ES2249889T3 - Bomba de calor o aire acondicionado con compresores multiples. - Google Patents
Bomba de calor o aire acondicionado con compresores multiples.Info
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Abstract
Un sistema de refrigeración del tipo que tiene la capacidad de operar al menos en un modo de calefacción y un modo de refrigeración de operación, en el que el sistema del refrigerante comprende: un condensador (7), un evaporador (2), refrigerante, y un sistema de compresores múltiples (4, 6, 31, 32, 33, N) que comprende, en combinación, un compresor primario (4, 31) y al menos un compresor secundario (6, 32, 33, N) que están configurados para la operación en paralelo, en el que: el condensador y el evaporador (2, 7) están dimensionados para el flujo masivo creado por el mencionado compresor primario en el modo de operación de refrigeración, caracterizado porque: el sistema está configurado de forma tal que solo un compresor del conjunto del compresor primario mencionado (4, 31) y el mencionado al menos compresor secundario (6, 32, 33, N) opera en el modo de refrigeración; en el modo de calefacción, el mencionado compresor primario (4, 31) está configurado para operar exclusivamente cuando la temperatura exterior medida esté por encima de un rango de temperaturas; el sistema está configurado de forma tal que al menos un compresor secundario (6, 32, 33, N) esté configurado para iniciar la operación en el modo de calefacción de operación cuando la temperatura exterior medida esté por debajo del mencionado rango de temperaturas, de forma que opere concurrentemente con el mencionado compresor primario (4, 31); el sistema está configurado de forma tal que el flujo masivo del refrigerante a través del sistema de refrigeración en el modo de calefacción de operación no sea mayor que el correspondiente al modo de refrigeración de operación.
Description
Bomba de calor o aire acondicionado con
compresores múltiples.
La presente invención está relacionada con el uso
de compresores múltiples para proporcionar una capacidad adicional
en el modo de calefacción a las temperaturas bajas del medio
ambiente en los sistemas de refrigeración reversibles. Esta
invención pertenece más en particular a la utilización de un
compresor único o primario por encima de un rango de temperaturas en
particular y después con múltiples compresores mientras que la
temperatura se sitúe por debajo del rango de temperaturas en el modo
de calefacción, de forma tal que la potencia de salida de calor
permanezca constante a las temperaturas bajas del medio ambiente. En
el modo de refrigeración, un compresor primario alterna con uno
cualquiera de los compresores secundarios en una operación singular
de compresores para ampliar la vida útil de los compresores.
En la actualidad la mayoría de los sistemas de
compresores múltiples disponibles comercialmente utilizan
compresores dobles solo en el modo de refrigeración en el que se
utiliza el segundo compresor principalmente para conseguir la
capacidad de refrigeración adicional a una temperatura alta del
medio ambiente. Estos sistemas conocidos de compresor doble se
utilizan solamente en el modo de refrigeración. Dicho sistema
requiere un condensador y un evaporador sobredimensionados en
comparación con el compresor primario al operar en el modo de
refrigeración de la primera etapa. Esto se debe a que cuando ambos
compresores se encuentran en funcionamiento en el modo de
refrigeración de la segunda etapa, se crea un flujo de masa
incrementado del refrigerante a través del sistema completo. En
otras palabras, el sistema completo de refrigeración tendría que ser
dimensionado para que pudiera acomodar el flujo incrementado del
refrigerante debido a la existencia de múltiples compresores
funcionando simultáneamente en el modo de refrigeración a altas
temperaturas del medio ambiente.
Con respecto a estos sistemas conocidos de
refrigeración de compresores múltiples, estos sistemas están
sencillamente sobredimensionados, configurados a un costo
considerablemente más alto y operando con un bajo rendimiento al
funcionar en el modo de refrigeración. Adicionalmente, el uso
simultáneo de compresores múltiples en el modo de refrigeración
agotará probablemente la vida útil del sistema de refrigeración con
antelación a las vidas útiles individuales típicas de los
compresores múltiples.
En respuesta a las deficiencias constatadas de
estos sistemas anteriores de compresores múltiples y
sobredimensionados, está claro que existe una necesidad de un
sistema de compresores múltiples que sea capaz de ser utilizado en
ambos modos de calefacción y de refrigeración, pero que esté
dimensionado para solo un único compresor en el modo de
refrigeración. Este dispositivo tiene que proporcionar un flujo de
masa incrementado del refrigerante a temperaturas bajas del medio
ambiente, mediante el suministro de compresores múltiples de forma
tal que permanezca constante la potencia de salida de calor. No
obstante, mientras que se encuentre en el modo de calefacción a
temperaturas más altas del medio ambiente, un único compresor
primario dictará el dimensionado de los componentes del sistema de
refrigeración completo. Además de ello, el compresor primario será
autosuficiente en el modo de refrigeración. Así pues, el
dispositivo de la presente invención puede permitir el uso alternado
de los compresores en el modo de refrigeración para ampliar las
expectativas de la vida útil del sistema completo. En tanto que el
arte comprende varios tipos de sistemas de refrigeración de
compresores múltiples, se aprecia que existe una continua necesidad
e interés para las mejoras en los sistemas de compresores múltiples,
y a este respecto, la presente invención está enfocada sobre estas
necesidades e intereses.
En consecuencia, el objeto principal de esta
invención es proporcionar una mejora que solucione las deficiencias
antes mencionadas de los dispositivos del arte previo, y que
proporcione una mejora que sea una contribución significativa para
el avance de los sistemas de refrigeración.
Otro objeto de esta invención es proporcionar un
nuevo sistema mejorado de compresores múltiples para su utilización
en un sistema de refrigeración que tenga todas las ventajas y
ninguna de los inconvenientes de los anteriores sistemas de
compresores múltiples.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un sistema de compresores múltiples para mantener una
potencia constante de salida de calor a temperaturas bajas del medio
ambiente.
Otro objetivo adicional de la presente invención
es proporcionar un sistema de compresores múltiples que sea
compatible con un sistema de refrigeración dimensionado para el
flujo de la masa de un único compresor que opere en el modo de
refrigeración a temperaturas más altas del medio ambiente.
Otro objetivo incluso de la presente invención es
proporcionar un sistema de compresores múltiples que tenga un
compresor primario que opere por encima de un rango de temperaturas
del medio ambiente exterior en el modo de calefacción, y teniendo
entonces unos compresores secundarios que operen en conjunción con
el compresor primario cuando las temperaturas del medio ambiente
exterior caigan por debajo del mismo rango de temperaturas en
particular.
Otro objeto adicional de la presente invención
es proporcionar un sistema de compresores múltiples en el que el
sistema de refrigeración está dimensionado para el compresor
primario en el modo de refrigeración, pero en el que los compresores
secundarios se alternen con el compresor primario para una operación
singular en el modo de refrigeración.
Otro objetivo adicional es proporcionar un
sistema de refrigeración del tipo que tiene un condensador,
evaporador, refrigerante y las capacidades de al menos los modos de
calefacción y refrigeración en su operación, un sistema de
compresores múltiples con funcionamiento en paralelo que comprende,
en combinación, un compresor primario y al menos un compresor
secundario, estando el condensador y el evaporador dimensionados
para el funcionamiento con el compresor primario en el modo de
operación de refrigeración, operando el compresor primario
exclusivamente en el modo de calefacción por encima de un rango de
temperaturas; en el que el compresor secundario comienza la
operación en el modo de calefacción en el rango de temperaturas, y
operando concurrentemente con el compresor primario de forma tal que
el flujo de la masa del refrigerante a través del sistema de
refrigeración en el modo de operación de calefacción no sea mayor
que el correspondiente al modo de operación de refrigeración.
Un objetivo adicional es proporcionar un método
de operación de un sistema de refrigeración del tipo que incluye un
condensador, evaporador, refrigerante y las capacidades de al menos
los modos de operación de calefacción y refrigeración,
comprendiendo el método las etapas de hacer pasar el refrigerante
desde el evaporador del sistema de refrigeración a un compresor
primario en el modo de operación de calefacción para comprimir el
refrigerante y suministrar el mismo al condensador del sistema de
refrigeración, operando el compresor primario exclusivamente en el
modo de operación de calefacción por encima de un rango de
temperaturas; controlar la operación exclusiva del compresor
primario mediante la selección del rango de temperaturas por encima
de las cuales el compresor primario sea el único medio para
comprimir el refrigerante; y hacer pasar el refrigerante desde el
evaporador del sistema de refrigeración al compresor primario y un
compresor secundario en el modo de calefacción de operación y en el
rango de temperaturas de forma tal que el flujo de la masa del
refrigerante a través del sistema de refrigeración en modo de
calefacción de operación no sea mayor que el correspondiente al modo
de refrigeración de operación.
Otro objetivo es proporcionar un método de
operación de un sistema de refrigeración, comprendiendo además el
método la etapa de alternar la operación exclusiva en el modo de
refrigeración de operación de al menos uno de los compresores
secundarios con el compresor primario.
Lo anteriormente expuesto ha perfilado algunos de
los objetos correspondientes a la invención. Estos objetos se
configurarán para que sean meramente ilustrativos de algunas de las
características y aplicaciones más importantes de la invención
mencionada. Pueden obtenerse muchos otros resultados ventajosos
mediante la modificación de la invención dentro del alcance de las
reivindicaciones. En consecuencia, pueden obtenerse otros objetos y
una compresión más completa de la invención mediante la consulta en
el sumario de la invención, y a la siguiente descripción de la
realización preferida además del alcance de la invención definido
mediante las reivindicaciones en conjunción con los dibujos
adjuntos.
El documento
US-A-2776543 expone un sistema de
aire acondicionado que tiene una bomba de calor provista con
compresores múltiples que se energetizan sucesivamente de acuerdo
con la carga en el sistema, que se evalúa a partir de un termostato
que mide la temperatura dentro de la sala en la que se tiene el aire
acondicionado.
La presente invención está definida por las
reivindicaciones adjuntas con la realización específica mostrada en
los dibujos adjuntos. La presente invención está dirigida a un
aparato que satisface esta necesidad en cuanto a las ventajas de
múltiples compresores que operan simultáneamente a una baja
temperatura ambiente en el modo de calefacción, mientras que
mantiene un sistema de refrigeración que está dimensionado para un
único compresor que esté operando a altas temperaturas ambiente en
el modo de refrigeración. Para el fin del resumen de la invención,
la invención comprende un sistema de refrigeración dimensionado para
un único compresor primario en el modo de refrigeración de
operación. El compresor primario opera exclusivamente en el modo de
calefacción por encima de un rango de temperaturas en particular.
Preferiblemente, el rango de temperaturas se encuentra entre
aproximadamente -6º a -1ºC. No obstante, por debajo de este rango de
temperaturas en particular, los compresores secundarios adicionales
operan de forma simultánea con el compresor primario en el modo de
calefacción. Conforme aumenta el diferencial de temperatura por
debajo del rango de temperaturas en particular, se incrementa el
número de compresores secundarios que operan conjuntamente con el
compresor primario. En otras palabras, una vez que la temperatura
caiga por debajo de cada incremento del rango de temperaturas,
entrará en funcionamiento un compresor secundario adicional en
conjunción con los compresores iniciados previamente. No obstante,
en el sistema de refrigeración de la presente invención, el flujo de
la masa de refrigerante mientras que se encuentre en el modo de
calefacción de operación permanecerá igual o por debajo del
correspondiente al modo de operación de refrigeración.
Una característica importante de la presente
invención es que una vez que la temperatura del medio ambiente
exterior haya caído por debajo del rango aproximado de temperaturas
establecido para la operación exclusiva del compresor primario, el
flujo de la masa del refrigerante en el modo de calefacción se
incrementará como resultado de la operación de los compresores
secundarios en conjunción con el compresor primario. Además de ello,
el condensador y el evaporador están dimensionados para solamente un
único compresor en el modo de operación de refrigeración. En
consecuencia, puede observarse fácilmente que la presente invención
proporciona unos medios para mantener un flujo de masa incrementado
del refrigerante en el modo de calefacción a temperaturas del medio
ambiente más bajas, aunque no mayores que el flujo de la masa
correspondiente a un único compresor operando en el modo de
refrigeración. Así pues, se apreciaría mucho un sistema de
compresores múltiples de la presente invención.
Lo anteriormente expuesto se ha descrito en
sentido muy amplio con las características más importantes de la
presente invención. Se proporciona la descripción detallada de la
invención que sigue a continuación de forma que pueda apreciarse más
en su totalidad la contribución presente al arte. Se describirán a
continuación las características adicionales de la invención.
Se observará por los técnicos especializados en
el arte que la concepción y la realización específica expuesta puede
utilizarse fácilmente como una base para la modificación o diseño de
otras estructuras para la realización de los mismos fines de la
presente invención. Se observará también por los técnicos
especializados en el arte que dichas construcciones equivalentes no
se desvían del alcance de la invención tal como se expone en las
reivindicaciones adjuntas.
Para la compresión más concisa de la naturaleza y
objetos de la presente invención, se hará referencia directa a la
siguiente descripción detallada tomada en relación con los dibujos
adjuntos, en los que:
la figura 1 es el arte anterior que muestra a
unos compresores dobles en paralelo en un sistema de refrigeración
reversible en el modo de refrigeración;
la figura 2 es un diagrama de
presión-entalpía que muestra la representación del
proceso del arte conocido;
la figura 3 es una ilustración de una realización
de la presente invención que tiene compresores dobles en paralelo en
un sistema de refrigeración reversible para la operación simultánea
en el modo de calefacción; y
la figura 4 es un diagrama de
presión-entalpía que muestra la representación del
proceso de la presente invención;
la figura 5 es una ilustración de una realización
de la presente invención que tiene compresores múltiples secundarios
en conjunción con un compresor primario; y
la figura 6 muestra el diagrama de
presión-entalpía y los datos asociados para una
realización de la presente invención.
Los caracteres de referencia similares hacen
referencia a partes similares a través de todas las distintas vistas
de los dibujos.
Con referencia a los dibujos y en particular a la
figura 3 y 4 de los mismos, se describirá un nuevo y mejorado
sistema de refrigeración que incluye los principios y los conceptos
de la presente invención y que está designado en general por el
número de referencia 10. Tal como se muestra en la figura 1, un
sistema de refrigeración que comprende un par de compresores 4 y 6,
condensador 7, válvula de expansión 8 y un evaporador 2, son
conocidos para su utilización solamente en el modo de refrigeración.
La figura 2 muestra la representación del proceso conocido. El ciclo
1-2-3-4-1
representa las etapas termodinámicas características del sistema
típico de compresor doble mientras que opera en el modo de
refrigeración.
Tal como se muestra en la figura 3, la
realización preferida de la presente invención comprende un
compresor primario 31 y un compresor secundario 32. Los compresores
dobles 31 y 32 están dispuestos en paralelo y se comunican con un
condensador 40, una válvula de expansión 50 y un evaporador 20.
Los compresores dobles 31 y 32 operan en el modo
de refrigeración con solamente uno de los dos compresores en
funcionamiento. Los compresores 31 y 32 podrían alternarse en el
modo de refrigeración con el fin de incrementar las expectativas de
la vida útil del sistema. Además de ello, un compresor cualquiera de
los N compresores secundarios podría operar en lugar del compresor
primario 31 en el modo de refrigeración, cuando se desee solamente
la operación de un único compresor, con el fin de prolongar la vida
útil del compresor primario 31.
El dimensionado de la línea de refrigeración,
evaporador 20, y condensador 40 se evalúa de acuerdo con el flujo
masivo para un compresor en funcionamiento en el modo de
refrigeración. Sencillamente, el sistema de refrigeración de la
presente invención está dimensionado para el compresor primario 31
mientras que esté operando en el modo de refrigeración.
Esto es diferente con respecto a la tecnología
del compresor doble convencional en la que el dimensionado y las
bobinas son los adecuados para el flujo masivo en ambos compresores
en funcionamiento en el modo de refrigera-
ción.
ción.
En el modo de calefacción, para la operación de
compresor doble de la presente invención, el compresor primario 31
funciona en si mismo hasta una cierta temperatura exterior
predeterminada. A continuación se hace que arranque el compresor
secundario 32, para llevar el flujo masivo y la capacidad de retorno
a la que se experimenta a temperaturas más altas que la temperatura
exterior predeterminada. Esta es la única vez en que los compresores
múltiples, es decir los compresores primario y secundario 31 y 32,
funcionan concurrentemente entre sí. El compresor primario 31 es
activado mediante la operación de un termostato interior 60. Cuando
el termostato interior 60 demanda calor, solo el compresor primario
31 entra en funcionamiento cuando la temperatura exterior en curso
se encuentre por encima de la temperatura exterior predeterminada.
El compresor secundario 32 está controlado primeramente ante todo
por el termostato interior 60. Si el termostato interior 60 no
demanda calor, ni el compresor primario 31 ni el compresor
secundario se activarán, independientemente de la temperatura
exterior. Si el termostato interior 60 está demandando calor,
entonces el compresor secundario 32 entrará en marcha basándose en
la acción del termostato exterior 60 (o bien podría basarse en la
succión o en una alta presión del refrigerante).
En la realización preferida, el compresor
primario 31 opera exclusivamente por encima de un rango de
temperaturas de aproximadamente -10º a -1ºC. No obstante, este rango
de temperaturas está afectado por el clima típico de una zona
geográfica en particular y puede fluctuar dependiendo de un
sinnúmero de condiciones tales como la altitud. En la presente
invención, el compresor secundario 32 comienza la operación mientras
que se encuentre dentro de este rango de temperaturas y operando en
conjunción con el compresor primario 31. Cada subsiguiente compresor
secundario N inicia la operación en conjunción con el compresor
primario 31 y el compresor secundario 32 a intervalos de la
temperatura por debajo de este rango de temperaturas en particular.
Por ejemplo, cada compresor secundario subsiguiente se lleva a
operar en los intervalos de -10º a -1ºC. En el caso solo del
compresor primario 31 y el compresor secundario 32 operando tal como
se ha descrito anteriormente, el compresor secundario 33 puede
llevarse a la operación en un rango de temperaturas de
aproximadamente -1º a -10ºC. Cada compresor secundario N
subsiguiente puede entonces ser llevado a la operación con todos los
demás compresores a intervalos del rango de temperaturas de
aproximadamente 11 a 17ºC por debajo del rango de temperaturas de
-12ºa -23ºC del compresor secundario.
Cuando la temperatura exterior cae por debajo del
punto ajustado del termostato exterior, que se encuentra dentro del
rango de temperaturas anteriormente descrito de aproximadamente -6º
a +5ºC, el compresor secundario 32 entrará en funcionamiento después
de que ha operado el retardo de tiempo 62. El retardo de tiempo 62
impide que el compresor primario 31 y el compresor secundario 32
entren en funcionamiento al mismo tiempo y previniendo que se
produzca un pico de tensión. En consecuencia, se rebaja el valor de
los amperios del arranque. Es preferible tener un retardo de tiempo
de aproximadamente 30 segundos a 1 minuto. El punto de ajuste de la
desconexión del compresor secundario 32 es de algunos grados más
altos que el punto de ajuste de encendido del compresor 32.
Todo esto podría ser repetido con compresores
adicionales N ajustados con sus propios termostatos exteriores 60
ajustados para temperaturas más bajas y con retardos de tiempo 62.
La figura 5 ilustra una pluralidad de compresores secundarios N
capaces de operar en conjunción con el compresor primario 31 en el
modo de calefacción a temperaturas bajas del medio ambiente. La
figura 4 ilustra la representación del proceso de múltiples
compresores secundarios N que operen en conjunción con el compresor
primario 31.
El ciclo
1-2-3-4-1
representa las características termodinámicas del sistema de
compresor doble típico mientras que se encuentre en el modo de
refrigeración. El ciclo 1' - 2'- 3' - 4' -1' representa las
características de la presente invención, que comprende un par de
compresores 31 y 32 operando en el modo de calefacción según se ha
descrito anteriormente. El ciclo 1'' - 2'' - 3'' - 4'' - 1''
representa las características de la presente invención en donde
existen dos compresores secundarios 32 y 33. El ciclo 1^{N}-
2^{N} - 3^{N} - 4^{N} - 1^{N} representa las características
de la presente invención en donde existen un número cualquiera N de
compresores secundarios.
La ventaja del compresor secundario 32 ó los
múltiples compresores secundarios N es una capacidad de calefacción
más alta para las temperaturas exteriores más bajas mientras que se
mantiene un alto coeficiente de rendimiento (COP) y con un equipo de
menor costo, puesto que el dimensionado de las líneas y de las
bobinas es para el flujo masivo de un solo compresor operando en el
modo de refrigeración.
El uso del sistema de refrigeración 10 tal como
se ha descrito anteriormente constituye un método de la invención
además del propio sistema de refrigeración 10. Al realizar el método
de operación de un sistema de refrigeración, las etapas incluyen el
hacer pasar el refrigerante desde un evaporador 20 a un compresor
primario 31 en el modo de calefacción para comprimir el refrigerante
y para suministrar el refrigerante al condensador 40. El método
puede incluir entonces la etapa de controlar la operación exclusiva
del compresor primario 31 mediante la selección del rango de
temperaturas por encima de las cuales el compresor primario 31 será
el único medio para comprimir el refrigerante. El inventor de la
presente invención ha descubierto que el rango de temperaturas se
encuentra entre -6º y -1ºC. El compresor primario 31 se utiliza
para operar exclusivamente en el modo de calefacción por encima de
dicho rango de temperaturas. El método incluye entonces el hacer
pasar el refrigerante desde el evaporador 20 a un compresor
secundario 32, mientras que se encuentre en el modo de calefacción,
y operando en el rango de temperaturas de forma tal que el flujo
masivo del refrigerante a través del sistema de refrigeración en el
modo de calefacción no sea superior al correspondiente al modo de
refrigeración.
Mediante la consulta en la tabla de rendimientos
del compresor Bristol modelo H26B15QCBC, que muestra la capacidad y
el flujo masivo del refrigerante R22, a utilizar en conjunción con
el compresor primario 31 y la tabla de rendimientos para el
compresor Bristol modelo H26D36QBBC, se muestra también la capacidad
y el flujo masivo para el refrigerante R22, a utilizar en asociación
con la operación del compresor doble, pudiendo ilustrarse el
rendimiento de la invención presente.
Al observar la figura 6, y aplicar el cambio en
la entalpía a través del condensador para flujos masivos del
compresor de 1 con respecto a 2, según lo provisto a partir de las
tablas de rendimiento de dos compresores típicos, puede verse que el
flujo masivo para la operación de dos compresores a temperaturas
ambientes bajas (-6º a -1ºC), la temperatura del evaporador de -12º
a -6ºC es inferior al flujo masivo del compresor principal que opera
a temperaturas del evaporador de rendimiento típico extremo de
refrigeración (10º a 13ºC). (Temperatura del evaporador de 32ºC). El
flujo masivo del evaporado de -12º - 6ºC para la operación del
compresor doble para una temperatura del condensador de 32ºC es
igual a un flujo masivo de 117,3 a 152,1 Kg/hora. El flujo masivo a
la temperatura del evaporador de 10 a 13ºC para una temperatura del
condensador de 32ºC para el compresor principal es solamente de 130
a 142 kg / hora.
La capacidad de refrigeración de un único
compresor (primario) operando en el modo de refrigeración estaría
aproximadamente entre 5,8 kW y 7,6 kW, dependiendo del rendimiento
del equipo. La capacidad en el modo de calefacción para la operación
de compresor doble operado a una temperatura del evaporador de -12º
a -6ºC que sería aproximadamente de 6,2 kW y 8,2 kW, con respecto a
la capacidad en calefacción para solamente el compresor principal,
es de aproximadamente 2,6 kW y 3,5 kW a la misma temperatura del
evaporador.
El incremento en la capacidad es debido a dos
factores. Un incremento en \Deltah (cambio en la entalpía) a
través del condensador para la operación doble (o compresor
múltiple) (\Deltah aumenta conforme desciende la temperatura del
evaporador por la capacidad incrementada del compresor) y un
incremento en el flujo masivo debido a la capacidad incrementada del
compresor.
\Deltah_{1} x flujo masivo_{1} <
\Deltah_{2} x flujo masivo_{2} < \Deltan_{N} flujo
masivo_{N}
Para la operación de compresor doble a 32ºC en el
condensador y a -12ºC en el evaporador, el flujo masivo_{2} =
0,033 Kg/s (gráfico de rendimientos para la operación de compresor
doble) y \Deltahh_{2} = 124- 36 (figura 6, h@2' - h@3) = 295
KJ/Kg.
Capacidad_{2} = 205 x 0,033 = 6,8 kW.
Para la operación del compresor principal solo
con el condensador a 32ºC y el evaporador a -6ºC, el flujo
masivo_{1} = 0,02 Kg/s (gráfico de rendimientos para solo el
compresor primario) y \Deltahh_{1} = 121 - 36 (figura 6, h@2 -
h@3) = 198 KJ/Kg.
Capacidad_{1} = 85 x 150,3 = 3,74 kW.
Durante la utilización, la presente invención
puede comprender además la etapa de proporcionar compresores
secundarios adicionales N, tales que el número de compresores
secundarios operativos N se incremente conforme disminuye la
temperatura por debajo del rango de temperaturas en el modo de
calefacción. El método puede incluir también entonces la etapa de
alternar la operación exclusiva en el modo de refrigeración de al
menos uno de los compresores secundarios 32, 33 o N con el compresor
primario 31.
Las realizaciones descritas previamente de la
presente invención tienen muchas ventajas, incluyendo el
mantenimiento de la potencia de salida de calor de forma constante
conforme la temperatura ambiente exterior continúa bajando. Además
de ello, el sistema completo de refrigeración está dimensionado para
solo un único compresor en el modo de refrigeración. Mientras que se
mantiene en el modo de refrigeración, un compresor puede conmutar la
operación con cualquier otro compresor, de forma que pueda
preservarse la expectativa de la vida útil de cada uno de los
compresores.
Claims (12)
1. Un sistema de refrigeración del tipo que tiene
la capacidad de operar al menos en un modo de calefacción y un modo
de refrigeración de operación, en el que el sistema del refrigerante
comprende:
un condensador (7),
un evaporador (2),
refrigerante, y
un sistema de compresores múltiples (4, 6, 31,
32, 33, N) que comprende, en combinación, un compresor primario (4,
31) y al menos un compresor secundario (6, 32, 33, N) que están
configurados para la operación en paralelo,
en el que:
el condensador y el evaporador (2, 7) están
dimensionados para el flujo masivo creado por el mencionado
compresor primario en el modo de operación de refrigeración,
caracterizado porque:
el sistema está configurado de forma tal que solo
un compresor del conjunto del compresor primario mencionado (4, 31)
y el mencionado al menos compresor secundario (6, 32, 33, N) opera
en el modo de refrigeración;
en el modo de calefacción, el mencionado
compresor primario (4, 31) está configurado para operar
exclusivamente cuando la temperatura exterior medida esté por encima
de un rango de temperaturas;
el sistema está configurado de forma tal que al
menos un compresor secundario (6, 32, 33, N) esté configurado para
iniciar la operación en el modo de calefacción de operación cuando
la temperatura exterior medida esté por debajo del mencionado rango
de temperaturas, de forma que opere concurrentemente con el
mencionado compresor primario (4, 31);
el sistema está configurado de forma tal que el
flujo masivo del refrigerante a través del sistema de refrigeración
en el modo de calefacción de operación no sea mayor que el
correspondiente al modo de refrigeración de operación.
2. Un sistema de refrigeración según la
reivindicación 1, en el que el sistema está configurado de forma tal
que el número de compresores secundarios (6, 32, 33, N) en operación
con conjunción con el mencionado compresor primario en el modo de
calefacción se incremente conforme disminuye la temperatura exterior
por debajo del mencionado rango de temperaturas.
3. Un sistema de refrigeración según la
reivindicación 2, en el que el sistema está configurado de forma tal
que cada compresor secundario adicional (6, 32, 33, N) inicia la
operación en conjunción con el mencionado compresor primario (4, 31)
en sucesivos intervalos de la temperatura exterior por debajo del
mencionado rango de temperaturas.
4. Un sistema de refrigeración según la
reivindicación 1, en el que al menos uno de los compresores
secundarios mencionados (6, 32, 33, N) alterna la operación
exclusiva en el modo de refrigeración de operación con el mencionado
compresor primario (4, 31).
5. Un sistema de refrigeración según la
reivindicación 1, en el que el mencionado rango de temperaturas se
encuentra aproximadamente entre -7 a -1ºC.
6. Un sistema de refrigeración según la
reivindicación 1 que comprende además unos medios de conducciones de
interconexión para interconectar la mencionada pluralidad de
compresores para la operación en paralelo dentro del sistema de
refrigeración.
7. Un método de operación de un sistema de
refrigeración del tipo que tiene un condensador (7), un evaporador
(2), refrigerante y un compresor primario (4, 31) y al menos un
compresor secundario (6, 32, 33, N) operando en paralelo, siendo el
sistema capaz de operar en el modo de calefacción y refrigeración de
operación, comprendiendo el método las etapas de:
en el modo de calefacción de operación a una
temperatura exterior por encima de un rango de temperaturas, el paso
del refrigerante desde el evaporador (2) del sistema de
refrigeración al compresor primario (4, 31) para comprimir el
refrigerante y suministrar el mismo al condensador (7) del sistema
de refrigeración, operando el mencionado compresor primario
exclusivamente en el mencionado modo de calefacción de operación por
encima del mencionado rango de temperaturas exteriores;
controlar la operación exclusiva del mencionado
compresor primario (4, 31) mediante la selección del mencionado
rango de temperaturas exteriores por encima de las cuales el
mencionado compresor primario será el único medio para comprimir el
refrigerante; y
en el modo de calefacción de operación a una
temperatura exterior por debajo del rango de temperaturas, hacer
pasar el refrigerante desde el evaporador del sistema de
refrigeración al mencionado compresor primario (4, 31) y un
compresor secundario (6, 32, 33, N), por lo que el flujo masivo de
refrigerante a través del sistema de refrigeración en el modo de
calefacción de operación no es mayor que el correspondiente al modo
de refrigeración de operación, y
en el modo de refrigeración, operando los
compresores (4, 6, 31, 32, 33, N) de forma que opere un solo
compresor del mencionado compresor primario y el mencionado al menos
segundo compresor.
8. Un método de operación de un sistema de
refrigeración según la reivindicación 7 que comprende además la
etapa de proporcionar al menos un compresor secundario adicional (6,
32, 33, N) de forma tal que el numero de compresores secundarios
operativos se incremente conforme disminuye la temperatura exterior
por debajo del mencionado rango de temperaturas en el modo de
calefacción de operación.
9. Un método de operación de un sistema de
refrigeración según la reivindicación 8, que comprende además la
etapa de alternar la operación exclusiva en el modo de refrigeración
de operación de al menos un compresor de los mencionados compresores
secundarios (6, 32, 33, N) con el mencionado compresor primario (4,
31).
10. Un método de operación de un sistema de
refrigeración según la reivindicación 7, que comprende además la
etapa de alternar la operación exclusiva del mencionado compresor
secundario (6, 32, 33, N) en el modo de refrigeración de operación
con el mencionado compresor primario (4, 31).
11. Un método de operación de un sistema de
refrigeración según la reivindicación 7, en el que el sistema de
refrigeración está dimensionado para el mencionado compresor
primario (4, 31) en el modo de refrigeración de operación.
12. Un método de operación de un sistema de
refrigeración según la reivindicación 7, en el que el mencionado
rango de temperaturas exteriores se encuentra entre aproximadamente
-10º a -1ºC.
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