ES2944473T3 - Aparato para amortiguar vibraciones en un sistema de refrigeración - Google Patents
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Abstract
Un aparato para amortiguar vibraciones en un sistema de refrigeración (100) comprende: una válvula de retención (3) conectable operativamente entre una entrada del economizador (13) de un compresor (1) y la rama del economizador (2), la válvula de retención (3) que incluye una carcasa (302) y un obturador (301) móvil dentro de la carcasa (302); un primer ramal de derivación (31), que tiene un primer extremo (31A) conectable al circuito de refrigeración para recibir un primer flujo del fluido refrigerante, y un segundo extremo (31B) conectado a la válvula de retención (3) en un primer lado de el obturador (301A), un segundo ramal de derivación (32), que tiene un primer extremo (32A) conectable al circuito frigorífico para recibir un segundo flujo de fluido refrigerante, y un segundo extremo (32B) conectado al ramal economizador (2), (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Aparato para amortiguar vibraciones en un sistema de refrigeración
Esta invención se refiere a un aparato y a un método para amortiguar vibraciones en un sistema de refrigeración. Además, esta invención se refiere a un sistema de refrigeración. Además, esta invención se refiere a un método para controlar una válvula de retención en un sistema de refrigeración.
La invención se refiere al campo técnico de los sistemas de refrigeración provistos de un economizador. El economizador está conectado a una etapa intermedia del compresor a través de una tubería de economizador; cuando el economizador está apagado, el compresor determina pulsaciones de gas en la tubería de economizador, lo que puede excitar la frecuencia de resonancia de la tubería, lo que provoca vibraciones, traqueteo y problemas de ruido. El documento de patente JPH0510614A en nombre del mismo Solicitante propone, como solución a este problema, disponer una válvula de retención entre la tubería de economizador y el compresor, con el fin de aislar la tubería de economizador del compresor y reducir la pulsación del gas, reduciendo así las vibraciones. Sin embargo, la válvula de retención no siempre es eficaz para reducir las vibraciones; de hecho, el compresor determina una presión oscilante (por ejemplo, en el caso de un compresor de tornillo), que abre y cierra la válvula de retención, de modo que la válvula aún incurre en vibraciones y la pulsación del gas aún excita la frecuencia de resonancia de la tubería. Un sistema de refrigeración adicional que incluye un economizador se divulga en el documento de patente WO2020/084545A1. Sin embargo, sigue existiendo la necesidad de mejorar la eficiencia en la reducción de las vibraciones.
El objetivo de la presente invención es proporcionar un aparato y un método para amortiguar vibraciones en un sistema de refrigeración que supere al menos uno de los inconvenientes antes mencionados. Además, el objetivo de la presente invención es proporcionar un método para controlar una válvula de retención en un sistema de refrigeración que supere al menos uno de los inconvenientes antes mencionados.
Este objetivo se logra mediante el aparato y el método para amortiguar vibraciones de acuerdo con una o más de las reivindicaciones adjuntas.
La presente invención se refiere a un aparato para amortiguar vibraciones en un sistema de refrigeración como se define en la reivindicación 1. El sistema de refrigeración incluye un fluido refrigerante. El sistema de refrigeración incluye un circuito de refrigeración. El sistema (o circuito) de refrigeración incluye un evaporador. El sistema (o circuito) de refrigeración incluye un dispositivo de expansión. El sistema (o circuito) de refrigeración incluye un condensador. El sistema (o circuito) de refrigeración incluye un compresor. En una realización, el compresor es un compresor de tornillo; en una realización, el compresor es un compresor de desplazamiento. Preferiblemente, el sistema de refrigeración también incluye un inversor (o accionador de frecuencia variable VFD) para accionar el compresor.
El sistema (o circuito) de refrigeración incluye un intercambiador de calor de economizador. El sistema (o circuito) de refrigeración incluye una válvula de expansión de economizador. El sistema (o circuito) de refrigeración incluye una rama (o línea) de economizador. La rama (o línea) de economizador está configurada para tomar un flujo de economizador de fluido refrigerante del circuito de refrigeración y para alimentar este flujo de economizador al compresor en una etapa de compresión intermedia, a través de una entrada de economizador del compresor; el intercambiador de calor de economizador se posiciona en la rama de economizador para proporcionar intercambio de calor entre el flujo de economizador y un flujo principal de fluido refrigerante que fluye en el circuito de refrigeración. En particular, la rama de economizador está conectada al circuito de refrigeración entre el evaporador y el dispositivo de expansión; más en particular, la rama de economizador está conectada al circuito de refrigeración entre el intercambiador de calor de economizador y el dispositivo de expansión. El intercambiador de calor de economizador está ubicado en la rama de economizador entre la válvula de expansión de economizador y el compresor. La válvula de expansión de economizador está configurada para expandir el flujo de fluido refrigerante de economizador. Preferiblemente, la válvula de expansión de economizador funciona en una posición abierta, para expandir el fluido refrigerante y permitir que fluya a través de la rama de economizador, y en una posición cerrada, para bloquear el flujo del fluido refrigerante a través de la rama de economizador. En una realización, el sistema comprende una válvula adicional, asociada con la válvula de expansión de economizador: la válvula de expansión de economizador expande el fluido refrigerante, y la válvula adicional se abre o cierra para permitir o no que el flujo de economizador pase a través de la rama de economizador.
El aparato comprende una válvula de retención. La válvula de retención se puede conectar operativamente entre la entrada de economizador del compresor y la rama de economizador (o el intercambiador de calor de economizador). En particular, la válvula de retención puede conectarse operativamente a la entrada de economizador del compresor. La válvula de retención incluye una carcasa y un obturador. El obturador es móvil (en particular, deslizable) dentro de la carcasa. La válvula de retención es móvil, mediante el movimiento del obturador, entre una posición abierta, para permitir que el fluido refrigerante fluya desde la rama de economizador (o el intercambiador de calor de economizador) al compresor, y una posición cerrada, para prevenir que el fluido refrigerante fluya desde la rama de economizador (o el intercambiador de calor) al compresor. Por lo tanto, el obturador se puede colocar en una primera posición, en la que la válvula de retención está en la posición abierta, lo que permite que el fluido fluya desde la rama de economizador al compresor, y en una segunda posición, en la que la válvula de retención está en la posición cerrada y el fluido no
puede fluir desde la rama de economizador al compresor. La válvula de retención, preferentemente, es una válvula de no retorno.
El aparato comprende una primera rama de derivación. La primera rama de derivación tiene un primer extremo y un segundo extremo. El primer extremo de la primera rama de derivación es conectable (o conectado) operativamente al circuito de refrigeración. La rama de derivación recibe del circuito de refrigeración un primer flujo de fluido refrigerante. El segundo extremo de la primera rama de derivación está conectado a la válvula de retención (para liberar dicho primer flujo de fluido refrigerante); en particular, el segundo extremo está conectado en un primer lado del obturador.
El aparato comprende una segunda rama de derivación. La segunda rama de derivación tiene un primer extremo y un segundo extremo. El primer extremo de la segunda rama de derivación se puede conectar (o es conectable) operativamente al circuito de refrigeración. El segundo extremo de la segunda rama de derivación está conectado a la rama de economizador. En particular, el segundo extremo está conectado a la rama de economizador entre la válvula de retención y el intercambiador de calor de economizador. La segunda rama de derivación recibe un segundo flujo del fluido refrigerante desde la rama de economizador. La segunda derivación libera el segundo flujo de fluido refrigerante al circuito de refrigeración, por su primer extremo. La rama de economizador se puede conectar a la válvula de retención en un segundo lado del obturador, opuesto al primer lado. El obturador es móvil por efecto de una diferencia de presión entre el primer lado del obturador y el segundo lado del obturador. Por lo tanto, la válvula de retención es operable en la posición (o configuración) abierta y/o cerrada por efecto de la diferencia de presión.
Preferiblemente, el aparato comprende una primera válvula. La primera válvula se posiciona en la primera rama de derivación. Además, el aparato comprende una segunda válvula. La segunda válvula se posiciona en la segunda rama de derivación. La primera y segunda válvulas son válvulas controladas; por ejemplo, la primera y segunda válvulas pueden ser válvulas de solenoide.
El aparato comprende una unidad de control. La unidad de control es operativamente conectable (o está conectada) a la válvula de expansión de economizador. La unidad de control está conectada a la primera válvula ya la segunda válvula. La unidad de control, que responde al movimiento de la válvula de expansión de economizador a una posición cerrada para evitar que el fluido refrigerante fluya en el intercambiador de calor de economizador, está configurada para ordenar a la primera y segunda válvulas que se muevan a su posición abierta. En particular, la unidad de control puede configurarse para ordenar a la válvula de expansión de economizador que se mueva a la posición cerrada y, al ordenar a la válvula de expansión de economizador que se mueva a la posición cerrada, también ordena a la primera y segunda válvulas que se muevan a su posición abierta. En una realización, la unidad de control está configurada para ordenar a la válvula de expansión de economizador que se mueva a la posición cerrada en función de la velocidad del compresor (en particular, la válvula de expansión de economizador se mueve a la posición cerrada cuando la velocidad del compresor disminuye por debajo de un valor predeterminado). Como resultado de que la primera y segunda válvulas están en su posición abierta, el fluido refrigerante puede fluir a través de la primera y la segunda rama de derivación. Se observa que el aparato se conecta al circuito de refrigeración de la siguiente manera: el primer extremo de la primera rama de derivación se conecta a un punto del circuito (o sistema) frigorífico que tiene una presión mayor que el punto al que se encuentra el primer extremo de la segunda rama de derivación está conectado.
Así, al abrir la primera y segunda válvulas, el primer flujo de fluido refrigerante fluye en la primera rama de derivación desde el primer extremo hasta el segundo extremo (es decir, desde el circuito de refrigeración hasta la válvula de retención), mientras que el segundo el flujo de fluido refrigerante fluye en la segunda rama de derivación desde el segundo extremo hasta el primer extremo (es decir, desde la rama de economizador al circuito de refrigeración). El primer flujo es empujado contra el primer lado del obturador, para provocar un movimiento del obturador. En particular, por efecto del primer flujo, el obturador se aleja del segundo extremo de la primera rama de derivación, hacia el extremo de la rama de economizador, hasta contactar con la carcasa en el extremo de la rama de economizador. Entonces, el obturador obstruye el final de la rama de economizador, determinando así la posición cerrada de la válvula de retención. Por lo tanto, por efecto del primer flujo, la válvula de retención se desplaza a la posición de cierre.
Además, por efecto del segundo flujo, se aspira la rama de economizador. De hecho, el fluido refrigerante que queda en la rama de economizador es aspirado en la segunda rama de derivación; esto se debe a que el primer extremo de la segunda rama de derivación está conectado a un punto que tiene una presión más baja que la rama de economizador; por lo tanto, el fluido remanente en la rama de economizador define el segundo flujo, que es succionado fuera de la rama de economizador a través de la segunda rama de derivación. Como resultado, se crea un vacío (o subpresión) en la rama de economizador y, también, en el segundo lado de la compuerta. El vacío que se crea en el segundo lado de la compuerta (al que se conecta la rama de economizador), junto con la presión del primer flujo que empuja en el primer lado de la compuerta, mantiene firmemente la válvula de retención en la posición cerrada. Así, se reduce significativamente el traqueteo de la válvula y, en consecuencia, también se reducen las vibraciones en la rama de economizador, de manera que no se excita la frecuencia de resonancia de la tubería.
Preferiblemente, el aparato comprende un sensor de presión. El sensor de presión se puede conectar (o conectar) operativamente al intercambiador de calor de economizador o a la rama de economizador, para detectar un valor de presión del fluido refrigerante en el intercambiador de calor de economizador o en la rama de economizador. La unidad de control está configurada para controlar la primera y segunda válvulas en función del valor de presión detectado por
el sensor de presión.
La unidad de control está conectada a una memoria (que puede estar incluida en el aparato) que contiene un valor predeterminado. La unidad de control está configurada para ordenar que la primera y segunda válvulas se muevan a su posición cerrada (en una condición en la que la primera y segunda válvulas están en su posición abierta), en respuesta al valor de presión que disminuye por debajo del valor predeterminado. De hecho, si la presión en la rama de economizador es suficientemente baja, el obturador se mantiene en su posición correspondiente a la posición cerrada de la válvula de retención por la subpresión (vacío) de la propia rama de economizador, sin necesidad de las ramas de derivación. Preferiblemente, la unidad de control está configurada además (en una condición en la que la primera y segunda válvulas están en la posición cerrada), para ordenar a la primera y segunda válvulas que se muevan a la posición abierta, en respuesta al aumento del valor de presión por encima de un valor predeterminado adicional. El valor predeterminado adicional también se memoriza en la memoria. El valor predeterminado adicional puede ser igual o diferente con respecto al valor predeterminado; en particular, el valor predeterminado adicional puede ser mayor que el valor predeterminado o menor que el valor predeterminado. De hecho, es posible que en la rama de economizador vuelva a subir la presión (por ejemplo, por una fuga); en este caso, la presión negativa en la rama de economizador ya no es suficiente para mantener el obturador en su posición correspondiente a la posición cerrada de la válvula de retención, y la primera y segunda ramas de derivación deben reactivarse. Preferiblemente, la carcasa de la válvula de retención tiene una primera entrada (o primer puerto de entrada), conectada a la rama de economizador (en particular, a un extremo de la misma); el primer puerto de entrada mira hacia el segundo lado del obturador. Preferiblemente, la carcasa de la válvula de retención tiene una primera salida (o primer puerto de salida), conectada a la entrada de economizador del compresor. Como se ha dicho anteriormente, el obturador se puede mover entre una primera y una segunda posición, correspondientes a la posición abierta y cerrada de la válvula de retención, respectivamente. En la posición abierta de la válvula de retención (es decir, en la primera posición del obturador), el primer puerto de salida mira hacia el segundo lado del obturador y, en la posición cerrada, la válvula de retención (es decir, en la segunda posición del obturador), el primer puerto de salida mira hacia el primer lado del obturador.
Entonces, en la primera posición del obturador, tanto el primer puerto de entrada como el primer puerto de salida están en el segundo lado del obturador, para que el obturador no bloquee el flujo del fluido desde el primer puerto de entrada al primer puerto de salida. En la segunda posición del obturador, el obturador está interpuesto entre el primer puerto de entrada y el primer puerto de salida, bloqueando así el fluido que fluye desde el primer puerto de entrada al primer puerto de salida.
Se observa que, en una realización menos preferida, la segunda rama de derivación podría conectarse, en lugar de la rama de economizador, directamente a la válvula de retención (en el segundo lado de la compuerta); en este caso, la carcasa de la válvula de retención tiene una segunda entrada (o segundo puerto de entrada), conectada al primer extremo de la primera rama de derivación; el segundo puerto de entrada mira hacia el primer lado del obturador.
Una realización de la invención también proporciona un sistema de refrigeración. El sistema de refrigeración está de acuerdo con uno o más aspectos de la presente invención.
En particular, el sistema de refrigeración comprende un fluido refrigerante y un circuito de refrigeración para hacer circular el fluido refrigerante. El circuito de refrigeración incluye: un evaporador, un dispositivo de expansión, un condensador; un compresor, una rama de economizador, un intercambiador de calor de economizador, una válvula de expansión de economizador. El compresor tiene una entrada de succión para recibir el fluido refrigerante del evaporador, una entrada de economizador, para recibir el fluido refrigerante del intercambiador de calor de economizador (en una etapa intermedia de compresión entre la succión y la descarga), y una salida de descarga, para liberando el fluido refrigerante al condensador.
Además, el sistema de refrigeración comprende un aparato para amortiguar vibraciones según uno o más aspectos de la presente divulgación. El primer extremo de la primera rama de derivación se conecta a un punto del circuito de refrigeración a mayor presión y el segundo extremo de la primera rama de derivación se conecta a un punto del circuito de refrigeración a menor presión (respecto a la presión del punto en el que se conecta el primer extremo de la primera rama de derivación). En particular, el primer extremo de la primera rama de derivación está conectado al circuito de refrigeración aguas abajo de la salida de descarga del compresor (entre el compresor y el condensador) y el primer extremo de la segunda rama de derivación está conectado al circuito de refrigeración en la succión del compresor (o aguas arriba de la entrada de succión del compresor, o entre el evaporador y el compresor).
El sistema de refrigeración puede comprender una unidad de control conectada o coincidente con la unidad de control del aparato.
La presente invención también proporciona un método para amortiguar vibraciones en un sistema de refrigeración como se define en la reivindicación 8. El sistema de refrigeración está de acuerdo con uno o más aspectos de la presente invención.
El método proporciona una etapa de proporcionar una válvula de retención. La válvula de retención es de acuerdo con uno o más aspectos de la presente divulgación. El método comprende una etapa de conectar la válvula de retención
al circuito de refrigeración, entre la entrada de economizador del compresor y el intercambiador de calor de economizador (en particular, la válvula de retención se conecta a la entrada de economizador del compresor).
El método comprende una etapa de proporcionar una primera rama de derivación. El método comprende una etapa de proporcionar una segunda rama de derivación. El método comprende una etapa de conexión de la primera rama de derivación (en particular, un segundo extremo del mismo) a la válvula de retención (en particular, se conecta en un primer lado del obturador). La rama de economizador está conectada a la válvula de retención en un segundo lado del obturador, opuesto al primer lado.
El método comprende una etapa de conectar la segunda rama de derivación (en particular, un segundo extremo de la misma) a la rama de economizador. En particular, el segundo extremo de la segunda rama de derivación está conectado a la rama de economizador y el primer extremo de la segunda rama de derivación está conectado al circuito de refrigeración; sin embargo, el primer extremo podría estar conectado a otro circuito o a un depósito externo.
El método comprende una etapa de recibir, en el primer lado del obturador, un primer flujo de fluido, a través de la primera rama de derivación; el primer flujo de fluido está a una primera presión. El fluido del primer flujo, preferentemente, es el fluido refrigerante que fluye en el circuito de refrigeración; sin embargo, el fluido en el primer flujo puede ser otro fluido, tomado de un primer depósito al que se puede conectar la primera rama de derivación. El primer flujo fluye desde el primer extremo de la primera rama de derivación a la válvula de retención, para empujar el obturador y hacer que se mueva hacia el extremo de la rama de economizador; como resultado, este extremo de la rama de economizador está obstruido. Por lo tanto, la válvula de retención se mueve a la posición cerrada.
El método comprende una etapa de extraer un segundo flujo de fluido refrigerante de la rama de economizador, a través de la segunda rama de derivación. El fluido refrigerante en el segundo flujo es el fluido refrigerante restante que estaba en la rama de economizador y/o en el intercambiador de calor de economizador cuando se cerró la válvula de expansión de economizador. El segundo flujo fluye desde el segundo extremo de la segunda rama de derivación al primer extremo por efecto de la diferencia de presión entre el segundo extremo y el primer extremo: de hecho, la presión del circuito de refrigeración en el punto de conexión del primer extremo de la segunda rama de derivación es menor que la presión dentro de la rama de economizador; por tanto, el fluido refrigerante es succionado fuera de la rama de economizador por efecto de esta diferencia de presión. Como resultado, la rama de economizador se vacía y la presión en el segundo lado del obturador es menor que la presión en el primer lado del obturador (que está determinada por el primer flujo).
Como resultado del primer flujo que fluye en la primera rama de derivación y el segundo flujo que fluye en la segunda rama de derivación, se crea una diferencia de presión entre el primer lado y el segundo lado de la válvula de retención. La diferencia de presión presiona el obturador, para operar la válvula de retención en la posición cerrada. De hecho, la presión en el primer lado es la presión del primer flujo de fluido; la presión en el segundo lado es menor que en el primer lado, debido al efecto de vacío proporcionado por el segundo flujo. Gracias a esta diferencia de presión, la válvula de retención se mantiene firmemente en la posición cerrada.
Preferiblemente, el método comprende una etapa de conectar la primera rama de derivación (en particular, un primer extremo de la misma) al sistema de refrigeración, para recibir el primer flujo del fluido refrigerante del sistema de refrigeración. Además, el método comprende una etapa de conectar la segunda rama de derivación (en particular, un primer extremo de la misma) al circuito de refrigeración, para liberar el segundo flujo del fluido refrigerante al sistema de refrigeración. La primera rama de derivación está conectado a un punto del circuito de refrigeración que tiene una presión más alta que el punto al que está conectado la segunda rama de derivación. En ambos puntos el fluido refrigerante se encuentra en estado gaseoso (o principalmente en estado gaseoso).
Preferentemente, la primera rama de derivación está conectada a un punto del sistema de refrigeración en la descarga del compresor (o aguas abajo de la salida de descarga del compresor, o entre la salida de descarga del compresor y el condensador). Preferiblemente, la segunda rama de derivación está conectada a un punto del sistema de refrigeración aguas arriba de la entrada de succión del compresor. Entonces, la diferencia de presión se debe a la compresión que realiza el compresor.
Preferiblemente, el método también comprende una etapa de proporcionar una primera válvula, en la primera rama de derivación y una etapa de proporcionar una segunda válvula, en la segunda rama de derivación. Preferiblemente, en respuesta a que la válvula de expansión de economizador se mueva a una posición cerrada para evitar que el fluido refrigerante fluya dentro (o a través) del intercambiador de calor de economizador, el método comprende una etapa de ordenar a la primera válvula que se mueva a una posición abierta, para permitir que el primer flujo para fluir en la rama de derivación de descarga, y una etapa de ordenar a la segunda válvula que se mueva a una posición abierta, para permitir que el segundo flujo fluya en la rama de derivación de succión. Como resultado de que la primera y segunda válvulas están en la posición abierta, la diferencia de presión entre el primer lado y el segundo lado del obturador mueve la válvula de retención a la posición cerrada y mantiene la válvula de retención en la posición cerrada.
En una realización, el método incluye además una etapa de monitorear un valor de presión del fluido refrigerante en la rama de economizador o en el intercambiador de calor de economizador. Luego, cuando la válvula de retención
está en la posición cerrada y la primera y segunda válvulas están en su posición abierta, el método incluye una etapa de ordenar a la primera y segunda válvulas que se muevan a su posición cerrada, en respuesta al valor de presión que disminuye por debajo de un valor predeterminado. De hecho, como resultado de que el valor de la presión sea inferior al valor predeterminado, la válvula de retención permanece en la posición cerrada, incluso sin la ayuda de las derivaciones de derivación. Además, el método puede comprender, cuando la primera y segunda válvulas están en la posición cerrada, una etapa de ordenar a la primera y segunda válvulas que se muevan a la posición abierta, en respuesta al aumento del valor de presión por encima de un valor predeterminado adicional.
Además, el método puede comprender, en respuesta a que la válvula de expansión de economizador se mueva a una posición abierta para permitir que el fluido refrigerante fluya en el intercambiador de calor de economizador, una etapa de ordenar a la primera válvula que se mueva a una posición cerrada, para bloquear el primer flujo y ordenar a la segunda válvula que se mueva a una posición cerrada, para bloquear el segundo flujo. Luego, como resultado de que la primera y segunda válvulas estén en la posición cerrada y la válvula de expansión de economizador en la posición abierta, la presión en el segundo lado del obturador de la válvula de retención es mayor que la presión en el primer lado del obturador de la válvula de retención y, en consecuencia, la válvula de retención se mueve a la posición abierta. En esta posición abierta de la válvula de retención, el fluido refrigerante fluye por el intercambiador de calor de economizador, por la rama de economizador y por la válvula de retención, hasta ingresar al compresor por la entrada de economizador.
La presente divulgación también proporciona un método para controlar una válvula de retención en un sistema de refrigeración (en lo siguiente: método de control), que no forma parte de la presente invención. La válvula de retención y el sistema de refrigeración están de acuerdo con uno o más de los aspectos de la presente divulgación.
El método de control comprende, en respuesta al movimiento de la válvula de expansión de economizador a una posición cerrada para evitar que el fluido refrigerante fluya en el intercambiador de calor de economizador, una etapa de ordenar a la primera válvula que se mueva a la posición abierta, para permitir que la primera flujo del fluido refrigerante para fluir en la rama de derivación de descarga, y una etapa de ordenar a la segunda válvula que se mueva a la posición abierta, para permitir que un segundo flujo del fluido refrigerante fluya en la rama de derivación de succión.
Preferiblemente, el método de control también comprende una etapa de monitorear un valor de presión del fluido refrigerante en la rama de economizador o en el intercambiador de calor de economizador (a través de un sensor de presión). Preferiblemente, el método de control comprende (cuando la válvula de retención está en la posición cerrada y la primera y segunda válvulas están en su posición abierta) ordenar que la primera y segunda válvulas se muevan a su posición cerrada, en respuesta al valor de presión que disminuye por debajo de un valor predeterminado. Preferiblemente, el método de control comprende (cuando la válvula de retención está en la posición cerrada y la primera y segunda válvulas están en su posición cerrada) ordenar a la primera y segunda válvulas que se muevan a la posición abierta, en respuesta al aumento del valor de la presión por encima de un valor predeterminado adicional (que puede ser igual o diferente de dicho valor predeterminado).
La presente divulgación también proporciona un programa informático que comprende instrucciones operativas configuradas para realizar las etapas del método de control de acuerdo con uno o más aspectos de la presente descripción, cuando se ejecuta en un ordenador, que no forma parte de la presente invención.
Esta y otras características de la invención se harán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de un ejemplo de realización no limitante preferido, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
• la figura 1 ilustra esquemáticamente un sistema de refrigeración de acuerdo con la presente invención; • la figura 2 ilustra esquemáticamente un aparato para amortiguar vibraciones en el sistema de refrigeración de la figura 1;
• las figuras 3A y 3B ilustran esquemáticamente una válvula de retención del aparato de la figura 2, en la posición cerrada y en la posición abierta, respectivamente;
• las figuras 4A y 4B ilustran la válvula de retención de la figura 3, en vista en perspectiva y en vista en despiece, respectivamente;
• la figura 5 ilustra esquemáticamente un método para controlar la válvula de retención, que no forma parte de la presente invención.
Con referencia a los dibujos adjuntos, el número 100 indica un sistema de refrigeración. El sistema de refrigeración 100 comprende un circuito de refrigeración. El sistema de refrigeración 100 (o el circuito de refrigeración) incluye un primer intercambiador de calor 102, un dispositivo de expansión 103 (en particular, una válvula de expansión), un segundo intercambiador de calor 104; un compresor 1. Preferiblemente, el sistema de refrigeración 100 también incluye una válvula de cuatro vías 105. La válvula de cuatro vías 105 es operable en una primera posición para hacer que el circuito de refrigeración funcione en un modo de refrigeración y en una segunda posición para hacer que el circuito de refrigeración funcione en un modo de calefacción. En el modo de refrigeración, el fluido refrigerante que sale del compresor 1 se alimenta al primer intercambiador de calor 102 (que funciona como un condensador), luego
se alimenta a la válvula de expansión 103 y luego al segundo intercambiador de calor 104 (que funciona como un evaporador). En el modo de calentamiento, el fluido refrigerante que sale del compresor 1 se alimenta al segundo intercambiador de calor 104 (que funciona como un condensador), mientras que el primer intercambiador de calor 102 funciona como un evaporador. Se observa aquí que, en el contexto de la presente descripción, las expresiones "aguas arriba", "aguas abajo", "evaporador", "condensador" se refieren a una circulación del fluido refrigerante en el modo de refrigeración.
El sistema de refrigeración 100 incluye una válvula de economizador 22, configurada para recibir un flujo economizador de fluido refrigerante desde una rama del circuito de refrigeración aguas arriba del dispositivo de expansión 103. La válvula de economizador 22 está configurada para proporcionar una expansión del fluido refrigerante, hasta una presión intermedia entre la presión del fluido refrigerante que ingresa al compresor 1 y la presión del fluido refrigerante que sale del compresor 1. Preferiblemente, la válvula de economizador 22 es ajustable para variar un flujo (economizador) de fluido refrigerante que pasa por la misma.
El sistema de refrigeración 100 incluye una rama de economizador 2 configurada para conectar la válvula de economizador 22 al compresor 1. El sistema de refrigeración 100 incluye un intercambiador de calor economizador 21, configurado para proporcionar intercambio de calor entre el flujo de economizador, que fluye en la rama de economizador 2, y el fluido refrigerante que fluye en la rama del circuito de refrigeración ubicado aguas abajo del condensador 102 (pero aguas arriba del dispositivo de expansión 103 y la válvula de economizador 22).
El compresor incluye una entrada de succión 11, una salida de descarga 12 y una entrada de economizador 13. La entrada de succión 11 está configurada para recibir el fluido refrigerante del evaporador 104 (a través de la válvula de cuatro vías 105); por lo tanto, el fluido refrigerante recibido en el puerto de entrada de succión 11 está en estado gaseoso.
La entrada de economizador 13 está configurada para recibir un flujo de economizador del fluido refrigerante del intercambiador de calor economizador 21. El flujo de economizador de fluido refrigerante se extrae del circuito de refrigeración aguas abajo del condensador 102; por lo tanto, el flujo de economizador se extrae del circuito de refrigeración en estado líquido. Entonces, el flujo de economizador se expande en la válvula de expansión de economizador 22 y, al expandirse, se evapora parcialmente. La parte evaporada se alimenta al intercambiador de calor de economizador 21, donde absorbe calor del líquido que fluye en el circuito de refrigeración aguas abajo del condensador 102; como resultado, el flujo de economizador que fluye en la rama de economizador 2 está en estado gaseoso sobrecalentado. Por el contrario, la parte líquida se subenfría y se retroalimenta a la válvula de expansión 103. Por lo tanto, el fluido refrigerante que llega a la entrada de economizador 13 del compresor está en estado gaseoso (en particular, en estado gaseoso sobrecalentado).
Asimismo, el fluido refrigerante liberado por la salida de descarga 12 del compresor se encuentra en estado gaseoso.
El sistema de refrigeración 100 comprende un aparato 10 para amortiguar las vibraciones generadas por el compresor en la rama de economizador 2. El sistema de refrigeración 100 (o el aparato de amortiguación 10) comprende una válvula de retención 3. La válvula de retención 3 incluye una carcasa 302 y un obturador 301; el obturador 301 se posiciona en la carcasa 302. La rama de economizador 2 tiene un extremo 2B en comunicación fluida con el interior de la carcasa 302; en particular, el extremo 2B mira hacia un segundo lado 301B del obturador 301. La entrada de economizador del compresor 13 está en comunicación fluida con el volumen interior de la carcasa 302. El obturador 301 se puede mover entre una primera posición y una segunda posición. El obturador 301 en su segunda posición obstruye el extremo 2B de la rama de economizador 2, para así aislar la rama de economizador 2 del volumen interior de la carcasa 302. Se observa aquí que el obturador 301 tiene una dimensión (en su cara perpendicular a la dirección de movimiento del mismo obturador 301, es decir en su cara que define el segundo lado 301B) que es mayor que el puerto de entrada de economizador (que está en comunicación con el extremo 2B de la rama de economizador 2). Por lo tanto, el obturador 301, cuando se mueve hacia el extremo 2B, contacta con la pared de la carcasa 302 que rodea el puerto de entrada de economizador, para bloquear el paso de fluido a través del puerto de entrada de economizador.
El obturador 301 en su primera posición no obstruye el extremo 2B de la rama de economizador 2, para permitir que el flujo de economizador desde la rama de economizador 2 ingrese al volumen interior de la carcasa 302 y, desde allí, ingrese al compresor 1.
En particular, en la primera posición de la compuerta 301, la entrada 13 de economizador del compresor 1 mira hacia el segundo lado 301B de la compuerta 301, de modo que el fluido pueda fluir desde la rama de economizador 2 hacia el compresor 1; en particular, el fluido pasa a través de la válvula de retención 3, en el segundo lado 301B del obturador 301. En la segunda posición de la compuerta 301, la entrada 13 de economizador del compresor 1 mira hacia un primer lado 301A de la compuerta 301, opuesto al segundo lado 301B, de manera que el fluido no puede fluir desde el extremo 2B de la rama de economizador 2 hacia la entrada de economizador 13 del compresor 1.
El sistema de refrigeración 100 (o el aparato de amortiguación 10) comprende una primera rama de derivación de descarga 31 alargada entre un primer extremo 31A y un segundo extremo 31B. El primer extremo 31A de la primera
rama de derivación 31 está conectado al sistema de refrigeración en la descarga del compresor 1. El segundo extremo 31B de la primera rama de derivación 31 está conectado a la válvula de retención 3. El sistema de refrigeración 100 (o el aparato humedecedor) comprende una primera válvula 33 (válvula solenoide) configurada para permitir o bloquear el paso de fluido desde el primer extremo 31A al segundo extremo 31B de la primera rama de derivación 31.
El sistema de refrigeración 100 (o el aparato de amortiguación 10) comprende una segunda rama de derivación de succión 32 alargada entre un primer extremo 32A y un segundo extremo 32B. El primer extremo 32A de la segunda rama de derivación 32 está conectado al sistema de refrigeración en la succión del compresor 1. El segundo extremo 32B de la segunda rama de derivación 32 está conectado a la rama de economizador 2. El sistema de refrigeración 100 (o el aparato humedecedor) comprende una segunda válvula 34 (válvula solenoide) configurada para permitir o bloquear el paso de fluido desde el primer extremo 32A al segundo extremo 32B de la segunda rama de derivación 32.
El sistema de refrigeración 100 (o el aparato de humectación 10) comprende una unidad de control 4, conectada a la primera válvula 33 y a la segunda válvula 34. Además, la unidad de control 4 está conectada a la válvula de expansión de economizador 22.
Preferiblemente, el sistema de refrigeración 100 incluye un inversor para accionar el compresor. El inversor está conectado al compresor 1, para variar la velocidad del compresor. La unidad de control 4 está conectada al inversor.
La unidad de control 4 está configurada para ordenar a la válvula de expansión de economizador 22 que se mueva a la posición abierta o a la posición cerrada, para activar un flujo de fluido refrigerante en la rama de economizador, o bloquearlo. En particular, la unidad de control 4 ordena a la válvula de expansión de economizador 22 que se mueva a la posición abierta o a la posición cerrada en función de la velocidad del compresor 1; por ejemplo, la unidad de control 4 ordena a la válvula de expansión de economizador 22 que se mueva a la posición abierta cuando la velocidad del compresor aumenta por encima de un valor umbral predeterminado, y/o que se mueva a la posición cerrada cuando la velocidad del compresor 1 disminuye por debajo de dicho valor umbral predeterminado (o por debajo de otro valor umbral predeterminado).
La unidad de control 4 está configurada, en respuesta al movimiento de la válvula de expansión de economizador 22 a la posición cerrada, para abrir la primera válvula 33 y la segunda válvula 34. Preferiblemente, la primera válvula 33 y la segunda válvula 34 se mueven simultáneamente a la posición abierta. Luego, la unidad de control 4 está configurada para monitorear un valor de presión P medido por un sensor de presión 5. El sensor de presión 5 está conectado la rama de economizador 2 y/o al intercambiador de calor de economizador 21. Por lo tanto, el valor de presión P es representativo de la presión del fluido refrigerante que fluye en la rama de economizador 2 y/o en el intercambiador de calor de economizador 21. Hasta que el valor de presión P sea mayor que un valor de presión predeterminado Pref1, la unidad de control 4 está configurada para mantener la primera válvula 33 y la segunda válvula 34 en su posición abierta. Entonces, el fluido refrigerante fluye hacia la primera rama de derivación 31 y la segunda rama de derivación 32 y mantiene cerrada la válvula de retención 3. Cuando el valor de presión P disminuye por debajo del valor de presión predeterminado Pref1, la unidad de control 4 está configurada para ordenar el cierre de la primera válvula 33 y la segunda válvula 34. Preferiblemente, la unidad de control 4 primero ordena el cierre de la primera válvula 33 y, después de un período predeterminado (por ejemplo, 10 segundos), ordena el cierre de la segunda válvula 34. De esta manera, la rama de economizador 2 se despresuriza aún más. Por lo tanto, la despresurización de la rama de economizador 2 mantiene cerrada la válvula de retención 3, sin la ayuda de la primera y segunda ramas de derivación 31, 32. Luego, la unidad de control 4 está configurada para continuar monitoreando el valor de presión P medido por un sensor de presión 5. Hasta que el valor de presión P sea menor que otro valor de presión predeterminado Pref2 (o, posiblemente, que el valor de presión predeterminado Pref1), la unidad de control 4 está configurada para mantener la primera válvula 33 y la segunda válvula 34 en su posición cerrada. Si el valor de presión P aumenta por encima del valor de presión predeterminado adicional Pref2, la unidad de control 4 está configurada para ordenar la apertura de la primera válvula 33 y la segunda válvula 34. De hecho, si el valor de presión P aumenta por encima del valor de presión predeterminado adicional Pref2, la despresurización de la rama de economizador 2 no sería suficiente para mantener cerrada la válvula de retención 3.
La unidad de control 4 está configurada, en respuesta al movimiento de la válvula de expansión de economizador 22 a la posición abierta, para cerrar la primera válvula 33 y la segunda válvula 34. Por lo tanto, la válvula de retención 3 está abierta y el fluido refrigerante puede fluir desde la rama de economizador 2 al compresor 1.
Claims (12)
1. Un aparato (10) para amortiguar vibraciones en un sistema de refrigeración (100), incluyendo el sistema de refrigeración (100): un fluido refrigerante y un circuito de refrigeración que incluye un evaporador (102), un dispositivo de expansión (103), un condensador (104), un compresor (1), una rama de economizador (2), un intercambiador de calor de economizador (21), una válvula de expansión de economizador (22), en el que el intercambiador de calor de economizador (21) está posicionado en la rama de economizador (2) entre el válvula de expansión de economizador (22) y el compresor (1); en el que el aparato (10) comprende una válvula de retención (3) conectable operativamente entre una entrada de economizador (13) del compresor (1) y la rama de economizador (2), incluyendo la válvula de retención (3) una carcasa (302) y un obturador (301) móvil dentro de la carcasa (302), en el que la válvula de retención (3) es móvil, a través del movimiento del obturador (301), entre una posición abierta, para permitir que el fluido refrigerante fluya desde la rama de economizador (2) al compresor (1), y una posición cerrada, para evitar que el fluido refrigerante fluya desde la rama de economizador (2) al compresor (1),
en el que el aparato (10) comprende, además:
- una primera rama de derivación (31), que tiene un primer extremo (31A) conectable operativamente al circuito de refrigeración, y un segundo extremo (31B) conectado a la válvula de retención (3) en un primer lado (301A) del obturador (301), en el que la rama de economizador (2) es conectable a la válvula de retención (3) en un segundo lado (301B) del obturador (301), opuesto al primer lado (301A);
- una segunda rama de derivación (32), que tiene un primer extremo (32A) conectable operativamente al circuito de refrigeración, y un segundo extremo (32B) conectable a la rama de economizador (2), en el que el obturador (301) es móvil por efecto de una diferencia de presión entre el primer lado (301A) del obturador (301) y el segundo lado (301B) del obturador (301).
2. El aparato (10) de la reivindicación 1, que comprende, además:
- una primera válvula (33), posicionada en la primera rama de derivación (31);
- una segunda válvula (34), posicionada en la segunda rama de derivación (32);
- una unidad de control (4) operativamente conectable a la válvula de expansión de economizador (22), a la primera válvula (33) y a la segunda válvulas (34), en el que, en respuesta a la válvula de expansión de economizador (22) moviéndose a una posición cerrada para evitar que el fluido refrigerante fluya en el intercambiador de calor de economizador (21), la unidad de control (4) está configurada para ordenar a la primera válvula (33) que se mueva a la posición abierta, para permitir que fluya un primer flujo de fluido refrigerante en la rama de derivación de descarga (31), y ordenar a la segunda válvula (34) que se mueva a la posición abierta, para permitir que fluya un segundo flujo de fluido refrigerante en la rama de derivación de succión (32).
3. El aparato (10) de la reivindicación 2, que comprende un sensor de presión (5) conectable operativamente al intercambiador de calor de economizador (21) o a la rama de economizador (2), para detectar un valor de presión del fluido refrigerante en el intercambiador de calor de economizador ( 21) o en la rama de economizador (2), en donde la unidad de control (4) está configurada, en una condición en la que la primera y segunda válvulas (33, 34) están en su posición abierta, para comandar la primera y segunda válvulas (33, 34) para moverse a su posición cerrada, en respuesta al valor de presión que disminuye por debajo de un valor predeterminado.
4. El aparato (10) de la reivindicación 3, en el que la unidad de control (4) está configurada, en una condición en la que la primera y segunda válvulas (33, 34) están en la posición cerrada, para controlar la primera y segunda válvulas (33, 34) para moverse a la posición abierta, en respuesta al aumento del valor de presión por encima de un valor predeterminado adicional.
5. El aparato (10) de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la carcasa de la válvula de retención (3) tiene:
- un primer puerto de entrada, conectado a la rama de economizador (2) y enfrentado al segundo lado (301B) del obturador (301);
- un primer puerto de salida, conectado a la entrada de economizador (13) del compresor (1);
- un segundo puerto de entrada, conectado al primer extremo (31A) de la primera rama de derivación (31) y enfrentado al primer lado (301A) del obturador (301),
en el que, en la posición abierta de la válvula de retención (3), el primer puerto de salida mira hacia el segundo lado (301B) del obturador (301), y, en la posición cerrada de la válvula de retención (3), el primer puerto de salida mira hacia el primer lado (301A) del obturador (301).
6. Un sistema de refrigeración (100), que comprende:
- un fluido refrigerante;
- un circuito de refrigeración para hacer circular el fluido refrigerante, incluyendo dicho circuito de refrigeración: un evaporador (102), un dispositivo de expansión (103), un condensador (104); un compresor (1), un inversor para
accionar el compresor, una rama de economizador (2), un intercambiador de calor de economizador (21), una válvula de expansión de economizador (22), en el que el intercambiador de calor de economizador (21) está posicionado en el rama de economizador (2) entre la válvula de expansión de economizador (22) y el compresor (1),
en el que el compresor (1) tiene una entrada de succión (11) para recibir el fluido refrigerante del condensador (104), una entrada de economizador (13), para recibir el fluido refrigerante del intercambiador de calor de economizador (21), y una salida de descarga (12), para liberar el fluido refrigerante al evaporador (102);
- un aparato (10) para amortiguar vibraciones de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
7. El sistema de refrigeración (100) de la reivindicación 6, en el que el primer extremo (31A) de la primera rama de derivación (31) está conectado al circuito de refrigeración en la descarga del compresor (1), y el primer extremo (32A) de la segunda rama de derivación (32) está conectada al circuito de refrigeración en la succión del compresor (1).
8. Un método para amortiguar vibraciones en un sistema de refrigeración (100), incluyendo dicho sistema de refrigeración (100): un evaporador (102), un dispositivo de expansión (103), un condensador (104), un compresor (1), una rama de economizador (2), un intercambiador de calor de economizador (21), una válvula de expansión de economizador (22), en el que el intercambiador de calor de economizador (21) está posicionado en una rama de economizador (2) entre la válvula de expansión de economizador (22) y el compresor (1), en el que el compresor (1) tiene una entrada de succión (11) para recibir el fluido refrigerante del condensador (104), una entrada al economizador (13), para recibir el fluido refrigerante del intercambiador de calor de economizador (21), y una descarga salida (12), para liberar el fluido refrigerante al evaporador (102), en el que el método comprende las siguientes etapas:
- proporcionar una válvula de retención (3);
- conectar la válvula de retención (3) al circuito de refrigeración, entre la entrada de economizador (13) del compresor (1) y el intercambiador de calor de economizador (21), la válvula de retención (3) que incluye una carcasa (302) y un obturador (301) móvil dentro de la carcasa (302), donde la válvula de retención (3) es móvil, a través del movimiento del obturador (301), entre una posición abierta, para permitir que el fluido refrigerante fluya desde la rama de economizador (2) al compresor (1), y una posición cerrada, para evitar que el fluido refrigerante fluya desde la rama de economizador (2) al compresor (1),
en el que el método además comprende las siguientes etapas:
- proporcionar una primera rama de derivación (31) y una segunda rama de derivación (32);
- conectar la primera rama de derivación (31) a la válvula de retención (3) en un primer lado del obturador (301A), donde la rama de economizador (2) está conectada a la válvula de retención (3) en un segundo lado (301B) del obturador (301), opuesto al primer lado (301A);
- conectar la segunda rama de derivación (32) a la rama de economizador (2),
- recibir, en el primer lado del obturador (301A), un primer flujo de fluido, a través de la primera rama de derivación (31);
- extraer un segundo flujo de fluido refrigerante de la rama de economizador (2), a través de la segunda rama de derivación (32),
para generar una diferencia de presión entre el primer lado (301A) y el segundo lado (301B) de la válvula de retención (3), en donde dicha diferencia de presión presiona el obturador (301), para operar la válvula de retención (3) en la posición cerrada.
9. El método de la reivindicación 8, que comprende las siguientes etapas:
- conectar la primera rama de derivación (31) a un primer punto del sistema de refrigeración (100), para recibir el primer flujo de fluido refrigerante del sistema de refrigeración (100);
- conectar la segunda rama de derivación (32) a un segundo punto del sistema de refrigeración (100), diferente del primer punto, para liberar el segundo flujo de fluido refrigerante al sistema de refrigeración (100).
10. El método de la reivindicación 8 o 9, que comprende las siguientes etapas:
- proporcionar una primera válvula (33), en la primera rama de derivación (31);
- proporcionar una segunda válvula (34), en la segunda rama de derivación (32);
y, en respuesta a que la válvula de expansión de economizador (22) se mueva a una posición cerrada para evitar que el fluido refrigerante fluya hacia el intercambiador de calor de economizador (21),
- ordenar a la primera válvula (33) que se mueva a una posición abierta, para permitir que el primer flujo fluya en la rama de derivación de descarga (31);
- ordenar a la segunda válvula (34) que se mueva a una posición abierta, para permitir que el segundo flujo fluya en la rama de derivación de succión (32);
en el que, como resultado de que la primera y segunda válvulas (33, 34) estén en la posición abierta, la diferencia de presión entre el primer lado (301A) y el segundo lado (301B) del obturador (301) mueve la válvula de retención (3) a la posición cerrada.
11. El método de la reivindicación 10, que comprende las siguientes etapas:
- monitorear un valor de presión del fluido refrigerante en la rama de economizador (2) o en el intercambiador de calor de economizador (21),
- cuando la válvula de retención (3) está en la posición cerrada y la primera y segunda válvulas (33, 34) están en su posición abierta, ordenar a la primera y segunda válvulas (33, 34) que se muevan a su posición cerrada, respondiendo al valor de la presión disminuyendo por debajo de un valor predeterminado.
12. El método de la reivindicación 10 u 11, que comprende, en respuesta al movimiento de la válvula de expansión de economizador (22) a una posición abierta para permitir que el fluido refrigerante fluya en el intercambiador de calor de economizador (21),
- ordenar a la primera válvula (33) que se mueva a una posición cerrada, para bloquear el primer flujo;
- ordenar a la segunda válvula (34) que se mueva a una posición cerrada, para bloquear el segundo flujo.
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