ES2248157T3 - Unidad refrigeradora. - Google Patents

Abstract

Unidad refrigeradora transportable para mantener un volumen de transporte a una temperatura definida, comprendiendo un circuito cerrado de refrigeración (70) que, en serie, incluye un compresor multietapa (60), un condensador (50, 71), un dispositivo de expansión (80) y un evaporador (30) dispuestos en dicho volumen de transporte (16), un motor eléctrico (124) de velocidad controlada accionando dicho compresor, y un controlador (90) detectando una temperatura presente dentro de dicho volumen de transporte (16) y controlando dicho motor eléctrico (124) con el fin de proporcionar el poder refrigerador requerido en dicho evaporador (30) para mantener dicha temperatura definida y minimizar el consumo de energía, dicho controlador (90) operando dicho circuito cerrado de refrigeración (70) entre un poder refrigerador mínimo posible y un poder refrigerador máximo posible dentro de una secuencia de diferentes etapas operacionales.

Description

Unidad refrigeradora.

Esta invención se refiere a una unidad refrigeradora transportable para mantener un volumen de transporte a una temperatura definida, comprendiendo un circuito cerrado de refrigeración que en serie incluye un compresor multietapa, un condensador, un dispositivo expansor y un evaporador dispuestos en dicho volumen de transporte, así como también un motor eléctrico de velocidad controlada que acciona dicho compresor.

Tales aparatos refrigeradores transportables están, por ejemplo, descritos en un artículo de R.D. Heap, "Contenedors refrigerados en...".

Por la patente de los EE.UU. 4.787.211 se conoce un sistema de refrigeración que emplea compresores multietapa.

El objeto de la presente invención es aportar una unidad refrigeradora transportable que proporcione un consumo minimizado de energía en combinación con una estabilidad optimizada de la temperatura dentro del volumen de transporte con independencia del medio ambiente.

Este objeto se consigue por medio de una unidad refrigeradora transportable para mantener un volumen de transporte a una temperatura definida, comprendiendo un circuito cerrado de refrigeración que, en serie, incluye un compresor multietapa, un condensador, un dispositivos expansor y un evaporador, dispuestos en dicho volumen de transporte, un motor eléctrico de velocidad controlada que acciona dicho compresor y un controlador que detecta una temperatura presente dentro de dicho volumen de transporte, y que controla dicho motor eléctrico con el fin de proporcionar el poder refrigerador requerido en dicho evaporador para mantener dichos temperatura definida y minimizar el consumo de energía, dicho controlador operando dicho circuito cerrado de refrigeración entre una poder mínimo de refrigeración y un poder máximo de refrigeración dentro de una secuencia de diferentes etapas operacionales que comprenden una etapa operacional más baja (etapa 1) y una secuencia de, al menos, dos etapas operacionales más altas (etapas 2 a 4), dicho controlador operando dicho circuito cerrado de refrigeración en cada una de dichas etapas operacionales más altas (etapas 2 a 4) a una capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor, diferente de dicha capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor en dichas otras etapas operacionales más altas y, dentro de dichas respectivas etapas operacionales más altas, en un modo ininterrumpido, y ajustando dicho poder refrigerador aportado por dicho circuito cerrado de refrigeración por medio de un regulación de la velocidad, esencialmente continuo, de dicho motor eléctrico.

La ventaja de la presente invención se puede apreciar por el hecho de que, debido a la secuencia de diferentes etapas operacionales, se puede hacer que el compresor funcione dentro de un intervalo razonable de velocidad, lo cual es ventajoso para una diseño de compresor optimizado y un consumo optimizado de la energía del compresor, pero que, dentro del intervalo de velocidades, se pueden conseguir diferentes niveles de poder refrigerador usando diferentes etapas operacionales del circuito cerrado de refrigeración, lo cual hace posible minimizar el consumo de energía de todo el sistema.

Según la presente invención el control de la velocidad del motor eléctrico se podría conseguir por varios medios. Resultó ser ventajoso, para el motor eléctrico de velocidad controlable, que fuese un motor de c.a. de frecuencia controlada, porque, en tal motor de c.a. controlado por frecuencia, el consumo de energía se puede reducir de acuerdo con la velocidad del motor eléctrico controlable.

Según las definiciones antes mencionadas de la presente invención la forma en la que el controlador opera el compresor en de dicha etapa operacional baja no está definida. Es, en particular, ventajoso si en dicha etapa operacional más baja dicho controlador opera dicho compresor en un modo interrumpido a baja velocidad y ajusta dicha capacidad de refrigeración necesaria al ajustar, al menos, uno de los parámetros que comprenden el intervalo de interrupción y la velocidad,

La ventaja de esta realización de la presente invención es que, en la etapa operacional baja, se permite poner en marcha y parar el compresor para poder controlar el poder refrigerador bajo del circuito cerrado de refrigeración y mantener el consumo de energía en función de la capacidad de refrigeración requerida pero para mantener un cierto nivel de velocidad si el compresor es operable para mantener un nivel razonable de eficiencia del compresor.

Es, en particular, ventajoso si el controlador, en dicha etapa operacional baja, mantiene dicha velocidad de dicho compresor esencialmente constante y varía el intervalo de interrupción, por ejemplo, los intervalos dentro de los cuales se pone en marcha y se para el compresor para que el poder refrigerador se controle solo controlando los intervalos de interrupción.

Una ventaja particular, en tal realización, es si, si en dicho modo operacional más bajo dicha velocidad de dicho compresor se encuentra dentro de la dimensión de la velocidad mínima posible para el compresor. Esto significa que el compresor se opera a la velocidad más baja permisible, para la operación apropiada, y que si solo se necesita un poder refrigerador que sea menor que el poder refrigerador aportado a esa velocidad mínima, se llega a realizar una disminución adicional interrumpiendo la funcionamiento del compresor.

En relación con las explicaciones antes mencionadas de varias realizaciones de la presente invención no se ha definido cómo el controlador determina la poder refrigerador requerido.

Una manera de determinar el poder refrigerador requerido sería detectar solamente la temperatura presente dentro de dicho volumen de transporte y reducir la velocidad del compresor al nivel más bajo posible.

Una manera más ventajosa de determinar la poder refrigerador requerido es comparar la temperatura presente dentro del volumen de transporte con la temperatura del aire ambiental.

Con respecto a la detección de la temperatura dentro del volumen de transporte no se ha definido la localización de la detección en conexión con la explicación de las realizaciones antes mencionadas.

En general, la temperatura dentro del volumen de transporte se puede detectar en cualquier parte dentro del mismo.

Para obtener una respuesta rápida de la detección de la temperatura resulta ventajoso si el controlador detecta la temperatura dentro de la corriente de aire que circula dentro de dicho volumen de transporte porque en tal caso el controlador obtiene los valores correctos de la temperatura con un corto tiempo de respuesta.

Además, es ventajoso detectar la temperatura dentro de dicho volumen de transporte cerca de dicho evaporador porque en este caso el poder refrigerador requerido se puede determinar con más precisión.

En general, el controlador podría arrancar en la etapa operacional más alta o en la etapa operacional más baja y seguir la secuencia de etapas operacionales hasta que se obtenga la temperatura deseada.

Es una ventaja si el controlador, para poder responder con precisión a los cambios de temperatura, selecciona la etapa operacional actualmente necesaria de acuerdo con el poder refrigerador requerido.

Según se ha expuesto arriba y de acuerdo con la presente invención sería posible tener una capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor de dicho circuito cerrado de refrigeración dentro de, al menos, una de dichas etapas operacionales más altas, sin embargo, para diseñar un sistema controlable con facilidad es ventajoso si dicha capacidad de refrigeración, relacionada con la velocidad del compresor, de dicho circuito cerrado de refrigeración es constante dentro de cada una de dichas etapas operacionales más altas.

La capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor podría variar también, con respecto la etapa operacional más baja, sin embargo, también es una ventaja si dicha capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor de dicho circuito cerrado de refrigeración es constante dentro de dicha etapa operacional más baja.

Resultó que, con respecto al diseño de costo eficaz de la unidad refrigeradora de esta invención, era ventajoso que dicha capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor de dicho circuito cerrado de refrigeración fuese la misma que la capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor en una de dichas etapas operacionales más altas que comprenda el intervalo más bajo de poder refrigerador de dicha secuencia de etapas operacionales más altas.

Si el controlador tiene la posibilidad de cambiar desde una etapa operacional más alta a otra etapa operacional tal cambio se define con ventaja por medio de una poder refrigerador respectivo. Para evitar, en este poder refrigerador respectivo, un cambio rápido hacia atrás y adelante entre una etapa operacional más alta y la otra etapa operacional resulta ventajoso si el controlador cambia desde una etapa operacional más alta a otra etapa operacional más alta con una histéresis con respecto al nivel del poder refrigerador, lo que significa que el poder refrigerador, al cual el controlador cambia desde una etapa operacional superior a la siguiente etapa operacional más alta, es más alto que el poder refrigerador al cual el controlador cambia desde la etapa operacional más alta a la siguiente etapa operacional más baja.

En el transcurso de tal cambio desde una etapa operacional a la siguiente etapa operacional el poder refrigerador aportado por el circuito cerrado de refrigeración podría descontrolarse.

Esto se evita si dicho controlador, en el transcurso de una transición desde una de dichas etapas operacionales más altas a otra de dichas etapas operacionales más altas, mantiene el control total del poder refrigerador, aportado por dicho circuito cerrado de refrigeración, ajustando la velocidad de dicho compresor de acuerdo con el cambio de la capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor.

Esto quiere decir que incluso en el transcurso de una transición desde una etapa operacional a la siguiente etapa operacional, lo cual tiene la consecuencia de que la correspondiente capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor cambie, todavía se mantiene el control preciso del poder refrigerador aportado debido al hecho de que el controlador, incluso en el transcurso de tal transición, aún es capaz de ajustar el poder refrigerador ajustando la velocidad del compresor.

Una realización provechosa de la presente invención es la que aporta un compresor diseñado en forma de compresor multietapa el cual es operable en un primer modo usando un número reducido de etapas y un segundo modo usando todas las etapas de dicho compresor para comprimir refrigerante. Tal diseño posee la utilidad de cuando se opera el compresor en un reducido número de etapas se puede reducir la capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor y además se reduce el consumo de energía debido a la menor cantidad de energía que se necesita para que el compresor multietapa funcione con un reducido número de etapas.

Es un ventaja particular que tal compresor multietapa sea controlable por medio de dicho circuito cerrado de refrigeración con el fin de que opere en dicho primer modo o dicho segundo modo.

Es una utilidad particular, según la presente invención, si dicho compresor funciona, en una de dichas etapas operacionales más altas, en dicho primer modo y en otra de dichas etapas operacionales más altas dicho compresor funciona en el segundo modo porque entonces se pueden definir diferentes etapas operacionales, operando el compresor en distintos modos, por ejemplo, un primer y un segundo modos, y el controlador se puede usar para conmutar el compresor entre dicho primer modo y dicho segundo modo.

En una realización de una utilidad particular se ha previsto que dicho controlador cambie pasando de una etapa en la que el controlador opere en dicho primer modo a la etapa en la que el compresor opere en dicho segundo modo a un nivel definido de poder refrigerador que sea más alto que el nivel definido de poder refrigerador al cual el controlador cambia, desde la etapa operacional en la que el compresor opere en dicho segundo modo, a la etapa operacional en la que el compresor opere en dicho primer modo. Tal histéresis que se usa para cambiar entre dos etapas operacionales es beneficiosa hasta donde evite que el controlador, en cierto nivel de poder refrigerador, cambie hacia atrás y adelante entre las etapas operacionales y que, por lo tanto, aporte una característica de control inestable lo cual, en particular, tiene la consecuencia de que las tolerancias con respecto a la temperatura definida dentro del volumen de transporte aumenten.

En otra realización provechosa según la presente invención, se suministra un economizador en dicho circuito cerrado de refrigeración.

Tal economizador se podrá diseñar para que fuese operable por completo dentro de todo el intervalo operacional de la unidad refrigeradora.

Sin embargo, un beneficio particular es si dicho controlador puede conmutador dicho economizar entre una modo de economizador parado y un modo de economizador en marcha.

Si en una de dichas etapas operacionales más altas, el circuito cerrado de refrigeración está controlado para que opere en un modo de economizador parado y, en otra de dichas etapas operacionales superiores, dicho circuito cerrado de refrigeración está controlado para que opere en un modo de economizador en marcha, es de una utilidad particular para proporcionar diferentes capacidades de refrigeración relacionadas con la velocidad del compresor. Tal realización de la presente invención tiene la ventaja de que, dentro del mismo intervalo de velocidades del compresor, se pueden obtener diferentes capacidades de refrigeración relacionadas con la velocidad del compresor y estas diferentes capacidades de refrigeración, relacionadas con la velocidad del compresor, dan también por resultado un consumo distinto de energía por parte del compresor, porque el consumo de energía del compresor en el modo del compresor en marcha aumenta con respecto al modo de compresor parado.

Para evitar un comportamiento inestable de la unidad refrigeradora y, por lo tanto, para evitar tolerancias de temperaturas en aumento, debidas a condiciones inestables, una realización beneficiosa prevé que dicho controlador cambie desde la etapa operacional en la cual el circuito cerrado de refrigeración está en el modo del economizador parado a la etapa operacional en la que el circuito cerrado de refrigeración está en el modo de economizador en marcha, en un nivel definido del poder refrigerador en el cual el controlador cambia de la etapa operacional en la que el circuito cerrado de refrigeración está en el modo de economizador en marcha a la etapa operacional en la que el circuito cerrado de refrigeración está en modo de economizador parado.

El objeto antes mencionado se consigue además por medio de un contenedor refrigerado que comprenda un alojamiento termoaislado circundando una volumen de transporte a refrigerar, una unidad refrigeradora para refrigerar aire que circula dentro de dicho volumen de refrigeración de transporte, en el que dicha unidad refrigeradora está diseñado según los rasgos principales de las diversas realizaciones tal como se ha expuesto antes.

Ventajas adicionales de la presente invención son el asunto de la detallada descripción de una realización de la presente invención. En los dibujos:

La figura 1 muestra una vista en corte a lo largo de la línea 1-1 de la figura 2 de un contenedor equipado con una realización de la presente invención;

La figura 2 muestra una vista en corte a lo largo de la línea 2-2 de la figura 1;

La figura 3 muestra un esquema de los diversos componentes de la unidad refrigeradora según la presente invención;

La figura 4 muestra detalles del compresor a una escala aumentada, y

La figura 5 muestra una representación esquemática de la relación entre capacidad de refrigeración y velocidad del compresor en diversas etapas de operación.

Un contenedor refrigerado 10, destinado para el transporte de cargas perecederas 12, tal como por ejemplo, pescado congelado, carne congelada, carne refrigerada, fruta o chocolate o bulbos florales, comprende un alojamiento de contenedor termoaislado 14 que circunda un volumen de transporte 16 que está refrigerado por medio de la unidad refrigeradora 18.

Dentro del alojamiento aislado se hace circular aire por medio de un ventilador de evaporador 20 que recibe una corriente de aire de retorno 22 que se extiende a lo largo de una tapa 24 del alojamiento 14 y que sopla esta corriente de aire de retorno 22 a través de un evaporador 30 de manera que la corriente de aire se refrigera y después se sopla hacia el fondo 26 del alojamiento 14 en forma de corriente de aire de suministro 23 y que se extiende a lo largo del fondo 26 entre las barras en T 28 de un suelo de barras en T del alojamiento 14.

Es preferible que el ventilador del evaporador 20 y el evaporador 30 estén dispuestos en una porción frontal 32 del alojamiento 14.

Es preferible que el evaporador 30 se extienda por encima de una porción muy importante de la anchura de la porción frontal 32 entre las paredes laterales 34 y 36 del alojamiento 14.

Es preferible que una pared delantera 38 de la porción frontal 32 se extienda hacia abajo, desde la tapa 14 a lo largo de un extremo delantero 40 del alojamiento 14 y, debajo del evaporador 30, una porción 42 de la pared delantera 38 retroceda desde el extremo delantero 40 para formar un espacio 44 entre el extremo delantero 40 y la porción 42 de la pared delantera 38 que está separada del volumen de transporte 16 por la porción 42 y en la que están dispuestos un condensador 50 y un compresor 60. El espacio 44 se puede penetrar por medio de una corriente 52 de aire ambiental que se extiende por el condensador 50 y alrededor de compresor 60 para enfriar el condensador 50 y del compresor 60, dicha corriente 52 de aire ambiental estando soplada a través del espacio 54 por un ventilador de condensador 54.

El evaporador 30, el condensador 50 y el compresor 60 son parte de un circuito cerrado de refrigeración 70 mostrado con detalle en la figura 3.

Según se puede ver en la figura 3, el compresor 60 al recibir el refrigerante evaporado comprime este refrigerante y lo descarga dentro de la tubería de descarga 62 que se extiende entre la lumbrera de descarga del compresor 64 y la lumbrera de entrada 66 del condensador 50.

Después de haber pasado por el condensador 50, el refrigerante sale por una lumbrera de salida 68 y se alimenta a un condensador enfriado por agua 71 por medio de la tubería 72. Después de haber pasado por el condensador enfriado por agua 71, el refrigerante condensado pasa por un filtro de secado 74, colocado en la tubería 76 que guía el refrigerante condensado hasta el economizador 77. Después de haber pasado por el economizador 77 el refrigerante condensado se pasa por medio de la tubería de alimentación 78 a la válvula termoelectrónica 80 la cual es el dispositivo expansor y, desde la válvula termoelectrónica 80 a una lumbrera de entrada 82 del evaporador 30 y, después de haberse evaporado dentro del evaporador 30, a la lumbrera de salida 84 la cual está conectada a una entrada de compresor 88 por medio de la tubería de aspiración 88.

El circuito cerrado de refrigeración 70 está controlado por un controlador 90 que está conectado a un detector de temperatura 92 que detecta la temperatura de la corriente de aire de retorno 22 antes de que entre en el evaporador 30. El controlador 90 está además conectado al detector de temperatura 94 que detecta la temperatura dentro del evaporador 30 y, aún más, está conectado a detectores de temperatura 96, suministrados para detectar la temperatura de la corriente de aire de alimentación 23 que viene del evaporador 30 y está guiado hacia atrás dentro del volumen de transporte 16 para refrigerar la carga 12.

El controlador 90 está además conectado al detector de temperatura 98 suministrado en la tubería de aspiración 88 para detectar la temperatura de aspiración del compresor 60. Además, la tubería de aspiración 88 está también equipada con un transductor de baja presión 100.

Además, la tubería de descarga 62 está equipada con el detector de temperatura 102 el cual también está conectado al controlador 90.

El controlador 90 controla además la presión dentro del condensador enfriado por agua 71 por medio del transductor de presión 104.

El economizador 77 está refrigerado por medio de refrigerante condensado, ramificado desde la tubería 76 por la tubería 106 y alimentado a la termoválvula 108 que controla la cantidad de refrigerante que fluye al economizador 77. Después de haber pasado el economizador 77, la cantidad de refrigerante se guía a una entrada de media presión 110 del compresor 60 por medio de la tubería 112.

La termoválvula 108 está controlada por la temperatura del compresor 60, que detecta el detector de temperatura 114, y la presión dentro de la tubería 112, que se detecta por medio del tubo capilar 116 que se extiende desde la tubería 112 hasta la termoválvula 108.

El economizador 77 se puede poner en marcha y parar por medio de la válvula de solenoide 120 colocada dentro de la tubería 106 y que esta controlada por el controlador 90.

El controlador 90 controla además el controlador de la frecuencia 122, el cual controla la velocidad de un motor 124 que acciona el compresor 60.

El controlador 90 está también conectado a detectores del temperatura de la carga 126 para detectar la temperatura de la carga y al detector de la temperatura ambiente 128 para detectar la temperatura del aire ambiental usado para un condensador de refrigeración 50.

El controlador 90 controla además los ventiladores del evaporador 20 y el ventilador de condensador 54.

Según se muestra en la figura 4 el compresor 60 es un compresor bietápico con, por ejemplo, dos cilindros formando una primera etapa de baja presión 130, y dos cilindros formando una segunda etapa de alta presión 132.

La primera etapa 130 se puede desconectar por medio de una válvula de solenoide134 que es capaz de cerrar una entrada de baja presión 136 de la primera etapa 130 la cual está conectada a la entrada del compresor 86.

Una entrada de media presión 138 de la segunda etapa 132 y una salida de media presión 140 de la primera etapa 130 están internamente conectadas por un conducto interno 142 dispuesto dentro del compresor 60 y este conducto interno está conectado a la tubería de aspiración 88 vía una válvula de retención 144 para permitir una conexión de la tubería de aspiración 88 con la entrada de media presión 138 de la segunda etapa 132.

Mientras que la válvula de solenoide 134 mantenga abierta la entrada de baja presión 136, la primera etapa 130 genera una presión media dentro del conducto de media presión 142 la cual está por encima de la presión en la entrada de baja presión 136 y, por consiguiente, de la presión dentro de la tubería de aspiración 88. En este caso, la válvula de retención 144 se cierra de forma que el refrigerante procedente de la tubería de aspiración 88 entre en la entrada de baja presión 136 de la primera etapa 130.

Si, no obstante, la válvula de solenoide 134 cierra la entrada de baja presión 136, la presión dentro del conducto de media presión 142 disminuirá y la válvula de retención 144 se abrirá para dejar que el refrigerante procedente de la tubería de aspiración 88 entre directamente en el conducto de media presión 142 con el fin de verse guiado hasta la entrada de media presión 138 de la segunda etapa 132, la cual, en cualquier caso, comprime refrigerante y descarga refrigerante comprimido a través de la salida de alta presión 146 que está conectada a la descarga del compresor 64.

Por lo tanto, el compresor 60 se puede operar en un primer modo, en el que la válvula de solenoide 134 está cerrada y solo la segunda etapa 132 es operativa, o en un segundo modo en el que ambas etapas 130 y 132 son operativas.

Para desescarchar el evaporador 30, el controlador 90 está adaptado para controlar los elementos calefactores 150 dentro de intervalos de tiempo que se pueden determinar. Después de haberse encendido los elementos calefactores 150 se pueden apagar cuando se detecte una temperatura prefijada en el detector de temperatura 94, porque entonces se puede asumir que el evaporador 30 está desescarchado por
completo.

Además el controlador 90 puede activar o desactivar el condensador enfriado por agua. Cuando el condensador enfriado por agua 71 no está activado el condensador enfriado por aire 50 se refrigera por medio del ventilador del condensador 54, el cual se puede operar a diversas velocidades. La velocidad real del ventilador del condensador 54 se controla de acuerdo con la presión real detectada por el transductor de alta presión 104.

Si el controlador 90 activa el condensador enfriado por agua 71 el ventilador del condensador 54 está desconectado.

Además, el sensor de la temperatura de descarga 102 se usa para detectar la temperatura de descarga de la descarga del refrigerante por medio del compresor 60 y el controlador 90 reducirá la velocidad del compresor 60 en caso de que la temperatura del refrigerante de descarga exceda un cierto nivel.

La unidad refrigeradora según la presente invención se opera como sigue:

El circuito cerrado de refrigeración 70 se puede operar en diversas etapas según el poder refrigerador exigido en el evaporador 30 para mantener una temperatura definida dentro del volumen de transporte 16.

Si en el evaporador 30 se requiere un poder refrigerador entre 0 y un nivel A, el circuito cerrado de refrigeración 70 se operará en la etapa operacional 1.

El compresor 60 se opera, en la etapa 1, en el primer modo, por ejemplo, con la primera etapa 130 desactivada. Además, en la etapa 1 el economizador 77 es inoperable de forma que el circuito cerrado de refrigeración 70 proporciona la capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad más baja posible del compresor, la cual se puede definir para que sea una primera capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor.

Además el compresor 60 está, en la etapa 1, funcionando a un nivel de velocidad mínima que está indicado por medio de una (a).

Para controlar el poder refrigerador el controlador 90 activará y desactivará el compresor 60, con lo que cuando el compresor 60 esté activado funcionará a un nivel de velocidad mínima (a) y, después de que el evaporador 30 ha proporcionado suficiente poder enfriador a la corriente de aire de alimentación 23, el compresor 60 se desactivará.

Incluso aunque el compresor 60 se encienda y apague pasados ciertos intervalos de tiempo la precisión del control de la temperatura dentro del volumen de la carga 16 es todavía alta debido a la inercia lo suficiente alta de todo el sistema y debido al bajo poder refrigerador que se necesita.

El circuito cerrado de refrigeración 70 se puede operar además en la etapa operacional 2 la cual se extiende entre el nivel (A) del poder refrigerador y el nivel (B).

En esta etapa el circuito cerrado de refrigeración 70 se puede además operar con la primera capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor la cual es idéntica a la capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor en la etapa operacional 1.

Sin embargo, el compresor 60 en la etapa operacional 2, está funcionando de manera ininterrumpida y el poder refrigerador aportado en el evaporador 30 será controlado controlando la velocidad del compresor 60.

Se puede conseguir con facilidad una transición entre la etapa operacional 1 y la etapa operacional 2 terminando las interrupciones temporales en la operación del compresor 60 y manteniendo el compresor en marcha continua de tal manera que, debido a la primera capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad compresor, en el evaporador se proporciona un poder refrigerador según el nivel (A). Si en el evaporador 30 se requiere un poder refrigerador más alto se puede alterar la velocidad del compresor 60 hasta que el valor (b), el cual corresponde al nivel (B) del poder refrigerador cuando el circuito cerrado de refrigeración 70 opere con la primera capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor.

El controlador 90 está además adaptado para accionar el circuito cerrado de refrigeración 70 en la etapa operacional 3, según se indica en la figura 5.

La etapa operacional 3 se extiende desde un poder refrigerador correspondiente al nivel (H) hasta un poder refrigerador correspondiente al nivel (C).

En la etapa 3 el compresor 60 se opera en su segundo modo en el cual su primera etapa 130 y su segunda etapa 132 son operables para que el compresor opere como un compresor bietápico. En la etapa operacional 3 el economizar 77 es todavía inoperable.

Debido al hecho de que el compresor 60 está ahora funcionando en su segundo modo, por ejemplo, como un compresor bietápico, la capacidad de refrigeración, relacionada con la velocidad del compresor, del circuito cerrado de refrigeración 70 es más alta que cuando el compresor solo se opera con su primer modo de tal manera que, en la etapa operacional 3, el circuito cerrado de refrigeración 70 se opera con una segunda capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor.

El controlador 90, para controlar el poder refrigerador aportado en el evaporador 30, controla la velocidad del compresor 60 entre su velocidad mínima, la cual corresponde al nivel (g), y la velocidad máxima posible en el etapa operacional 3, que corresponde al nivel (d).

Se puede llevar a cabo una transición entre la etapa operacional 2 y la etapa operacional 3 solo con una cierta histéresis para evitar el cambio rápido hacia atrás y adelante del controlador entre la etapa operacional 2 y la etapa operacional 3.

Para obtener tal histéresis, el circuito cerrado de refrigeración 70 se operará en la etapa operacional 2 hasta que el nivel (B) del poder refrigerador y, cuando el nivel (B) se alcance, el compresor 60 se hará cambiar desde su primer modo hasta su segundo modo y, por consiguiente, el circuito cerrado de refrigeración 70 se operará con la segunda capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor de manera que la velocidad del compresor 60 se tiene que reducir desde el nivel (b) hasta el nivel (c) si solo se requiere poder refrigerador de nivel (B).

Si, no obstante, el circuito cerrado de refrigeración se opera en la etapa operacional 3 y, en el evaporador 30 se requiere poder refrigerador del nivel el (B), el circuito cerrado de refrigeración permanecerá en la etapa operacional 3. Incluso si el poder refrigerador requerido se reduce el circuito cerrado de refrigeración 70 seguirá estando en la etapa operacional 3 hasta un nivel (H) del poder refrigerador que está por debajo del nivel (B).

Si el poder refrigerador requerido se baja al nivel (H) el compresor 60 se cambiará desde su segundo modo, usado en la etapa operacional 3, a su primer modo usado en la etapa operacional 2. Como la primera capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor es más baja que la segunda capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor el nivel de velocidad del compresor 60, el cual es (a) en el nivel (H) del poder refrigerador se tiene que aumentar hasta el nivel (h).

El controlador 90 pude además operar el circuito cerrado de refrigeración 70 en la etapa operacional 4. El compresor 60, en la etapa operacional 4, se opera en su segundo modo, por ejemplo, como un compresor bietápico y, además, el economizador 77 es operable en la etapa operacional 4.

Debido al hecho de que el economizador 77 es capaz de aumentar aún más la capacidad de refrigeración, relacionada con la velocidad del compresor, del circuito cerrado de refrigeración 70 en la etapa operacional 4, el circuito cerrado de refrigeración 70 tendrá una tercera capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor, la cual es la capacidad de refrigeración más alta disponible relacionada con la velocidad del compresor.

Una transición entre la etapa operacional 3 y la etapa operacional 4 también es posible con alguna clase de histéresis.

Si el circuito de refrigeración 70 se opera en la etapa operacional 3 y tiene la segunda capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor, el poder refrigerador máximo posible se define por medio del nivel (C) y se obtiene en el nivel de velocidad (d). En este punto el controlador 90 pone el evaporador 77 en marcha accionando la válvula de solenoide 120 para que abra la tubería 106.

Después de abrir la válvula de solenoide 120 tiene un lugar un así llamado "paso progresivo del economizador", lo que significa que economizador 77 empieza a afectar a la capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor y este "paso progresivo del economizador" termina si el economizador 77 es operable por completo. Durante este "paso progresivo del economizador" el controlador 90 adaptará la velocidad del compresor 60 en respuesta al poder refrigerador aportado en el evaporador 30 y en respuesta al poder refrigerador requerido. Si, por ejemplo, se requiere un poder refrigerador que corresponda al nivel (C), el controlador 90 reducirá la velocidad del compresor 60 de acuerdo con el efecto creciente del economizador 70 sobre la capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor.

Si, no obstante, durante el "paso progresivo del economizador", el poder refrigerador requerido en el evaporador 30 se encuentra entre el nivel (C) y el nivel (D), el controlador 90 reducirá la velocidad del compresor hasta un grado menor de forma que, al final del "paso progresivo del economizador" el circuito cerrado de refrigeración 70 aportará el respectivo poder refrigerador.

Si durante el "paso progresivo del economizador" el poder refrigerador requerido en el evaporador 30 alcanza el nivel (D), la velocidad del compresor 60 no aumentará, pero, debido al efecto creciente del economizado 77 sobre la capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor, el nivel (D) del poder refrigerador se alcanzará, después de cierto intervalo de tiempo, a una velocidad del compresor en el nivel (d) la cual corresponde al poder refrigerador en el nivel (C) en la etapa operacional 3.

Si el circuito cerrado de refrigeración 70 está en la etapa operacional 4 y el poder refrigerador requerido en el evaporador 30 disminuye, el circuito cerrado de refrigeración 70 se mantiene en la etapa operacional 4, incluso si el nivel de poder refrigerador desciende por debajo del nivel (C), mientras que se alcance el nivel (F), el cual está debajo del nivel (C).

Después de que se haya alcanzado el nivel F del poder refrigerador el economizador 77 se parará de forma que tenga lugar un así llamado "debilitamiento progresivo del economizador", debido al hecho de que el economizador 77, de repente, no afecta a la capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor.

Por consiguiente, el controlador 90 ajustará la velocidad del compresor 60 en respuesta al cambio en la capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor debido al "debilitamiento progresivo el economizador" hasta que se alcance la segunda capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor, de forma que el circuito cerrado de refrigeración 70 ha vuelto a la etapa operacional 3.

Si el poder refrigerador requerido corresponde, aproximadamente, al nivel (F) el controlador 90 subirá la velocidad de compresor 60 según el grado de "debilitamiento progresivo del economizador".

Si, no obstante, durante el "debilitamiento progresivo del economizador" el poder refrigerador requerido baja hasta el nivel (G) el controlador 90 mantendrá la velocidad a un nivel (f) de forma que el poder refrigerador del circuito cerrado de refrigeración baje de acuerdo con el "debilitamiento progresivo del economizador".

El circuito cerrado de refrigeración 70 se puede operar, en la etapa operacional 4, entre el nivel (F) hasta el poder refrigerador más alto posible el cual corresponde al nivel (E).

Como ejemplo con fines ilustrativos, se realizará una puesta enmarca de la unidad refrigeradora transportable, según la presente invención, por medio de controlador 90, como sigue:

Según se ilustra en la figura 5, si la unidad refrigeradora se pone en marcha el compresor 60 empieza a funcionar, a la velocidad mínima, según se indica en el nivel (a), en la figura 5. Además, los ventiladores del evaporador 20 empiezan a funcionar,

Si el poder refrigerador requerido en el evaporador 30 está en la región entre cero y el nivel (A) la unidad refrigeradora se opera en la etapa operacional 1 en la que el compresor 60 funciona a la velocidad mínima en el nivel (a) y se detendrá después de que se haya obtenido el nivel que temperatura que se desee en el evaporador 30. Incluso aunque el compresor 60 se pare temporalmente la precisión del control de la temperatura dentro del volumen de la carga 16 es todavía alto porque el sistema completo tiene inercia suficiente debido a la baja capacidad de refrigeración requerida.

Si el poder refrigerador requerido en el evaporador 30 sobrepasa el nivel (A) el compresor 60 se opera en la etapa operacional 2 y el controlador 90 controlará la capacidad de refrigeración controlando solo la velocidad a la que el compresor 60 se opera.

El circuito cerrado de refrigeración 70 se mantiene dentro de la etapa operacional 2 hasta que se requiera un poder refrigerador en el nivel (B) o más alto. Si se requiere un poder refrigerador de nivel (B) o más alto, el controlador 90 cambia el circuito cerrado de refrigeración 70 desde la etapa operacional 2 a la etapa operacional 3. La capacidad de refrigeración del circuito cerrado de refrigeración 70, en el segundo modo, se aumenta y por esta razón se tiene que bajar la velocidad a la que compresor 60 se acciona. Esto permite que se obtenga una capacidad de refrigeración más alta a una velocidad del compresor 60 incluso más baja, de forma que incluso se puede obtener una capacidad de refrigeración más alta si la velocidad del compresor 60 se aumenta de nuevo. El circuito cerrado de refrigeración 70 se puede controlar, en la etapa operacional 3, controlando la velocidad del compresor 60.

El controlador 90, cuando se requiera el nivel (C) o más alto de poder refrigerador, cambia el circuito cerrado de refrigeración 70 desde la etapa operacional 3 a la etapa operacional 4.

En la etapa operacional 4, el controlador 90 controla el poder refrigerador variando, de manera ininterrumpida, la velocidad del compresor 60.

El requisito de refrigeración dentro del volumen de la carga 16 se puede detectar de diversas maneras.

En el así llamado modo refrigerado, en el que la temperatura dentro del volumen de carga 16 está por encima de -10º Celsius, el controlador 90 se opera en el programa de modo refrigerado y el controlador 90, en el programa de modo refrigerado, detecta la temperatura dentro del volumen de carga 16 por medio de los detectores 96 del aire de alimentación, los cuales detectan la temperatura dentro de la corriente de aire de alimentación 23.

Los ventiladores del evaporador 20, en el programa del modo refrigerado, se operan también a la máxima velocidad para obtener pequeñas desviaciones del nivel de temperatura que se desee. Estas desviaciones se encuentran dentro del intervalo de \pm0,25º Celsius.

En otro caso, un así llamado modo congelado, la temperatura dentro del volumen de la carga 16 está por debajo -10º Celsius y, en este caso, el controlador 90 está en el programa de modo congelado, en el que la temperatura dentro del volumen de la carga 16 se detecta por medio del detector de temperatura 92 que detecta la temperatura dentro de la corriente de aire de retorno 22 antes de que llegue al evaporador 30.

En este caso, el ventilador del evaporador 20 se opera a una velocidad pro debajo de sus velocidad más alta, un así llamado nivel de velocidad baja, porque las tolerancias de la temperatura que se desee pueden ser más altas. En este caso del modo congelado pueden ser aproximadamente \pm1º Celsius.

Claims (23)

1. Unidad refrigeradora transportable para mantener un volumen de transporte a una temperatura definida, comprendiendo un circuito cerrado de refrigeración (70) que, en serie, incluye un compresor multietapa (60), un condensador (50, 71), un dispositivo de expansión (80) y un evaporador (30) dispuestos en dicho volumen de transporte (16),

un motor eléctrico (124) de velocidad controlada accionando dicho compresor,

y un controlador (90) detectando una temperatura presente dentro de dicho volumen de transporte (16) y controlando dicho motor eléctrico (124) con el fin de proporcionar el poder refrigerador requerido en dicho evaporador (30) para mantener dicha temperatura definida y minimizar el consumo de energía, dicho controlador (90) operando dicho circuito cerrado de refrigeración (70) entre un poder refrigerador mínimo posible y un poder refrigerador máximo posible dentro de una secuencia de diferentes etapas operacionales comprendiendo una etapa operacional mas baja (etapa 1) y una secuencia de, al menos, dos etapas operacionales más altas (etapas 2 a 4),

dicho controlador (90) operando dicho circuito cerrado de refrigeración (70) en cada uno de dichas etapas operacionales más altas (etapas 2 a 4) a una capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor diferente de dicha capacidad de refrigeración, relacionada con la velocidad del compresor, en dichas otras etapas operacionales más
altas,

y dicho controlador (90) operando, dentro de dichas respectivas etapas operacionales (2 a 4), dicho motor eléctrico (124) en un modo ininterrumpido y ajustando dicho poder refrigerador aportado por dicho circuito cerrado de refrigeración por medio de un control de la velocidad, esencialmente continuo, de dicho motor eléctrico (124).

2. Unidad refrigeradora según la reivindicación 1, en el que dicho motor eléctrico de velocidad controlable es un motor (124) de c.a. controlado por frecuencia.

3. Unidad refrigeradora según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho controlador (90) opera dicho compresor (60) en dicha etapa operacional más baja (etapa 1) en un modo interrumpido a baja velocidad y ajusta dicho poder refrigerador ajustando, al menos, uno de los parámetros que comprenden el intervalo de interrupción y la velocidad.

4. Unidad refrigeradora según la reivindicación 3, en el que dicho controlador (90) mantiene, en dicha etapa operacional más baja (etapa 1), dicha velocidad de dicho motor eléctrico (124) esencialmente constante y varía los intervalos de interrupción.

5. Unidad refrigeradora según la reivindicación 4, en el, en que dicha etapa operacional más baja (etapa 1), dicha velocidad constante de dicho motor eléctrico (124) es la dimensión de la velocidad mínima posible de dicho compresor (60).

6. Unidad refrigeradora según una de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho controlador (90) define el poder refrigerador requerido comparando la temperatura presente dentro de dicho volumen de transporte (16) con la temperatura del aire ambiental.

7. Unidad refrigeradora según una de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho controlador (90) detecta la temperatura en una corriente de aire (22, 23) que circula dentro de dicho volumen de transporte (16).

8. Unidad refrigeradora según la reivindicación 7, en el que dicho controlador (90) detecta la temperatura dentro de dicho volumen de transporte (16) cerca de dicho evaporador (30).

9. Unidad refrigeradora según una de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho controlador (90) selecciona la etapa operacional necesaria actual (etapas 1 a 4) de acuerdo con el poder refrigerador requerido y ajusta la velocidad del compresor (60) para el ajuste preciso del poder refrigerador aportado por dicho circuito cerrado de refrigeración (70).

10. Unidad refrigeradora según una de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor de dicho circuito cerrado de refrigeración (70) es constante dentro de dicha etapa operacional más baja (etapa 1).

11. Unidad refrigeradora según una de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor de dicho circuito cerrado de refrigeración (70) es constante dentro de cada una de dichas etapas operacionales más altas (etapas 2 a 4).

12. Unidad refrigeradora según una de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor de dicho circuito cerrado de refrigeración (70) es la misma que la capacidad de refrigeración relacionada con el compresor en dicha una (etapa 2) de dichas etapas operacionales más altas (etapas 2 a 4) que cubren el intervalo más bajo de poder refrigerador de dicha secuencia de etapas operacionales más altas (etapas 2 a 4).

13. Unidad refrigeradora según una de las reivindicaciones precedentes, en el que el controlador (90) cambia desde una etapa operacional más alta (etapas 2 a 4) a otra etapa operacional más alta (etapas 2 a 4) con histéresis con respecto al nivel de poder refrigerador.

14. Unidad refrigeradora según la reivindicación 13, en el que en el transcurso de una transición, desde una de dichas etapas operacionales más altas (etapas 2 a 4) a otra de dichas etapas operacionales más altas (etapas 2 a 4) dicho controlador (90) mantiene un control total del poder refrigerador aportado por dicho circuito cerrado de refrigeración (70), ajustando la velocidad de dicho compresor (60) según el cambio de la capacidad de refrigeración relacionada con la velocidad del compresor.

15. Unidad refrigeradora según una de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho compresor multietapa (60) es operable en un primer modo usando un reducido número de etapas o en un segundo modo usando todas las etapas.

16. Unidad refrigeradora según la reivindicación 15, en el que dicho compresor multietapa (60) es controlable por medio de dicho controlador (90) con el fin de que opere en dicho primer modo o en dicho segundo modo.

17. Unidad refrigeradora según la reivindicación 16, en el que, en una de dichas etapas operacionales más altas (etapas 2 a 4) de dicho circuito cerrado de refrigeración (70), dicho compresor (60) funciona en dicho primer modo y, en otra de dichas etapas operacionales más altas (etapas 2 a 4) de dicho circuito de refrigeración cerrado (70) dicho compresor (60) funciona en dicho segundo modo.

18. Unidad refrigeradora según la reivindicación 17, en el que dicho controlador (90) cambia desde una etapa operacional (etapa 2), en la que el compresor (60) funciona en dicho primer modo, a la etapa operacional (etapa 3) en la que el compresor (60) funciona en dicho segundo modo a un nivel definido de poder refrigerador el cual es más alto que el nivel definido de poder refrigerador en el que el controlador (90) cambia desde la etapa operacional (etapa 3), en la que el compresor (60) funciona en dicho segundo modo, a la etapa operacional (etapa 2) en la cual el compresor (60) funciona en dicho primer modo.

19. Unidad refrigeradora según una de las reivindicaciones precedentes, en el que se suministra un economizador (77) en dicho circuito cerrado de refrigeración (70).

20. Unidad refrigeradora según la reivindicación 19, en el que dicho controlador (90) puede cambiar dicho economizador (77) entre un modo de funcionamiento del economizador y un modo de parada del economizador.

21. Unidad refrigeradora según la reivindicación 20, en el que el circuito cerrado de refrigeración (70) está controlado, en una de dichas etapas operacionales más altas (etapas 2 a 4), para operar en un modo de economizador parado y, en otra de dichas etapas operacionales más altas, dicho circuito cerrado de refrigeración (70) está controlado para operar en un modo de economizador en marcha.

22. Unidad refrigeradora según la reivindicación 21, en el que dicho controlador (90) cambia desde la etapa operacional (etapa 3), en la que el circuito cerrado de refrigeración (70) está en el modo de economizador parado, a la etapa operacional (etapa 4), en la cual el circuito cerrado de refrigeración (70) se encuentra en el modo de economizador en marcha, a un nivel definido de poder refrigerador el cual es más alto que el nivel definido de poder refrigerador en el que el controlador (90) cambia desde la etapa operacional (etapa 4), en la que el circuito cerrado de refrigeración se encuentra en el modo de funcionamiento del economizador, a la etapa operacional (etapa 3), en la cual el circuito cerrado de refrigeración (70) está en el modo de economizador parado.

23. Contenedor refrigerado que comprende un alojamiento termoaislado (14) que encierre un volumen de transporte (16) a refrigerar,

una unidad refrigeradora (18) para refrigerar aire circulante en dicho volumen de transporte (16), en el que dicha unidad refrigeradora (18) está diseñada según una de las reivindicaciones 1 a 22.