ITTO981041A1

ITTO981041A1 - Condizionatore d'aria a piu' unita' avente una sezione di bypass per regolare la portata di refrigerante.

Info

Publication number: ITTO981041A1
Application number: IT001041A
Authority: IT
Inventors: Hyug-Bum Park
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1998-04-06
Filing date: 1998-12-11
Publication date: 2000-06-11
Also published as: KR100274257B1; IT1303580B1; CN1231401A; JPH11294880A; ITTO981041A0; KR19990079430A; ES2147524B1; US6026654A; ES2147524A1

Description

DE S C R I ZI O N E PRECEDENTI DELL INVENZIONE

1. Campo dell'Invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un condizionatore d’aria a più unità collegato con un compressore e con almeno due scambiatori di calore interni.

2. Descrizione della tecnica precedente

In generale, un condizionatore d’aria comprende un compressore, uno scambiatore di calore interno, un tubo capillare e uno scambiatore di calore esterno per regolare le condizioni dell’aria interna ad una condizione ottima per mezzo di un refrigerante che circola attraverso queste.

Recentemente, è disponibile un condizionatore d’aria a più unità. Il condizionatore d’aria a più unità è così definito poiché comprende una pluralità di scambiatori di calore interni collegati rispettivamente l’uno all’altro in parallelo e tali scambiatori di calore sono collegati ad un compressore di alta capacità in serie. Gli scambiatori di calore interni del condizionatore d’aria a più unità vengono installati in rispettive zone delle camere.

Un esempio.di un tale condizionatore d’aria a più unità viene illustrato nella figura 1.

Come illustrato nella figura, il condizionatore d’aria a più unità comprende due compressori 11 e 12, uno scambiatore di calore esterno 20 e tre scambiatori di calore interni 51, 52a e 52b.

Lo scambiatore di calore esterno 20 comprende un percorso di circolazione 21 attraverso il quale viene fatto circolare il refrigerante compresso nel compressore 11, e due percorsi di circolazione 22a, 22b attraverso i quali vengono fatte circolare rispettive porzioni nel refrigerante compresso nel compressore 12. Le uscite dei due percorsi 22a, 22b convergono in 22c,

Una uscita del percorso di circolazione 21 è collegata con lo scambiatore di calore interno a unità singola 51 tramite un tubo del refrigerante 1. Un tubo capillare 31 per ridurre la pressione del refrigerante che passa attraverso viene installato nel tubo refrigerante 1 tra il percorso di circolazione 21 e lo scambiatore di calore interno a unità singola 51.

Un altro tubo del refrigerante 2 collegato con il percorso di circolazione a più unità 22 è suddiviso in due rami rispettivamente collegati con gli scambiatori di calore interni a più unità 52a e Un tubo capillare 33 è installato nel tubo del refrigerante 2 a monte del punto in cui quest'ultimo è suddiviso in due rami 2a, 2b per ridurre la pressione del refrigerante. Un tubo 3 di controllo del flusso provvisto di una valvola di controllo del flusso 43 è collegato in parallelo con il tubo capillare 33. Quando la valvola 43 è aperta, refrigerante scorre attraverso e bipassa il tubo capillare 33.

I rami 2a e 2b sono provvisti di tubi capillari 32a e 32b, rispettivamente, e una coppia di valvole di apertura/chiusura 42a e 42b sono collegate a uno rispettivo dei tubi capillari 32a e 32b in serie.

Una uscita dello scambiatore di calore interno a unità singola 51 è collegato con un ingresso del compressore 11 a unità singola, e le uscite di entrambi gli scambiatori di calore interni a più unità 52a e 52b sono collegate con un ingresso del compressore a più unità 12.

Nel condizionatore d’aria a più unità costruito come sopra, una prima quantità di refrigerante viene fatta circolare attraverso un ciclo di circolazione del refrigerante a unità singola, cioè il refrigerante compresso nel compressore a unità singola 11 viene fatto circolare successivamente attraverso il percorso di circolazione a unità singola 21 dello scambiatore di calore esterno 20, il tubo capillare 31, lo scambiatore di calore interno a unità singola 51 e nuovamente al compressore a unità singola 11.

Una seconda quantità di refrigerante compresso nel compressore a più unità 12 viene fatta circolare attraverso un ciclo di circolazione di refrigerante a più unità, cioè il refrigerante compresso nel compressore a più unità 12 viene successivamente fatto circolare attraverso il percorso di circolazione a più unità 22 dello scambiatore di calore esterno 20, i tubi capillari 32 e 33, gli scambiatori di calore interni a più unità 52a e 52b, e nuovamente al compressore a più unità 12.

Vengono rispettivamente controllate le operazioni dei cicli di circolazione di refrigerante a unità singola e a più unità.

Più specificamente, quando entrambi gli scambiatori di calore interni a più unità 52a e 52b vengono utilizzati simultaneamente, la valvola di controllo del flusso 43 si trova nella posizione chiusa, mentre entrambe le valvole di apertura/ chiusura 42a e 42b sono in una condizione aperta.

La valvola di controllo del flusso 43 viene aperta ed una 42a delle valvole di apertura/ chiusura 42a e 42b è chiusa, quando soltanto uno (ad esempio 52b) degli scambiatori di calore interni a più unità 52a e 52b è in uso. In questo caso, il refrigerante scorre attraverso la valvola di controllo del flusso 43 in modo che questo non scorra attraverso il tubo capillare 33. Pertanto, una quantità moderata di refrigerante per una compressione efficiente può essere inviata. nuovamente nel compressore a più unità 12 esclusivamente dallo scambiatore di calore interno 52b .

Tuttavia, il condizionatore d’aria a più unità convenzionale presenta inconvenienti quali spiegati in seguito.

Quando soltanto uno (ad esempio 52b) degli scambiatori di calore interni 52a e 52b viene fatto funzionare, la modesta quantità del refrigerante per la compressione viene rinviata al compressore a più unità 12 poiché la vàlvola di controllo del flusso 43 è aperta. Nello stesso tempo, tuttavia, l’apertura della valvola 43 fa si che la quantità di refrigerante inviato in uno degli scambiatori di calore interni 52b in uso venga aumentata. Di conseguenza, una parte del refrigerante inviato nello scambiatore di calore interno 52b viene evaporata in modo incompleto e alimentata nel compressore 12 in una condizione liquida il che provoca un difetto di funzionamento del compressore 12. Inoltre, una quantità eccessiva di refrigerante inviata nello scambiatore di calore interno 52b può provocare un congelamento dell’evaporatore mentre viene evaporati in questo.

SOMMARIO DELL’INVENZIONE

Di conseguenza, uno scopo della presente invenzione è quello di provvedere un condizionatore d’aria a più unità per regolare la portata del refrigerante di uno scambiatore di calore interno in una misura ragionevole indipendentemente da quanti degli scambiatori di calore interni del condizionatore d’aria a più unità sono in uso.

Lo scopo viene realizzato mediante il condizionatore d’aria a più unità che comprende un compressore per comprimere un refrigerante, uno scambiatore di calore esterno per ridurre la temperatura del refrigerante compresso dal compressore, una coppia di scambiatori di calore interni collegati tra loro in parallelo tra lo scambiatore di calore esterno e il compressore, una coppia di dispositivi di riduzione della pressione rispettivamente installati in tubi per il refrigerante che collegano lo scambiatore di calore esterno con una coppia di scambiatori di calore interni, una coppia di valvole di apertura/chiusura rispettivamente installate nei tubi per refrigerante e una sezione di by-pass per riportare una parte del refrigerante nuovamente nell'ingresso del compressore prima che tale parte del refrigerante raggiunga lo scambiatore di calore interno quando una delle valvole di apertura/chiusura è chiusa. Più specificamente, la sezione di bipasso comprende un tubo di bipasso che collega l'ingresso dello scambiatore di calore esterno con l’ingresso del compressore, e una valvola di by-pass installata nel tubo di by-pass che deve essere aperta quando una delle valvole di apertura/chiusura è chiusa. Preferibilmente, il dispositivo di riduzione della pressione è un tubo capillare installato nel tubo di by-pass per ridurre la pressione del refrigerante bipassato attraverso il tubo di by-pass.

Perciò, quando uno degli scambiatori di calore interni non viene fatto funzionare, poiché la sua valvola di apertura/chiusura è chiusa, la valvola di by-pass viene aperta. Di conseguenza, una parte del refrigerante compresso dal compressore viene inviato*, all'ingresso del compressore, in modo che la portata del refrigerante introdotto in uno scambiatore di calore interno attivo può essere mantenuta ad un valore ragionevole.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

I precedenti scopo e vantaggi risulteranno più evidenti da una forma di realizzazione preferita della stessa descritta in dettaglio con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

la figura 1 è una vista schematica che illustra un esempio di un condizionatore d'aria a più unità convenzionale, e

la figura 2 è una vista schematica che illustra una costruzione di un condizionatore d'aria a più unità secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLA FORMA DI REALIZZAZIONE PREFERITA

Un condizionatore d'aria a più unità secondo la forma di realizzazione preferita della presente invenzione viene illustrato nella figura 2.

Riferendosi alla figura 2. uno scambiatore di calore esterno 120 ha una coppia di percorsi di circolazione, cioè un percorso di circolazione a unità singola (121) e un percorso di circolazione a più unità (122).

Un ingresso del percorso di circolazione a unità singola (121) è collegato con una uscita di un compressore a unità singola (111), mentre una sua uscita è collegata con uno scambiatore di calore interno a unità singola 151. Un tubo capillare 131 è installato in un tubo per refrigerante 101 che collega l’uscita del percorso di circolazione a unità singola con lo scambiatore di calore interno a unità singola 151. Inoltre, l'uscita dello scambiatore di calore interno a unità singola 151 è collegata con l’ingresso del compressore a unità singola 111.

Pertanto, un ingresso del percorso di circolazione a più unità 122 è collegato con una uscita del compressore a più unità 122 tramite il tubo 122a. L'uscita del percorso di circolazione 122 è collegata ad una coppia di scambiatori di calore interni a più unità 152a f\ 152b. Le uscite di tali scambiatori di calore 152a, 152b sono collegate a tubi 153a e 153b, rispettivamente, e tali tubi sono collegati all’ingresso del compressore a più unità 112 tramite il tubo 153c. Più specificamente, un tubo di by-pass 161 di una sezione di by-pass 164 collega una porzione terminale del percorso di circolazione a più unità 122 (cioè una porzione prossima all’ingresso del percorso) al tubo 153c, cioè all’ingresso del compressore a più unità 111. Inoltre, la sezione di by-pass 164 comprende un tubo capillare 163, e una valvola di by-pass 162, installata nel tubo di by-pass 161.

Il refrigerante scaricato dall’uscita del percorso di circolazione a più unità 122 scorre attraverso un tubo per refrigerante 102. Il tubo per refrigerante 102 ha due rami 102a, 102b che sono rispettivamente collegati agli scambiatori di calore interni a più unità 152a e 152b. Inoltre, tubi capillari di riduzione della pressione 132a e 132b e valvole di apertura/chiusura 142a e 142b sono installati in uno rispettivo dei rami 102a,102b.

Come descritto sopra, il condizionatore d’aria a più unità secondo la forma di realizzazione preferita della presente invenzione è suddiviso in un ciclo di refrigerante a unità singola e in un ciclo di refrigerante a più unità,rispettivamente.

Nel ciclo a unità singola, il refrigerante scaricato dal compressore a unità singola 111 viene fatto circolare attraverso il percorso di circolazione a unità singola 121 dello scambiatore di calore esterno 120, il tubo capillare 131, lo scambiatore di calore interno a unità singola 151 e introdotto nuovamente nel compressore a unità singola 111.

Nel ciclo a più unità, gli scambiatori di calore interni a più unità 152a e 152b vengono selettivamente tatti funzionare mediante una coppia di valvole di apertura/chiusura 142a e 142b.

Verrà ora descritto in maggiore dettaglio il funzionamento del ciclo a più unità.

Dapprima,' quando entrambi gli scambiatori di calore interni a più unità 152a e 152b vengono fatti funzionare simultaneamente, entrambe le valvole di apertura/chiusura 142a e 142b sono in una condizione aperta, e la valvola di by-pass 162 è chiusa.

In questa condizione, refrigerante compresso nel compressore a più unità passa attraverso il percorso di circolazione a più unità 122 e lo scambiatore di calore esterno 120. Poiché la valvola di by-pass 162 è in una condizione chiusa, il refrigerante non viene bipassato all'ingresso del compressore a più unità 112 attraverso il tubo di by-pass 161, ma viceversa viene scaricato attraverso l'uscita del percorso di circolazione a più unità 122. Il refrigerante scaricato dalla uscita del

percorso di circolazione a più unità 122 scorre

attraverso il tubo per refrigerante 102 sino a che

viene suddiviso nei due rami di questo e quindi

le correnti divise di refrigerante perdono pressione

nel tubi capillari 132a e 132b. Il refrigerante che

passa nei tubi capillari 132a e 132b viene

introdotto nei due scambiatori di calore interni ^ 152a e lS2b per essere sottoposto a scambio di

calore. Il refrigerante scaricata dagli scambiatori

di calore interni 152a e 152b viene quindi riunito

nel tubo 153a per essere introdotto nel compressore

a più unità 112.

In secondo luogo, quando soltanto uno, ad

esempio lo scambiatore di calore 152b, dei due

scambiatori di calore interni 152a e 152b viene

fatto funzionare, la valvola di apertura/chiusura

142 del tubo per refrigerante 102 collegata allo

scambiatore di calore interno inattivo 152a viene

chiusa, e la valvola di by-pass 162 è aperta.

Di conseguenza, il refrigerante dAl compressore

a più unità 112 viene introdotto nel percorso di

circolazione a più unità 122, e una quantità

predeterminata di tale refrigerante viene bipassata

all'ingresso del compressore a più unità 112 tramite il tubo di by-pass 161. Il refrigerante bipassato tramite il tubo di by-pass 161 perde pressione mentre passa attraverso il tubo capillare 163. La ragione per cui il tubo capillare 163 £ installato nel tubo di by-pass 161 è di ridurre la pressione del refrigerante già pressurizzato, in modo che il refrigerante non diventi eccessivamente pressurizzato come risultato del passaggio ulteriore attraverso il compressore 112.

La porzione di refrigerante che non viene bipassata dal percorso di circolazione 122 scorre nello scambiatore di calore interno a più unità 152b tramite il tubo per refrigerante 102. Il refrigerante scorre soltanto attraverso il ramo di tubo 120b la cui valvola di apertura/chiusura 142b è aperta. Perciò, il refrigerante viene introdotto nello scambiatore di calore interno a più unità 152b collegato alla valvola di apertura/chiusura aperta 142b .

Come descritto, una quantità predeterminata del refrigerante introdotto nel percorso di circolazione a più unità dello scambiatore di calore esterno 122 viene bipassatft. al compressore a più unità 112 tramite il tubo di by-pass 161, in modo che la portata di refrigerante introdotto nell'ingresso del compressore viene regolata ad una quantità ragionevole, come anche la portata di refrigerante introdotta nello scambiatore di calore interno a più unità che è in uso.

Secondo la presente invenzione, come descritto sopra, quando uno di due scambiatori di calore interni a più unità è in uso, una quantità predeterminata del refrigerante viene bipassata al compressore a unità multiple tramite la sezione di by-pass e così non viene introdotta nello scambiatore di calore interno. Di conseguenza, la portata del refrigerante introdotto nell’ingresso del compressore, e la portata del refrigerante che scorre allo scambiatore di calore interno possono sempre essere mantenute ad un valore ragionevole. Come risultato, viene impedito che una quantità eccessiva di refrigerante venga inviata nello scambiatore di calore interno, cosicché lo scambiatore di calore interno non può congelare. Inoltre, si impedisce che il refrigerante venga introdotto nel compressore in una condizione liquida, cosicché viene migliorata la affidabilità del compressore.

Sebbene la presente invenzione sia stata illustrata e descritta in modo particolare con riferimento ad una sua forma di reaiizzazione preferita, è sottinteso dalle persone esperte nella tecnica che varie modifiche nella forma e nei dettagli possano essere effettuate senza scostarsi dallo spirito e dallo scopo della invenzione quale definite nelle rivendicazioni allegate.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. - Condizionatore d'aria a più unità, comprendente : un compressore per comprimere un refrigerante, uno scambiatore di calore esterno avente un ingresso collegato ad una uscita del compressore, una pluralità di scambiatori di calore interni aventi ciascuno un ingresso ed una uscita, le uscite degli scambiatori di calore essendo collegate ad un ingresso del compressore, tubi per refrigerante che collegano rispettivi ingressi dello scambiatore di calore in parallelo ad una uscita dello scambiatore di calore esterno, una pluralità di dispositivi di riduzione della pressione disposti in uno dei rispettivi tubi, una pluralità di valvole' di apertura/ chiusura montate in uno rispettivo dei tubi per aprire e chiudere selettivamente la comunicazione tra i rispettivi ingressi dello scambiatore di calore e l’uscita dello scambiatore di calore esterno, e un tubo di by-pass apribi1e/chiudibile per riportare una porzione del refrigerante all'ingresso del compressore prima che tale porzione di refrigerante raggiunga gli scambiatori di calore interni, il tubo di by-pass essendo aperto quando una delle valvole di apertura/ehiusura è chiusa.
2. - Condizionatore d’aria secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre una valvola di by-pass disposta per aprire e chiudere il tubo di by-pass .
3. - Condizionatore d'aria secondo la rivendicazione 2, in cui il tubo di by-pass comunica con lo scambiatore di calore esterno in una posizione tra l'ingresso e l’uscita dello stesso.
4. - Condizionatore d'aria secondo la rivendicazione 3. in cui il tubo di by-pass comunica con lo scambiatore di calore esterno in una posizione più vicina al suo ingresso che alla sua uscita.
5. - Condizionatore d’aria secondo la rivendicazione 3, comprendente inoltre un d ispositivo di riduzione della pressione disposto nel tubo di by-pass.
6.- Condizionatore d'aria secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre un dispositivo di riduzione della pressione disposta nel tubo di by-pass.
7. Condizionatore d'aria a più unità comprendente: un primo ed un secondo compressore per comprimere un refrigerante, uno scambiatore di calore esterno avente un primo ed un secondo percorso di circolazione separati, il primo percorso avendo un ingresso collegato ad una uscita del primo compressore, e il secondo percorso avendo un ingresso collegato all’uscita del secondo compressore, un primo scambiatore di calore interno avente un ingresso ed una uscita, l'uscita collegata ad un ingresso del primo compressore, un primo tubo per refrigerante che collega l’ingresso del primo scambiatore di calore ad una uscita del primo percorso di circolazione, un primo dispositivo di riduzione della pressione disposto nel primo tubo per refrigerante, una prima valvola di apertura/chiusura montata sul primo dispositivo refrigerante per aprire e chiudere selettivamente la comunicazione tra il primo scambiatore di calore e l'uscita del primo percorso di circolazione, una pluralità dì secondi scambiatori di calore interni aventi ciascuno un ingresso ed una uscita, l’uscita dei secondi scambiatori di calore collegata ad un ingresso del secondo compressore, una pluralità di secondi tubi per refrigerante colleganti rispettivi ingressi dei secondi scambiatori di calore in parallelo ad una uscita del secondo percorso di circolazione, una pluralità di secondi dispositivi di riduzione della pressione disposti in uno rispettivo dei secondi tubi di refrigerazione, una pluralità di seconde valvole di apertura/chiusura montate su uno rispettivo dei secondi tubi di refrigerazione per aprire e chiudere selettivamente la comunicazione tra i rispettivi ingressi dei secondi scambiatori di calore e l’uscita del secondo percorso di circolazione, e un tubo di by-pass apribile/chiudibile per rinviare una porzione del refrigerante all'ingresso del secondo compressore prima che tale porzione del refrigerante raggiunga i secondi scambiatori di calore interni, il tubo di by-pass essendo aperto quando una delle seconde valvole di apertura/chiusura è chiusa.
8. - Condizionatore d’aria secondo la rivendicazione 7, comprendente inoltre una valvola di by-pass disposta per aprire e chiudere il tubo di by-pass .
9. - Condizionatore d’aria secondo la rivendicazione 8, in cui il tubo di by-pass comunica con il secondo percorso di circolazione in una posizione tra il suo ingresso e l’uscita.
10.- Condizionatore d'aria secondo la rivendicazione 9, in cui il tubo di by-pass comunica con il secondo percorso di circolazione in una posizione più prossima al suo ingresso che alla sua uscita.
11 . Condizionatore d’aria secondo 1a rivendicazione 9, comprendente inoltre un dispositivo di riduzione della pressione disposto nel tubo di by-pass. 12. - Condizionatore d'aria secondo la rivendicazione 7, comprendente inoltre un dispositivo di riduzione della pressione disposto nel tubo di by-pass.