ES2934321T3

ES2934321T3 - Conjunto receptor y sistema de bomba de calor que tiene el mismo

Info

Publication number: ES2934321T3
Application number: ES18766526T
Authority: ES
Inventors: Guangyu Shen; Jingkai Weng
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2018-08-29
Publication date: 2023-02-21
Anticipated expiration: 2038-08-29
Also published as: CN207556037U; EP3679309B1; EP3679309A1; US20210063059A1; WO2019050736A1

Abstract

Un conjunto acumulador y un sistema de bomba de calor. El conjunto acumulador comprende: un cuerpo del tanque acumulador, en el que un puerto de entrada y salida está dispuesto en la parte inferior del cuerpo del tanque y está nivelado con el mismo; y un tubo de conexión, que tiene un primer extremo conectado al puerto de entrada y salida, y un segundo extremo para la conexión a un sistema de aire acondicionado. De acuerdo con el conjunto acumulador de la presente invención, debido a que el puerto de entrada y salida está al ras con el fondo del cuerpo del tanque acumulador, en el caso de que se necesite todo el refrigerante para la operación del sistema, el refrigerante y el aceite lubricante acumulado dentro del el cuerpo del tanque acumulador se puede drenar completamente del cuerpo del tanque, (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Conjunto receptor y sistema de bomba de calor que tiene el mismo

Campo técnico

La presente invención se refiere al campo del aire acondicionado y de forma más particular a un acumulador para un sistema de bomba de calor.

Antecedentes de la técnica

En la actualidad, los sistemas de bomba de calor que tienen tanto funciones de enfriamiento como calentamiento se utilizan ampliamente en varias aplicaciones comerciales y domésticas tales como hospitales, centros comerciales y viviendas. En aplicaciones prácticas, los condensadores del sistema de bomba de calor normalmente emplean intercambiadores de calor en espiral para lograr un contacto y una transferencia de calor más sustanciales con el aire, mientras que los evaporadores normalmente utilizan intercambiadores de calor de placa para un intercambio de calor máximo entre un refrigerante primario y secundario (por ejemplo, agua). El principio de funcionamiento incluye cambiar la trayectoria de flujo de intercambio de calor en el sistema de bomba de calor, de manera que en el modo de enfriamiento el intercambiador de calor en espiral sirve como un condensador y el intercambiador de calor de placa sirve como un evaporador, mientras que en el modo de calentamiento, el intercambiador de calor en espiral sirve como evaporador y el intercambiador de calor de placa sirve como condensador, por lo tanto permitiendo al intercambiador de calor de placa realizar respectivamente las funciones de enfriamiento y calentamiento. Dado que los intercambiadores de calor de placa a menudo tienen un volumen mucho más pequeño que los intercambiadores de calor en espiral, cuando el sistema de bomba de calor es cambiado al modo de calentamiento, se necesita menos refrigerante que fluye a través del intercambiador de calor de placa para la transferencia de calor por condensación y por tanto el exceso de refrigerante necesita almacenarse temporalmente en un acumulador. En el modo de enfriamiento, el mismo fluye fuera del acumulador para de nuevo participar en el ciclo de trabajo.

Un tipo existente de acumulador utiliza un sistema de tubería doble, es decir, se proporciona una tubería de entrada y una tubería de salida separadas. Dicho acumulador tiene un coste de material y un coste de fabricación relativamente altos. Otro tipo de acumulador existente tiene un único sistema de tubería, es decir el flujo de entrada y el flujo de salida de líquido se logra utilizando una tubería. Sin embargo, cuando se utiliza el acumulador de una sola tubería es propenso a un fenómeno por el cual el aceite lubricante que entra en el acumulador con el refrigerante es retenido y se acumula en el acumulador, lo cual afecta a la vida útil del sistema de bomba de calor provocando una pérdida de aceite lubricante en el compresor. Esto a su vez influye en la fiabilidad del sistema. El documento US 2015/0267951 A1 divulga un aparato y un método para el ajuste del nivel de cambio de refrigerante y un conjunto de acumulador de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

El documento JP 2014119161 A divulga un ciclo de refrigeración provisto de una unidad de ajuste de caudal.

El documento JP 2015087065 A divulga un acondicionador de aire que ajusta la cantidad de refrigerante que fluye a través de un circuito de refrigerante utilizando un receptor.

Resumen de la invención

Es un objeto de la presente divulgación proporcionar un acumulador que reduzca la acumulación de aceite lubricante.

Otro objeto de la presente divulgación es proporcionar un sistema de bomba de calor que tenga un acumulador que reduzca la acumulación de aceite lubricante.

Según la presente invención, se proporciona un conjunto de acumulador como se define en la reivindicación 1. El mismo comprende: un cuerpo de tanque de acumulador, en donde un puerto de entrada y de salida se dispone en la parte inferior del cuerpo de tanque y está nivelado con el mismo; y una tubería de conexión, que tiene un primer extremo conectado al puerto de entrada y de salida y un segundo extremo para la conexión de un sistema de aire acondicionado, en donde el puerto de entrada y de salida está provisto de una superficie de guiado de flujo arqueada.

Según un modo de realización de la presente invención se proporciona también un sistema de bomba de calor que comprende el conjunto de acumulador como se describió anteriormente, en donde el segundo extremo está conectado en dirección descendente al sistema de bomba de calor. La tubería de conexión del conjunto de acumulador puede estar conectada verticalmente hacia abajo al sistema de bomba de calor entre el elemento de obturación y el evaporador en el modo de enfriamiento del sistema de bomba de calor, y el puerto de entrada y de salida inferior del conjunto de acumulador puede montarse de forma integral verticalmente hacia abajo en el sistema de bomba de calor.

Descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista esquemática de un acumulador.

La figura 2 es una vista esquemática parcialmente aumentada del acumulador de la figura 1.

Descripción detallada de los modos de realización preferidos

Con referencia las figuras 1 y 2, se ilustra un modo de realización del conjunto de acumulador de acuerdo con la presente invención. El conjunto 100 de acumulador comprende un cuerpo 110 de tanque de acumulador y una tubería 120 de conexión conectada al mismo. En este caso, un puerto 111 de entrada y de salida se proporciona en la porción 110a inferior del cuerpo 110 de tanque de acumulador y el punto clave es que el puerto 111 de entrada y de salida está nivelado con la porción 110a inferior del cuerpo 110 de tanque de acumulador. Al mismo tiempo, un primer extremo 120a de la tubería 120 de conexión está conectado al puerto 111 de entrada y de salida y un segundo extremo 120b del mismo se utiliza para la conexión a un sistema de aire acondicionado. En ciertos escenarios, el sistema de aire acondicionado es un sistema de bomba de calor. Bajo esta disposición, dado que el puerto de entrada y de salida está nivelado con la parte inferior del cuerpo de tanque de acumulador, en el caso en el que todo el refrigerante se necesite para el funcionamiento del sistema, el refrigerante y el aceite lubricante acumulado en el cuerpo de tanque de acumulador se puede rellenar totalmente desde el cuerpo de tanque de acumulador, por tanto asegurando que un refrigerante suficiente satisfaga la demanda de carga mientras que se asegura de forma simultánea que un aceite lubricante suficiente satisfaga los requisitos de lubricación del compresor. Si el puerto de entrada y de salida se coloca más alto que la parte inferior del cuerpo de tanque de acumulador, cuando el refrigerante se descarga del cuerpo de tanque de acumulador, una porción del aceite lubricante se acumulará en la región de diferencia de altura entre el puerto de entrada y de salida y la parte inferior del cuerpo de tanque de acumulador, donde el volumen acumulado dependerá del volumen de la región de diferencia de altura y esto afectará a la lubricación del compresor y por tanto a la fiabilidad de todo el sistema de bomba de calor.

Según las enseñanzas de la solución anterior para resolver el problema de acumulación de medios en el acumulador, la solución se puede refinar y mejorar desde varios ángulos para obtener una optimización adicional del rendimiento o mejora en el rendimiento económico.

Por ejemplo, el puerto 111 de entrada y de salida puede disponerse en el punto más bajo de la porción 110a inferior del cuerpo 110 de tanque de acumulador, por lo que se puede asegurar la descarga completa de varios medios fluidos en el cuerpo de tanque de acumulador en la mayor medida posible.

Como otro ejemplo, el cuerpo 110 de tanque de acumulador puede estar provisto de una porción 110a inferior de nivel para facilitar la fabricación, en cuyo caso el puerto 111 de entrada y de salida se puede disponer en el punto central de la porción 110a inferior del cuerpo 110 de tanque de acumulador. Dicha disposición maximiza la distancia de flujo desde cada parte de la parte inferior del cuerpo de tanque de acumulador al puerto de entrada y de salida, de manera que se reduce la cantidad de lubricante que se adhiere a la parte inferior del cuerpo de tanque de acumulador debido a su propia viscosidad.

Además, como una mejora auxiliar, la tubería 120 de conexión puede también ser soldada al puerto 111 de entrada y de salida para facilitar el procesamiento. Una superficie de guiado de flujo arqueada se proporciona en el puerto 111 de entrada y de salida de manera que la resistencia de flujo del refrigerante dentro y fuera del puerto sea menor. Además, la tubería 120 de conexión se puede configurar como una tubería redondeada, que es más versátil y fácil de seleccionar.

Según la concepción anterior de un acumulador, también se proporciona en el presente documento un modo de realización de un sistema de bomba de calor no mostrado en los dibujos. Este sistema de bomba de calor tiene los componentes básicos y los métodos de conexión del sistema de bomba de calor convencional, que por tanto no se detallarán en el presente documento. De forma más crítica, el sistema de bomba de calor además comprende cualquiera de los modos de realización anteriores, en donde el segundo extremo 120b de la tubería 120 de conexión del conjunto 100 de acumulador está conectado entre el condensador y el evaporador del sistema de bomba de calor y la tubería de conexión del conjunto de acumulador se conecta de forma integral verticalmente hacia abajo al sistema de bomba de calor.

Por tanto, el conjunto de acumulador en el modo de realización anterior puede realizar las funciones en el sistema de bomba de calor de almacenar y liberar temporalmente el refrigerante y el aceite lubricante nivelado con el refrigerante y de descargar completamente el refrigerante y el aceite lubricante bajo condiciones de carga altas para estabilizar el rendimiento del sistema.

Como modo de realización más específico, el sistema de bomba de calor además comprende un circuito de intercambio de calor que tiene un puerto de escape de compresor, un conjunto de válvula de cuatro vías, un condensador, un miembro de obturación, un conjunto de acumulador, un evaporador y un puerto de succión de compresor, conectados secuencialmente a través de tuberías; en donde el conjunto de válvula de cuatro vías es capaz de cambiar la dirección del flujo para permitir un modo de enfriamiento y un modo de calentamiento; en el modo de enfriamiento, el medio refrigerante se hace circular desde el puerto de escape del compresor al puerto de succión del compresor a través del conjunto de válvula de cuatro vías, el condensador, el miembro de obturación, el conjunto de acumulador y el evaporador; y en el modo de calentamiento, el medio refrigerante se hace circular desde el puerto de escape del compresor al puerto de succión del compresor a través del conjunto de válvula de cuatro vías, el evaporador, el conjunto de acumulador, el miembro de obturación y el condensador.

Como modo de realización adicional, el condensador debería tener un volumen mayor que el evaporador en cuyo caso, en el modo de enfriamiento, la tubería 120 de conexión sirve como una tubería de drenaje y una porción de refrigerante fluye fuera del cuerpo 110 de tanque de acumulador; en el modo de calentamiento, la tubería 120 de conexión sirve como una tubería de entrada de líquido y una porción del refrigerante fluye dentro del cuerpo 110 de tanque de acumulador.

En estos sistemas de bomba de calor configurados de forma más específica, el conjunto de acumulador puede del mismo modo realizar las funciones de almacenar y liberar temporalmente el refrigerante en el aceite lubricante nivelado con el refrigerante y de descargar completamente el refrigerante y el lubricante bajo condiciones de carga altas para estabilizar el rendimiento del sistema.

El proceso de trabajo se ejemplificará en el presente documento con referencia a los modos de realización mencionados anteriormente del sistema de bomba de calor.

Cuando se hace funcionar el modo de enfriamiento, el conjunto de válvula de cuatro vías es invertido para conectar el puerto de escape del compresor con el condensador y el puerto de succión del compresor con el evaporador. Ahora, el refrigerante a alta temperatura a alta presión fluye fuera del puerto de escape de compresor y fluye dentro del condensador a través del conjunto de válvula de cuatro vías y el refrigerante a media temperatura a alta presión que fluye fuera entonces se lleva hasta el miembro de obturación que se va a obturar en el refrigerante a baja temperatura a baja presión, que entonces fluye a través del conjunto de acumulador. El refrigerante que ha sufrido este proceso después fluye dentro del evaporador para ser enfriado y el refrigerante a media temperatura a baja presión que fluye fuera, fluye de vuelta al puerto de succión de compresor a través del conjunto de válvula de cuatro vías, por lo tanto completando el funcionamiento del modo de enfriamiento.

Cuando se hace funcionar el modo de calentamiento, el conjunto de válvula de cuatro vías es invertido para conectar el puerto de escape de compresor con el evaporador y el puerto de succión de compresor con el condensador. Ahora el refrigerante a alta temperatura a alta presión fluye fuera del puerto de escape de compresor y fluye dentro del evaporador a través del conjunto de válvula de cuatro vías y después el refrigerante a media temperatura alta presión que fluye fuera pasa a través del conjunto de acumulador hacia el miembro de obturación, donde es obturado en un refrigerante a baja temperatura a baja presión que entonces entra en el evaporador para liberar calor. El refrigerante a media temperatura a baja presión que fluye fuera posteriormente fluye de vuelta al puerto de succión de compresor a través del conjunto de válvula de cuatro vías, por lo tanto completando el funcionamiento del modo de calentamiento. Dado que el evaporador normalmente tiene un volumen más pequeño que el condensador, este proceso generalmente no requiere la participación de todo el refrigerante; el refrigerante que no está incluido en el funcionamiento se acumulará en el conjunto de acumulador y fluirá fuera de nuevo cuando se cambia de modo.

Debería ser fácilmente evidente que el conjunto de acumulador no está limitado a un sistema de bomba de calor que tenga sólo un modo de enfriamiento y de calentamiento y se puede aplicar igualmente a un sistema de bomba de calor que está además provisto de tres intercambiadores de calor y un modo de recuperación de calor y/o de calentamiento de agua, u otras modificaciones. Además, el conjunto de acumulador no está limitado a un sistema de bomba de calor y cualquier sistema que requiera diferentes cantidades de refrigerante en diferentes situaciones y tenga necesidad de un almacenamiento temporal de refrigerante puede adoptar el conjunto de acumulador de acuerdo con el presente concepto. Por ejemplo, algunos fabricantes de equipos sólo proporcionan unidades de condensación que se instalan en el exterior de tal manera que el acumulador tal y como se concibe en la actualidad podría emplearse en situaciones en las que no sea posible saber el evaporador que puede ser configurado en el interior por el cliente o la cantidad de refrigerante que se puede proporcionar en respuesta a la longitud de las tuberías.

Los ejemplos anteriores ilustran principalmente un modo de realización del acumulador de la presente invención y el sistema de bomba de calor proporcionado con el mismo. Aunque se han descrito únicamente unos pocos modos de realización de la presente invención, debería apreciarse por los expertos en la técnica que la presente invención se puede implementar de muchas otras maneras. Por consiguiente, los presentes modos de realización se han de considerar como ilustrativos y no restrictivos y el alcance de la invención se define únicamente por las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un conjunto (100) de acumulador que comprende:

un cuerpo (110) de tanque de acumulador, en donde un puerto (111) de entrada y de salida se dispone en la parte (110a) inferior del cuerpo de tanque y está nivelada con el mismo; y

una tubería (120) de conexión que tiene un primer extremo (120a) conectado al puerto (111) de entrada y de salida y un segundo extremo (120b) para la conexión a un sistema de aire acondicionado;

caracterizado por que el puerto (111) de entrada y de salida está provisto de una superficie de guiado de flujo arqueada.

2. El conjunto (100) de acumulador según la reivindicación 1, en donde el puerto (111) de entrada y de salida se dispone en un punto lo más bajo de la parte (110a) inferior del cuerpo (110) de tanque de acumulador.

3. El conjunto (100) de acumulador según la reivindicación 1, en donde el puerto (111) de entrada y de salida se dispone en un punto central de la parte (110a) inferior del cuerpo (110) de tanque de acumulador.

4. El conjunto (100) de acumulador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el cuerpo (110) de tanque de acumulador tiene una parte inferior de nivel.

5. El conjunto (100) de acumulador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la tubería (120) de conexión está soldada al puerto (111) de entrada y de salida.

6. El conjunto (100) de acumulador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que además comprende la tubería (120) de conexión que consiste en una tubería redondeada.

7. Un sistema de bomba de calor que comprende el conjunto (100) de acumulador de la reivindicación 1, en donde el segundo extremo está conectado en dirección descendente al sistema de bomba de calor.

8. El sistema de bomba de calor según la reivindicación 7, que además comprende un circuito de intercambio de calor que tiene un puerto de escape de compresor, un conjunto de válvula de cuatro vías, un condensador, un miembro de obturación, un evaporador y un puerto de succión de compresor, conectado secuencialmente a través de tuberías;

en donde, el conjunto de válvula de cuatro vías está configurado para cambiar la dirección del flujo para permitir un modo de enfriamiento y un modo de calentamiento;

y en donde en el modo de enfriamiento, el medio refrigerante se hace circular desde el puerto de escape de compresor hasta el puerto de succión de compresor a través del conjunto de válvula de cuatro vías, el condensador, el miembro de obturación, el conjunto de acumulador y el evaporador y/o

en el modo de calentamiento, el medio refrigerante se hace circular desde el puerto de escape de compresor hasta el puerto de succión de compresor a través del conjunto de válvula de cuatro vías, el evaporador, el conjunto de acumulador, el miembro de obturación y el condensador.

9. El sistema de bomba de calor según la reivindicación 8, en donde el condensador tiene un volumen mayor que el del evaporador, en donde:

en el modo de enfriamiento, la tubería (120) de conexión sirve como una tubería de drenaje y una porción del refrigerante fluye fuera del cuerpo (110) de tanque de acumulador;

en el modo de calentamiento, la tubería (120) de conexión sirve como una tubería de entrada de líquido y una porción del refrigerante fluye dentro del cuerpo (110) de tanque de acumulador.