ES2225028T3 - Circuito de derivacion de un compresor de gas caliente que utiliza un circuito separador de aceite. - Google Patents
Circuito de derivacion de un compresor de gas caliente que utiliza un circuito separador de aceite.Info
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Abstract
Un método de operar un ciclo de refrigeración, que comprende las etapas de: (1) proporcionar un compresor (22) que tiene una entrada de succión (32) para recibir un refrigerante a comprimir y una salida (25) para suministrar un refrigerante comprimido a un destino de aguas abajo, proporcionar un separador de aceite (24) en comunicación con la mencionada salida (23), y que es operable para separar aceite del refrigerante comprimido, y proporcionar una tubería de retorno (34) desde el mencionado separador de aceite (24) de retorno al mencionado compresor (22) para retornar un aceite separado; (2) proporcionar una válvula controlable (36) para bloquear o permitir selectivamente el flujo a través de la mencionada tubería de retorno (34) entre el mencionado separador de aceite (24) y el mencionado compresor (22), y (3) permitir que el flujo del refrigerante a través del mencionado separador de aceite (24) de retorno al mencionado compresor (22) a través de la mencionada tubería de retorno, cuando se efectúe una determinación de que sería deseable derivar el refrigerante comprimido desde la mencionada salida (23) de retorno al mencionado compresor (22), para reducir con efectividad la capacidad del evaporador.
Description
Circuito de derivación de un compresor de gas
caliente que utiliza un circuito separador de aceite.
La invención está relacionada con una forma
exclusiva de utilización de un circuito separador de aceite para
combina su función con un circuito de derivación de gas
caliente.
Los circuitos de derivación de gas caliente se
utilizan ampliamente para controlar la capacidad de enfriamiento de
los sistemas de refrigeración. La esencia del método es
redireccionar una parte del flujo de descarga del compresor
conforme pase a través de un separador de aceite de retorno al lado
de succión, para reducir con efectividad la capacidad del
evaporador, sin tener que modular el flujo del compresor.
La separación parcial de aceite de la mezcla de
aceite-gas que deja abandona la descarga del
compresor se utiliza frecuentemente para minimizar las tasas de
circulación de aceite del sistema de refrigeración (véase por
ejemplo el documento US-A-5199271).
El aceite separado del gas de descarga en el separador de aceite es
retornado hacia el lado de succión del compresor, mientras que el
gas refrigerante con una cantidad mínima de aceite se permite que
avance hacia el condensador. Esto asegura un funcionamiento fiable
del compresor puesto que se mantiene una cantidad suficiente de
lubrificante en el compresor en todo momento. Al mismo tiempo, se
reduce la cantidad de aceite dispersado en el sistema y acumulado
sobre las superficies de transferencia de calor de los
intercambiadores de calor (tales como el evaporador, condensador,
economizador e intercambiador de calor de succión de líquido,
etc.). En consecuencia, se mejora el rendimiento global del
sistema.
Ambos circuitos de derivación de gas caliente y
de separación de aceite son frecuentemente elementos necesarios de
un sistema de refrigeración. En los sistemas del arte previo (véase
por ejemplo el documento
US-A-4180986), cada uno de estos
circuitos requería conjuntos independientes de válvulas, tuberías de
conexión, estructura de soporte, cableado de alimentación eléctrica
y hardware de control. La adición de los componentes necesarios
incrementaba en forma global el costo, complicaba la geometría, y
repercutía en el mantenimiento. Adicionalmente, las tuberías
adicionales originaban más posibilidades de fugas del
refrigerante. Todos los factores anteriores complicaban el diseño
del sistema de refrigeración en los mercados altamente competitivos
y sensibles a la fiabilidad de los sistemas de aire acondicionado y
de refrigeración.
De acuerdo con un primer aspecto de la invención,
se proporciona un método de funcionamiento de un ciclo de
refrigeración según la reivindicación 1.
De acuerdo con un segundo aspecto de la
invención, se proporciona un sistema de refrigeración según la
reivindicación 3.
De acuerdo con un tercer aspecto de la invención,
se proporciona un sistema de refrigeración según la reivindicación
8.
Una ventaja de la invención es la consecución de
una operación de derivación del gas caliente sin la necesidad de
incluir tuberías de flujo adicionales o válvulas en el sistema de
refrigeración, en donde se ha instalado ya un separador de aceite
para separar y hacer retornar el aceite hacia la carcasa del
compresor.
En una realización expuesta, la operación de un
separador de aceite está acoplada con la operación de un circuito de
derivación de gas caliente. Una válvula de solenoide controlada
electrónicamente y una tubería de flujo que son parte del sistema
de separación de aceite y de retorno de aceite se utilizan también
para llegar a formar parte del circuito de derivación de gas
caliente. Cuando un controlador llama a la iniciación de la
derivación de gas caliente, esto se consigue mediante la apertura
de la válvula de solenoide y derivando el vapor de la tubería de
descarga en el separador de aceite, y a continuación dentro de la
carcasa del compresor a través de la descarga de sistema de
conexión de la tubería de flujo y de las zonas de succión.
Así pues, la derivación de gas caliente en este
método no precisa de ninguna tubería de flujo adicional o válvulas
con respecto a la que se encuentran en uso para el circuito de
separación de aceite. La presente invención proporciona así una
derivación de gas caliente sin complicar indebidamente el
sistema.
Estas ventajas de la presente invención pueden
ser comprendidas mejor a partir de la siguiente memoria técnica y
del dibujo, siendo una descripción breve la expuesta a
continuación.
La figura 1 es una vista esquemática de un
sistema de refrigeración.
La figura 2 muestra una válvula alternativa.
La figura 1 muestra un sistema refrigerante 20
que incluye un compresor 22 que tiene una tubería de salida 23 que
conduce a un separador de aceite 24. El separador de aceite es un
conocido componente y por tanto no se describirá con detalle aquí.
Como es conocido, el compresor 22 comprime el refrigerante y lo
suministra a un condensador 26. Desde el condensador 26, el
refrigerante pasa a una válvula de expansión 30 y después a un
evaporador 28. Desde el evaporador 28, el refrigerante pasa a una
tubería de entrada o succión 32, y después al compresor 22. Por
supuesto, esta es una descripción muy simplificada del ciclo de
refrigeración. Esta invención puede ser incorporada conjuntamente
con un ciclo economizador y su intercambiador de calor asociado,
tuberías de expansión, válvulas de expansión, etc., tal como el
sistema mostrado en la figura que es típica de una refrigeración
para el transporte de productos. Tales aplicaciones requieren
frecuentemente una derivación de gas caliente para mantener el
control ajustado de la temperatura de un cargamento perecedero con
unos requisitos reducidos de enfriamiento del sistema.
Esta invención es aplicable a una amplia variedad
de compresores, incluyendo por ejemplo compresores de voluta,
compresores de movimiento alternativo de vaivén y compresores
helicoidales.
Tal como se muestra, el separador de aceite 24
incluye un volumen de aceite 42 en su fondo. Una tubería de retorno
34 conecta el separador de aceite 24 a una carcasa del compresor
35. El control 38 abre y cierra una válvula controlada
electrónicamente 36. La válvula 36 controlada electrónicamente está
situada en la tubería 34 para permitir o bloquear el flujo entre el
separador de aceite 24 y el compresor 22. Esta válvula se abre a
intervalos predeterminados para permitir que el aceite acumulado en
el separador de aceite retorne a la carcasa del compresor. Tal como
es conocido, los ciclos de refrigeración modernos tienen controles
electrónicos que controlan la operación de varios componentes del
sistema. El control 38 puede ser uno de dichos tipos, el cual está
programado además para controlar la operación de la válvula 36.
La válvula 36 puede ser una válvula de solenoide
que tenga una posición de abierto y de cerrado. Además para
controlar el retorno de aceite a la carcasa del compresor, el
control 38 tiene también un algoritmo incorporado para reconocer
cuando será deseable la derivación de gas caliente desde la tubería
de descarga 23 de retorno a la entrada del compresor 22. Esta
aplicación no se extiende a instantes determinantes cuando sería
deseable dicha derivación. Es conocido dentro del arte del
refrigerante que bajo ciertas condiciones operativas es deseable la
derivación del gas caliente, y el control del compresor 38 estaría
programado para reconocer dichos eventos.
En dichos instantes, el control 38 abre la
válvula de solenoide 36 para permitir al gas que sea derivado desde
la tubería de descarga 23 y que circule a través del separador de
aceite 24 y después al compresor 22. Cuando se determine que la
derivación ya no es deseable, el control 38 cierra de nuevo la
válvula 36. Así mismo, si se ha acumulado una cantidad
predeterminada de aceite en el separador de aceite 24, la válvula
36 puede abrirse también para hacer retornar el aceite de nuevo
hacia la carcasa del compresor.
La figura 2 muestra una alternativa en la que la
válvula 40, que se muestra esquemáticamente, está montada dentro del
separador 24. Para los fines de esta aplicación, el término montado
en la tubería de retorno se refiere bien sea a la posición de la
figura 1 o de la figura 2.
Con la presente invención, se consigue una
derivación de gas comprimido hacia la carcasa del compresor sin
ninguna tubería de flujo adicional, componentes o estructuras
adicionales, excepto lo que se haya requerido ya para un circuito
de separación del aceite. Expuesto de otra forma, se utilizan los
componentes existentes del circuito separador de aceite para
conseguir la derivación del gas caliente.
Aunque se ha expuesto una realización preferida
de esta invención, el técnico especializado en este arte reconocerá
que ciertas modificaciones podrían incorporarse dentro del alcance
de esta invención, según se define en las siguientes
reivindicaciones.
Claims (10)
1. Un método de operar un ciclo de refrigeración,
que comprende las etapas de:
- (1)
- proporcionar un compresor (22) que tiene una entrada de succión (32) para recibir un refrigerante a comprimir y una salida (25) para suministrar un refrigerante comprimido a un destino de aguas abajo, proporcionar un separador de aceite (24) en comunicación con la mencionada salida (23), y que es operable para separar aceite del refrigerante comprimido, y proporcionar una tubería de retorno (34) desde el mencionado separador de aceite (24) de retorno al mencionado compresor (22) para retornar un aceite separado;
- (2)
- proporcionar una válvula controlable (36) para bloquear o permitir selectivamente el flujo a través de la mencionada tubería de retorno (34) entre el mencionado separador de aceite (24) y el mencionado compresor (22), y
- (3)
- permitir que el flujo del refrigerante a través del mencionado separador de aceite (24) de retorno al mencionado compresor (22) a través de la mencionada tubería de retorno, cuando se efectúe una determinación de que sería deseable derivar el refrigerante comprimido desde la mencionada salida (23) de retorno al mencionado compresor (22), para reducir con efectividad la capacidad del evaporador.
2. Un método según la reivindicación 1, en el que
un controlador (38) opera una válvula (36) controlada
electrónicamente en la mencionada tubería de retorno, para
conseguir el bloqueo seleccionado o permitir el flujo a través de la
mencionada tubería de retorno, y siendo abierta la mencionada
válvula (36) controlada electrónicamente cuando se efectúe la
determinación de que la derivación es deseable.
3. Un sistema de refrigeración que comprende:
un compresor (22) que tiene una tubería de
succión de refrigerante (32) y una salida de refrigerante (23) y una
unidad de compresor para comprimir un refrigerante;
un separador de aceite (24) en comunicación con
la mencionada salida (23), que es operable el mencionado separador
de aceite (24) para separar el aceite del mencionado refrigerante
en la mencionada salida (23);
una tubería de retorno de aceite (34) para
retornar el aceite desde el mencionado separador de aceite (24) al
mencionado compresor (22); y
una válvula (36) montada en la mencionada tubería
de retorno de aceite (34), y un control (38) para operar la
mencionada válvula (36), en la que el mencionado control (38) abre
la mencionada válvula (36) para permitir que circule refrigerante a
través de dicho separador de aceite en retorno a dicho compresor a
través de dicha tubería de retorno, cuando se efectúa una
determinación de que es deseable una derivación del refrigerante
desde la mencionada salida (23) a dicho compresor, con el fin de
reducir con efectividad la capacidad del evaporador.
4. Un sistema según la reivindicación 3, en el
que la mencionada válvula (36) es una válvula controlada
electrónicamente.
5. Un sistema según la reivindicación 4, en el
que la mencionada válvula (36) controlada electrónicamente es una
válvula de solenoide.
6. Un sistema según la reivindicación 3, 4 ó 5,
en el que el mencionado compresor (22) es un compresor de
voluta.
7. Un sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 6, en el que el mencionado sistema es parte de
un sistema de transporte con refrigeración.
8. Un sistema de transporte con refrigeración,
que comprende:
un contenedor a refrigerar; y
un sistema tal como el expuesto en cualquiera de
las reivindicaciones 3 a 7.
9. Un sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 8, en el que la mencionada válvula (36) se abre
también para permitir que el aceite fluya desde el mencionado
separador de aceite (24) hasta el mencionado compresor (22).
10. Un sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 9, en el que la mencionada válvula (36) está
montada en la mencionada tubería de retorno (34) en el mencionado
separador (24) de aceite.
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