando la unidad de enfriamiento de aire y la unidad de fuente de calor a través de una tubería a cuyo través fluye el medio de transferencia de calor.
Un sistema de transporte de calor según un quinto aspecto de la presente invención es el sistema de transporte de calor según cualquiera de los aspectos primero a cuarto de la presente invención, en el que el propulsor del medio tiene un motor cuya velocidad de rotación está controlada por un inversor.
En este aspecto, el caudal del medio de transferencia de calor que circula por el circuito del medio puede controlarse de acuerdo con la variación en el número de intercambiadores de calor de aire interior que realizan el intercambio de calor entre el medio de transferencia de calor y el aire interior.
Un sistema de transporte de calor según un sexto aspecto de la presente invención es el sistema de transporte de calor según cualquiera de los aspectos primero a quinto de la presente invención, en el que el propulsor del medio es un compresor rotativo
En este aspecto, se utiliza como propulsor del medio un compresor rotativo con experiencia comprobada en un calentador de agua con bomba de calor, etc. que utiliza dióxido de carbono; permitiendo así configurar un circuito del medio de alta fiabilidad.
Un sistema de transporte de calor según un séptimo aspecto de la presente invención es el sistema de transporte de calor según cualquiera de los aspectos primero a quinto de la presente invención, en el que el propulsor del medio es un turbocompresor sin aceite. Los ejemplos del turbocompresor sin aceite incluyen aquellos que tienen una estructura en la que un eje giratorio que conecta un impulsor y un motor está soportado por un cojinete magnético o un cojinete de gas.
En este aspecto, la utilización del turbocompresor sin aceite como propulsor del medio permite reducir el aceite utilizado en el circuito del medio, y por tanto omitir la operación de evacuación al construir el circuito del medio. Además, no es necesario tener en cuenta la acumulación del aceite lubricante en el circuito del medio, permitiendo la libre disposición de la tubería que constituye el circuito del medio.
Un sistema de transporte de calor según un octavo aspecto de la presente invención es el sistema de transporte de calor según cualquiera de los aspectos primero a séptimo de la presente invención, en el que el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio hace que el intercambiador de calor de aire interior funcione como un evaporador del medio de transferencia de calor en el primer estado de radiación del medio y hace que el intercambiador de calor de aire interior funcione como un radiador del medio de transferencia de calor en el primer estado de evaporación del medio.
En este aspecto, cuando circula el medio de transferencia de calor en el circuito del medio estando el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio conmutado al primer estado de radiación del medio, todos los intercambiadores de calor de aire interior funcionan como evaporadores del medio de transferencia de calor. Por lo tanto, en el intercambiador de calor de aire interior, el aire interior se enfría mediante el intercambio de calor entre el medio de transferencia de calor y el aire interior, enfriando así la habitación. En el caso de circular el medio de transferencia de calor en el circuito del medio estando el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio conmutado al primer estado de evaporación del medio, todos los intercambiadores de calor de aire interior funcionan como radiadores del medio de transferencia de calor. Por lo tanto, en el intercambiador de calor de aire interior, el aire interior se calienta mediante intercambio de calor entre el medio de transferencia de calor y el aire interior, calentando así la habitación. Con esta configuración, el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante dispuesto en el circuito de refrigerante y el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio dispuesto en el circuito del medio permiten que todos los intercambiadores de calor de aire interior se conmuten colectivamente para realizar así la operación de enfriamiento o calentamiento de una habitación.
Un sistema de transporte de calor según un noveno aspecto de la presente invención es el sistema de transporte de calor según cualquiera de los aspectos primero a séptimo de la presente invención, en el que el circuito del medio incluye además un segundo dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio para cada uno de los intercambiadores de calor de aire interior. El segundo dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio conmuta entre un segundo estado de evaporación del medio que hace que el intercambiador de calor de aire interior funcione como un evaporador del medio de transferencia de calor, y un segundo estado de radiación del medio que hace que el intercambiador de calor interior funcione como un radiador del medio de transferencia de calor.
En este aspecto, cuando circula el medio de transferencia de calor en el circuito del medio estando el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio conmutando al primer estado de radiación del medio o al segundo estado de radiación del medio, y cuando el segundo dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio está conmutado al segundo estado de evaporación del medio, el intercambiador de calor de aire interior correspondiente al mismo funciona como un evaporador del medio de transferencia de calor. Por lo tanto, en el intercambiador de calor de aire interior correspondiente a que el segundo dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio esté conmutado al segundo estado de evaporación del medio, el aire interior se enfría mediante intercambio de calor entre el medio de transferencia de calor y el aire interior, enfriando así la habitación. Además, cuando el medio de transferencia de calor circula en el circuito del medio estando el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio conmutado al primer estado de radiación del medio o al segundo estado de radiación del medio, y cuando el segundo dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio está conmutado al segundo estado de radiación del medio, el intercambiador de calor de aire interior correspondiente funciona como un radiador del medio de transferencia de calor. Por lo tanto, en el intercambiador de calor de aire interior correspondiente a que el segundo dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio esté conmutado al segundo estado de radiación del medio, el aire interior se calienta mediante intercambio de calor entre el medio de transferencia de calor y el aire interior, calentando así la habitación. En este caso, con esta configuración, el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante dispuesto en el circuito de refrigerante y el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio dispuesto en el circuito del medio permiten que los intercambiadores de calor de aire interior se conmuten individualmente para realizar así la operación de enfriamiento o calentamiento de una habitación.
Un sistema de transporte de calor según un décimo aspecto de la presente invención es el sistema de transporte de calor según cualquiera de los aspectos primero a noveno de la presente invención, en el que el circuito del medio incluye además un receptor para almacenar el medio de transferencia de calor que circula a través del circuito del medio.
En este aspecto, la operación de transferencia de calor frío del circuito de refrigerante al circuito del medio y la operación de transferencia de calor caliente del circuito de refrigerante al circuito del medio se conmutan y realizan, y por tanto la distribución del medio de transferencia de calor en el circuito del medio es diferente entre ambas operaciones. Así, se genera un excedente de medio de transferencia de calor en el circuito del medio entre las dos operaciones. Este medio de transferencia de calor sobrante se acumula en el intercambiador de calor del medio y en el intercambiador de calor de aire interior, provocando posiblemente una disminución en el rendimiento del intercambio de calor.
Dada esta situación, se dispone un receptor en el circuito del medio para almacenar el medio de transferencia de calor sobrante para impedir que el medio de transferencia de calor sobrante se acumule en el intercambiador de calor del medio y en el intercambiador de calor de aire interior, disminuyendo así el deterioro del rendimiento del intercambio de calor tanto del intercambiador de calor del medio como del intercambiador de calor de aire interior. Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1 es un diagrama de configuración esquemático de un sistema de transporte de calor según una primera realización de la presente invención.
La FIG. 2 es un diagrama que ilustra una acción (un flujo del refrigerante y del medio de transferencia de calor) en una operación de enfriamiento del sistema de transporte de calor según la primera realización de la presente invención.
La FIG. 3 es un diagrama que ilustra una acción (un flujo del refrigerante y del medio de transferencia de calor) en una operación de calentamiento del sistema de transporte de calor según la primera realización de la presente invención.
La FIG. 4 es un diagrama de configuración esquemático de un sistema de transporte de calor según una segunda modificación de la primera realización de la presente invención.
La FIG. 5 es una vista esquemática en sección longitudinal de un compresor rotativo utilizado como propulsor del medio que constituye un sistema de transporte de calor según una cuarta modificación de la primera realización de la presente invención.
La FIG. 6 es una vista en sección en planta esquemática de un componente de compresión del medio que constituye el compresor rotativo como el propulsor del medio de la FIG. 5.
La FIG. 7 es una vista esquemática en sección de un turbocompresor utilizado como propulsor del medio que constituye un sistema de transporte de calor según una quinta modificación de la primera realización de la presente invención.
La FIG. 8 es un diagrama de configuración esquemático de un sistema de transporte de calor según una sexta modificación de la primera realización de la presente invención
La FIG. 9 es un diagrama de configuración esquemático de un sistema de transporte de calor según una séptima modificación de la primera realización de la presente invención
La FIG. 10 es un diagrama de configuración esquemático de un sistema de transporte de calor según una octava modificación de la primera realización de la presente invención
La FIG. 11 es un diagrama de configuración esquemático de un sistema de transporte de calor según una novena modificación de la primera realización de la presente invención
La FIG. 12 es un diagrama de configuración esquemático de un sistema de transporte de calor según una segunda realización de la presente invención.
La FIG. 13 es un diagrama que ilustra una acción (un flujo del refrigerante y del medio de transferencia de calor) en una operación de enfriamiento global del sistema de transporte de calor según la segunda realización de la presente invención.
La FIG. 14 es un diagrama que ilustra una acción (un flujo del refrigerante y del medio de transferencia de calor) en una operación de calentamiento global del sistema de transporte de calor según la segunda realización de la presente invención.
La FIG. 15 es un diagrama que ilustra una acción (un flujo del refrigerante y del medio de transferencia de calor) en una operación de enfriamiento dominante del sistema de transporte de calor de acuerdo con la segunda realización de la presente invención.
La FIG. 16 es un diagrama que ilustra una acción (un flujo del refrigerante y del medio de transferencia de calor) en una operación de calentamiento dominante del sistema de transporte de calor de acuerdo con la segunda realización de la presente invención.
La FIG. 17 es un diagrama de configuración esquemático de un sistema de transporte de calor según una segunda modificación de la segunda realización de la presente invención.
La FIG. 18 es un diagrama de configuración esquemático de un sistema de transporte de calor según una sexta modificación de la segunda realización de la presente invención.
La FIG. 19 es un diagrama de configuración esquemático de un sistema de transporte de calor según una séptima modificación de la segunda realización de la presente invención.
La FIG. 20 es un diagrama de configuración esquemático de un sistema de transporte de calor según una octava modificación de la segunda realización de la presente invención.
La FIG. 21 es un diagrama de configuración esquemático de un sistema de transporte de calor según una novena modificación de la segunda realización de la presente invención.
Descripción de realizaciones
A continuación, se describirán detalladamente las realizaciones de un sistema de transporte de calor según la presente invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos. Se debe observar que la configuración específica del sistema de transporte de calor según la presente invención no se limita a las siguientes realizaciones y modificaciones de la mismas, sino que se pueden realizar modificaciones en este documento sin apartarse del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.
(1) Primera realización
<Configuración>
La FIG. 1 es un diagrama de configuración esquemático de un sistema de transporte de calor 1 según una primera realización de la presente invención.
El sistema de transporte de calor 1 es un dispositivo para realizar acondicionamiento de aire (enfriamiento y calentamiento) en una habitación intercambiando calor entre un medio de transferencia de calor y el aire interior; e incluye un circuito de refrigerante 10 a través del cual circula el refrigerante, y un circuito del medio 30 a través del cual circula el medio de transferencia de calor.
El circuito de refrigerante 10 incluye principalmente un propulsor de refrigerante 21, un intercambiador de calor de aire exterior 23, un intercambiador de calor del medio 25 y un dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22. Un fluido que contiene refrigerante HFC-32 y/o HFO está encerrado de manera estanca como el refrigerante en el circuito de refrigerante 10. En este caso, "que contiene refrigerante HFC-32 y/o HFO" significa que cualquiera de los siguientes casos es aceptable: un caso en el que solo está encerrado de manera estanca HFC-32 en el circuito de refrigerante 10; un caso en el que solo está encerrado de manera estanca refrigerante HFO en el circuito de refrigerante 10; o un caso en el que está encerrado de manera estanca una mezcla de refrigerante HFC-32 y HFO en el circuito de refrigerante 10. Como refrigerante HFO se pueden utilizar refrigerantes tales como HFO-1234yf o HFO-1234ze.
El propulsor de refrigerante 21 es un dispositivo para propulsar el refrigerante. El propulsor de refrigerante 21 es, por ejemplo, un compresor para accionar un componente de compresión de refrigerante del tipo de desplazamiento positivo (no mostrado), tal como un compresor de hélice o de espiral por medio de un mecanismo de accionamiento del propulsor de refrigerante 21a, que es un motor. Se debe observar que el componente de compresión de refrigerante que constituye el propulsor de refrigerante 21 no se limita al componente de compresión de tipo de desplazamiento positivo tal como un compresor de hélice o de espiral, sino que puede ser un componente de compresión de otro tipo (alternativo, etc.). Además, el mecanismo de accionamiento del propulsor de refrigerante 21a no se limita a un motor, sino que puede ser otro mecanismo de accionamiento (tal como un motor).
El dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 es un dispositivo para conmutar entre el estado de radiación de refrigerante y el estado de evaporación de refrigerante, en el que el intercambiador de calor de aire exterior 23 funciona como un radiador del refrigerante y el intercambiador de calor del medio 25 funciona como un evaporador del refrigerante en el estado de radiación de refrigerante (se hace referencia a la línea continua del dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 en la FIG. 1), y el intercambiador de calor de aire exterior 23 funciona como un evaporador del refrigerante y el intercambiador de calor del medio 25 funciona como un radiador de el refrigerante en el estado de evaporación de refrigerante (se hace referencia a la línea discontinua del dispositivo de conmutación 22 de la trayectoria del flujo de refrigerante en la FIG. 1). El dispositivo 22 de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante es, por ejemplo, una válvula de conmutación de cuatro vías. En el estado de radiación de refrigerante, el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 conecta el lado de descarga del propulsor de refrigerante 21 al lado del refrigerante de gas del intercambiador de calor de aire exterior 23, y conecta el lado de succión del propulsor de refrigerante 21 al lado del refrigerante de gas del intercambiador de calor del medio 25. En el estado de evaporación de refrigerante, el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 conecta el lado de descarga del propulsor de refrigerante 21 al lado del refrigerante de gas del intercambiador de calor del medio 25, y conecta el lado de succión del propulsor de refrigerante 21 al lado del refrigerante de gas del intercambiador de calor de aire exterior 23. Cabe señalar que el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 es, entre otros, una válvula de conmutación de cuatro vías, pero puede ser una combinación de una pluralidad de válvulas (una válvula solenoide, una válvula de tres vías, etc.) configurada para tener la función de conmutar entre el estado de radiación de refrigerante mencionado anteriormente y el estado de evaporación de refrigerante.
El intercambiador de calor de aire exterior 23 es un dispositivo para intercambiar calor entre el refrigerante y el aire exterior. El intercambiador de calor de aire exterior 23 es, por ejemplo, un intercambiador de calor de aletas y tubos. El intercambiador de calor de aire exterior 23 funciona como un radiador del refrigerante utilizando el aire exterior como fuente de enfriamiento en un estado en el que el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 está conmutado al estado de radiación de refrigerante y funciona como un evaporador del refrigerante utilizando el aire exterior como fuente de calor en un estado en el que el dispositivo 22 de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante está conmutado al estado de evaporación de refrigerante. El lado del refrigerante de gas del intercambiador de calor de aire exterior 23 está conectado al dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22, y el lado del refrigerante líquido del intercambiador de calor de aire exterior 23 está conectado al lado del refrigerante líquido del intercambiador de calor del medio 25.
Además, el circuito de refrigerante 10 incluye un descompresor de refrigerante 24. El descompresor de refrigerante 24 es un dispositivo para descomprimir el refrigerante. El descompresor de refrigerante 24 es, por ejemplo, una válvula de expansión eléctrica. El descompresor de refrigerante 24 descomprime el refrigerante que ha irradiado calor en el intercambiador de calor de aire exterior 23 en un estado en el que el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 está conmutado al estado de radiación de refrigerante, y descomprime el refrigerante que ha irradiado calor en el intercambiador de calor del medio 25 en un estado en el que el dispositivo 22 de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante está conmutado al estado de evaporación de refrigerante. Un extremo del descompresor de refrigerante 24 está conectado al lado del refrigerante líquido del intercambiador de calor de aire exterior 23 y el otro extremo está conectado al lado del refrigerante líquido del intercambiador de calor del medio 25. Se debe observar que el descompresor de refrigerante 24 no se limita a una válvula de expansión eléctrica, pero puede ser otra válvula de expansión, un tubo capilar o un expansor, por ejemplo.
El intercambiador de calor del medio 25 es un dispositivo para intercambiar calor entre el refrigerante y el medio de transferencia de calor. El intercambiador de calor del medio 25 es, por ejemplo, un intercambiador de calor de tipo placa o de doble tubo. El intercambiador de calor del medio 25 funciona como un evaporador del refrigerante utilizando el medio de transferencia de calor como fuente de calor en un estado en el que el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 está conmutado al estado de radiación de refrigerante; y funciona como un radiador del refrigerante utilizando el medio de transferencia de calor como fuente de enfriamiento en un estado en el que el dispositivo 22 de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante está conmutado al estado de evaporación de refrigerante. El lado del refrigerante gaseoso del intercambiador de calor del medio 25 está conectado al dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22, mientras que el lado del refrigerante líquido está conectado al lado del refrigerante líquido del intercambiador de calor del medio 25 a través del descompresor de refrigerante 24. Debe tenerse en cuenta que el intercambiador de calor del medio 25 no se limita a un intercambiador de calor de tipo placa o de doble tubo, sino que puede ser un intercambiador de calor de otro tipo (tipo carcasa y tubo, etc.).
El circuito del medio 30 incluye principalmente un propulsor del medio 31, el intercambiador de calor del medio 25, un primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32, una pluralidad de intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c (tres, en este caso). El dióxido de carbono está encerrado de manera estanca en el circuito del medio 30 como medio de transferencia de calor. Se debe observar que el número de intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c no está limitado a tres, sino que puede ser dos, cuatro o más.
El propulsor del medio 31 es un dispositivo para propulsar el medio de transferencia de calor. El propulsor del medio 31 es un compresor que es un componente de compresión del medio del tipo de desplazamiento positivo (no mostrado) tal como un compresor de hélice o de espiral accionado por un mecanismo de accionamiento del propulsor del medio 31a, que es un motor. Cabe señalar que el componente de compresión del medio que constituye el propulsor del medio 31 no se limita a un componente de compresión de tipo de desplazamiento positivo tal como un compresor de hélice o de espiral, sino que puede ser un componente de compresión de otro tipo (alternativo o similar). Además, el mecanismo de accionamiento del propulsor del medio 31a no se limita a un motor, sino que puede ser otro mecanismo de accionamiento (un motor o similar).
El primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 es un dispositivo para conmutar entre un primer estado de radiación del medio (se hace referencia a la línea continua del primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 en la FIG. 1) que hace que el intercambiador de calor del medio 25 funcione como un radiador del medio de transferencia de calor, y un primer estado de evaporación del medio (se hace referencia a la línea discontinua del primer dispositivo de conmutación 32 de la trayectoria de flujo del medio en la FIG. 1) que hace que el intercambiador de calor 25 funcione como un evaporador del medio de transferencia de calor. Además, el primer dispositivo de conmutación 32 de la trayectoria de flujo del medio hace que los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c funcionen como evaporadores del medio de transferencia de calor en el primer estado de radiación del medio; y hace que los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c funcionen como radiadores del medio de transferencia de calor en el primer estado de evaporación del medio. El primer dispositivo 32 de conmutación de la trayectoria de flujo del medio es, por ejemplo, una válvula de conmutación de cuatro vías. En el primer estado de radiación del medio, el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 conecta el lado de descarga del propulsor del medio 31 al lado del medio gaseoso de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25, y también conecta el lado de succión del propulsor del medio 31 a el lado del medio gaseoso de transferencia de calor de los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c. En el primer estado de evaporación del medio, el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 conecta el lado de descarga del propulsor del medio 31 al lado del medio gaseoso de transferencia de calor de los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c, y también conecta el lado de succión del propulsor del medio 31 al lado del medio gaseoso de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25. Se debe observar que el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 no se limita a una válvula de conmutación de cuatro vías. Por ejemplo, se puede adoptar una configuración en la que una combinación de una pluralidad de válvulas (una válvula solenoide, una válvula de tres vías, etc.) configuradas para tener la función de conmutar entre el primer estado de radiación del medio descrito anteriormente y el primer estado de evaporación del medio.
El intercambiador de calor del medio 25 funciona como un radiador del medio de transferencia de calor que utiliza el refrigerante como fuente de enfriamiento en un estado en el que el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 está conmutado al estado de radiación de refrigerante y el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 está conmutado al primer estado de radiación del medio; y funciona como un evaporador del medio de transferencia de calor que utiliza el refrigerante como fuente de calentamiento en un estado en el que el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 está conmutado al estado de evaporación de refrigerante y el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 está conmutado al primer estado de evaporación del medio. El intercambiador de calor del medio 25 es, por ejemplo, un intercambiador de calor de tipo placas o un intercambiador de calor de tipo doble tubo. El intercambiador de calor del medio 25 está conectado al primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 en el lado del medio gaseoso de transferencia de calor, y su lado del medio líquido de transferencia de calor está conectado al lado del medio líquido de transferencia de calor de los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b, y 52c.
Además, el circuito del medio 30 tiene un descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33. El descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33 es un dispositivo para descomprimir el medio de transferencia de calor. El descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33 es, por ejemplo, una válvula de expansión eléctrica. En un estado en el que el primer dispositivo de conmutación 32 de la trayectoria de flujo del medio es conmutado al primer estado de radiación del medio, el descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33 reduce en la medida de lo posible la posibilidad de que el medio de transferencia de calor que ha irradiado calor en el intercambiador de calor del medio completamente abierto 25 sea descomprimido; mientras que cuando se encuentra en el estado en el que el primer dispositivo de conmutación 32 de la trayectoria de flujo del medio está conmutado al primer estado de evaporación del medio, el descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33 descomprime el medio de transferencia de calor que ha irradiado calor en los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b, y 52c. Un extremo del descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33 está conectado al lado del medio líquido de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25 y el otro extremo está conectado al lado del medio líquido de transferencia de calor de los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c. Se debe observar que el descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33 no se limita a una válvula de expansión eléctrica, sino que puede ser otra válvula de expansión, un tubo capilar o un expansor, por ejemplo.
Además, el circuito del medio 30 tiene descompresores del medio del lado de utilización 51a, 51b y 51c correspondientes a los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c, respectivamente. Los descompresores del medio del lado de utilización 51a, 51b y 51c son dispositivos para descomprimir el medio de transferencia de calor. Los descompresores del medio del lado de utilización 51a, 51b y 51c son válvulas de expansión eléctricas, por ejemplo. Los descompresores del medio del lado de utilización 51a, 51b y 51c descomprimen el medio de transferencia de calor que ha irradiado calor en el intercambiador de calor del medio 25 en un estado en el que el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 está conmutado al primer estado de radiación del medio, y descomprimen el medio de transferencia de calor transportado desde los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c en un estado en el que el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 está conmutado al primer estado de evaporación del medio. Un extremo de los descompresores del medio del lado de utilización 51a, 51b y 51c está conectado al lado del medio líquido de transferencia de calor de los intercambiadores de calor del medio 25 a través del descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33, y el otro extremo está conectado al lado del medio líquido de transferencia de calor de los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c.
Los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c son dispositivos para intercambiar calor entre el medio de transferencia de calor y el aire interior. Los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c son, según la presente invención definida en la reivindicación 1, intercambiadores de calor de aletas y tubos. Los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c funcionan como radiadores del medio de transferencia de calor utilizando el aire de la habitación como fuente de enfriamiento en un estado en el que el primer dispositivo de conmutación 32 de la trayectoria de flujo del medio está conmutado al primer estado de radiación del medio; y funcionan como evaporadores del medio de transferencia de calor utilizando aire interior como fuente de calentamiento en un estado en el que el primer dispositivo 32 de conmutación de la trayectoria de flujo del medio está conmutado al primer estado de evaporación del medio. El respectivo lado del medio gaseoso de transferencia de calor de los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c está conectado al primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32, y el respectivo lado del medio líquido de transferencia de calor está conectado al lado del medio líquido de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25 a través de los descompresores del medio 51a, 51b, 51c y 33.
Los dispositivos constituyentes del circuito de refrigerante 10 y del circuito del medio 30 mencionados anteriormente están situados en una unidad de transferencia de calor 2 y una pluralidad de unidades de utilización 5a, 5b y 5c (en este caso, tres). Las unidades de utilización 5a, 5b y 5c se disponen en correspondencia con los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c, respectivamente.
La unidad de transferencia de calor 2 está dispuesta en el exterior. El circuito de refrigerante 10 que incluye el intercambiador de calor del medio 25, el propulsor del medio 31 y el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 del circuito del medio 30 están dispuestos en la unidad de transferencia de calor 2. El descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33 del circuito del medio 30 también está dispuesto en la unidad de transferencia de calor 2. Además, un ventilador exterior 26 para suministrar aire exterior al intercambiador de calor de aire exterior 23 está dispuesto en la unidad de transferencia de calor 2. El ventilador exterior 26 es un ventilador que acciona un componente de soplado, tal como un ventilador de hélice que utiliza un mecanismo de accionamiento del ventilador exterior 26a que es un motor.
Las unidades de utilización 5a, 5b y 5c están dispuestas en el interior. Los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c del circuito del medio 30 están dispuestos en las unidades de utilización 5a, 5b y 5c. Los descompresores del medio del lado de utilización 51a, 51b y 51c del circuito del medio 30 también están dispuestos en las unidades de utilización 5a, 5b y 5c. Además, ventiladores interiores 53a, 53b y 53c para suministrar aire interior a los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c están dispuestos en las unidades de utilización 5a, 5b y 5c. Los ventiladores interiores 53a, 53b y 53c son ventiladores que accionan componentes de soplado tales como un ventilador centrífugo o un ventilador de múltiples palas utilizando mecanismos de accionamiento de ventiladores interiores 54a, 54b y 54c que son motores.
La unidad de transferencia de calor 2 y las unidades de utilización 5a, 5b y 5c están conectadas entre sí mediante tuberías de comunicación del medio 6 y 7 que constituyen una parte del circuito del medio 30. La tubería de comunicación del medio líquido 6 es una tubería que conecta el lado del medio líquido de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25 a un extremo de los descompresores del medio del lado de utilización 51a, 51b y 51c. La tubería de comunicación del medio gaseoso 7 es una tubería que conecta el primer dispositivo de conmutación 32 de la trayectoria de flujo del medio al lado del medio gaseoso de transferencia de calor de los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c.
Los dispositivos constituyentes de la unidad de transferencia de calor 2 y de las unidades de utilización 5a, 5b y 5c están configurados para ser controlados por una unidad de control 19. La unidad de control 19 se configura mediante conexión comunicativa entre tableros de control (no mostrados) o similares, dispuestos en la unidad de transferencia de calor 2 y las unidades de utilización 5a, 5b y 5c. Se debe observar que en la FIG. 1, por conveniencia, la unidad de control 19 se muestra en una posición alejada de la unidad de transferencia de calor 2 y las unidades de utilización 5a, 5b, 5c, etc. La unidad de control 19 controla los dispositivos constituyentes 21,22, 24, 26, 31, 32, 33, 51a, 51b, 51c, 53a, 53b y 53c del sistema de transporte de calor 1 (en este caso, la unidad de transferencia de calor 2 y las unidades de utilización 5a, 5b y 5c); es decir, controla todo el funcionamiento del sistema de transporte de calor 1.
Como se describió anteriormente, el sistema de transporte de calor 1 incluye la unidad de transferencia de calor 2, la pluralidad de unidades de utilización (en este caso, tres) 5a, 5b y 5c conectadas en paralelo entre sí, las tuberías de comunicación del medio 6 y 7 que conectan la unidad de transferencia de calor 2 a las unidades de utilización 5a, 5b y 5c, y la unidad de control 19 que controla los dispositivos constituyentes de la unidad de transferencia de calor 2 y las unidades de utilización 5a, 5b y 5c.
<Funcionamiento y características>
A continuación, se describirá el funcionamiento y las características del sistema de transporte de calor 1 haciendo referencia a las FIGs. 1 a 3. En este caso, la FIG. 2 es un diagrama que ilustra una acción (un flujo del refrigerante y del medio de transferencia de calor) en una operación de enfriamiento del sistema de transporte de calor 1 según la primera realización de la presente invención, y la FIG. 3 es un diagrama que ilustra una acción en una operación de calentamiento del mismo. Para realizar el acondicionamiento de aire de una habitación, el sistema de transporte de calor 1 puede realizar una operación de enfriamiento para enfriar el aire interior y una operación de calentamiento para calentar el aire interior. Se debe observar que la operación de enfriamiento y la operación de calentamiento son realizadas por la unidad de control 19.
- Operación de enfriamiento -Durante la operación de enfriamiento, por ejemplo, cuando todas las unidades de utilización 5a, 5b y 5c realizan la operación de enfriamiento (es decir, la operación en la que todos los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c funcionan como evaporadores del medio de transferencia de calor para enfriar el aire interior), el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 es conmutado al estado de radiación de refrigerante (se hace referencia a la línea continua del dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 en la FIG. 2) y el primer dispositivo de conmutación 32 de la trayectoria de flujo del medio es conmutado al primer estado de radiación del medio (se hace referencia a la línea continua del primer dispositivo de conmutación 32 de la trayectoria de flujo del medio en la FIG. 2).
El refrigerante descargado del propulsor de refrigerante 21 se envía a continuación al intercambiador de calor de aire exterior 23 a través del dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22. El refrigerante enviado al intercambiador de calor de aire exterior 23 se enfría intercambiando calor con el aire exterior suministrado por el ventilador exterior 26 en el intercambiador de calor de aire exterior 23 que funciona como un radiador del refrigerante, y por lo tanto se condensa. Posteriormente, el refrigerante que ha irradiado calor en el intercambiador de calor de aire exterior 23 es descomprimido por el descompresor de refrigerante 24 y enviado al intercambiador de calor del medio 25. El refrigerante enviado al intercambiador de calor del medio 25 se calienta intercambiando calor con el medio de transferencia de calor en el intercambiador de calor del medio 25 que funciona como un evaporador del refrigerante, y por lo tanto se evapora. El refrigerante evaporado en el intercambiador de calor del medio 25 es succionado al propulsor de refrigerante 21 a través del dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 y descargado de nuevo desde el propulsor de refrigerante 21.
Por otra parte, el medio de transferencia de calor descargado del propulsor del medio 31 se envía al intercambiador de calor del medio 25 a través del primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32. El medio de transferencia de calor enviado al intercambiador de calor del medio 25 se enfría mediante intercambio de calor, funcionando el refrigerante en el intercambiador de calor del medio 25 como un evaporador del medio de transferencia de calor. El medio de transferencia de calor que ha irradiado calor en el intercambiador de calor del medio 25 se introduce a través del descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33 a la tubería de comunicación del medio líquido 6 y es separado de la misma. El medio de transferencia de calor separado de la tubería de comunicación del medio líquido 6 se envía a los respectivos intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c después de ser descomprimido por los descompresores del medio del lado de utilización 51a, 51b y 51c. En los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c que funcionan como evaporadores del medio de transferencia de calor, el medio de transferencia enviado allí se enfría intercambiando calor con el aire interior suministrado por los ventiladores interiores 53a, 53b y 53c y, por lo tanto, se evapora. Como resultado, se realiza una operación de enfriamiento para enfriar el aire interior. El medio de transferencia de calor que se ha evaporado en los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c se envía a la tubería de comunicación del medio gaseoso 7 y se fusiona en la misma. El medio de transferencia de calor que se ha fusionado en la tubería de comunicación del medio gaseoso 7 es aspirado al propulsor del medio 31 a través del primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 y descargado de nuevo desde el propulsor del medio 31.
- Operación de calentamiento -Durante una operación de calentamiento, por ejemplo, cuando todas las unidades de utilización 5a, 5b y 5c realizan la operación de calentamiento (es decir, la operación en la que todos los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c funcionan como radiadores del medio de transferencia de calor para calentar el aire interior), el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 es conmutado al estado de evaporación de refrigerante (se hace referencia a la línea discontinua del dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 en la FIG. 3) y el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 es conmutado al primer estado de radiación del medio (se hace referencia a la línea discontinua del primer dispositivo de conmutación 32 de la trayectoria de flujo del medio en la FIG. 3).
El refrigerante descargado del propulsor de refrigerante 21 se envía a continuación al intercambiador de calor del medio 25 a través del dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22. El refrigerante enviado al intercambiador de calor del medio 25 se enfría intercambiando calor con el medio de transferencia de calor en el intercambiador de calor del medio 25 que funciona como un radiador del refrigerante, y por lo tanto se condensa. El refrigerante que ha irradiado calor en el intercambiador de calor del medio 25 es descomprimido por el descompresor de refrigerante 24 y enviado a continuación al intercambiador de calor de aire exterior 23. El refrigerante enviado al intercambiador de calor de aire exterior 23 se calienta intercambiando calor con el aire exterior suministrado por el ventilador exterior 26 en el intercambiador de calor de aire exterior 23 que funciona como un evaporador del refrigerante, y por lo tanto se evapora. El refrigerante que se ha evaporado en el intercambiador de calor de aire exterior 23 es aspirado al propulsor de refrigerante 21 a través del dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 y descargado de nuevo desde el propulsor de refrigerante 21.
Por otra parte, el medio de transferencia de calor descargado del propulsor del medio 31 se introduce a través del primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 a la tubería de comunicación del medio gaseoso 7 y se separa de la misma. El medio de transferencia de calor separado de la tubería de comunicación del medio gaseoso 7 se envía a los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c. En los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c que funcionan como radiadores del medio de transferencia de calor, el medio de transferencia de calor enviado a los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c se enfría intercambiando calor con el aire interior suministrado por los ventiladores interiores 53a, 53b y 53c. Como resultado, se realiza la operación de calentamiento para calentar el aire interior. Después de ser descomprimido por los descompresores del medio del lado de utilización 51a, 51b y 51c, el medio de transferencia de calor que ha irradiado calor en los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c se envía a la tubería de comunicación del medio líquido 6 y se fusiona en la misma. El medio de transferencia de calor fusionado en la tubería de comunicación del medio líquido 6 es descomprimido adicionalmente por el descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33; a continuación, se envía al intercambiador de calor del medio 25. El medio de transferencia de calor enviado al intercambiador de calor del medio 25 se calienta intercambiando calor con el refrigerante en el intercambiador de calor del medio 25 que funciona como un evaporador del medio de transferencia de calor y, por lo tanto, se evapora. El medio de transferencia de calor que se ha evaporado en el intercambiador de calor del medio 25 es aspirado al propulsor del medio 31 a través del primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 y descargado de nuevo desde el propulsor del medio 31.
- Características -En este caso, con esta configuración, el refrigerante en el circuito de refrigerante 10 puede hacerse circular mientras el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 está conmutado al estado de radiación de refrigerante; y el medio de transferencia de calor en el circuito del medio 30 puede hacerse circular mientras el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 está conmutado al primer estado de radiación del medio (se hace referencia a la FIG. 2). En este caso, en el intercambiador de calor del medio 25, el medio de transferencia de calor irradia calor debido a la evaporación del refrigerante y, por lo tanto, el calor frío se transfiere del circuito de refrigerante 10 al circuito del medio 30. Además, el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 es conmutado al estado de evaporación de refrigerante, permitiendo que circule el refrigerante en el circuito de refrigerante 10; y el primer dispositivo de conmutación 32 de la trayectoria de flujo del medio es conmutado al primer estado de evaporación del medio, lo que permite que circule el medio de transferencia de calor en el circuito del medio 30 (se hace referencia a la FIG. 3). En este caso, en el intercambiador de calor del medio 25, el medio de transferencia de calor se evapora debido a la radiación del refrigerante, y por tanto se transfiere calor caliente del circuito de refrigerante 10 al circuito del medio 30. Esta configuración permite que la operación de transferencia del calor frío del circuito de refrigerante 10 al circuito del medio 30 y la operación de transferencia de calor caliente del circuito de refrigerante 10 al circuito del medio 30 sea conmutada y realizada por el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 dispuesto en el circuito de refrigerante 10 y por el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 dispuesto en el circuito del medio 30. El calor frío o caliente transferido del circuito de refrigerante 10 al circuito del medio 30 por la operación anterior se transfiere adicionalmente al aire de la habitación mediante intercambio de calor entre el medio de transferencia de calor y el aire interior en los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c; por lo tanto, se puede realizar acondicionamiento (enfriamiento y calentamiento) de aire interior.
En particular, en este caso, cuando circula el medio de transferencia de calor en el circuito del medio 30 en un estado en el que el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 está conmutado al primer estado de radiación del medio, todos los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c funcionan como evaporadores del medio de transferencia de calor. Por esta razón, en los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c, el aire interior se puede enfriar mediante intercambio de calor entre el medio de transferencia de calor y el aire interior, enfriando así la habitación (se hace referencia a la FIG. 2). Además, cuando circula el medio de transferencia de calor en el circuito del medio 30 en un estado en el que el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 está conmutado al primer estado de evaporación del medio, todos los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c funcionan como radiadores del medio de transferencia de calor. Por esta razón, en los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c, el aire interior se puede calentar mediante intercambio de calor entre el medio de transferencia de calor y el aire interior, calentando así la habitación (se hace referencia a la FIG. 3). Como se describió anteriormente, en este caso, el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 dispuesto en el circuito de refrigerante 10 y el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 dispuesto en el circuito del medio 30 permiten que todos los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c se conmuten colectivamente para así realizar la operación de enfriamiento y calentamiento de una habitación.
Además, al realizar la operación anterior, dado que en este caso se utiliza dióxido de carbono como medio de transferencia de calor, el diámetro de la tubería (tubería para conectar entre los componentes que constituyen el circuito del medio 30) de la tubería que constituye el circuito del medio 30 puede reducirse en comparación con el caso en que se utiliza agua como medio de transferencia de calor. Con esta configuración, al instalar la tubería (en particular, las tuberías de comunicación del medio 6 y 7) que constituye el circuito del medio 30 en el lado interior (en este caso, los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c), es posible reducir el espacio de instalación y la mano de obra de construcción de tuberías y mantenimiento de las mismas. Además, también se puede reducir la cantidad de medio de transferencia de calor encerrado con estanqueidad en el circuito del medio 30.
Aunque en este caso se utiliza como refrigerante un fluido que contiene refrigerante HFC-32 y/o HFO, el riesgo de fugas de refrigerante a la habitación puede eliminarse incluso si el refrigerante se fuga del circuito de refrigerante 10, dado que no es necesario instalar la tubería que constituye el circuito de refrigerante 10 en el interior de la habitación. Además, aunque la tubería que constituye el circuito del medio 30 está instalada en el interior de la habitación tal como se ha descrito anteriormente, incluso si el medio de transferencia de calor se fuga del circuito del medio 30, solo se filtra dióxido de carbono incombustible a la habitación y por lo tanto la posibilidad de causar un accidente de ignición se puede reducir.
Además, en este caso, tanto el refrigerante HFC-32 y/o HFO utilizado como refrigerante como el dióxido de carbono utilizado como medio de transferencia de calor tienen un coeficiente de destrucción de la capa de ozono de cero y son líquidos con un bajo potencial de calentamiento global; por lo tanto, pueden satisfacer el requisito de reducir la carga medioambiental.
Dados estos factores, el sistema de transporte de calor 1 incluye el circuito de refrigerante 10 por el que circula el refrigerante y el circuito del medio 30 por el que circula el medio de transferencia de calor, y realiza el intercambio de calor del medio de transferencia de calor con el aire interior para realizar el acondicionamiento de aire de una habitación. Por lo tanto, es posible reducir el diámetro de tubería de la tubería que constituye el circuito del medio 30 y reducir la carga medioambiental y mejorar también la seguridad.
Además, el circuito de refrigerante 10 está situado en la unidad de transferencia de calor 2 dispuesta en el exterior y, por lo tanto, el riesgo de fuga de refrigerante a la habitación puede eliminarse de manera fiable incluso si el refrigerante se fuga del circuito de refrigerante 10. En cuanto al circuito del medio 30, aunque los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c están situados en las unidades de utilización 5a, 5b y 5c dispuestas en la habitación, el propulsor del medio 31 y el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 están dispuestos en la unidad de transferencia de calor 2. Esto permite que muchos de los dispositivos que constituyen el sistema de transporte de calor 1 se dispongan colectivamente en el exterior, minimizando así el número de dispositivos dispuestos en la habitación y consiguiendo compacidad de las unidades de utilización 5a, 5b y 5c.
<Modificación 1>
En la primera realización descrita anteriormente, dado que se usa dióxido de carbono como medio de transferencia de calor, el diámetro de tubería de la tubería que constituye el circuito del medio 30 puede reducirse en comparación con el caso en el que se usa agua como medio de transferencia de calor.
Por lo tanto, en esta modificación, para aprovechar al máximo esta situación, el diámetro de tubería de la tubería que constituye el circuito del medio 30 se establece en 0,9525 cm (3/8 de pulgada) o menos cuando la capacidad nominal del sistema de transporte de calor 1 es de 14 kW (5 caballos de fuerza) o menos. Es decir, la tubería utilizada para el circuito del medio 30 se limita a aquellas que tienen un diámetro de tubería de 0,9525 cm (3/8 de pulgada) o menos para el sistema de transporte de calor 1 cuya capacidad nominal es de hasta 14 kW (5 caballos de fuerza). Se debe observar que "capacidad nominal" (“rated capacity”) significa un valor equivalente a la "capacidad nominal" descrita en el catálogo del producto o en el manual de instrucciones.
Como se describió anteriormente, en esta modificación, limitar el diámetro de tubería de la tubería que constituye el circuito del medio de 30 a 0,9525 cm (3/8) de pulgada o menos hace posible realizar la construcción de tuberías dentro de un espacio estrecho, y la cantidad del medio de transferencia de calor encerrado con estanqueidad en el circuito del medio 30 puede reducirse más.
<Modificación 2>
En la primera realización y la primera modificación de la presente invención, el circuito de refrigerante 10 que incluye el intercambiador de calor del medio 25 y el propulsor del medio 31 y el primer dispositivo de conmutación 32 de la trayectoria de flujo del medio en el circuito del medio 30 están dispuestos en la unidad de transferencia de calor 2; sin embargo, la presente invención no se limita a ello.
Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 4, la unidad de transferencia de calor 2 puede incluir una unidad de enfriamiento de aire 3 dotada del circuito de refrigerante 10, y una unidad de fuente de calor 4 dotada del propulsor del medio 31 y el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32. En otras palabras, en la presente modificación, la unidad de transferencia de calor 2 adopta una configuración en la que la unidad de enfriamiento de aire 3 y la unidad de fuente de calor 4 están separadas, y la unidad de enfriamiento de aire 3 y la unidad de fuente de calor 4 están conectadas entre sí a través de tuberías de comunicación del medio 8 y 9.. Por lo tanto, en esta modificación, el circuito de refrigerante 10 del sistema de transporte de calor 1 está constituido por la unidad de enfriamiento de aire 3 incluida en la unidad de transferencia de calor 2, y el circuito del medio 30 del sistema de transporte de calor 1 tiene una configuración en la que el la unidad de enfriamiento de aire 3 está conectada a la unidad de fuente de calor 4 incluida en la unidad de transferencia de calor 2 a través de las tuberías de comunicación del medio 8 y 9, y, asimismo, la unidad de fuente de calor 4 está conectada a las unidades de utilización 5a, 5b y 5c a través de las tuberías de comunicación del medio 6 y 7.
Con esta configuración, en la presente modificación, el circuito de refrigerante 10 está dispuesto en la unidad de enfriamiento de aire 3, una parte del circuito del medio 30 incluido en la unidad de transferencia de calor 2 excepto el intercambiador de calor del medio 25 está dispuesta en la unidad de fuente de calor 4, y la unidad de enfriamiento de aire 3 y la unidad de fuente de calor 4 están conectadas entre sí a través de una tubería (en este caso, las tuberías de comunicación del medio 8 y 9) a cuyo través fluye el medio de transferencia de calor, lo que permite que la unidad de transferencia de calor 2 sea configurada fácilmente.
<Modificación 3>
En la primera realización descrita anteriormente y las modificaciones 1 y 2, el circuito del medio 30 incluye la pluralidad de intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c. Por lo tanto, es preferible que el caudal del medio de transferencia de calor que circula por el circuito del medio 30 pueda controlarse de acuerdo con las variaciones en el número de intercambiadores de calor 52a, 52b y 52c que realizan el intercambio de calor entre el medio de transferencia de calor y el aire interior, o similares.
Por lo tanto, en la presente modificación, si el mecanismo de accionamiento del propulsor del medio 31a que constituye el propulsor del medio 31 es un motor, entonces un motor cuya velocidad de rotación es controlada por el inversor se incluye en el propulsor del medio 31 como mecanismo de accionamiento del propulsor del medio 31. En la presente modificación, esta configuración permite que el caudal del medio de transferencia de calor que circula por el medio 30 se controle de acuerdo con la variación en el número de intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c que realizan el intercambio de calor entre el medio de transferencia de calor y el aire interior, o similar.
<Modificación 4>
En la primera realización y las modificaciones 1 a 3 descritas anteriormente, la fiabilidad del circuito del medio 30 puede mejorarse de forma deseable porque en lugar de agua, se utiliza dióxido de carbono como medio de transferencia de calor.
Por tanto, en esta modificación se utiliza un compresor rotativo como propulsor del medio 31. En este caso, el compresor rotativo es un dispositivo con una experiencia comprobada en un calentador de agua con bomba de calor o similar que utiliza dióxido de carbono. Por ejemplo, un compresor rotativo como el que se muestra en las FIGs. 5 y 6 se puede utilizar como propulsor del medio 31.
El propulsor del medio 31 mostrado en las FIGs. 5 y 6, que es un compresor rotativo, incluye principalmente una carcasa 31b, un componente de compresión del medio 31c y un mecanismo de accionamiento del propulsor del medio 31a, que es un motor. El mecanismo de accionamiento del propulsor del medio 31a y el componente de compresión del medio 31c están alojados en la carcasa 31b. En la FIG. 5, el mecanismo de accionamiento del propulsor del medio 31a está dispuesto sobre el componente de compresión del medio 31c. El componente de compresión del medio 31c incluye principalmente un cilindro 41 y un columpio 42 que gira dentro del cilindro 41. Un orificio de casquillo 41 a está formado en el cilindro 41. El columpio 42 está configurado formando integralmente una porción de rotor cilíndrico 42a y una porción de pala de paralelepípedo rectangular 42b. En el orificio del casquillo 41a, un par de casquillos columnares sustancialmente semicilíndricos 43 están dispuestos para ser basculantes. Una porción de pala 42b del columpio 42 está introducida entre los casquillos 43, y la porción de pala 42b está soportada por ambos casquillos 43 para avanzar y retroceder libremente. A continuación, cuando se acciona el mecanismo de accionamiento del propulsor del medio 31a (motor), el columpio 42 gira alrededor de ambos casquillos 43 que sirven como centro de giro para comprimir el medio de transferencia de calor entre la parte del rotor 42a y el cilindro 41. Se debe observar que el compresor rotativo utilizado como propulsor del medio 31 no se limita a aquél en el que la porción de rotor 42a y la porción de pala 42b están formadas integralmente como se describió anteriormente, sino que la porción de rotor 42a y la porción de pala 42b pueden estar formadas por separado.
Como se describió anteriormente, en la presente modificación, un compresor rotativo que tiene experiencia comprobada en un calentador de agua con bomba de calor o similar que usa dióxido de carbono se usa como propulsor del medio 31 y, por lo tanto, se puede configurar un circuito del medio 30 altamente fiable.
<Modificación 5>
En la primera realización y las modificaciones 1 a 4, hay aceite lubricante cerrado de manera estanca en el circuito del medio 30 junto con el medio de transferencia de calor para lubricar el componente de compresión del medio, etc. del propulsor del medio 31. En este caso, es necesario llevar a cabo aspiración cuando construya el circuito del medio 30, y el aceite lubricante que se acumula en el circuito del medio 30 debe tenerse en cuenta también cuando se dispone la tubería que constituye el circuito del medio 30.
Por lo tanto, en la presente modificación, se adopta un turbocompresor sin aceite como propulsor del medio 31. Como se muestra en la FIG. 7, un turbocompresor que tiene un componente de compresión del medio hecho de un impulsor y un mecanismo de accionamiento del propulsor del medio que incluye un motor conectado a un eje giratorio del componente de compresión del medio, donde el eje giratorio está soportado por un cojinete magnético, puede usarse como el propulsor del medio 31, por ejemplo.
El propulsor del medio 31 que es el turbocompresor mostrado en la FIG. 7 incluye principalmente una carcasa 31f, un componente de compresión del medio 31d que es un impulsor, un mecanismo de accionamiento del propulsor del medio 31a que es un motor conectado a un eje giratorio 31e del componente de compresión del medio 31d, un cojinete magnético radial 44, un cojinete magnético de empuje 45 y un álabe de guía 46. El componente de compresión del medio 31d, el eje giratorio 31e, el mecanismo de accionamiento del propulsor del medio 31a, el cojinete magnético radial 44, el cojinete magnético de empuje 45 y el álabe de guía 46 están alojados en la carcasa 31f. En la FIG. 7, el componente de compresión del medio 31d está dispuesto en el lado izquierdo del álabe de guía 46, y el eje giratorio 31e se extiende hacia el lado izquierdo del componente de compresión del medio 31 d. El mecanismo de accionamiento del propulsor del medio 31 a está dispuesto cerca del centro en la dirección transversal del eje giratorio 31e, los cojinetes magnéticos radiales 44 están dispuestos en los lados izquierdo y derecho del mecanismo de accionamiento del propulsor del medio 31a, y los cojinetes magnéticos de empuje 45 están dispuestos cerca del extremo izquierdo del eje giratorio 31e. El componente de compresión del medio 31d tiene una pala inclinada hacia atrás con respecto a la dirección de rotación. El álabe de guía 46 es un miembro de pala para controlar el caudal del medio de transferencia de calor aspirado al componente de compresión del medio 31d. Los cojinetes magnéticos radiales 44 tienen electroimanes dispuestos para oponerse entre sí a través del eje giratorio 31e en la dirección radial y son cojinetes que soportan de forma giratoria el eje giratorio 31e sin contacto. Los cojinetes magnéticos de empuje 45 tienen electroimanes dispuestos para oponerse entre sí a través de un disco de empuje 47 dispuesto en el eje giratorio 31e en la dirección axial, y son cojinetes que soportan el eje giratorio 31e sin contacto en una posición axial predeterminada. A continuación, cuando se acciona el mecanismo de accionamiento del propulsor del medio 31a (motor), el medio de transferencia de calor se comprime mediante la rotación del componente de compresión del medio 31 d (impulsor). Se debe observar que en esta modificación, el turbocompresor no se limita a un turbocompresor de una sola etapa que tiene un solo componente de compresión del medio 31d (impulsor), sino que puede ser un turbocompresor de múltiples etapas que tiene una pluralidad de componentes de compresión del medio 31d. Además, el turbocompresor sin aceite no se limita a tener la configuración en la que el eje giratorio 31e está soportado por los cojinetes magnéticos 45 y 46, sino que puede tener una configuración en la que el eje giratorio 31e está soportado por un cojinete de gas (no mostrado).
Como se describió anteriormente, el turbocompresor sin aceite configurado para soportar el eje giratorio 31e mediante los cojinetes magnéticos 45, 46 y el cojinete de gas (no mostrado) se usa como propulsor del medio 31 en la presente modificación y, por lo tanto, puede conseguir un circuito del medio sin aceite 30. Esta configuración no requiere una operación de aspiración al construir el circuito del medio 30. Además, debido a que no es necesario tener en cuenta la acumulación del aceite lubricante en el circuito del medio 30, la tubería que constituye el circuito del medio 30 se puede disponer libremente.
<Modificación 6>
En la primera realización y las modificaciones 1 a 5, el descompresor del medio 33 del lado de la fuente de calor está dispuesto en el lado del medio líquido de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25 en el circuito del medio 30; el medio de transferencia de calor es descomprimido por el descompresor 33 del medio del lado de la fuente de calor en un estado en el que el primer dispositivo 32 de conmutación de la trayectoria de flujo del medio está conmutado al primer estado de evaporación del medio; y en un estado en el que el primer dispositivo de conmutación 32 de la trayectoria de flujo del medio está conmutado al primer estado de radiación del medio, el descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33 se lleva a un estado completamente abierto para no reducir la presión del medio de transferencia de calor en la medida de lo posible. Sin embargo, el medio de transferencia de calor está ligeramente despresurizado incluso si el descompresor 33 del medio del lado de la fuente de calor está en el estado totalmente abierto. Por lo tanto, preferiblemente la cantidad de reducción de presión puede reducirse más.
En vista de esto, en la presente modificación, el circuito del medio 30 está dotado de una válvula de retención 34 que permite solo el flujo del medio de transferencia de calor desde el lado del medio líquido de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25 al lado de la tubería de comunicación del medio líquido 6 lateral, tal como se muestra en la FIG. 8. La válvula de retención 34 está dispuesta para puentear el descompresor del medio 33 del lado de la fuente de calor. Debe notarse que en la FIG. 8, la válvula de retención 34 está dispuesta en una configuración en la que la unidad de transferencia de calor 2 no está dividida en la unidad de enfriamiento de aire 3 y la unidad de fuente de calor 4; sin embargo, la presente invención no se limita a ello. Por ejemplo, aunque no se muestra en este caso, en la configuración (se hace referencia a la FIG. 4) en la que la unidad de transferencia de calor 2 está dividida en la unidad de enfriamiento de aire 3 y la unidad de fuente de calor 4, la válvula de retención 34 puede estar dispuesta en la unidad de calor dispositivo de fuente 4 que está dotado del descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33.
En consecuencia, en la presente modificación, dado que se puede hacer que el medio de transferencia de calor fluya desde el lado del medio líquido de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25 al lado de la tubería de comunicación del medio líquido 6 a través de la válvula de retención 34, en el estado en que el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 es conmutado al primer estado de radiación del medio, el medio de transferencia de calor puede fluir desde el lado del medio líquido de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25 al lado de la tubería de comunicación del medio líquido 6 sin ser descomprimido por el descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33. Por otra parte, en el estado en el que el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 es conmutado al primer estado de evaporación del medio, el medio de transferencia de calor no fluye desde el lado de la tubería de comunicación del medio líquido 6 al lado del medio líquido de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25 a través de la válvula de retención 34, por lo que el medio de transferencia de calor puede ser descomprimido por el descompresor del medio del lado de la fuente de calor compresor 33.
<Modificación 7>
En la primera realización y las modificaciones 1 a 6, se conmuta y realiza la operación de transferencia de calor frío del circuito de refrigerante 10 al circuito del medio 30 y la operación de transferencia de calor caliente del circuito de refrigerante 10 al circuito del medio 30, y por lo tanto la distribución del medio de transferencia de calor en el circuito del medio 30 será diferente entre ambas operaciones. Por lo tanto, se genera un excedente de medio de transferencia de calor en el circuito del medio 30 entre las dos operaciones. Este excedente de medio de transferencia de calor se acumula en el intercambiador de calor del medio 25 y/o en los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c; y, por lo tanto, posiblemente reduciendo el rendimiento del intercambio de calor.
Dada esta situación, en la presente modificación, el circuito del medio 30 está además dotado de un receptor 35 para almacenar el medio de transferencia de calor que circula por el circuito del medio 30, como se muestra en la FIG. 9. El receptor 35 está dispuesto en el lado del medio líquido de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25 y puede almacenar el medio de transferencia de calor que fluye entre el lado del medio líquido de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25 y la tubería de comunicación del medio líquido 6. Específicamente , en un estado en el que el primer dispositivo de conmutación 32 de la trayectoria de flujo del medio está conmutado al primer estado de radiación del medio, el receptor 35 puede almacenar el medio de transferencia de calor que fluye desde el lado del medio líquido de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25 hacia el lado de la tubería de comunicación del medio líquido 6, mientras que cuando se encuentra en un estado en que el primer dispositivo de conmutación 32 de la trayectoria de flujo del medio es conmutado al primer estado de evaporación del medio, el receptor 35 puede almacenar el medio de transferencia de calor que fluye desde el lado de la tubería 6 de comunicación del medio líquido hacia el lado del medio líquido de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25. Además, en este caso, el receptor 35 está dispuesto entre el descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33 y t la tubería de comunicación del medio líquido 6. Por esta razón, en el estado en el que el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 está conmutado al primer estado de evaporación del medio, el receptor 35 puede almacenar el medio de transferencia de calor que fluye desde el lado de la tubería de comunicación del medio líquido 6 sin dejar el medio de transferencia de calor descomprimido por el descompresor 33 del medio del lado de la fuente de calor. Además, en este caso, como en la configuración de la FIG. 8, está dispuesta la válvula de retención 34 que puentea el descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33 y, por lo tanto, en el estado en el que el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 está conmutado al primer estado de radiación del medio, el receptor 35 puede almacenar el medio de transferencia de calor que fluye desde el lado de la tubería de comunicación del medio líquido 6 sin causar que el medio de transferencia de calor sea descomprimido por el descompresor 33 del medio del lado de la fuente de calor. Se debe observar que en el caso en que sea aceptable que el medio de transferencia de calor sea ligeramente despresurizado por el descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33 cuando el primer dispositivo 32 de conmutación de la trayectoria de flujo del medio es conmutado al primer estado de radiación del medio, no es necesario disponer la válvula de retención 34 que puentea el descompresor del medio 33 del lado de la fuente de calor, como en la configuración de la FIG. 1. Además, en la FIG. 9, el receptor 35 está dispuesto en una configuración en la que la unidad de enfriamiento de aire 3 y la unidad de fuente de calor 4 no están dispuestas por separado en la unidad de transferencia de calor 2; sin embargo, la presente invención no se limita a ello. Por ejemplo, aunque no se muestra en este caso, en la configuración (se hace referencia a la FIG. 4) en la que la unidad de transferencia de calor 2 está constituida estando dividida en la unidad de enfriamiento de aire 3 y la unidad de fuente de calor 4, el receptor 35 puede proporcionarse en la unidad de fuente de calor 4.
Así, en la presente modificación, el receptor 35 está dispuesto en el circuito del medio 30 para almacenar el medio de transferencia de calor sobrante. Como resultado, se puede reducir el exceso de medio de transferencia de calor que se acumula en el intercambiador de calor del medio 25 y en los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c, y se puede reducir el deterioro del rendimiento de intercambio de calor del intercambiador de calor del medio 25 y de los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c.
<Modificación 8>
En la séptima modificación descrita anteriormente, al disponer el receptor 35 en el lado del medio líquido de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25, como se muestra en la FIG. 9, disponiéndose además la válvula de retención 34 para puentear el descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33, el receptor 35 está dispuesto entre el descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33 y la tubería de comunicación del medio líquido 6. Esta configuración permite que el medio de transferencia de calor sea almacenado en el receptor 35 sin ser descomprimido por el descompresor del medio 33 del lado de la fuente de calor en ambos estados en los que el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 está conmutado al primer estado de radiación del medio y el estado en el que el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 está conmutado al primer estado de evaporación del medio. Sin embargo, dicha configuración no se limita a la que se muestra en la FIG. 9.
En la presente modificación, al disponer el receptor 35 en el lado del medio líquido de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25, como se muestra en la FIG. 10, el receptor 35 está dispuesto en el circuito del medio 30 a través de un circuito puente 36. El circuito puente 36 incluye tres válvulas de retención 36a, 36b y 36c, y el descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33. En el estado en el que el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 está conmutado al primer estado de radiación del medio, la válvula de retención 36a permite solo el flujo del medio de transferencia de calor desde el lado del medio líquido de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25 al receptor 35. En el estado en el que el primer dispositivo de conmutación 32 de la trayectoria de flujo del medio está conmutado al primer estado de evaporación del medio, la válvula de retención 36b permite solo el flujo del medio de transferencia de calor desde el lado de la tubería de comunicación del medio líquido 6 al receptor 35. La válvula de retención 36c permite solo el flujo del medio de transferencia de calor desde el receptor 35 al lado de la tubería de comunicación del medio líquido 6 en un estado en el que el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 está conmutado al primer estado de radiación del medio. El descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33 descomprime el medio de transferencia de calor enviado desde el receptor 35 al lado del medio líquido de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25 en un estado en el que el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 está conmutado al primer estado de evaporación del medio. Se debe observar que en la FIG.
10, el receptor 35 está dispuesto a través del circuito puente 36 en una configuración en la que la unidad de transferencia de calor 2 no está dividida en la unidad de enfriamiento de aire 3 y la unidad de fuente de calor 4; sin embargo, la presente invención no se limita a ello. Por ejemplo, aunque no se muestra en el dibujo, en la configuración (se hace referencia a la FIG. 4) en la que la unidad de transferencia de calor 2 está constituida estando dividida en la unidad de enfriamiento de aire 3 y la unidad de fuente de calor 4, la unidad de fuente de calor 4 puede estar dispuesta con el receptor 35 a través del circuito puente 36.
De modo similar a la configuración mostrada en la FIG. 9, también en la presente modificación, el receptor 35 puede almacenar el medio de transferencia de calor que fluye desde el lado de la tubería de comunicación del medio líquido 6 sin permitir que el medio de transferencia de calor sea descomprimido por el descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33 en un estado en el que el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 está conmutado al primer estado de evaporación del medio. Además, incluso en un estado en el que el primer dispositivo 32 de conmutación de la trayectoria de flujo del medio está conmutado al primer estado de radiación de calor del medio, el receptor 35 puede almacenar el medio de transferencia de calor que fluye desde el lado de la tubería de comunicación del medio líquido 6 sin dejar el medio de transferencia de calor descomprimido por el descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33. Además, en la presente modificación, el flujo del medio de transferencia de calor al receptor 35 se puede rectificar en una cierta dirección en cualquiera de los estados en los que el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 es conmutado al primer estado de radiación del medio y el estado en el que el primer dispositivo de conmutación 32 de la trayectoria de flujo del medio es conmutado al primer estado de evaporación del medio, teniendo como resultado la realización estable de la operación de almacenamiento del medio de transferencia de calor.
<Modificación 9>
En las modificaciones 7 y 8 descritas anteriormente, el receptor 35 para almacenar el medio de transferencia de calor que circula a través del circuito del medio 30 está dispuesto en el lado del medio líquido de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25, pero la disposición del receptor 35 en el circuito del medio 30 no se limita a ello.
Como se muestra en la FIG. 11, en la presente modificación, el receptor 35 está dispuesto en el lado de succión del propulsor del medio 31. Más específicamente, el receptor 35 está dispuesto entre el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 y el lado de succión del propulsor del medio 31. Se debe observar que en la FIG. 11, el receptor 35 está dispuesto en una configuración en la que la unidad de transferencia de calor 2 no está dividida en la unidad de enfriamiento de aire 3 y la unidad de fuente de calor 4; sin embargo, la presente invención no se limita a ello. Por ejemplo, aunque no se muestra en este caso en el dibujo, en la configuración (se hace referencia a la FIG. 4) en la que la unidad de transferencia de calor 2 está constituida estando dividida en la unidad de enfriamiento de aire 3 y la unidad de fuente de calor 4, el receptor 35 puede estar dispuesto en la unidad de fuente de calor 4.
Asimismo, la configuración en la presente modificación permite que el medio de transferencia de calor sobrante se almacene en el receptor 35 y el medio de transferencia de calor sobrante que se acumula en el intercambiador de calor del medio 25 y los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c puede reducirse.
(2) Segunda realización
<Configuración>
La FIG. 12 es un diagrama de configuración esquemático del sistema de transporte de calor 1 según una segunda realización de la presente invención.
De forma similar a la primera realización anterior, el sistema de transporte de calor 1 incluye el circuito de refrigerante 10 por el que circula el refrigerante y el circuito del medio 30 por el que circula el medio de transferencia de calor, y es un dispositivo para realizar acondicionamiento de aire (enfriamiento y calentamiento) en una habitación mediante realizar intercambio de calor entre el medio de transferencia de calor y el aire interior.
El circuito de refrigerante 10 incluye principalmente el propulsor de refrigerante 21, el intercambiador de calor de aire exterior 23, el intercambiador de calor del medio 25 y el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22. Un fluido que contiene refrigerante HFC-32 y/o HFO está encerrado de manera estanca como el refrigerante en el circuito de refrigerante 10. En este caso, "que contiene refrigerante HFC-32 y/o HFO" significa que cualquiera de los siguientes casos es aceptable: un caso en el que solo está encerrado de manera estanca HFC-32 en el circuito de refrigerante 10; un caso en el que solo está encerrado de manera estanca refrigerante HFO en el circuito de refrigerante 10; o un caso en el que está encerrada de manera estanca una mezcla de refrigerante HFC-32 y HFO en el circuito de refrigerante 10. Como refrigerante HFO se pueden utilizar refrigerantes tales como HFO-1234yf o HFO-1234ze. Cabe señalar que el circuito de refrigerante 10 y sus componentes son los mismos que los del circuito de refrigerante 10 de la primera realización y, por lo tanto, se omiten en este caso sus descripciones.
El circuito del medio 30 incluye principalmente el propulsor del medio 31, el intercambiador de calor del medio 25, el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32, la pluralidad (tres, en este caso) de intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c, y una pluralidad de (tres, en este caso) segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c. Dióxido de carbono está encerrado de manera estanca en el circuito del medio 30 como medio de transferencia de calor. Se debe observar que el número de intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c y los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c no está limitado a tres, sino que puede ser dos, cuatro o más.
El propulsor del medio 31 es un dispositivo para propulsar el medio de transferencia de calor. El propulsor del medio 31 es el mismo que el propulsor del medio 31 de la primera realización y, por lo tanto, se omite en este caso su descripción.
El primer dispositivo de conmutación 32 de la trayectoria de flujo del medio es un dispositivo para conmutar entre el primer estado de radiación del medio (se hace referencia a la línea continua del primer dispositivo de conmutación 32 de la trayectoria de flujo del medio en la FIG. 12) que hace que el intercambiador de calor del medio 25 funcione como un radiador del medio de transferencia de calor, y el primer estado de evaporación del medio (se hace referencia a la línea discontinua del primer dispositivo de conmutación 32 de la trayectoria de flujo del medio en la FIG. 12) que hace que el intercambiador de calor del medio 25 funcione como un evaporador del medio de transferencia de calor. El primer dispositivo 32 de conmutación de la trayectoria de flujo del medio es, por ejemplo, una válvula de conmutación de cuatro vías. En este caso, al conectar uno de los cuatro puertos al lado de succión del propulsor del medio 31 a través de un tubo capilar 32a, el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 funciona sustancialmente como una válvula de tres vías. El primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 conecta el lado de descarga del propulsor del medio 31 al lado del medio gaseoso de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25 en el primer estado de radiación del medio, y en el primer estado de evaporación del medio, conecta el lado de succión de el propulsor del medio 31 al lado del medio gaseoso de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25. Cabe señalar que el primer dispositivo de conmutación 32 de la trayectoria de flujo del medio no se limita a una válvula de conmutación de cuatro vías. Por ejemplo, se puede adoptar una configuración en la que este puede ser una combinación de una pluralidad de válvulas (válvulas de solenoide o similares) configuradas para tener la función de conmutar entre el primer estado de radiación del medio mencionado anteriormente y el primer estado de evaporación del medio, o puede usarse una válvula de tres vías.
El intercambiador de calor del medio 25 funciona como un radiador del medio de transferencia de calor que utiliza el refrigerante como fuente de enfriamiento en un estado en el que el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 está conmutado al estado de radiación de refrigerante y también el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 está conmutado al primer estado de radiación del medio; y funciona como un evaporador del medio de transferencia de calor que utiliza el refrigerante como fuente de calentamiento en un estado en el que el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 está conmutado al estado de evaporación de refrigerante y también el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 está conmutado al primer estado de evaporación del medio. El intercambiador de calor del medio 25 es, por ejemplo, un intercambiador de calor de tipo placas o un intercambiador de calor de tipo doble tubo. El intercambiador de calor del medio 25 está, en su lado del medio gaseoso de transferencia de calor, conectado al primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32, y su lado del medio líquido de transferencia de calor está conectado al lado del medio líquido de transferencia de calor de los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c.
Además, el circuito del medio 30 incluye el descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33. El descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33 es el mismo que el descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33 de la primera realización y, por lo tanto, se omitirán en este caso sus descripciones.
Los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c están dispuestos respectivamente para los intercambiadores de calor de aire interior 55a, 52b y 52c. Los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c son dispositivos para conmutar entre el segundo estado de evaporación del medio (se hace referencia a las líneas discontinuas de los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c en la FIG. 12) que hace que los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c funcionen como evaporadores del medio de transferencia de calor, y el segundo estado de radiación del medio (se hace referencia a las líneas continuas de los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c en la FIG. 12) que hace que los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c funcionen como radiadores del medio de transferencia de calor. Los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c son, por ejemplo, válvulas de tres vías. A continuación, en el segundo estado de evaporación del medio, los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c conectan el lado de succión del propulsor del medio 31 al lado del medio gaseoso de transferencia de calor de los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c. En el segundo estado de radiación del medio, los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c conectan el lado de descarga del propulsor del medio 31 al lado del medio gaseoso de transferencia de calor de los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c. Se debe observar que los segundos dispositivos de conmutación 55a, 55b y 55c de la trayectoria de flujo del medio no se limitan a la válvula de tres vías. Por ejemplo, se puede adoptar una configuración en la que una combinación de una pluralidad de válvulas (válvulas de solenoide o similares) configuradas para tener la función de conmutar entre el segundo estado de evaporación del medio y el segundo estado de radiación del medio antes descritos.
Además, el circuito del medio 30 incluye descompresores del medio del lado de utilización 51a, 51b y 51c correspondientes a los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c, respectivamente. Los descompresores del medio del lado de utilización 51a, 51b y 51c son dispositivos para descomprimir el medio de transferencia de calor. Los descompresores del medio del lado de utilización 51a, 51b y 51c son válvulas de expansión eléctricas, por ejemplo. En un estado en el que los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c son conmutados al segundo estado de radiación del medio, el medio de transferencia de calor es descomprimido por los descompresores del medio del lado de utilización 51a, 51b y 51c y enviado a los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c. En un estado en el que los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c están conmutados al segundo estado de evaporación del medio, los descompresores del medio del lado de utilización 51a, 51b y 51c descomprimen el medio de transferencia de calor que ha irradiado calor en los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c. Un extremo de cada uno de los descompresores del medio del lado de utilización 51a, 51b y 51c está conectado al lado del medio líquido de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25 a través del descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33, el otro lado del extremo está conectado al lado del medio líquido de transferencia de calor de los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c.
Los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c son dispositivos para intercambiar calor entre el medio de transferencia de calor y el aire interior. Los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c son, según la presente invención tal como se define en la reivindicación 1 adjunta, intercambiadores de calor de aletas y tubos. Los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c funcionan como radiadores del medio de transferencia de calor utilizando el aire interior como fuente de enfriamiento en un estado en el que los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c se conmutan al segundo estado de radiación del medio, y funcionan como evaporadores del medio de transferencia de calor utilizando el aire interior como fuente de calentamiento en un estado en el que los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c están conmutados al segundo estado de evaporación del medio. Los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c están conectados a los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c en el lado del medio gaseoso de transferencia de calor, y el lado del medio líquido de transferencia de calor está conectado al lado del medio líquido de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25 a través de los descompresores del medio 51a, 51b, 51c y 33.
Los dispositivos constituyentes del circuito de refrigerante 10 y el circuito del medio 30 descritos anteriormente están dispuestos en la unidad de transferencia de calor 2, la pluralidad (tres, en este caso) de unidades de utilización 5a, 5b y 5c, y una pluralidad (tres, en este caso) de unidades de transmisión 11a, 11b y 11c, respectivamente. Cada una de las unidades de utilización 5a, 5b y 5c y las unidades de transmisión 11a, 11b y 11c está dispuesta en correspondencia con los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c, respectivamente.
La unidad de transferencia de calor 2 está dispuesta en el exterior. El circuito de refrigerante 10 que incluye el intercambiador de calor del medio 25 y el propulsor del medio 31 y el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 del circuito del medio 30 están dispuestos en la unidad de transferencia de calor 2. El descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33 del circuito del medio 30 también está dispuesto en la unidad de transferencia de calor 2. Además, el ventilador exterior 26 para suministrar aire exterior al intercambiador de calor de aire exterior 23 está dispuesto en la unidad de transferencia de calor 2. El ventilador exterior 26 es un ventilador que acciona un componente de soplado tal como un ventilador de hélice usando un mecanismo de accionamiento de ventilador exterior 26a que es un motor.
Las unidades de utilización 5a, 5b, 5c están dispuestas en el interior. Los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c del circuito del medio 30 están dispuestos en las unidades de utilización 5a, 5b y 5c. Los descompresores del medio del lado de utilización 51a, 51b y 51c del circuito del medio 30 también están dispuestos en las unidades de utilización 5a, 5b y 5c. Además, los ventiladores interiores 53a, 53b, 53c para suministrar aire interior a los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c están dispuestos en las unidades de utilización 5a, 5b y 5c. Cada uno de los ventiladores interiores 53a, 53b y 53c es un ventilador que acciona un componente de soplado, tal como un ventilador centrífugo o un ventilador de múltiples palas, utilizando los mecanismos de accionamiento del ventilador interior 54a, 54b y 54c, que son motores.
La unidad de transferencia de calor 2 y las unidades de utilización 5a, 5b y 5c están conectadas entre sí por tuberías de comunicación del medio 6, 12, 13 que forman parte del circuito del medio 30 a través de las unidades de transmisión 11a, 11b y 11c. La tubería de comunicación del medio líquido 6 es una tubería que conecta el lado del medio líquido de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25 a un extremo de los descompresores del medio del lado de utilización 51a, 51b y 51c. Los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c del circuito del medio 30 están dispuestos en las unidades de transmisión 11a, 11b y 11c. La tubería de comunicación del medio gaseoso a alta presión 12 es una tubería que conecta el lado de descarga del propulsor del medio 31 y los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c. La tubería de comunicación del medio gaseoso de baja presión 13 es una tubería que conecta el lado de succión del propulsor del medio 31 a los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c. Los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c de las unidades de transmisión 11a, 11b y 11c están conectados al lado del medio gaseoso de transferencia de calor de los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c.
Los dispositivos constituyentes de la unidad de transferencia de calor 2, las unidades de utilización 5a, 5b y 5c y las unidades de transmisión 11a, 11b y 11c están controlados por la unidad de control 19. La unidad de control 19 se configura conectando comunicativamente entre tableros de control (no mostrado) y similares dispuestos en la unidad de transferencia de calor 2, las unidades de utilización 5a, 5b y 5c, y las unidades de transmisión 11a, 11b y 11c, etc. Se debe observar que en la FIG. 12, por conveniencia, la unidad de control 19 se muestra en una posición alejada de la unidad de transferencia de calor 2, las unidades de utilización 5a, 5b y 5c, las unidades de transmisión 11a, 11b y 11c, y similares. La unidad de control 19 controla los dispositivos constituyentes 21, 22, 24, 26, 31, 32, 33, 51a 51b, 51c, 53a, 53b, 53c, 55a, 55b y 55c del sistema de transporte de calor 1 (en este caso, la unidad de transferencia de calor 2, las unidades de utilización 5a, 5b y 5c y las unidades de transmisión 11a, 11b y 11c); es decir, controla todo el funcionamiento del sistema de transporte de calor 1.
Como se describió anteriormente, el sistema de transporte de calor 1 incluye lo siguiente: la unidad de transferencia de calor 2; la pluralidad (en este caso, tres) de unidades de utilización 5a, 5b y 5c conectadas en paralelo entre sí; las unidades de transmisión 11a, 11b y 11c dispuestas para cada una de las unidades de utilización 5a, 5b y 5c; las tuberías de comunicación del medio 6, 12 y 13 para conectar la unidad de transferencia de calor 2 a las unidades de utilización 5a, 5b y 5c a través de las unidades de transmisión 11a, 11b y 11c; y la unidad de control 19 para controlar los dispositivos constituyentes de la unidad de transferencia de calor 2, las unidades de utilización 5a, 5b y 5c y las unidades de transmisión 11a, 11b y 11c.
<Funcionamiento y características>
A continuación, se describirá el funcionamiento y las características del sistema de transporte de calor 1 haciendo referencia a las FIGs. 12 a 16. En este caso, la FIG. 13 es un diagrama que ilustra una acción (un flujo del refrigerante y del medio de transferencia de calor) en una operación de enfriamiento global del sistema de transporte de calor 1 según la segunda realización de la presente invención la FIG. 14 es un diagrama que ilustra una operación en una operación de calentamiento global; 15 es un diagrama que ilustra una operación (un flujo del refrigerante y del medio de transferencia de calor) en una operación de enfriamiento dominante, y la FIG. 16 es un diagrama que ilustra una operación (un flujo del refrigerante y del medio de transferencia de calor) en una operación de calentamiento dominante. El sistema de transporte de calor 1 puede realizar una operación de enfriamiento global para enfriar el aire interior en todas las habitaciones interiores, una operación de calentamiento global para calentar el aire interior en todas las habitaciones interiores y una operación de enfriamiento dominante o una operación de calentamiento dominante en la que se mezclan la operación de enfriamiento y la operación de calentamiento, realizando así un acondicionamiento del aire interior. Se debe observar que la operación de enfriamiento global, la operación de calentamiento global, la operación de enfriamiento dominante y la operación de calentamiento dominante son realizadas por la unidad de control 19.
- Operación de enfriamiento global -Durante la operación de enfriamiento global, por ejemplo, cuando todas las unidades de utilización 5a, 5b, 5c realizan la operación de enfriamiento (es decir, todos los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c funcionan como evaporadores del medio de transferencia de calor para enfriar el aire interior), el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 es conmutado al estado de radiación de refrigerante (se hace referencia a la línea continua del dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 en la FIG. 13), el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 es conmutado al primer estado de radiación del medio (se hace referencia a la línea continua del primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 en la FIG. 13), y los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c son conmutados al segundo estado de evaporación del medio (se hace referencia a las líneas discontinuas de los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c en la FIG. 13).
A continuación, el refrigerante descargado del propulsor de refrigerante 21 se envía al intercambiador de calor de aire exterior 23 a través del dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22. El refrigerante enviado al intercambiador de calor de aire exterior 23 se enfría intercambiando calor con el aire exterior suministrado por el ventilador exterior 26 en el intercambiador de calor de aire exterior 23 que funciona como un radiador del refrigerante, y por lo tanto se condensa. A partir de entonces, el refrigerante que ha irradiado calor en el intercambiador de calor de aire exterior 23 se envía al intercambiador de calor del medio 25 después de ser descomprimido por el descompresor de refrigerante 24. El refrigerante enviado al intercambiador de calor del medio 25 se calienta intercambiando calor con el medio de transferencia de calor en el intercambiador de calor del medio 25 que funciona como un evaporador del refrigerante, y por lo tanto se evapora. El refrigerante que se ha evaporado en el intercambiador de calor del medio 25 es aspirado al propulsor de refrigerante 21 a través del dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 y descargado de nuevo desde el propulsor de refrigerante 21.
Por otra parte, el medio de transferencia de calor descargado del propulsor del medio 31 se envía al intercambiador de calor del medio 25 a través del primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32. El medio de transferencia de calor enviado al intercambiador de calor del medio 25 se enfría mediante intercambio de calor, funcionando el refrigerante en el intercambiador de calor del medio 25 como un evaporador del medio de transferencia de calor. El medio de transferencia de calor que ha irradiado calor en el intercambiador de calor del medio 25 se introduce a través del descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33 a la tubería de comunicación del medio líquido 6 y se separa de la misma. El medio de transferencia de calor separado de la tubería de comunicación del medio líquido 6 se envía a los respectivos intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c después de ser descomprimido por los descompresores del medio del lado de utilización 51a, 51b y 51c. En los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c que funcionan como evaporadores del medio de transferencia de calor, el medio de transferencia de calor enviado a los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c se enfría intercambiando calor con el aire interior suministrado por los ventiladores interiores 53a, 53b y 53c, y por lo tanto se evapora. Como resultado, se realiza una operación de enfriamiento para enfriar el aire interior. El medio de transferencia de calor que se ha evaporado en los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c se introduce a través de los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c a la tubería de comunicación del medio gaseoso de baja presión 13 y se fusiona en la misma. El medio de transferencia de calor fusionado en la tubería de comunicación del medio gaseoso de baja presión 13 es aspirado al propulsor del medio 31 y descargado de nuevo desde el propulsor del medio 31.
- Operación de calentamiento global -
Durante la operación de calentamiento global, por ejemplo, cuando todas las unidades de utilización 5a, 5b y 5c realizan la operación de calentamiento (es decir, todos los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c funcionan como radiadores del medio de transferencia de calor para calentar el aire interior), el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 es conmutado al estado de evaporación de refrigerante (se hace referencia a la línea discontinua del dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 en la FIG. 14), el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 es conmutado al primer estado de radiación del medio (se hace referencia a la línea discontinua del primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 en la FIG. 14), y los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c son conmutados al segundo estado de radiación del medio (se hace referencia a las líneas continuas de los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c en la FIG.
14).
A continuación, el refrigerante descargado del propulsor de refrigerante 21 se envía al intercambiador de calor del medio 25 a través del dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22. El refrigerante enviado al intercambiador de calor del medio 25 se enfría intercambiando calor con el medio de transferencia de calor en el intercambiador de calor del medio 25 que funciona como un radiador del refrigerante, y por lo tanto se condensa. El refrigerante que ha irradiado calor en el intercambiador de calor del medio 25 se envía al intercambiador de calor de aire exterior 23 después de ser descomprimido por el descompresor de refrigerante 24. El refrigerante enviado al intercambiador de calor de aire exterior 23 se calienta intercambiando calor con el aire exterior suministrado por el ventilador exterior 26 en el intercambiador de calor de aire exterior 23 que funciona como un evaporador del refrigerante, y por lo tanto se evapora. El refrigerante que se ha evaporado en el intercambiador de calor de aire exterior 23 se aspira al propulsor de refrigerante 21 a través del dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 y se descarga de nuevo desde el propulsor de refrigerante 21.
Por otra parte, el medio de transferencia de calor descargado del propulsor del medio 31 se envía a la tubería de comunicación del medio gaseoso a alta presión 12 y se separa de la misma. El medio de transferencia de calor que se ha separado de la tubería de comunicación del medio gaseoso a alta presión 12 se introduce en los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c a través de los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c, respectivamente. En los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c que funcionan como radiadores del medio de transferencia de calor, el medio de transferencia de calor enviado a los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c se enfría intercambiando calor con el aire interior suministrado por los ventiladores interiores 53a, 53b y 53c. Como resultado, se realiza una operación de calentamiento para calentar el aire interior. Después de ser descomprimido por los descompresores del medio del lado de utilización 51a, 51b y 51c, el medio de transferencia de calor que ha irradiado calor en los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c se envía a la tubería de comunicación del medio líquido 6 y se fusiona en la misma. El medio de transferencia de calor fusionado en la tubería de comunicación del medio líquido 6 es descomprimido adicionalmente por el descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33; a continuación, es enviado al intercambiador de calor del medio 25. El medio de transferencia de calor enviado al intercambiador de calor del medio 25 se calienta intercambiando calor con el refrigerante en el intercambiador de calor del medio 25 que funciona como un evaporador del medio de transferencia de calor y, por lo tanto, se evapora. El medio de transferencia de calor evaporado en el intercambiador de calor del medio 25 es aspirado al propulsor del medio 31 a través del primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 y descargado de nuevo desde el propulsor del medio 31.
- Operación de enfriamiento dominante -
Durante la operación de enfriamiento dominante, por ejemplo, cuando las unidades de utilización 5b y 5c realizan la operación de enfriamiento (es decir, la operación en la que los intercambiadores de calor de aire interior 52b y 52c funcionan como evaporadores del medio de transferencia de calor para enfriar el aire interior) y la unidad de utilización 5a realiza la operación de calentamiento (es decir, la operación en la que el intercambiador de calor de aire interior 52a funciona como un radiador del medio de transferencia de calor para calentar el aire interior), se conmutan los siguientes dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo: el dispositivo 22 de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante es conmutado a un estado de radiación de refrigerante (se hace referencia a la línea continua del dispositivo 22 de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante en la FIG. 15); el primer dispositivo de conmutación 32 de la trayectoria de flujo del medio es conmutado al primer estado de radiación del medio (se hace referencia a la línea continua del primer dispositivo de conmutación 32 de la trayectoria de flujo del medio en la FIG. 15); los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55b y 55c son conmutados al segundo estado de evaporación del medio (se hace referencia a la línea discontinua de los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55b y 55c en la FIG. 15); y el segundo dispositivo 55a de conmutación de la trayectoria de flujo del medio es conmutado al segundo estado de radiación del medio (se hace referencia a la línea continua del segundo dispositivo 55a de conmutación de la trayectoria de flujo del medio en la FIG. 15).
A continuación, el refrigerante descargado del propulsor de refrigerante 21 se envía al intercambiador de calor de aire exterior 23 a través del dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22. El refrigerante enviado al intercambiador de calor de aire exterior 23 se enfría intercambiando calor con el aire exterior suministrado por el ventilador exterior 26 en el intercambiador de calor de aire exterior 23 que funciona como un radiador del refrigerante, y por lo tanto se condensa. A partir de entonces, el refrigerante que ha irradiado calor en el intercambiador de calor de aire exterior 23 se envía al intercambiador de calor del medio 25 después de ser descomprimido por el descompresor de refrigerante 24. El refrigerante enviado al intercambiador de calor del medio 25 se calienta intercambiando calor con el medio de transferencia de calor en el intercambiador de calor del medio 25 que funciona como un evaporador del refrigerante, y por lo tanto se evapora. El refrigerante que se ha evaporado en el intercambiador de calor del medio 25 es aspirado al propulsor de refrigerante 21 a través del dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 y descargado de nuevo desde el propulsor de refrigerante 21.
Por otra parte, una parte del medio de transferencia de calor descargado del propulsor del medio 31 se envía al intercambiador de calor del medio 25 a través del primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 mientras que el resto se envía a la tubería de comunicación del medio gaseoso a alta presión 12 .
El medio de transferencia de calor enviado al intercambiador de calor del medio 25 se enfría mediante intercambio de calor con el refrigerante en el intercambiador de calor del medio 25 que funciona como un evaporador del medio de transferencia de calor. El medio de transferencia de calor que ha irradiado calor en el intercambiador de calor del medio 25 se envía a la tubería de comunicación del medio líquido 6 a través del descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33.
El medio de transferencia de calor enviado a la tubería de comunicación del medio gaseoso a alta presión 12 se envía al intercambiador de calor de aire interior 52a a través del segundo dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a. El medio de transferencia de calor enviado al intercambiador de calor de aire interior 52a se enfría mediante intercambio de calor con el aire interior suministrado por el ventilador interior 53a en el intercambiador de calor de aire interior 52a que funciona como un radiador del medio de transferencia de calor. Como resultado, se realiza una operación de calentamiento para calentar el aire interior. El medio de transferencia de calor que ha irradiado calor en el intercambiador de calor de aire interior 52a es descomprimido por el descompresor del medio del lado de utilización 51a y enviado a continuación a la tubería de comunicación del medio líquido 6 donde se fusiona con el medio de transferencia de calor que ha sido enviado a la tubería de comunicación del medio líquido 6 a través del descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33.
El medio de transferencia de calor enviado a la tubería de comunicación del medio líquido 6 es separado y enviado a los descompresores del medio del lado de utilización 51b y 51c. El medio de transferencia de calor se envía a continuación a los intercambiadores de calor de aire interior 52b y 52c después de ser descomprimido por los descompresores del medio del lado de utilización 51b y 51c. El medio de transferencia de calor enviado a los intercambiadores de calor de aire interior 52b y 52c se enfría mediante intercambio de calor con el aire interior suministrado por los ventiladores interiores 53b y 53c en los intercambiadores de calor de aire interior 52b y 52c que funcionan como evaporadores del medio de transferencia de calor, y por lo tanto se evapora. Como resultado, se realiza una operación de enfriamiento para enfriar el aire interior. El medio de transferencia de calor que se ha evaporado en los intercambiadores de calor de aire interior 52b y 52c se introduce a través de los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55b y 55c a la tubería de comunicación del medio gaseoso de baja presión 13 y se fusiona en la misma. El medio de transferencia de calor que se ha fusionado en la tubería de comunicación del medio gaseoso de baja presión 13 es aspirado al propulsor del medio 31 y descargado de nuevo desde el propulsor del medio 31.
- Operación de calentamiento dominante -
Durante la operación de calentamiento dominante, por ejemplo, cuando las unidades de utilización 5b y 5c realizan la operación de calentamiento (es decir, la operación en la que los intercambiadores de calor de aire interior 52b y 52c funcionan como radiadores del medio de transferencia de calor para calentar el aire interior) y la unidad de utilización 5a realiza la operación de enfriamiento (es decir, la operación en la que el intercambiador de calor de aire interior 52a funciona como un evaporador del medio de transferencia de calor para enfriar el aire interior), se conmutan los siguientes dispositivos de conmutación de la trayectoria del flujo: el dispositivo 22 de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante es conmutado al estado de evaporación de refrigerante (se hace referencia a la línea discontinua del dispositivo 22 de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante en la FIG. 16); el primer dispositivo 32 de conmutación de la trayectoria de flujo del medio es conmutado al primer estado de evaporación del medio (se hace referencia a la línea discontinua del primer dispositivo 32 de conmutación de la trayectoria de flujo del medio en la FIG. 16); los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55b y 55c se conmutan al segundo estado de radiación del medio (se hace referencia a las líneas continuas de los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55b y 55c en la FIG. 16); y el segundo dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a es conmutado al segundo estado de evaporación del medio (se hace referencia a la línea discontinua del segundo dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a en la FIG. 16).
A continuación, el refrigerante descargado del propulsor de refrigerante 21 se envía al intercambiador de calor del medio 25 a través del dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22. El refrigerante enviado al intercambiador de calor del medio 25 se enfría intercambiando calor con el medio de transferencia de calor en el intercambiador de calor del medio 25 que funciona como un radiador del refrigerante, y por lo tanto se condensa. El refrigerante que ha irradiado calor en el intercambiador de calor del medio 25 se envía al intercambiador de calor de aire exterior 23 después de ser descomprimido por el descompresor de refrigerante 24. El refrigerante enviado al intercambiador de calor de aire exterior 23 se calienta intercambiando calor con el aire exterior suministrado por el ventilador exterior 26 en el intercambiador de calor de aire exterior 23 que funciona como un evaporador del refrigerante, y por lo tanto se evapora. El refrigerante que se ha evaporado en el intercambiador de calor de aire exterior 23 se aspira al propulsor de refrigerante 21 a través del dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 y se descarga de nuevo desde el propulsor de refrigerante 21.
Por otra parte, el medio de transferencia de calor descargado del propulsor del medio 31 se envía a la tubería de comunicación del medio gaseoso a alta presión 12 y se separa de la misma. El medio de transferencia de calor que se ha separado de la tubería de comunicación del medio gaseoso a alta presión 12 se introduce en los intercambiadores de calor de aire interior 52b y 52c a través de los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55b y 55c, respectivamente. El medio de transferencia de calor introducido en los intercambiadores de calor de aire interior 52b y 52c se enfría intercambiando calor con el aire interior suministrado por los ventiladores interiores 53b y 53c en los intercambiadores de calor de aire interior 52b y 52c que funcionan como radiadores del medio de transferencia de calor. Como resultado, se realiza la operación de calentamiento para calentar el aire interior. Después de ser descomprimido por los descompresores del medio del lado de utilización 51b y 51c, el medio de transferencia de calor que ha irradiado calor en los intercambiadores de calor de aire interior 52b y 52c se envía a la tubería de comunicación del medio líquido 6 y se fusiona en la misma. El medio de transferencia de calor que se ha fusionado en la tubería de comunicación del medio líquido 6 es separado parcialmente, y la parte separada del medio de transferencia de calor se envía al descompresor del medio del lado de utilización 51a mientras que el resto se envía al descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33.
El medio de transferencia de calor enviado al descompresor del medio del lado de utilización 51a es descomprimido por el descompresor del medio del lado de utilización 51a y enviado a continuación al intercambiador de calor de aire interior 52a. El medio de transferencia de calor enviado al intercambiador de calor de aire interior 52a se enfría intercambiando calor con el aire interior suministrado por el ventilador interior 53a en el intercambiador de calor de aire interior 52a que funciona como un evaporador del medio de transferencia de calor, por lo que se evapora. Como resultado, se realiza una operación de enfriamiento para enfriar el aire interior. El medio de transferencia de calor que se ha evaporado en el intercambiador de calor de aire interior 52a se envía a la tubería de comunicación del medio gaseoso de baja presión 13 a través del segundo dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a. El medio de transferencia de calor enviado a la tubería de comunicación del medio gaseoso de baja presión 13 se envía al propulsor del medio 31.
El medio de transferencia de calor enviado al descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33 es descomprimido adicionalmente por el descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33 y enviado a continuación al intercambiador de calor del medio 25. El medio de transferencia de calor enviado al intercambiador de calor del medio 25 se calienta intercambiando calor con el refrigerante en el intercambiador de calor del medio 25 que funciona como un evaporador del medio de transferencia de calor, y por lo tanto se evapora. El medio de transferencia de calor que se ha evaporado en el intercambiador de calor del medio 25 se envía al propulsor del medio 31 a través del primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32, a continuación, junto con el medio de transferencia de calor enviado a la tubería de comunicación del medio gaseoso de baja presión 13, ambos son aspirados al propulsor del medio 31 y descargados nuevamente del propulsor del medio 31.
- Características -
En este caso, de manera similar al sistema de transporte de calor 1 de la primera realización, el refrigerante en el circuito de refrigerante 10 puede hacerse circular mientras el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 está conmutado al estado de radiación de refrigerante; y el medio de transferencia de calor en el circuito del medio 30 puede hacerse circular mientras el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 está conmutado al primer estado de radiación del medio (véanse las FIGs. 13 y 15). En este caso, en el intercambiador de calor del medio 25, el medio de transferencia de calor irradia calor debido a la evaporación del refrigerante y, por lo tanto, el calor frío se transfiere del circuito de refrigerante 10 al circuito del medio 30. Además, el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 es conmutado al estado de evaporación de refrigerante, permitiendo que circule el refrigerante en el circuito de refrigerante 10; y el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 es conmutado al primer estado de evaporación del medio, permitiendo que circule el medio de transferencia de calor en el circuito del medio 30 (véanse las FIGs. 14 y 16). En este caso, en el intercambiador de calor del medio 25, el medio de transferencia de calor se evapora debido a la radiación del refrigerante, y por tanto se transfiere calor caliente del circuito de refrigerante 10 al circuito del medio 30. Esta configuración permite que la operación de transferencia del calor frío del circuito de refrigerante 10 al circuito del medio 30 y la operación de transferencia de calor caliente del circuito de refrigerante 10 al circuito del medio 30 sean conmutadas y realizadas por el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 dispuesto en el circuito de refrigerante 10 y por el primer dispositivo de conmutación 32 de la trayectoria de flujo del medio dispuesto en el circuito del medio 30. El calor frío o caliente transferido del circuito de refrigerante 10 al circuito del medio 30 por las operaciones anteriores se transfiere adicionalmente al aire de la habitación por el intercambio de calor entre el medio de transferencia de calor y el aire interior en los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c; por lo tanto, se puede realizar acondicionamiento del aire interior (enfriamiento y calentamiento).
En particular, en este caso, cuando circula el medio de transferencia de calor en el circuito del medio 30 en un estado en el que el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 está conmutado al primer estado de radiación del medio o al segundo estado de radiación del medio y en un estado en el que los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c están conmutados al segundo estado de evaporación del medio, los intercambiadores de calor de aire interior correspondientes 52a, 52b y 52c funcionan como evaporadores del medio de transferencia de calor. Por lo tanto, en los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c correspondientes a los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c que son conmutados al segundo estado de evaporación del medio, el intercambio de calor entre el medio de transferencia de calor y el aire interior enfría el aire interior, lo que permite el enfriamiento de la habitación. Además, cuando el medio de transferencia de calor circula en el circuito del medio 30 en un estado en el que el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 está conmutado al primer estado de radiación del medio o al segundo estado de radiación del medio y en un estado en el que el segundo los dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c son conmutados al segundo estado de radiación del medio, los intercambiadores de calor de aire interior correspondientes 52a, 52b y 52c funcionan como radiadores del medio de transferencia de calor. Por lo tanto, en los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c correspondientes a los segundos dispositivos de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c que se conmutan al segundo estado de radiación del medio, el intercambio de calor entre el medio de transferencia de calor y el aire interior calienta el aire interior, lo que permite calentar la habitación. Con esta configuración, el dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante 22 dispuesto en el circuito de refrigerante 10, el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 32 dispuesto en el circuito del medio 30 y el segundo dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio 55a, 55b y 55c permiten que los intercambiadores de calor de aire interior 52a, 52b y 52c se conmuten individualmente para realizar de ese modo la operación de enfriamiento o calentamiento de una habitación.
Aunque en este caso se omitirán las descripciones detalladas, de manera similar al sistema de transporte de calor 1 de la primera realización, es posible reducir el diámetro de tubería de la tubería que constituye el circuito del medio 30 así como reducir la carga ambiental y mejorar la seguridad. Además, incluso si el refrigerante se fuga del circuito de refrigerante 10, es posible eliminar de forma fiable el riesgo de que el refrigerante se fugue a la habitación. Esta configuración también permite que muchos de los dispositivos que constituyen el sistema de transporte de calor 1 estén dispuestos colectivamente en el exterior; por lo tanto, minimizando el número de dispositivos dispuestos dentro de la habitación y consiguiendo compacidad de las unidades de utilización 5a, 5b y 5c.
<Modificación 1>
Asimismo, en la segunda realización anterior, aunque se omitirá la descripción detallada, de manera similar a la primera modificación de la primera realización, el diámetro de tubería de la tubería que constituye el circuito del medio 30 puede estar limitado a 0,9525 cm (3/8 de pulgada) o menos.
<Modificación 2>
Asimismo, en la segunda realización anterior y la primera modificación, aunque se omitirá la descripción detallada, el circuito de refrigerante 10 puede estar dispuesto en la unidad de enfriamiento de aire 3, y una parte del circuito del medio 30 en la unidad de transferencia de calor 2 excepto el intercambiador de calor del medio 25 puede estar dispuesta en la unidad de fuente de calor 4 (se hace referencia a la FIG. 17) como en la primera modificación de la primera realización.
<Modificación 3>
Asimismo, en la segunda realización anterior y las modificaciones 1 y 2, aunque se omitirá la descripción detallada, de manera similar a la modificación 3 de la primera realización, se puede utilizar el propulsor del medio 31 que tiene un motor, como el mecanismo de accionamiento del propulsor del medio 31a, cuya velocidad de rotación se controla por un inversor.
<Modificación 4>
Asimismo, en la segunda realización anterior y las modificaciones 1 a 3, aunque se omitirá la descripción detallada, se puede usar un compresor rotativo (véanse las FIGs. 5 y 6) como propulsor del medio 31, tal como en la cuarta modificación de la primera realización.
<Modificación 5>
Asimismo, en la segunda realización anterior y las modificaciones 1 a 4, aunque se omitirá la descripción detallada, de manera similar a la quinta modificación de la primera realización, se puede usar un turbocompresor sin aceite configurado para soportar el eje giratorio 31e mediante cojinetes magnéticos 45 y 46 (se hace referencia a la FIG. 7) o un turbocompresor sin aceite configurado para soportar el eje giratorio 31e con un cojinete de gas (no se muestra) como propulsor del medio 31.
<Modificación 6>
Asimismo, en la segunda realización anterior y las modificaciones 1 a 5, aunque se omitirá la descripción detallada, de manera similar a la sexta modificación de la primera realización, la válvula de retención 34 que permite solo el flujo del medio de transferencia de calor desde el lado del medio líquido de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25 a la tubería de comunicación del medio líquido 6 puede estar dispuesta en el circuito del medio 30 para puentear el descompresor del medio del lado de la fuente de calor 33 (se hace referencia a la FIG. 18). <Modificación 7>
Asimismo, en la segunda realización anterior y las modificaciones 1 a 6, aunque se omitirá la descripción detallada, de manera similar a la modificación 7 de la primera realización, el receptor 35 para almacenar el medio de transferencia de calor que circula a través del circuito del medio 30 puede estar dispuesto en el lado del medio líquido de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25 (se hace referencia a la FIG. 19).
<Modificación 8>
Aunque se omitirá la descripción detallada, cuando el receptor 35 está dispuesto en el lado del medio líquido de transferencia de calor del intercambiador de calor del medio 25 como en la modificación 7 anterior, de manera similar a la modificación 8 de la primera realización, el receptor 35 puede estar dispuesto a través del circuito puente 36 (se hace referencia a la FIG. 20).
<Modificación 9>
Aunque se omitirá la descripción detallada, cuando el receptor 35 está dispuesto en el circuito del medio 30 como en las modificaciones 7 y 8, de manera similar a la modificación 9 de la primera realización, el receptor 35 puede estar dispuesto en el lado de succión del propulsor del medio 31 (se hace referencia a la FIG. 21).
Aplicabilidad industrial
La presente invención es ampliamente aplicable a un sistema de transporte de calor que incluye un circuito de refrigerante a cuyo través circula refrigerante y un circuito del medio a cuyo través circula un medio de transferencia de calor para realizar acondicionamiento del aire de una habitación mediante realizar intercambio de calor entre el medio de transferencia de calor y el aire interior.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de transporte de calor (1), que comprende:
un circuito de refrigerante (10) que encierra herméticamente en su interior un fluido que contiene refrigerante HFC-32 y/o HFO como refrigerante, incluyendo el circuito de refrigerante (10):
un propulsor de refrigerante (21) que propulsa el refrigerante;
un intercambiador de calor de aire exterior (23) que intercambia calor entre el refrigerante y el aire exterior; un intercambiador de calor del medio (25) que intercambia calor entre el refrigerante y un medio de transferencia de calor; y
un dispositivo de conmutación de la trayectoria del flujo de refrigerante (22) que conmuta entre un estado de radiación de refrigerante y un estado de evaporación de refrigerante, provocando el estado de radiación de refrigerante que el intercambiador de calor de aire exterior (23) funcione como un radiador del refrigerante y provocando que el intercambiador de calor del medio (25) funcione como un evaporador del refrigerante, provocando el estado de evaporación de refrigerante que el intercambiador de calor de aire exterior (23) funcione como un evaporador del refrigerante y provocando que el intercambiador de calor del medio 25) funcione como un radiador del refrigerante, y
un circuito del medio (30) que encierra herméticamente dióxido de carbono en su interior como medio de transferencia de calor,
incluyendo el circuito del medio (30):
un propulsor del medio (31) que propulsa el medio de transferencia de calor;
el intercambiador de calor del medio (25);
un primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio (32) que conmuta entre un primer estado de radiación del medio que hace que el intercambiador de calor del medio (25) funcione como un radiador del medio de transferencia de calor y un primer estado de evaporación del medio que hace que el intercambiador de calor del medio (25) funcione como un evaporador del medio de transferencia de calor; y
una pluralidad de intercambiadores de calor de aire interior (52a, 52b, 52c) que intercambian calor entre el medio de transferencia de calor y el aire interior, donde
los intercambiadores de calor de aire interior (52a, 52b, 52c) son intercambiadores de calor de aletas y tubos.
2. El sistema de transporte de calor según la reivindicación 1, en el que
un diámetro de tubería de una tubería que constituye el circuito del medio (30) es de 0,9525 cm (3/8 de pulgada) o menos cuando la capacidad nominal del sistema de transporte de calor (1) es de 14 kW (5 caballos de fuerza) o menos.
3. El sistema de transporte de calor según la reivindicación 1 o 2, en el que
el circuito de refrigerante (10), el propulsor del medio (31) y el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio (32) están situados en una unidad de transferencia de calor (2) dispuesta en el exterior, y el intercambiador de calor de aire interior está situado en una unidad de utilización dispuesta en el interior.
4. El sistema de transporte de calor según la reivindicación 3, en el que
la unidad de transferencia de calor (2) incluye una unidad de enfriamiento de aire (3) que tiene el circuito de refrigerante (10), y una unidad de fuente de calor (4) que tiene el propulsor del medio (31) y el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio (32).
5. El sistema de transporte de calor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que
el propulsor del medio (31) posee un motor cuya velocidad de giro es controlada por un inversor.
6. El sistema de transporte de calor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que
el propulsor del medio (31) es un compresor rotativo.
7. El sistema de transporte de calor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que
el propulsor del medio (31) es un turbocompresor sin aceite.
8. El sistema de transporte de calor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que
el primer dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio (32) hace que el intercambiador de calor de aire interior (52a, 52b, 52c) funcione como un evaporador del medio de transferencia de calor en el primer estado de radiación del medio, y hace que el intercambiador de calor de aire interior (52a, 52b, 52c) funcione como un radiador del medio de transferencia de calor en el primer estado de evaporación del medio.
9. El sistema de transporte de calor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que
el circuito del medio (30) incluye además, para cada uno de los intercambiadores de calor de aire interior (52a, 52b, 52c), un segundo dispositivo de conmutación de la trayectoria de flujo del medio (55a, 55b, 55c) que conmuta entre un segundo estado de evaporación del medio que hace que el intercambiador de calor de aire interior (52a, 52b, 52c) funcione como un evaporador del medio de transferencia de calor y un segundo estado de radiación del medio que hace que el intercambiador de calor de aire interior (52a, 52b, 52c) funcione como un radiador del medio de transferencia de calor .
10. El sistema de transporte de calor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que
el circuito del medio (30) incluye además un receptor (35) que almacena el medio de transferencia de calor que circula en el circuito del medio (30).
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