BRPI0709561A2

BRPI0709561A2 - dispositivo de resfriamento

Info

Publication number: BRPI0709561A2
Application number: BRPI0709561-9A
Authority: BR
Inventors: Emre Oguz; Ersin Donmez
Original assignee: Arcelik As
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2011-07-19
Also published as: EP1996879A1; CN101405548B; WO2007107510A1; CN101405548A

Abstract

<B>DISPOSITIVO DE RESFRIAMENTO.<D>O dispositivo de resfriamento (1) da presente invenção compreende um compressor (5) que tem um cilindro (7) que provê que o fluido de circulação seja succionado e bombeado, um cabeçote de cilindro (8) situado acima do cilindro (7), dirigindo o fluido de circulação succionado e bombeado e uma carcaça (6) que protege o motor e outros elementos.

Description

DISPOSITIVO DE RESFRIAMENTO

A presente invenção se refere ao resfriamento docilindro de compressor.

Em dispositivos de resfriamento, um fluidorefrigerante circulando no ciclo de resfriamento está nafase vapor superaquecido, quando deixa o compressor. 0fluido refrigerante deixando o compressor na fase vapormuda para a fase líquida - vapor no condensador e para afase líquida nas vizinhanças da entrada nos tuboscapilares. O fluido começa a mudar de novo para a faselíquida - vapor a partir da fase líquida com uma diminuiçãoda pressão ao longo do tubo capilar, e atinge o evaporadorna fase líquida - vapor a uma taxa de secagem baixa. Ofluido refrigerante muda para a fase vapor na saída doevaporador, devido à absorção de calor das imediações, denovo atingindo o compressor.

Particularmente nos refrigeradores do tipo doméstico,o vapor de refrigerante à baixa temperatura na saída doevaporador é usado na diminuição da taxa de secagem naentrada do evaporador e no aumento da capacidade deresfriamento do sistema pelo envolvimento da linha desucção sobre o tubo capilar ou pela formação de um trocadorde calor com dutos telescópicos dentro de cada outro. Apóso vapor de refrigerante à baixa pressão e temperatura serrecebido no compressor, o fluido refrigerante passa atravésdo abafador de sucção e do pleno e entra no cilindro, ondeele é comprimido. Nos compressores convencionais, aeficiência do processo de compressão é diminuída e, comoresultado, enquanto a performance do compressor diminui, oconsumo de energia do refrigerador aumenta, uma vez que ocalor gerado durante o processo de compressão não pode serremovido do cilindro.

No estado da técnica do Pedido de Patente Européia N0EP0976993, um circuito de resfriamento externo éestabelecido para resfriamento do cilindro e, após o fluidorefrigerante circular nos canais formados na parede decilindro para resfriamento do cilindro, sai da carcaça decompressor liberando o calor absorvido para o ambiente emum trocador de calor em separado. Mais ainda, no referidodocumento, o fluido refrigerante que é condensado e passapara a fase liquida no condensador no circuito deresfriamento é enviado para o cilindro por um circuitoconectado em série ao sistema e o cilindro é resfriado.

No estado da técnica do Patente dos Estados Unidos daAmérica Nc US4006602, o cilindro é resfriado ao se tirarvantagem do refrigerante à alta pressão na saída docondensador pelo uso de dois condutos paralelos na saída docondensador.

Nos estado da técnica dos documentos e pedidos, osdutos que enviam o refrigerante à alta pressão vindo docondensador para a carcaça de compressor para resfriamentodo cilindro devem ser inteiramente à prova de vazamento.Mais ainda, no caso de o refrigerante recebido a partir dalinha de alta pressão ser usado para resfriamento docilindro, os dutos devem ser conectados de forma rígida àcarcaça e em torno do perímetro do cilindro, uma vez queeste refrigerante circulará nos dutos dentro da carcaça enas paredes de cilindro e esta conexão cria novos percursosque transmitem as vibrações do corpo da carcaça.

O objetivo da presente invenção é projetar umdispositivo de resfriamento compreendendo um compressor,onde a temperatura do cilindro seja efetivamente reduzida.

0 dispositivo de resfriamento projetado para cumprir oobjetivo da presente invenção, explicado na primeira reivindicação e nas respectivas reivindicações da mesma,compreende um circuito de resfriamento de cilindroadicional que provê o uso do refrigerante à alta pressãodeixando o evaporador no resfriamento do cilindro, com umaextremidade se estendendo para a saída de evaporador e a outra extremidade se estendendo em direção ao cilindro eassim dirigindo o refrigerante sobre o cilindro, paralelo àlinha de sucção, enviando o refrigerante a partir da saídade evaporador para o compressor.

Por meio da presente invenção, alguma porção do vaporde refrigerante deixando o evaporador e a qual está a umatemperatura relativamente mais baixa é enviada diretamentepara a carcaça de compressor por meio de uma linha paralelaà linha de sucção e é soprado na parte superior docilindro, provendo um resfriamento do cilindro. Uma vez que este processo é realizado por uma linha paralela, nenhumamodificação é feita na seção que se estende para o tubocapilar e resfria o fluido no tubo capilar; contudo, umacerta quantidade do fluxo passando através desta linha éenviada diretamente para a carcaça de compressor com umalinha paralela bem isolada.

Através do uso da linha à baixa pressão, a necessidadede conexão da carcaça ao circuito de resfriamento decilindro na carcaça por meio de dutos rígidos é eliminada.Uma vez que gás à baixa pressão é usado, a conexão do circuito de resfriamento de cilindro à carcaça pode serrealizada mesmo por dutos elásticos e, desse modo, osproblemas de vibração são evitados.

Mais ainda, a diferença de temperatura entre orefrigerante à baixa temperatura na saída do evaporador e ocilindro é mais alta, se comparada com outras aplicações.Quando a temperatura de cilindro é de 85°C, enquanto adiferença de temperatura é de 50°C, se o refrigerante àbaixa temperatura for recebido a partir da saída docondensador, mas a diferença de temperatura é de 80 0C a90°C, se o refrigerante à baixa temperatura for recebido apartir da saída do evaporador. Conseqüentemente, aefetividade de transferência de calor é aumentada noresfriamento do cilindro.

Em uma outra modalidade da presente invenção, de modoa resfriar o cilindro de compressor efetivamente, aletassão usadas, que correspondem à porção de topo do cilindro,efetuando uma transferência de calor no cabeçote decilindro.

Ainda em uma outra modalidade da presente invenção, odispositivo de resfriamento compreende uma válvulasolenóide que dirige o refrigerante para o circuito deresfriamento de cilindro de uma maneira controlada.Conseqüentemente, a válvula solenóide provê que o circuitode resfriamento de circuito participe no ciclo deresfriamento ao abrir em certos momentos durante o ciclo deresfriamento.

Pelo resfriamento do cilindro, a performance docilindro é aumentada e o consumo de energia do dispositivode resfriamento é reduzido.

O dispositivo de resfriamento projetado para cumpriros objetivos da presente invenção é ilustrado nas figurasanexadas, em que:

Figura 1 - é uma vista esquemática de um dispositivode resfriamento.

Figura 2 - é a vista detalhada de um compressor.

Figura 3 - é a vista de um cabeçote de cilindro.

Figura 4 - é a vista das aletas montadas no cilindro.

Os elementos ilustrados nas figuras são numeradosconforme se segue:

1. Dispositivo de resfriamento

2. Condensador

3. Evaporador

4. Tubo capilar

5. Compressor

6. Carcaça

7. Cilindro

8. Cabeçote de cilindro

9. Linha de sucção

10. Circuito de resfriamento de cilindro

11. Aleta

0 dispositivo de resfriamento (1) da presente invençãocompreende um compressor (5) que tem um cilindro (7) queprovê o fluido de circulação a ser succionado e bombeado,um cabeçote de cilindro (8) situado acima do cilindro (7),dirigindo o fluido de circulação succionado e bombeado euma carcaça (6) que protege o motor e os outros elementos;um condensador (2) provendo o refrigerante que deixa ocompressor (5) como um vapor superaquecido a ser condensadoprimeiramente para a fase líquida - vapor, entãointeiramente para a fase líquida; um ou mais evaporadores(3) provendo a circulação de refrigerante no interior paraa absorção de calor, resfriando as imediações ali; um oumais tubos capilares (4) situados entre o condensador (2) eo evaporador (3) provendo o refrigerante a ser restrito e para entrar na fase liquida - vapor com uma pressão maisbaixa; uma linha de sucção (9) com uma extremidade seestendendo para a saída de evaporador (3) e a outraextremidade para o compressor (5), e um circuito deresfriamento de cilindro (10) posicionado paralelo à linha de sucção (9), provendo dirigir alguma quantidade dorefrigerante à baixa temperatura deixando o evaporador (3)diretamente para o cilindro (7) ou o cabeçote de cilindro(8) (Figura 1 e Figura 2).

Uma extremidade do circuito de resfriamento de cilindro (10) é conectada à saída do evaporador (3), e aoutra extremidade se estende diretamente sobre o cilindro(7) no compressor (5) provendo alguma porção dorefrigerante deixando o evaporador (3) para ser soprada emdireção ao cilindro (7), desse modo resfriando o cilindro (7) .

A linha de sucção (9) se envolve em torno do tubocapilar (4) e se estende para a carcaça (6) de compressor(5) . Conseqüentemente, a temperatura ainda baixa dorefrigerante deixando o evaporador (3) é transferida para o refrigerante fluindo no tubo capilar (4), provendo amanutenção da temperatura do refrigerante entrando noevaporador (3) em um valor baixo. O circuito deresfriamento de cilindro (10) é ligado ao ciclo deresfriamento por ser paralelo a esta linha de sucção (9).

O refrigerante à baixa pressão deixando a carcaça (6)de compressor (5) é comprimido pelo compressor (5) eenviado para o condensador (2). O refrigerante à altapressão passando através do condensador (2) entra no tubocapilar e a pressão é diminuída para aquela da pressão deevaporação. O refrigerante entrando no evaporador (3) eevaporando pela absorção de calor das imediações deixa oevaporador (3) e é disperso para a linha de sucção (9) e ocircuito de resfriamento de cilindro (10). O vapor derefrigerante à baixa temperatura deixando o evaporador (3)absorve calor do fluido no tubo capilar (4) pela ajuda dalinha de sucção (9), desse modo diminuindo o nível desecura do refrigerante entrando no evaporador (3) e dali édirigido para o compressor (5) . Esta modalidade afeta acapacidade de resfriamento do sistema de forma favorável.

O circuito de resfriamento de cilindro (10) dispostoentre a saída de evaporador (3) e o compressor (5), de modoque seja paralelo à linha de sucção (9), é conectado àcarcaça (6) de compressor (5) de modo que envie orefrigerante diretamente a partir da saída de evaporador(3) para as vizinhanças do cilindro (7) . Nesta modalidadeda presente invenção, o refrigerante é enviado para acarcaça (6) a partir de uma abertura que se estendediretamente para a área voltada para a porção superior docilindro (7) . Uma vez que a temperatura do gás deixando oevaporador (3) é substancialmente menor do que atemperatura do cilindro (7) , o cilindro (7) podeefetivamente ser resfriado. O refrigerante que resfria oscabeçotes de cilindro (7) em direção à entrada de abafadoré misturado com o refrigerante que vem da linha de sucção(9) e é recebido no abafador.A temperatura de refrigerante, a qual pode estar nointervalo de -15 0C a +5 0C na saída do evaporador (3),dependendo do tipo do dispositivo de resfriamento (1) , éenviado para a carcaça (6) de compressor (5), de modo quehaja uma elevação de temperatura tão pequena quantopossível por esta linha paralela (10) instalada entre asaída de evaporador (3) e a carcaça (6) de compressor (5).Uma vez que há duas linhas paralelas (9 e 10) entre oevaporador (3) e o compressor (5), a circulação derefrigerante entre os tubos capilares (4) e a linha desucção (9) não é perturbada; esta circulação é realizadaapenas a uma vazão mais baixa.

Em uma outra modalidade da presente invenção, a linhade sucção (9) e o circuito de resfriamento de cilindro (10)do dispositivo de resfriamento (1) têm, cada um, diâmetrosdiferentes, de modo que a distribuição do fluxo derefrigerante em ambas as linhas (9 e 10) possa serajustada.

Ainda em uma outra modalidade da presente invenção, odispositivo de resfriamento (1) compreende uma válvulasolenóide que provê dirigir o refrigerante em direção aocircuito de resfriamento de cilindro (10) de uma maneiracontrolada. Conseqüentemente, a válvula solenóide se abreem certos momentos do ciclo de resfriamento provendo que ocircuito de resfriamento de cilindro (10) participe nociclo de resfriamento. A válvula solenóidepreferencialmente se abre conforme o compressor (5) forenergizado, desse modo permitindo que o refrigerante passee provê que o refrigerante passando através do circuito deresfriamento de cilindro (10) seja soprado sobre o cilindro(7) .

Em uma outra modalidade da presente invenção, odispositivo de resfriamento (1) compreende uma ou maisaletas (11) , que aumentam a área superficial de transferência de calor no cabeçote de cilindro (8),correspondente à porção superior do cilindro (7), de modo aefetivamente resfriar o cilindro (7) do compressor (5) . Asaletas (11) podem ser produzidas a partir de um material decobre ou de alumínio como peças separadas, ou também podem ser produzidas em uma peça com o cabeçote de cilindro (8)(Figura 3 e Figura 4).

No dispositivo de resfriamento (1) da presenteinvenção, a circulação de refrigerante é provida,preferencialmente, por um compressor hermético e alternativo (5).

Por meio da presente invenção, a utilização dorefrigerante à baixa pressão na saída de evaporador (3)para resfriamento do cilindro (7) proveu o aumento naperformance do sistema pelo resfriamento do cilindro (7)desta maneira e, daí, resultou na diminuição do consumo deenergia no dispositivo de resfriamento (1).

Claims

1. Dispositivo de resfriamento (1) que compreende umcompressor (5) que tem um cilindro (7) que provê que ofluido de circulação seja succionado e bombeado, umcabeçote de cilindro (8) situado acima do cilindro (7) ,dirigindo o fluido de circulação succionado e bombeado euma carcaça (6) protegendo o motor e outros elementos; umcondensador (2) provendo que o refrigerante deixando ocompressor (5) como vapor superaquecido seja condensado,mudando primeiramente para a fase líquida - vapor, então,inteiramente para a fase líquida; um ou mais evaporadores(3) provendo que o refrigerante circulando no interiorabsorva calor, resfriando suas imediações; um ou mais tuboscapilares (4) situados entre o condensador (2) e oevaporador (3), provendo que o refrigerante seja restrito eentre na fase líquida - vapor com uma pressão mais baixa;uma linha de sucção (9) com uma extremidade que se estendepara a saída de evaporador (3) e a outra extremidade para ocompressor (5) e caracterizado pelo fato de um circuito deresfriamento de cilindro (10) posicionado paralelo à linhade sucção (9) , provendo dirigir uma certa quantidade dorefrigerante à baixa temperatura deixando o evaporador (3)diretamente para o cilindro (7) ou o cabeçote de cilindro(8).

2. Dispositivo de resfriamento (1), de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de um circuito deresfriamento de cilindro (10) com uma extremidade conectadaà saída de evaporador (3) e a outra extremidade seestendendo diretamente sobre o cilindro (7) no compressor(5), provendo soprar parte do refrigerante deixando oevaporador (3) em direção ao cilindro (7).

3. Dispositivo de resfriamento (1), de acordo com areivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de uma linhade sucção (9) e um circuito de resfriamento de cilindro(10) que tem diâmetros diferentes, de modo que a dispersãode vazão de refrigerante possa ser ajustada.

4. Dispositivo de resfriamento (1), de acordo comqualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizadopelo fato de uma válvula solenóide provendo controlardiretamente o refrigerante para o circuito de resfriamentode cilindro (10).

5. Dispositivo de resfriamento (1), de acordo comqualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizadopelo fato de uma ou mais aletas (11) que aumentam a áreasuperficial de transferência de calor no cabeçote decilindro (8) correspondente à porção superior do cilindro(7), de modo a efetivamente resfriar o cilindro (7).