ES2959655T3 - Sistema de refrigeración - Google Patents

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Abstract

Un sistema de refrigeración (1) tiene una pluralidad de unidades de utilización (3a, 3b, 3c) que se proporcionan en un espacio para ser acondicionado, un sensor de fuga de refrigerante (6) que detecta una fuga de refrigerante en la parte inferior del espacio para estar climatizado, y una unidad de control (8). La unidad de control (8) realiza un control de detección en espera para detener temporalmente el suministro de refrigerante a los intercambiadores de calor del lado de uso (14a, 14b, 14c) de cada unidad de utilización (3a, 3b, 3c) cuando el sensor de fuga de refrigerante (6) ha detectó una fuga de refrigerante, y detiene el uso de la unidad de utilización para la cual se ha detectado una fuga de refrigerante cuando se ha detectado una fuga de refrigerante en base a la función de estado del refrigerante para las unidades de utilización (3a, 3b, 3c) bajo detección control de espera. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de refrigeración
Campo técnico
La presente invención se refiere a un sistema de refrigeración y, en particular, a un sistema de refrigeración provisto de una pluralidad de unidades de utilización para un espacio objetivo de acondicionamiento de aire.
Antecedentes de la invención
Como se expone en el documento JP 2013-40694 A, convencionalmente existe un aparato de refrigeración (sistema de refrigeración) provisto de una pluralidad de unidades interiores (unidades de utilización) para un espacio objetivo de acondicionamiento de aire, tal como un gran almacén de refrigeración o un almacén de congelación. Cada unidad de utilización tiene un intercambiador de calor interior (intercambiador de calor del lado de utilización) para intercambiar calor entre un refrigerante y aire.
Como se expone en el documento JP 4639451 B2, hay un acondicionador de aire en el que una unidad interior (unidad de utilización) está provista de un sensor de fuga de refrigerante en el caso de que se utilice un refrigerante inflamable. En este acondicionador de aire, cuando el sensor de fuga de refrigerante detecta una fuga de refrigerante, se detiene el uso de la unidad de utilización.
También se conoce un sistema refrigerante por el documento JP 2010 007 998 A, que describe un sensor de concentración de refrigerante interior para detectar fugas, y por el documento JP2005241050A, que describe la detección de fugas a través de cantidades del estado del refrigerante para unidades interiores individuales.
Compendio de la invención
Lo siguiente se puede considerar también para el sistema de refrigeración del documento JP 2013-40694 A mencionado anteriormente. Es decir, en un caso en el que se utiliza refrigerante inflamable, se puede utilizar un sensor de fuga de refrigerante similar al descrito en el documento JP 4639451 B2 mencionado anteriormente dispuesto como medida de seguridad. Cuando el sensor de fuga de refrigerante detecta la fuga de refrigerante, se detiene el uso de la unidad de utilización. En este caso, en el sistema de refrigeración del documento JP 2013-40694 A, el refrigerante que se escapa en la unidad de utilización tiende a acumularse en una parte inferior del espacio objetivo de acondicionamiento de aire. Por esta razón, el sistema de refrigeración del documento JP 2013-40694 A debe incluir el sensor de fuga de refrigerante en la parte inferior del espacio objetivo de acondicionamiento de aire.
Sin embargo, el sistema de refrigeración del documento JP 2013-40694 A incluye una pluralidad de unidades de utilización para un espacio objetivo de acondicionamiento de aire. Por lo tanto, si el sensor de fuga de refrigerante dispuesto en la parte inferior del espacio objetivo de acondicionamiento de aire detecta la fuga de refrigerante, es imposible determinar en qué unidad de utilización se ha producido la fuga de refrigerante. Por esta razón, en caso de que se detecte una fuga de refrigerante, es necesario dejar de utilizar todas las unidades de utilización. Esto hace que sea difícil mantener la temperatura del espacio objetivo de acondicionamiento de aire tal como un almacén de refrigeración y un almacén de congelación, en el caso en el que sea necesario mantener la temperatura de los artículos almacenados en el espacio objetivo de acondicionamiento de aire.
Un objeto de la presente invención es mantener la temperatura de un espacio objetivo de acondicionamiento de aire tanto como sea posible minimizando al mismo tiempo una fuga de refrigerante en un sistema de refrigeración provisto de una pluralidad de unidades de utilización para el espacio objetivo de acondicionamiento de aire.
Un sistema de refrigeración según un primer aspecto, cuyo primer aspecto representa la presente invención, está definido en la reivindicación independiente 1 adjunta.
En este caso, cuando el sensor de fuga de refrigerante detecta la fuga de refrigerante en el espacio objetivo de acondicionamiento de aire proporcionado en común para la pluralidad de unidades de utilización, el control de detección en espera mencionado anteriormente se realiza primero de modo que resulte fácil notar un cambio en la cantidad de estado del refrigerante producido por la fuga de refrigerante de la unidad de utilización. En el caso en que se detecte la fuga de refrigerante basándose en la cantidad de estado del refrigerante en las unidades de utilización durante el control de detección en espera, se detiene el uso de la unidad de utilización en la que se ha detectado la fuga de refrigerante. Esto hace posible suprimir la fuga de refrigerante desde la unidad de utilización, en la que el refrigerante tiene fugas, al espacio objetivo de acondicionamiento de aire, y continuar el funcionamiento de la unidad de utilización en la que no hay fugas de refrigerante. La fuga de refrigerante en la unidad de utilización se detecta en función de la cantidad de estado del refrigerante. Por lo tanto, en un caso en el que no se detecte la fuga de refrigerante en ninguna de las unidades de utilización durante el control de detección en espera, se puede determinar que el sensor de fuga de refrigerante ha detectado erróneamente, por ejemplo, otro gas inflamable distinto del refrigerante.
Como resultado, en este caso, el sistema de refrigeración provisto de la pluralidad de unidades de utilización para un espacio objetivo de acondicionamiento de aire puede determinar de manera fiable la unidad de utilización en la que el refrigerante tiene fugas y detener el uso de esa unidad de utilización. Esto hace posible minimizar la fuga de refrigerante al espacio objetivo de acondicionamiento de aire y continuar el funcionamiento de la unidad de utilización en la que no hay fugas de refrigerante, manteniendo así la temperatura del espacio objetivo de acondicionamiento de aire tanto como sea posible.
Un sistema de refrigeración según un segundo aspecto incluye además una pluralidad de unidades de fuente de calor dispuestas correspondientes a las respectivas unidades de utilización en el sistema de refrigeración según el primer aspecto. Cada una de las unidades de fuente de calor constituye un correspondiente circuito de refrigerante por el que circula el refrigerante, al estar conectado a la correspondiente unidad de utilización. En otras palabras, en este caso cada una de las unidades de utilización incluye un circuito de refrigerante.
También en este caso, como en el sistema de refrigeración según el primer aspecto, el sistema de refrigeración puede determinar de forma fiable la unidad de utilización en la que hay fugas de refrigerante y detener el uso de esa unidad de utilización. Esto hace posible minimizar la fuga de refrigerante al espacio objetivo de acondicionamiento de aire y continuar el funcionamiento de la unidad de utilización en la que no hay fugas de refrigerante, manteniendo así la temperatura del espacio objetivo de acondicionamiento de aire tanto como sea posible.
Un sistema de refrigeración según un tercer aspecto es el sistema de refrigeración según el segundo aspecto, en el que la unidad de control determina que se ha detectado la fuga de refrigerante en un caso en el que la cantidad de estado del refrigerante correspondiente a las unidades de utilización bajo el control de detección en espera indica que alguno de los circuitos de refrigerante constituidos por las correspondientes unidades de utilización se ha quedado sin gas.
El circuito de refrigerante, incluida la unidad de utilización en la que se produce la fuga de refrigerante, se queda sin gas debido a la fuga de refrigerante. Por lo tanto, en este caso, como se describió anteriormente, la fuga de refrigerante se detecta en un caso en el que la cantidad de estado del refrigerante correspondiente a las unidades de utilización bajo el control de detección en espera indica que cualquiera de los circuitos de refrigerante constituidos por las unidades de utilización correspondientes se ha quedado sin gas. Como resultado, en este caso, la unidad de utilización en la que el refrigerante tiene fugas se puede determinar de manera fiable basándose en la cantidad de estado del refrigerante correspondiente a las unidades de utilización bajo el control de detección en espera.
Un sistema de refrigeración según un cuarto aspecto es el sistema de refrigeración según el segundo o tercer aspecto, en el que cuando la unidad de control deja de utilizar la unidad de utilización en la que se ha detectado la fuga de refrigerante, la unidad de control realiza un control de recuperación de refrigerante para hacer que la unidad de fuente de calor, que está conectada a la unidad de utilización que se va a detener, recupere el refrigerante.
Aquí, el control de recuperación de refrigerante se realiza en el momento de detener el uso de la unidad de utilización en la que se ha detectado la fuga de refrigerante. De este modo es posible reducir la cantidad de refrigerante presente en la unidad de utilización que se va a detener. Esto hace posible reducir aún más la cantidad de refrigerante que se escapa desde la unidad de utilización que va a ser detenida hacia el espacio objetivo de acondicionamiento de aire.
Un sistema de refrigeración según un quinto aspecto incluye además una unidad de fuente de calor dispuesta en común para la pluralidad de unidades de utilización en el sistema de refrigeración según el primer aspecto. La unidad de fuente de calor está conectada a la pluralidad de unidades de utilización para constituir de ese modo un circuito de refrigerante a través del cual circula el refrigerante. En otras palabras, aquí el circuito de refrigerante está dispuesto en común para la pluralidad de unidades de utilización.
También en este caso, como en el sistema de refrigeración según el primer aspecto, el sistema de refrigeración puede determinar de forma fiable la unidad de utilización en la que hay fugas de refrigerante y detener el uso de esa unidad de utilización. Esto hace posible minimizar la fuga de refrigerante al espacio objetivo de acondicionamiento de aire y continuar el funcionamiento de la unidad de utilización en la que no hay fugas de refrigerante, manteniendo así la temperatura del espacio objetivo de acondicionamiento de aire tanto como sea posible.
Un sistema de refrigeración según un sexto aspecto es el sistema de refrigeración según el quinto aspecto, que incluye además una válvula de entrada y una válvula de salida en un lado de entrada de refrigerante y en un lado de salida de refrigerante, respectivamente, de cada uno de los intercambiadores de calor del lado de utilización. La unidad de control realiza el control de detección en espera utilizando la válvula de entrada y la válvula de salida.
Aquí, como se describió anteriormente, la unidad de control realiza el control de detección en espera utilizando la válvula de entrada y la válvula de salida dispuestas en el lado de entrada de refrigerante y en el lado de salida de refrigerante, respectivamente, del intercambiador de calor del lado de utilización. Es decir, la válvula de entrada y la válvula de salida que se abren durante el funcionamiento de la unidad de utilización se cierran durante el control de detección en espera, por lo que se puede detener temporalmente el suministro de refrigerante al intercambiador de calor del lado de utilización. Esto seguramente hace que sea fácil notar un cambio en la cantidad de estado del refrigerante producido por la fuga de refrigerante de la unidad de utilización.
Un sistema de refrigeración según un séptimo aspecto es el sistema de refrigeración según el sexto aspecto, en el que la unidad de control determina que se ha detectado la fuga de refrigerante en un caso en el que la cantidad de estado del refrigerante correspondiente a las unidades de utilización bajo el control de detección en espera indica que la presión del refrigerante en el correspondiente intercambiador de calor del lado de utilización está próxima a la presión atmosférica.
En la unidad de utilización en la que hay una fuga de refrigerante, la presión del refrigerante en el intercambiador de calor del lado de utilización disminuye para aproximarse a la presión atmosférica debido a la fuga de refrigerante durante el control de detección en espera. Por lo tanto, aquí, como se describió anteriormente, la fuga de refrigerante se detecta en un caso en el que la cantidad de estado del refrigerante correspondiente a las unidades de utilización bajo el control de detección en espera indica que la presión del refrigerante en el correspondiente intercambiador de calor del lado de utilización está próxima a la presión atmosférica. Como resultado, aquí, la unidad de utilización en la que el refrigerante tiene fugas se puede determinar de manera fiable basándose en la cantidad de estado del refrigerante correspondiente a las unidades de utilización bajo el control de detección en espera.
Un sistema de refrigeración según un octavo aspecto es el sistema de refrigeración según el sexto o séptimo aspecto, en el que cuando la unidad de control detiene el uso de la unidad de utilización en la que se ha detectado la fuga de refrigerante, la unidad de control realiza un control de cierre de refrigerante para cerrar el flujo del refrigerante al intercambiador de calor del lado de utilización de la unidad de utilización que se va a detener, utilizando la válvula de entrada y la válvula de salida correspondientes a ese intercambiador de calor del lado de utilización.
Aquí, el control de cierre de refrigerante se realiza en el momento de detener el uso de la unidad de utilización en la que se ha detectado la fuga de refrigerante. Como resultado, la sección entre la válvula de entrada y la válvula de salida en la unidad de utilización que se va a detener se puede separar de la otra sección del circuito de refrigerante. Esto hace posible reducir aún más la cantidad de refrigerante que se escapa desde la unidad de utilización que va a ser detenida hacia el espacio objetivo de acondicionamiento de aire.
Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1 es un diagrama de configuración esquemático de un sistema de refrigeración según una primera realización de la presente invención, que comprende, entre otras cosas, todas las características y la configuración del controlador de la reivindicación independiente 1 adjunta.
La FIG. 2 es un diagrama de diseño esquemático de unidades de utilización y un sensor de fuga de refrigerante que constituyen el sistema de refrigeración según la primera realización y un sistema de refrigeración según una segunda realización.
La FIG. 3 es un diagrama de bloques de control del sistema de refrigeración según la primera realización.
La FIG. 4 es un diagrama de flujo que ilustra un funcionamiento del sistema de refrigeración según la primera realización, realizada en un caso en el que se detecte una fuga de refrigerante.
La FIG. 5 es una parte principal de un diagrama de flujo que ilustra un funcionamiento de un sistema de refrigeración según una primera modificación de la primera realización, realizada en un caso en el que se detecte una fuga de refrigerante.
La FIG. 6 es un diagrama de configuración esquemático del sistema de refrigeración según la segunda realización de la presente invención.
La FIG. 7 es un diagrama de bloques de control del sistema de refrigeración según la segunda realización, que comprende, entre otras cosas, todas las características y la configuración del controlador de la reivindicación independiente 1 adjunta.
La FIG. 8 es un diagrama de flujo que ilustra un funcionamiento del sistema de refrigeración según la segunda realización, realizada en un caso en el que se detecte una fuga de refrigerante.
La FIG. 9 es una parte principal de un diagrama de flujo que ilustra un funcionamiento de un sistema de refrigeración según una primera modificación de la segunda realización, realizada en un caso en el que se detecte una fuga de refrigerante.
Descripción de realizaciones
De aquí en adelante, se describirá un sistema de refrigeración según una realización de la presente invención haciendo referencia a los dibujos. Una configuración específica del sistema de refrigeración según la realización de la presente invención no se limita a las siguientes realizaciones y modificaciones de la misma, sino que se puede modificar dentro del alcance que no se aparte de la esencia de la invención.
(1) Primera realización
<Configuración>
La FIG. 1 es un diagrama de configuración esquemático de un sistema de refrigeración según una primera realización de la presente invención. El sistema de refrigeración 1 tiene una pluralidad de (en este caso, tres) unidades de utilización 3a, 3b y 3c proporcionadas para un espacio objetivo de acondicionamiento de aire S, tal como un gran almacén de refrigeración o un almacén de congelación. Como se ilustra en la FIG. 2, las unidades de utilización 3a, 3b y 3c están dispuestas en una parte superior del espacio objetivo de acondicionamiento de aire S. El número de unidades de utilización no se limita a tres, y solo necesita ser dos o más. Alternativamente, las unidades de utilización 3a, 3b y 3c pueden estar dispuestas encima del espacio objetivo de acondicionamiento de aire S.
Aquí, el sistema de refrigeración 1 incluye además una unidad de fuente de calor 2 dispuesta en común para las unidades de utilización 3a, 3b y 3c. Como se ilustra en la FIG. 1, la unidad de fuente de calor 2 está dispuesta fuera del espacio objetivo de acondicionamiento de aire S. La unidad de fuente de calor 2 está conectada a la pluralidad de unidades de utilización 3a, 3b y 3c para constituir de ese modo un circuito de refrigerante 10 a través del cual circula un refrigerante. Aquí, las unidades de utilización 3a, 3b y 3c constituyen el circuito de refrigerante 10 al estar conectadas a la unidad de fuente de calor 2 a través de una tubería de conexión de líquido-refrigerante 4 y una tubería de conexión de gas-refrigerante 5. Es decir, aquí, el circuito de refrigerante 10 está dispuesto en común para la pluralidad de unidades de utilización 3a, 3b y 3c como se describió anteriormente. El circuito de refrigerante 10 se llena con refrigerante. En este caso, el refrigerante utilizado es el R32, que es un tipo de refrigerante inflamable. El refrigerante que se cargará en el circuito de refrigerante 10 no se limita a R32 sino que puede ser otro refrigerante inflamable tal como el propano.
A continuación, se describirá el circuito de refrigerante 10 y una configuración periférica del mismo.
El circuito de refrigerante 10 incluye principalmente un compresor 11, un intercambiador de calor del lado de la fuente de calor 12, válvulas de entrada 16a, 16b y 16c, válvulas de expansión del lado de utilización 15a, 15b y 15c, intercambiadores de calor del lado de utilización 14a, 14b y 14c, válvulas de salida 17a, 17b y 17c, y tuberías de refrigerante (incluidas las tuberías de conexión de refrigerante 4 y 5) que conectan estos dispositivos. Las válvulas de entrada 16a, 16b y 16c, las válvulas de expansión del lado de utilización 15a, 15b y 15c, los intercambiadores de calor del lado de utilización 14a, 14b y 14c y las válvulas de salida 17a, 17b y 17c están dispuestas en el unidades de utilización 3a, 3b y 3c, respectivamente. En la siguiente descripción, solo las configuraciones dispuestas en la unidad de utilización 3a se describirán entre las configuraciones en las unidades de utilización 3a, 3b y 3c. La descripción de las configuraciones dispuestas en las unidades de utilización 3b y 3c se omite, ya que el sufijo "a" simplemente necesita ser reemplazado por "b" o "c".
El compresor 11 es un dispositivo que se proporciona en la unidad de fuente de calor 2 y comprime gas refrigerante a baja presión hasta que el gas refrigerante se convierte en gas refrigerante a alta presión. El compresor 11 es accionado por un motor compresor 21.
El intercambiador de calor del lado de la fuente de calor 12 es un dispositivo que está dispuesto en la unidad de fuente de calor 2 e intercambia calor entre el gas refrigerante a alta presión después de ser comprimido en el compresor 11 y el aire fuera del espacio objetivo de acondicionamiento de aire S (aire exterior). Es decir, el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor 12 funciona como un radiador de refrigerante que libera calor del gas refrigerante a alta presión utilizando aire exterior como fuente de enfriamiento. Un ventilador del lado de la fuente de calor 22 suministra aire exterior al intercambiador de calor del lado de la fuente de calor 12. El ventilador del lado de la fuente de calor 22 está dispuesto en la unidad de fuente de calor 2. El ventilador del lado de la fuente de calor 22 es accionado por un motor de ventilador del lado de la fuente de calor 23. Aquí, se adopta como intercambiador de calor del lado de la fuente de calor 12 un radiador enfriado por aire que utiliza el aire exterior como fuente de enfriamiento, pero el intercambiador de calor no se limita a dicho radiador. Alternativamente, se puede utilizar un radiador enfriado por agua que utilice agua como fuente de enfriamiento.
Como se describió anteriormente, la unidad de fuente de calor 2 está provista principalmente del compresor 11 y del intercambiador de calor del lado de la fuente de calor 12. La unidad de fuente de calor 2 funciona como una unidad de condensación que convierte el gas refrigerante a baja presión en refrigerante líquido a alta presión.
La válvula de entrada 16a es un dispositivo que está dispuesto en la unidad de utilización 3a y es capaz de cerrar el flujo del refrigerante líquido a alta presión, del cual se ha liberado calor en el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor 12, hacia la unidad de utilización 3a a través de la tubería de conexión de líquido-refrigerante 4. La válvula de entrada 16a está dispuesta en un lado de entrada de refrigerante del intercambiador de calor del lado de utilización 14a. En este caso, se adopta como válvula de entrada 16a una válvula electromagnética, cuya apertura y cierre son controlables, pero la válvula de entrada no se limita a dicha válvula.
La válvula de expansión del lado de utilización 15a es un dispositivo que está dispuesto en la unidad de utilización 3a y descomprime el refrigerante líquido a alta presión que ha pasado a través de la válvula de entrada 16a hasta que el refrigerante líquido se convierte en refrigerante líquido a baja presión. Aquí, se adopta como válvula de expansión del lado de utilización 15a una válvula de expansión sensible a la temperatura que incluye una parte sensible a la temperatura dispuesta en el lado de salida del intercambiador de calor del lado de utilización 14a, pero la válvula de expansión no se limita a dicha válvula.
El intercambiador de calor del lado de utilización 14a es un dispositivo que está dispuesto en la unidad de utilización 3a e intercambia calor entre el refrigerante a baja presión después de ser descomprimido en la válvula de expansión del lado de utilización 15a y el aire dentro del espacio objetivo de acondicionamiento de aire S (aire interior). Es decir, el intercambiador de calor del lado de utilización 14a funciona como un evaporador de refrigerante que evapora el refrigerante a baja presión utilizando el aire interior como fuente de calor. Un ventilador del lado de utilización 31a suministra el aire interior al intercambiador de calor del lado de utilización 14a. En otras palabras, el ventilador del lado de utilización 31a está previsto como un dispositivo que envía, al espacio objetivo de acondicionamiento de aire S, el aire interior con el que se ha intercambiado calor en el intercambiador de calor del lado de utilización 14a. El ventilador del lado de utilización 31a está dispuesto en la unidad de utilización 3a. El ventilador del lado de utilización 31a es accionado por un motor de ventilador del lado de utilización 32a.
La válvula de salida 17a es un dispositivo que está dispuesto en la unidad de utilización 3a y es capaz de cerrar el flujo de refrigerante que fluye hacia atrás desde la tubería de conexión de gas-refrigerante 5 a la unidad de utilización 3a. La válvula de salida 17a está dispuesta en un lado de salida de refrigerante del intercambiador de calor del lado de utilización 14a. En este caso, se adopta una válvula de retención como válvula de salida 17a. La válvula de retención aquí permite que el refrigerante fluya desde la salida del intercambiador de calor del lado de utilización 14a hasta la tubería de conexión de gas-refrigerante 5 mientras cierra el reflujo del refrigerante desde la tubería de conexión de gas-refrigerante 5 hasta el intercambiador de calor del lado de utilización 14a. Sin embargo, la válvula de salida no se limita a dicha válvula.
Un sensor de presión 33a es un dispositivo que está dispuesto en la unidad de utilización 3a y detecta una presión de refrigerante Px en el intercambiador de calor del lado de utilización 14a. El sensor de presión 33a está dispuesto entre la válvula de entrada 16a y la válvula de salida 17a, más concretamente entre el intercambiador de calor del lado de utilización 14a y la válvula de salida 17a.
De esta manera, la unidad de utilización 3a está provista principalmente de la válvula de entrada 16a, la válvula de expansión del lado de utilización 15a, el intercambiador de calor del lado de utilización 14a, la válvula de salida 17a, el ventilador del lado de utilización 31a y el sensor de presión 33a. La unidad de utilización 3a funciona como una unidad de serpentín soplador que enfría el aire interior evaporando el refrigerante a baja presión y envía el aire interior al espacio objetivo de acondicionamiento de aire S.
El sistema de refrigeración 1 también está provisto de un sensor de fuga de refrigerante 6 que detecta una fuga del refrigerante, como medida de seguridad de cara a la utilización de refrigerante inflamable tal como el R32. El refrigerante inflamable tal como el R32 es más pesado que el aire. Por lo tanto, cuando el refrigerante se fuga en las unidades de utilización 3a, 3b y 3c, el refrigerante fugado tiende a acumularse en una parte inferior del espacio objetivo de acondicionamiento de aire S debajo de las unidades de utilización 3a, 3b y 3c. Como consideración de esto, el sensor de fuga de refrigerante 6 está dispuesto en una parte inferior del espacio objetivo de acondicionamiento de aire S como se ilustra en la FIG. 2.
Como se ilustra en la FIG. 3, el sistema de refrigeración 1 también está provisto de una unidad de control 8 que controla el funcionamiento de cada componente que constituye la unidad de fuente de calor 2 y las unidades de utilización 3a, 3b y 3c. La unidad de control 8 incluye un microordenador, una memoria y similares, y está conectada a cada componente que constituye la unidad de fuente de calor 2 y las unidades de utilización 3a, 3b y 3c. El sensor de fuga de refrigerante 6 también está conectado a la unidad de control 8, de modo que la unidad de control 8 puede adquirir una señal eléctrica relativa a la fuga de refrigerante en el sensor de fuga de refrigerante 6.
<Funcionamiento Básico>
A continuación, se describirá el funcionamiento básico del sistema de refrigeración 1 haciendo referencia a las FIGS.
1 y 3.
Como funcionamiento básico, el sistema de refrigeración 1 realiza una operación de ciclo de refrigeración (operación de enfriamiento) mediante la cual el refrigerante cargado en el circuito de refrigerante 10 circula a través del circuito de refrigerante 10.
A continuación, se describirá la operación de enfriamiento en el circuito de refrigerante 10. La unidad de control 8 controla el funcionamiento de cada componente del sistema de refrigeración 1 durante la operación de enfriamiento.
En la unidad de fuente de calor 2, el compresor 11 comprime el gas refrigerante a baja presión hasta que el gas refrigerante se convierte en gas refrigerante a alta presión. El gas refrigerante a alta presión, después de ser comprimido en el compresor 11 , intercambia calor con el aire exterior suministrado por el ventilador del lado de la fuente de calor 22 en el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor 12, y el calor es liberado del gas refrigerante a alta presión. El refrigerante líquido a alta presión, del cual se ha liberado calor en el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor 12, se envía a la tubería de conexión de líquido-refrigerante 4 y es ramificado a las unidades de utilización 3a, 3b y 3c. El refrigerante líquido a alta presión enviado a las unidades de utilización 3a, 3b y 3c fluye hacia las válvulas de expansión del lado de utilización 15a, 15b y 15c a través de las válvulas de entrada 16a, 16b y 16c, respectivamente, y se descomprime hasta convertirse en refrigerante líquido a baja presión. El refrigerante a baja presión después de ser descomprimido en las válvulas de expansión del lado de utilización 15a, 15b y 15c intercambia calor con el aire interior suministrado por los ventiladores del lado de utilización 31a, 31b y 31c en los intercambiadores de calor del lado de utilización 14a, 14b y 14c, respectivamente, y se evapora. El gas refrigerante a baja presión, después de evaporarse en los intercambiadores de calor del lado de utilización 14a, 14b y 14c, se une a la tubería de conexión de gas-refrigerante 5 a través de las válvulas de salida 17a, 17b y 17c, respectivamente, y se envía al calentador. unidad fuente 2. El aire interior enfriado en los intercambiadores de calor del lado de utilización 14a, 14b y 14c se envía respectivamente desde las unidades de utilización 3a, 3b y 3c al espacio objetivo de acondicionamiento de aire S para enfriar el espacio objetivo de acondicionamiento de aire S. El gas refrigerante a baja presión enviado a la unidad de fuente de calor 2 se comprime nuevamente en el compresor 11 hasta convertirse en gas refrigerante a alta presión.
La operación de enfriamiento en el sistema de refrigeración 1 se realiza de esta manera, y se enfría el espacio objetivo de acondicionamiento de aire S.
<Operación realizada en caso de que se detecte una fuga de refrigerante>
En el sistema de refrigeración 1, el refrigerante puede tener fugas en cualquiera de las unidades de utilización 3a, 3b y 3c debido, por ejemplo, a que la tubería de refrigerante se rompa durante la operación de enfriamiento. Cuando el refrigerante se fuga en cualquiera de las unidades de utilización 3a, 3b y 3c, el refrigerante fugado se acumula en una parte inferior del espacio objetivo de acondicionamiento de aire S debajo de las unidades de utilización 3a, 3b y 3c, y el sensor 6 de fuga de refrigerante detecta la fuga de refrigerante.
Sin embargo, el sistema de refrigeración 1 incluye la pluralidad de (en este caso, tres) unidades de utilización 3a, 3b y 3c para un espacio objetivo de acondicionamiento de aire S. Por lo tanto, si el sensor de fuga de refrigerante 6 detecta la fuga de refrigerante, es imposible determinar en qué unidad de utilización se ha producido la fuga de refrigerante. Por lo tanto, en un caso en el que el sensor de fuga de refrigerante 6 detecte la fuga de refrigerante, es necesario dejar de usar todas las unidades de utilización 3a, 3b y 3c, es decir, dejar de operar todo el circuito de refrigerante 10 correspondiente a las unidades de utilización 3a, 3b y 3c, respectivamente. Esto hace que sea difícil mantener la temperatura del espacio objetivo de acondicionamiento de aire S, tal como un almacén de refrigeración y un almacén congelador, en el caso en el que sea necesario mantener la temperatura de los artículos almacenados en el espacio objetivo de acondicionamiento de aire S.
Para abordar este problema, aquí, en el caso en el que el sensor de fuga de refrigerante 6 detecte la fuga de refrigerante, la unidad de control 8 realiza un control de detección en espera en las unidades de utilización 3a, 3b y 3c de manera que el suministro de refrigerante a los intercambiadores de calor del lado de utilización 14a, 14b y 14c se detiene temporalmente. En un caso en el que se detecte la fuga de refrigerante basándose en la cantidad de estado del refrigerante correspondiente a las unidades de utilización 3a, 3b y 3c bajo el control de detección en espera, la unidad de control 8 detiene el uso de la unidad de utilización en la que se ha detectado la fuga de refrigerante.
A continuación, se describirá el funcionamiento del sistema de refrigeración 1 realizado en el caso en el que se detecte una fuga de refrigerante durante la operación de enfriamiento haciendo referencia a las FIGS. 1 a 4. Aquí, la FIG. 4 es un diagrama de flujo que ilustra el funcionamiento del sistema de refrigeración 1 realizado en el caso de que se detecte una fuga de refrigerante. El funcionamiento del sistema de refrigeración 1 realizado en el caso en el que se detecte una fuga de refrigerante, que se describirá a continuación, también lo realiza la unidad de control 8 que controla los componentes del sistema de refrigeración 1. Se supone en la siguiente descripción que la operación de enfriamiento se realiza en todas las unidades de utilización 3a, 3b y 3c.
Cuando el sensor de fuga de refrigerante 6 detecta una fuga de refrigerante en el espacio objetivo de acondicionamiento de aire S dispuesto en común para la pluralidad de unidades de utilización 3a, 3b y 3c, la unidad de control 8 adquiere, desde el sensor de fuga de refrigerante 6, una señal eléctrica que indica la detección de la fuga de refrigerante en el paso ST 1. La unidad de control 8 luego después el procesamiento de los pasos ST2 y ST3 descritos más adelante para determinar la unidad de utilización en la que se ha producido la fuga de refrigerante.
En el paso ST2, la unidad de control 8 realiza un control de detección en espera en las unidades de utilización (aquí, las unidades de utilización 3a, 3b y 3c) bajo la operación de enfriamiento de modo que el suministro del refrigerante a los intercambiadores de calor del lado de utilización 14a, 14b y el 14c se detiene temporalmente. Tal control de detección en espera hace que sea fácil notar un cambio en la cantidad de estado del refrigerante producido por la fuga de refrigerante de las unidades de utilización 3a, 3b y 3c. Aquí, el compresor 11 es detenido, y las válvulas de entrada 16a, 16b y 16c y las válvulas de salida 17a, 17b y 17c dispuestas en el lado de entrada de refrigerante y en el lado de salida de refrigerante, respectivamente, de los intercambiadores de calor 14a del lado de utilización, 14b y 14c se utilizan para el control de detección en espera. Es decir, el compresor 11 se detiene y las válvulas de entrada 16a, 16b y 16c que se abren durante la operación de enfriamiento de las unidades de utilización 3a, 3b y 3c se cierran durante el control de detección en espera, por lo que el suministro del refrigerante a los intercambiadores de calor del lado de utilización 14a, 14b y 14c se puede detener temporalmente. Esto hace que sea fácil notar un cambio en la cantidad de estado del refrigerante producido por la fuga de refrigerante de las unidades de utilización 3a, 3b y 3c. En este momento, en las unidades de utilización 3a, 3b y 3c, el refrigerante no fluye hacia las secciones que van desde las válvulas de entrada 16a, 16b y 16c hasta las válvulas de salida 17a, 17b y 17c e incluyen los intercambiadores de calor del lado de utilización 14a, 14b y 14c de las otras secciones del circuito de refrigerante 10. Aquí, dado que las válvulas de retención se adoptan como válvulas de salida 17a, 17b y 17c, solo es necesario cerrar las válvulas de entrada 16a, 16b y 16c. Sin embargo, si se adoptan válvulas electromagnéticas como válvulas de salida 17a, 17b y 17c, es necesario cerrar las válvulas de salida abiertas 17a, 17b y 17c junto con las válvulas de entrada 16a, 16b y 16c. Aquí, el tiempo para el control de detección en espera se establece en el tiempo mínimo posible (por ejemplo, de 2 minutos a 20 minutos) necesario para detectar la fuga de refrigerante en función de la cantidad de estado del refrigerante en el paso ST3.
A continuación, en el paso ST3, la unidad de control 8 detecta la fuga de refrigerante basándose en la cantidad de estado del refrigerante correspondiente a las unidades de utilización 3a, 3b y 3c bajo el control de detección en espera. Aquí, la fuga de refrigerante se detecta en un caso en el que la cantidad de estado del refrigerante correspondiente a las unidades de utilización 3a, 3b y 3c bajo el control de detección en espera indica que la presión del refrigerante en los intercambiadores de calor del lado de utilización 14a, 14b, y 14c está cerca de la presión atmosférica. En este caso, en la unidad de utilización en la que hay una fuga de refrigerante, la presión del refrigerante en el intercambiador de calor del lado de utilización disminuye para aproximarse a la presión atmosférica durante el control de detección en espera debido a la fuga de refrigerante. Por lo tanto, aquí, la presión de refrigerante Px detectada por los sensores de presión 33a, 33b y 33c de las unidades de utilización 3a, 3b y 3c se establece como la cantidad de estado del refrigerante correspondiente a las unidades de utilización 3a, 3b y 3c en el control de detección en espera. Se supone que la fuga de refrigerante se detecta cuando la presión del refrigerante Px como cantidad de estado del refrigerante alcanza una presión de determinación de fuga de refrigerante Pxm o menor que se establece en base a la presión atmosférica. De esta manera, aquí, la unidad de utilización en la que hay fugas de refrigerante se determina de manera fiable basándose en la cantidad de estado del refrigerante correspondiente a las unidades de utilización 3a, 3b y 3c bajo el control de detección en espera. Aquí, la presión de refrigerante Px detectada por los sensores de presión 33a, 33b y 33c se adopta como la cantidad de estado del refrigerante para detectar la fuga de refrigerante, pero la cantidad de estado no se limita a la presión del refrigerante. La unidad de control 8 realiza entonces el procesamiento del paso ST4 descrito más adelante para detener el uso de la unidad de utilización en la que se ha detectado la fuga de refrigerante. Mientras tanto, la unidad de control 8 realiza el procesamiento del paso ST5 que se describe más adelante para continuar el funcionamiento de la unidad de utilización en la que no se ha detectado la fuga de refrigerante.
En el paso ST4, la unidad de control 8 detiene el uso de la unidad de utilización en la que se ha detectado la fuga de refrigerante. Aquí, "detener el uso de la unidad de utilización" significa detener la operación de enfriamiento por parte de la unidad de utilización en la que se ha detectado la fuga de refrigerante. Por ejemplo, en un caso en el que se detecta la fuga de refrigerante en la unidad de utilización 3a, la válvula de entrada 16a y la válvula de salida 17a de la unidad de utilización 3a que se va a parar se cierran (es decir, la válvula de entrada 16a y la válvula de salida 17a que se han cerrado bajo el control de detección en espera del paso ST2 permanecen cerradas). Como resultado, el intercambiador de calor del lado de utilización 14a no funciona como evaporador de refrigerante y se detiene la operación de enfriamiento por parte de la unidad de utilización 3a. En el paso ST5, la unidad de control 8 continúa la operación de la unidad de utilización en la que no se ha detectado la fuga de refrigerante. Aquí, "continuar la operación de la unidad de utilización" significa continuar la operación de enfriamiento mediante la unidad de utilización en la que no se ha detectado la fuga de refrigerante. Por ejemplo, en un caso en el que no se detecta la fuga de refrigerante en las unidades de utilización 3b y 3c, se hace funcionar el compresor 11, y las válvulas de entrada 16b, 16c y las válvulas de salida 17b, 17c que se han cerrado temporalmente bajo el control de detección en espera del paso ST2 se abren, por lo que continúa la operación de enfriamiento por parte de las unidades de utilización 3b y 3c. Como se describió anteriormente, de acuerdo con el procesamiento de los pasos ST4 y ST5, en el caso en que se detecte la fuga de refrigerante basándose en la cantidad de estado del refrigerante en las unidades de utilización 3a, 3b y 3c durante el control de detección en espera, se detiene el uso de la unidad de utilización en la que se ha detectado la fuga de refrigerante. Esto hace posible suprimir la fuga de refrigerante desde la unidad de utilización, en la que el refrigerante tiene fugas, al espacio objetivo de acondicionamiento de aire S, y continuar el funcionamiento de la unidad de utilización en la que no hay fugas de refrigerante.
Como resultado, aquí, el sistema de refrigeración 1 provisto de la pluralidad de unidades de utilización 3a, 3b y 3c para un espacio objetivo de acondicionamiento de aire S puede determinar de manera fiable la unidad de utilización en la que el refrigerante tiene fugas y detener el uso de esa unidad de utilización. Esto hace posible minimizar la fuga de refrigerante al espacio objetivo de acondicionamiento de aire S y continuar el funcionamiento de la unidad de utilización en la que no hay fugas de refrigerante, manteniendo así la temperatura del espacio objetivo de acondicionamiento de aire S tanto como sea posible.
Además, aquí, la válvula de entrada 16a de la unidad de utilización 3a que se va a detener se cierra en el paso ST4, lo que hace posible cerrar el flujo del refrigerante desde la tubería de conexión de líquido-refrigerante 4 al intercambiador de calor del lado de utilización 14a mientras que al mismo tiempo se cierra, con la válvula de salida 17a, el flujo del refrigerante desde la tubería de conexión gas-refrigerante 5 al intercambiador de calor del lado de utilización 14a. Es decir, aquí, cuando el uso de la unidad de utilización 3a en la que se ha detectado la fuga de refrigerante se detiene en el paso ST4, también se realiza el control de cierre de refrigerante en el que la válvula de entrada 16a y la válvula de salida 17a correspondientes al intercambiador de calor del lado de utilización 14a de la unidad de utilización 3a que se va a detener se utilizan para cerrar el flujo del refrigerante hacia el intercambiador de calor del lado de utilización 14a.
Aquí, el control de cierre de refrigerante se realiza de esta manera en el momento de detener el uso de la unidad de utilización en la que se ha detectado la fuga de refrigerante. Como resultado, la sección entre la válvula de entrada y la válvula de salida en la unidad de utilización que se va a detener se puede separar de la otra sección del circuito de refrigerante 10. Esto hace posible reducir aún más la cantidad de refrigerante que se escapa de la unidad de utilización que se va a detener al espacio objetivo de acondicionamiento de aire S. Además, en este caso, las válvulas de salida 17a, 17b y 17c son válvulas de retención. Por lo tanto, en el caso en el que la presión del refrigerante en la sección entre la válvula de entrada y la válvula de salida en la unidad de utilización que se va a detener sea mayor que la presión del refrigerante en la tubería de conexión de gas-refrigerante 5, es posible devolver el refrigerante anterior a la sección del circuito de refrigerante 10 que está en funcionamiento.
<Primera modificación>
El sensor de fuga de refrigerante 6 puede detectar erróneamente un gas inflamable diferente del refrigerante. Por ejemplo, en un almacén frigorífico o un almacén congelador, los alimentos se almacenan como artículos en el espacio objetivo de acondicionamiento de aire S y, por tanto, se puede generar gas etileno o similar. El sensor de fuga de refrigerante 6 puede detectar erróneamente dicho gas inflamable.
Por lo tanto, aquí, el procesamiento del paso ST6 ilustrado en la FIG. 5 se realiza en un caso en el que la fuga de refrigerante en el espacio objetivo de acondicionamiento de aire S se ha detectado mediante el procesamiento del paso ST1 pero la fuga de refrigerante no se ha detectado en ninguna de las unidades de utilización 3a a 3c mediante el procesamiento del paso ST3. Más específicamente, en el caso en el que no se haya detectado la fuga de refrigerante en ninguna de las unidades de utilización 3a a 3c durante el procesamiento del paso ST3, no solo todas las unidades de utilización 3a a 3c continúan la operación durante el procesamiento del paso ST5, sino que también se determina en el paso ST6 la detección errónea por parte del sensor de fuga de refrigerante 6. El funcionamiento del sistema de refrigeración 1, incluido el paso ST6, también lo realiza la unidad de control 8 que controla los componentes del sistema de refrigeración 1.
Como se describió anteriormente, aquí, en el caso en el que el sensor de fuga de refrigerante 6 haya detectado la fuga de refrigerante en el espacio objetivo de acondicionamiento de aire S pero no haya detectado la fuga de refrigerante en cualquiera de las unidades de utilización 3a a 3c durante el control de detección en espera, Se puede determinar que el sensor de fuga de refrigerante 6 ha detectado erróneamente, por ejemplo, otro gas inflamable distinto del refrigerante.
<Segunda modificación>
Por ejemplo, el procesamiento anterior de los pasos ST2 a ST5, en la operación realizada en el caso en el que se haya detectado la fuga de refrigerante, se puede realizar simultáneamente para todas las unidades de utilización 3a, 3b y 3c, o secuencialmente para las unidades de utilización 3a, 3b y 3c.
(2) Segunda realización
En el sistema de refrigeración 1 según la primera realización, como se ilustra en la FIG. 1, la pluralidad de unidades de utilización 3a, 3b y 3c está dispuesta para un espacio objetivo de acondicionamiento de aire S, y la unidad de fuente de calor 2 está conectada en común a la pluralidad de unidades de utilización 3a, 3b y 3c para constituir de ese modo el circuito de refrigerante 10. En otras palabras, el sistema de refrigeración 1 según la primera realización incluye el circuito de refrigerante 10 que está dispuesto en común para las unidades de utilización 3a, 3b y 3c. Sin embargo, la configuración del sistema de refrigeración 1 no se limita a esto. Alternativamente, como se describirá más adelante, el sistema de refrigeración 1 puede incluir circuitos de refrigerante 10a, 10b y 10c para las unidades de utilización 3a, 3b y 3c, respectivamente.
<Configuración>
La FIG. 6 es un diagrama de configuración esquemático de un sistema de refrigeración 1 según una segunda realización de la presente invención. El sistema de refrigeración 1 tiene una pluralidad de (en este caso, tres) unidades de utilización 3a, 3b y 3c proporcionadas para un espacio objetivo de acondicionamiento de aire S, tal como un gran almacén de refrigeración o un almacén de congelación. Como se ilustra en la FIG. 2, las unidades de utilización 3a, 3b y 3c están dispuestas en una parte superior del espacio objetivo de acondicionamiento de aire S. El número de unidades de utilización no se limita a tres, y solo necesita ser dos o más. Alternativamente, las unidades de utilización 3a, 3b y 3c pueden estar dispuestas encima del espacio objetivo de acondicionamiento de aire S.
Aquí, el sistema de refrigeración 1 incluye una pluralidad de (en este caso, tres) unidades de fuente de calor 2a, 2b y 2c proporcionadas correspondientes a las unidades de utilización 3a, 3b y 3c, respectivamente. Como se ilustra en la FIG. 6, las unidades de fuente de calor 2a, 2b y 2c están dispuestas fuera del espacio objetivo de acondicionamiento de aire S. Las unidades de fuente de calor 2a, 2b y 2c están conectadas respectivamente a las unidades de utilización correspondientes 3a, 3b y 3c para constituir de ese modo los circuitos de refrigerante 10a, 10b y 10c a través de los cuales circula un refrigerante. Aquí, la unidad de utilización 3a constituye el circuito de refrigerante 10a al estar conectada a la unidad de fuente de calor 2a a través de una tubería de conexión de líquido-refrigerante 4a y una tubería de conexión de gas-refrigerante 5a. La unidad de utilización 3b constituye el circuito de refrigerante 10b al estar conectada a la unidad de fuente de calor 2b a través de una tubería de conexión de líquido-refrigerante 4b y una tubería de conexión de gas-refrigerante 5b. La unidad de utilización 3c constituye el circuito de refrigerante 10c al estar conectada a la unidad de fuente de calor 2c a través de una tubería de conexión de líquido-refrigerante 4c y una tubería de conexión de gas-refrigerante 5c. Es decir, aquí, los circuitos de refrigerante 10a, 10b y 10c están previstos para las unidades de utilización 3a, 3b y 3c, respectivamente, como se describió anteriormente. Los circuitos de refrigerante 10a, 10b y 10c están llenos de refrigerante. En este caso, el refrigerante utilizado es el R32, que es un tipo de refrigerante inflamable. El refrigerante que se cargará en los circuitos de refrigerante 10a, 10b y 10c no se limita a R32 sino que puede ser otro refrigerante inflamable, tal como propano.
A continuación, se describirán los circuitos de refrigerante 10a, 10b y 10c y sus configuraciones periféricas. En la siguiente descripción, se describirá el circuito de refrigerante 10a y su configuración periférica. Se omite la descripción de los circuitos de refrigerante 10b y 10c y sus configuraciones periféricas, ya que el sufijo "a" simplemente necesita ser reemplazado por "b" o "c".
El circuito de refrigerante 10a incluye principalmente un compresor 11a, un intercambiador de calor del lado de la fuente de calor 12a, una válvula de expansión del lado de la fuente de calor 13a, un intercambiador de calor del lado de utilización 14a y tuberías de refrigerante (incluidas las tuberías de conexión de refrigerante 4a y 5a) que conectar estos dispositivos.
El compresor 11a es un dispositivo que está dispuesto en la unidad de fuente de calor 2a y comprime gas refrigerante a baja presión hasta que el gas refrigerante se convierte en gas refrigerante a alta presión. El compresor 11a es accionado por un motor compresor 21 a.
El intercambiador de calor del lado de la fuente de calor 12a es un dispositivo que está dispuesto en la unidad de fuente de calor 2a e intercambia calor entre el gas refrigerante a alta presión después de ser comprimido en el compresor 11a y el aire fuera del espacio objetivo de acondicionamiento de aire S (aire exterior). Es decir, el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor 12a funciona como un radiador de refrigerante que libera calor del gas refrigerante a alta presión utilizando aire exterior como fuente de enfriamiento. Un ventilador del lado de la fuente de calor 22a suministra aire exterior al intercambiador de calor del lado de la fuente de calor 12a. El ventilador del lado de la fuente de calor 22a está dispuesto en la unidad de fuente de calor 2a. El ventilador del lado de la fuente de calor 22a es accionado por un motor de ventilador del lado de la fuente de calor 23a. Aquí, se adopta como intercambiador de calor del lado de la fuente de calor 12a un radiador enfriado por aire que utiliza el aire exterior como fuente de enfriamiento, pero el intercambiador de calor no se limita a dicho radiador. Alternativamente, se puede utilizar un radiador enfriado por agua que utilice agua como fuente de enfriamiento.
La válvula de expansión del lado de la fuente de calor 13a es un dispositivo que está dispuesto en la unidad de fuente de calor 2a y descomprime el refrigerante líquido a alta presión, del cual se ha liberado calor en el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor 12a, hasta que el refrigerante líquido se convierte en refrigerante líquido a baja presión. En este caso, se adopta una válvula de expansión eléctrica, cuyo grado de apertura es controlable, como válvula de expansión del lado de la fuente de calor 13a, pero la válvula de expansión no se limita a dicha válvula.
Un sensor de presión 33a es un dispositivo que está dispuesto en la unidad de fuente de calor 2a y detecta una presión de refrigerante Ps en el lado de entrada del compresor 11 a.
De esta manera, la unidad de fuente de calor 2a está provista principalmente del compresor 11a, del intercambiador de calor del lado de la fuente de calor 12a, de la válvula de expansión del lado de la fuente de calor 13a y del sensor de presión 33a. La unidad de fuente de calor 2a funciona como una unidad de condensación que convierte el gas refrigerante a baja presión en refrigerante líquido a alta presión.
El intercambiador de calor del lado de utilización 14a es un dispositivo que está dispuesto en la unidad de utilización 3a e intercambia calor entre el refrigerante a baja presión después de ser descomprimido en la válvula de expansión del lado de la fuente de calor 13a y el aire dentro del espacio objetivo de acondicionamiento de aire S (aire interior). Es decir, el intercambiador de calor del lado de utilización 14a funciona como un evaporador de refrigerante que evapora el refrigerante a baja presión utilizando el aire interior como fuente de calor. Un ventilador 31a del lado de utilización suministra el aire interior al intercambiador de calor 14a del lado de utilización. En otras palabras, el ventilador del lado de utilización 31a está dispuesto como un dispositivo que envía, al espacio objetivo de acondicionamiento de aire S, el aire interior con el que se ha intercambiado calor en el intercambiador de calor del lado de utilización 14a. El ventilador del lado de utilización 31a está dispuesto en la unidad de utilización 3a. El ventilador del lado de utilización 31 a es accionado por un motor de ventilador del lado de utilización 32a.
De esta manera, la unidad de utilización 3a está provista principalmente del intercambiador de calor del lado de utilización 14a y del ventilador del lado de utilización 31 a. La unidad de utilización 3a funciona como una unidad de serpentín soplador que enfría el aire interior evaporando el refrigerante a baja presión y envía el aire interior al espacio objetivo de acondicionamiento de aire S.
El sistema de refrigeración 1 también está provisto de un sensor de fuga de refrigerante 6 que detecta una fuga del refrigerante, como medida de seguridad de cara al uso de refrigerante inflamable como el R32. El refrigerante inflamable tal como el R32 es más pesado que el aire. Por lo tanto, cuando el refrigerante se fuga en las unidades de utilización 3a, 3b y 3c, el refrigerante fugado tiende a acumularse en una parte inferior del espacio objetivo de acondicionamiento de aire S debajo de las unidades de utilización 3a, 3b y 3c. En consideración de esto, el sensor de fuga de refrigerante 6 está dispuesto en una parte inferior del espacio objetivo de acondicionamiento de aire S como se ilustra en la FIG. 2.
Como se ilustra en la FIG.7, el sistema de refrigeración 1 también está provisto de una unidad de control 8 que controla el funcionamiento de cada componente que constituye las unidades de fuente de calor 2a, 2b y 2c y las unidades de utilización 3a, 3b y 3c. La unidad de control 8 incluye un microordenador, una memoria y similares, y está conectada a cada componente que constituye las unidades de fuente de calor 2a, 2b y 2c y las unidades de utilización 3a, 3b y 3c. El sensor de fuga de refrigerante 6 también está conectado a la unidad de control 8, de modo que la unidad de control 8 puede adquirir una señal eléctrica relativa a la fuga de refrigerante en el sensor de fuga de refrigerante 6.
<Funcionamiento básico>
A continuación, se describirá el funcionamiento básico del sistema de refrigeración 1 haciendo referencia a las FIGS.
6 y 7.
Como funcionamiento básico, el sistema de refrigeración 1 realiza una operación de ciclo de refrigeración (operación de enfriamiento) mediante la cual el refrigerante cargado en los circuitos de refrigerante 10a, 10b y 10c circula a través de los circuitos de refrigerante 10a, 10b y 10c.
A continuación, se describirá la operación de enfriamiento en los circuitos de refrigerante 10a, 10b y 10c. En la siguiente descripción, se describirá la operación de enfriamiento en el circuito de refrigerante 10a. Se omite la descripción de las operaciones de enfriamiento en los circuitos de refrigerante 10b y 10c, ya que el sufijo "a" simplemente necesita ser reemplazado por "b" o "c". La unidad de control 8 controla el funcionamiento de cada componente del sistema de refrigeración 1 durante la operación de enfriamiento.
En la unidad de fuente de calor 2a, el compresor 11a comprime el gas refrigerante a baja presión hasta que el gas refrigerante se convierte en gas refrigerante a alta presión. El gas refrigerante a alta presión, después de ser comprimido en el compresor 11a, intercambia calor con el aire exterior suministrado por el ventilador del lado de la fuente de calor 22a en el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor 12a, y el calor se libera del gas refrigerante a alta presión. El refrigerante líquido a alta presión, del cual se ha liberado calor en el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor 12a, fluye hacia la válvula de expansión del lado de la fuente de calor 13a y se descomprime hasta convertirse en refrigerante líquido a baja presión. El refrigerante a baja presión, después de ser descomprimido en la válvula de expansión del lado de la fuente de calor 13a, es enviado a la unidad de utilización 3a a través de la tubería de conexión de líquido-refrigerante 4a. El refrigerante a baja presión enviado a la unidad de utilización 3a intercambia calor con el aire interior suministrado por el ventilador del lado de utilización 31a en el intercambiador de calor del lado de utilización 14a y se evapora. El gas refrigerante a baja presión, después de evaporarse en el intercambiador de calor del lado de utilización 14a, es enviado a la unidad de fuente de calor 2a a través de la tubería de conexión de gas-refrigerante 5a. El aire interior enfriado en el intercambiador de calor del lado de utilización 14a es enviado desde la unidad de utilización 3a al espacio objetivo de acondicionamiento de aire S para enfriar el espacio objetivo de acondicionamiento de aire S. El gas refrigerante a baja presión enviado a la unidad de fuente de calor 2a es nuevamente comprimido en el compresor 11a hasta convertirse en gas refrigerante a alta presión.
La operación de enfriamiento en el sistema de refrigeración 1 se realiza de esta manera, y se enfría el espacio objetivo de acondicionamiento de aire S.
<Operación realizada en caso de que se detecte una fuga de refrigerante>
También en el sistema de refrigeración 1 de la presente realización, de manera similar a la primera realización, el sensor de fuga de refrigerante 6 detecta una fuga de refrigerante que se produce en cualquiera de las unidades de utilización 3a, 3b y 3c debido a, por ejemplo, que la tubería de refrigerante se ha roto durante la operación de enfriamiento antes mencionada.
Sin embargo, el sistema de refrigeración 1 de la presente realización también incluye la pluralidad de (en este caso, tres) unidades de utilización 3a, 3b y 3c para un espacio objetivo de acondicionamiento de aire S. Por lo tanto, el sensor de fuga de refrigerante 6 no puede determinar en qué unidad de utilización se ha producido una fuga de refrigerante, como en la primera realización. Esto hace que sea difícil mantener la temperatura del espacio objetivo de acondicionamiento de aire S, tal como un almacén de refrigeración y un almacén congelador, en el caso en el que sea necesario mantener la temperatura de los artículos almacenados en el espacio objetivo de acondicionamiento de aire S.
Para abordar este problema, de manera similar a la primera realización, en el caso en el que el sensor de fuga de refrigerante 6 detecte la fuga de refrigerante, la unidad de control 8 realiza un control de detección en espera en las unidades de utilización 3a, 3b y 3c de manera que el suministro de refrigerante a los intercambiadores de calor del lado de utilización 14a, 14b y 14c se detiene temporalmente. En un caso en el que se detecte la fuga de refrigerante basándose en la cantidad de estado del refrigerante correspondiente a las unidades de utilización 3a, 3b y 3c bajo el control de detección en espera, la unidad de control 8 detiene el uso de la unidad de utilización en la que la fuga de refrigerante ha sido detectada.
A continuación, se describirá haciendo referencia a las FIGS. 2 y 6 a 8, el funcionamiento del sistema de refrigeración 1 realizado en un caso en el que se detecta una fuga de refrigerante durante la operación de enfriamiento. Aquí, la FIG. 8 es un diagrama de flujo que ilustra el funcionamiento del sistema de refrigeración 1 realizado en el caso de que se detecte una fuga de refrigerante. El funcionamiento del sistema de refrigeración 1 realizado en el caso en el que se detecte una fuga de refrigerante, que se describirá a continuación, también lo realiza la unidad de control 8 que controla los componentes del sistema de refrigeración 1. Se supone en la siguiente descripción que la operación de enfriamiento se realiza en todas las unidades de utilización 3a, 3b y 3c.
Cuando el sensor de fuga de refrigerante 6 detecta una fuga de refrigerante en el espacio objetivo de acondicionamiento de aire S proporcionado en común para la pluralidad de unidades de utilización 3a, 3b y 3c, la unidad de control 8 adquiere, del sensor de fuga de refrigerante 6, una señal eléctrica que indica la detección de la fuga de refrigerante en el paso ST1, como en la primera realización. Después, la unidad de control 8 realiza el procesamiento de los pasos ST2 y ST3 que se describen a continuación para determinar la unidad de utilización en la que se ha producido la fuga de refrigerante.
En el paso ST2, la unidad de control 8 realiza un control de detección en espera en las unidades de utilización (en este caso, las unidades de utilización 3a, 3b y 3c) bajo la operación de enfriamiento de modo que el suministro del refrigerante a los intercambiadores de calor del lado de utilización 14a, 14b y el 14c se detiene temporalmente. Tal control de detección en espera hace que sea fácil notar un cambio en la cantidad de estado del refrigerante producido por la fuga de refrigerante de las unidades de utilización 3a, 3b y 3c. En este caso, los compresores 11a, 11b y 11c se detienen y el control de detección en espera se realiza utilizando las válvulas de expansión del lado de la fuente de calor 13a, 13b y 13c. Es decir, los compresores 11a, 11b y 11c se detienen, y las válvulas de expansión del lado de la fuente de calor 13a, 13b y 13c que se abren durante la operación de enfriamiento de las unidades de utilización 3a, 3b y 3c se cierran durante el control de detección de espera, mediante lo cual se puede detener temporalmente el suministro de refrigerante a los intercambiadores de calor del lado de utilización 14a, 14b y 14c. Esto hace que sea fácil notar un cambio en la cantidad de estado del refrigerante producido por la fuga de refrigerante de las unidades de utilización 3a, 3b y 3c. En este momento, si el refrigerante se escapa de las unidades de utilización 3a, 3b y 3c, la presión del refrigerante se reduce en las secciones de baja presión de los circuitos de refrigerante 10a, 10b y 10c constituidos por las unidades de utilización 3a, 3b y 3c (secciones que abarcan desde las válvulas de expansión del lado de la fuente de calor 13a, 13b y 13c hasta los compresores 11a, 11b y 11c e incluyen las unidades de utilización 3a, 3b y 3c entre ellos). Aquí, el tiempo para el control de detección en espera se establece en el tiempo mínimo posible (por ejemplo, de 2 minutos a 20 minutos) necesario para detectar la fuga de refrigerante en función de la cantidad de estado del refrigerante en el paso ST3.
A continuación, en el paso ST3, la unidad de control 8 detecta la fuga de refrigerante basándose en la cantidad de estado del refrigerante correspondiente a las unidades de utilización 3a, 3b y 3c bajo el control de detección en espera. Aquí, la fuga de refrigerante se detecta en un caso en el que la cantidad de estado del refrigerante correspondiente a las unidades de utilización 3a, 3b y 3c bajo el control de detección en espera indica que los circuitos de refrigerante 10a, 10b y 10c constituidos por las unidades de utilización 3a, 3b y 3c se han quedado sin gas. En este caso, en la unidad de utilización en la que hay una fuga de refrigerante, la presión del refrigerante en la sección de baja presión del circuito de refrigerante disminuye debido a la fuga de refrigerante durante el control de detección en espera y el circuito de refrigerante se queda sin gas. Por lo tanto, aquí, la presión de refrigerante Ps detectada por los sensores de presión 33a, 33b y 33c de las unidades de fuente de calor 2a, 2b y 2c se establece como la cantidad de estado del refrigerante correspondiente a las unidades de utilización 3a, 3b y 3c bajo el control de detección en espera. Se supone que la fuga de refrigerante se detecta cuando la presión del refrigerante Ps como cantidad de estado del refrigerante alcanza una presión de determinación de fuga de refrigerante Psm o menor que indica que el circuito de refrigerante se ha quedado sin gas. De esta manera, aquí, la unidad de utilización en la que hay fugas de refrigerante se determina de manera fiable basándose en la cantidad de estado del refrigerante correspondiente a las unidades de utilización 3a, 3b y 3c bajo el control de detección en espera. Aquí, la presión de refrigerante Ps detectada por los sensores de presión 33a, 33b y 33c se adopta como la cantidad de estado del refrigerante para detectar la fuga de refrigerante, pero la cantidad de estado no se limita a la presión del refrigerante. La unidad de control 8 realiza entonces el procesamiento del paso ST4 descrito a continuación para detener el uso de la unidad de utilización en la que se ha detectado la fuga de refrigerante. Mientras tanto, la unidad de control 8 realiza el procesamiento del paso ST5 que se describe a continuación para continuar el funcionamiento de la unidad de utilización en la que no se ha detectado la fuga de refrigerante.
En el paso ST14, la unidad de control 8 detiene el uso de la unidad de utilización en la que se ha detectado la fuga de refrigerante. Aquí, "detener el uso de la unidad de utilización" significa detener la operación de enfriamiento mediante el circuito de refrigerante correspondiente a la unidad de utilización en la que se ha detectado la fuga de refrigerante. Por ejemplo, en un caso en el que se detecte la fuga de refrigerante en la unidad de utilización 3a, se detiene el funcionamiento del compresor 11a y se cierra la válvula de expansión del lado de la fuente de calor 13a (es decir, el compresor 11a que se ha detenido bajo el control de detección en espera del paso ST2 permanece detenido, y la válvula de expansión del lado de la fuente de calor 13a que se ha cerrado bajo el control de detección en espera del paso ST2 permanece cerrada). Como resultado, se detiene la operación de enfriamiento por parte del circuito de refrigerante 10a correspondiente a la unidad de utilización 3a. En el paso ST5, la unidad de control 8 continúa la operación de la unidad de utilización en la que no se ha detectado la fuga de refrigerante. Aquí, "continuar la operación de la unidad de utilización" significa continuar la operación de enfriamiento mediante la unidad de utilización en la que no se ha detectado la fuga de refrigerante. Por ejemplo, en un caso en el que no se detecta la fuga de refrigerante en las unidades de utilización 3b y 3c, se restablece el funcionamiento de los compresores 11b y 11c que han sido detenidos temporalmente bajo el control de detección en espera del paso ST2, y se abren las válvulas de expansión de lado de la fuente de calor 13b y 13c que se han cerrado temporalmente bajo el control de detección en espera del paso ST2. Esto permite que los circuitos de refrigerante 10b y 10c correspondientes a las unidades de utilización 3b y 3c continúen la operación de enfriamiento. Como se describió anteriormente, de acuerdo con el procesamiento de los pasos ST14 y ST5, en el caso en que la fuga de refrigerante se detecte basándose en la cantidad de estado del refrigerante en las unidades de utilización 3a, 3b y 3c durante el control de detección en espera, se detiene el uso de la unidad de utilización en la que se ha detectado la fuga de refrigerante. Esto hace posible suprimir la fuga de refrigerante desde la unidad de utilización, en la que el refrigerante se está fugando, al espacio objetivo de acondicionamiento de aire S, y continuar el funcionamiento de la unidad de utilización en la que no hay fugas de refrigerante.
Como resultado, aquí, el sistema de refrigeración 1 provisto de la pluralidad de unidades de utilización 3a, 3b y 3c para un espacio objetivo de acondicionamiento de aire S puede determinar de manera fiable la unidad de utilización en la que el refrigerante tiene fugas y detener el uso de esa unidad de utilización. Esto hace posible minimizar la fuga de refrigerante al espacio objetivo de acondicionamiento de aire S y continuar el funcionamiento de la unidad de utilización en la que no hay fugas de refrigerante, manteniendo así la temperatura del espacio objetivo de acondicionamiento de aire S tanto como sea posible.
<Primera modificación>
Es posible que quede algo de refrigerante en el intercambiador de calor del lado de utilización o en la tubería de refrigerante y similares de la unidad de utilización en la que se ha fugado el refrigerante, incluso después de que se detenga el uso de esa unidad de utilización mediante el procesamiento del paso ST14 en la operación realizada en el caso en el que se haya detectado una fuga de refrigerante. Por esta razón, el refrigerante se puede fugar desde la unidad de utilización, cuyo uso se ha detenido mediante el procesamiento del paso ST14, al espacio objetivo de acondicionamiento de aire S.
Por lo tanto, aquí, en el caso de que exista una unidad de utilización en la que se haya detectado la fuga de refrigerante mediante el procesamiento del paso ST3, el procesamiento del paso ST7 ilustrado en la FIG. 9 se realiza en el momento de realizar el procesamiento del paso ST14. Más específicamente, cuando se detiene el uso de la unidad de utilización en la que se ha detectado la fuga de refrigerante en el paso ST14, se realiza el control de recuperación de refrigerante en el paso ST7 para hacer que se detenga la unidad de fuente de calor, que está conectada a la unidad de utilización para recuperar el refrigerante. Por ejemplo, en un caso en el que se va a detener la unidad de utilización 3a, antes del paso ST14, el compresor 11a es operado temporalmente con la válvula de expansión del lado de la fuente de calor 13a cerrada, y el refrigerante presente en la unidad de utilización 3a es recuperado para la unidad de fuente de calor 2a. Después del control de recuperación de refrigerante en el paso ST7, se realiza el procesamiento del paso ST14 (en el que se detiene el funcionamiento del compresor 11a). El funcionamiento del sistema de refrigeración 1, incluido el paso ST7, también lo realiza la unidad de control 8 que controla los componentes del sistema de refrigeración 1.
Aquí, el control de recuperación de refrigerante se realiza de esta manera en el momento de detener el uso de la unidad de utilización en la que se ha detectado la fuga de refrigerante. De este modo, es posible reducir la cantidad de refrigerante presente en la unidad de utilización que se va a detener. Esto hace posible reducir aún más la cantidad de refrigerante que se escapa desde la unidad de utilización que se va a detener hacia el espacio objetivo de acondicionamiento de aire S.
<Segunda modificación>
También en este caso, el sensor de fuga de refrigerante 6 puede detectar erróneamente gas como en la configuración de la primera realización. Por lo tanto, también en este caso, el procesamiento similar al de la primera modificación de la primera realización (procesamiento del paso ST6 ilustrado en la FIG. 5) se puede realizar en un caso en el que la fuga de refrigerante en el espacio objetivo de acondicionamiento de aire S haya sido detectada mediante el procesamiento del paso ST1 pero la fuga de refrigerante no se ha detectado en ninguna de las unidades de utilización 3a a 3c mediante el procesamiento del paso ST3. Más específicamente, en el caso en el que no se haya detectado la fuga de refrigerante en ninguna de las unidades de utilización 3a a 3c durante el procesamiento del paso ST3, no solo todas las unidades de utilización 3a a 3c continúan la operación durante el procesamiento del paso ST5, sino que también se determina en el paso ST6 la detección errónea por parte del sensor de fuga de refrigerante 6.
Como se describió anteriormente, también en este caso, si el sensor de fuga de refrigerante 6 ha detectado la fuga de refrigerante en el espacio objetivo de acondicionamiento de aire S pero no ha detectado la fuga de refrigerante en ninguna de las unidades de utilización 3a a 3c durante el control de detección en espera, se puede determinar que el sensor de fuga de refrigerante 6 ha detectado erróneamente, por ejemplo, otro gas inflamable distinto del refrigerante. <Tercera Modificación>
Además, también en este caso, el procesamiento anterior de los pasos ST2, ST3, ST14 y ST5, en la operación realizada en el caso en el que se haya detectado la fuga de refrigerante, se puede realizar simultáneamente para todas las unidades de utilización 3a, 3b y 3c, o secuencialmente para las unidades de utilización 3a, 3b y 3c como en la segunda modificación de la primera realización.
Aplicabilidad industrial
La presente invención es ampliamente aplicable a un sistema de refrigeración provisto de una pluralidad de unidades de utilización para un espacio objetivo de acondicionamiento de aire
Lista de signos de referencia
1 Sistema de refrigeración
2, 2a, 2b, 2c Unidad de fuente de calor
3a, 3b, 3c Unidad de utilización
6 Sensor de fuga de refrigerante
8 Unidad de control
10, 10a, 10b, 10c Circuito de refrigerante
14a, 14b, 14c Intercambiador de calor del lado de utilización
16a, 16b, 16c Válvula de entrada
17a, 17b, 17c Válvula de salida

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de refrigeración (1) que comprende:
una pluralidad de unidades de utilización (3a, 3b, 3c) proporcionadas para un espacio objetivo de acondicionamiento de aire e incluyendo cada una un intercambiador de calor del lado de utilización (14a, 14b, 14c) configurado para intercambiar calor entre un refrigerante y aire;
un sensor de fuga de refrigerante (6) configurado para detectar una fuga del refrigerante en una parte inferior del espacio objetivo de acondicionamiento de aire; y en donde
una unidad de control está configurada para, en caso de que el sensor de fuga de refrigerante detecte la fuga de refrigerante, realizar un control de detección en espera en cada una de las unidades de utilización, de manera que el suministro de refrigerante a cada intercambiador de calor del lado de utilización correspondiente se detenga temporalmente, para determinar una unidad de utilización en la que el refrigerante tiene una fuga en función de una cantidad de estado del refrigerante mientras dicha unidad de utilización está bajo control de detección en espera,
detener el uso de la unidad de utilización en la que se ha detectado la fuga de refrigerante y continuar el funcionamiento de una unidad de utilización en la que no se ha detectado la fuga de refrigerante.
2. El sistema de refrigeración de acuerdo con la reivindicación 1 , que comprende además una pluralidad de unidades de fuente de calor (2a, 2b, 2c) que está dispuestas correspondiendo con las respectivas unidades de utilización y cada una constituye un circuito de refrigerante (10a, 10b, 10c) a través del cual circula el refrigerante, estando conectado a la unidad de utilización correspondiente.
3. El sistema de refrigeración de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la unidad de control determina que la fuga de refrigerante ha sido detectada en un caso en el que la cantidad de estado del refrigerante correspondiente a las unidades de utilización bajo el control de detección en espera indica que cualquiera de los circuitos de refrigerante constituidos por la unidad de utilización correspondiente se ha quedado sin gas.
4. El sistema de refrigeración de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, en el que cuando la unidad de control detiene el uso de la unidad de utilización en la que se ha detectado la fuga de refrigerante, la unidad de control realiza un control de recuperación de refrigerante para hacer que la unidad de fuente de calor, que está conectada a la unidad de utilización unidad que va ser detenida, recupere el refrigerante.
5. El sistema de refrigeración de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además una unidad de fuente de calor (2) que está dispuesta en común para la pluralidad de unidades de utilización y constituye un circuito de refrigerante (10) a través del cual circula el refrigerante, al estar conectado a la pluralidad de unidades de utilización.
6. El sistema de refrigeración de acuerdo con la reivindicación 5, que comprende además una válvula de entrada (16a, 16b, 16c) y una válvula de salida (17a, 17b, 17c) dispuestas en un lado de entrada de refrigerante y en un lado de salida de refrigerante, respectivamente, de cada uno de los intercambiadores de calor del lado de utilización,
en donde la unidad de control realiza el control de detección en espera utilizando la válvula de entrada y la válvula de salida.
7. El sistema de refrigeración de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la unidad de control determina que la fuga de refrigerante ha sido detectada en un caso en el que la cantidad de estado del refrigerante correspondiente a las unidades de utilización bajo el control de detección en espera indica que la presión del refrigerante en el correspondiente intercambiador de calor del lado de utilización está próxima a la presión atmosférica.
8. El sistema de refrigeración de acuerdo con la reivindicación 6 o 7, en el que cuando la unidad de control detiene el uso de la unidad de utilización en la que se ha detectado la fuga de refrigerante, la unidad de control realiza un control de cierre de refrigerante para cortar el flujo del refrigerante al intercambiador de calor del lado de utilización de la unidad de utilización que va a ser detenida, utilizando la válvula de entrada y la válvula de salida correspondientes a ese intercambiador de calor del lado de utilización.
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