ES2283483T3 - Aparato para recoger y purificar refrigerante en sistemas de aire acondicionado. - Google Patents
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Abstract
Aparato (100) para recoger y purificar refrigerante de sistemas de aire acondicionado que comprende: - un primer cuerpo (110) tubular que define el contenedor de un evaporador, en el que tienen lugar tanto la evaporación del refrigerante (130) procedente del sistema (50) de acondicionamiento como la separación de las impurezas; - un intercambiador (111) de calor en dicho primer cuerpo tubular para provocar la evaporación de dicho refrigerante (130); - un compresor (12) caracterizado porque se proporciona un segundo cuerpo (104) tubular en el que tiene lugar la separación entre el refrigerante (130) y el aceite (131) aguas abajo del compresor (12); y, una brida (101) de distribución superior y una brida (106) de distribución inferior, en las que dicha brida (101) de distribución superior y dicha brida (106) de distribución inferior están dispuestas de manera funcional para mantener unidos dicho primer y segundo cuerpo (110, 104) tubular y cerrar sus extremos abiertos, proporcionándose una pluralidad de conductos (51 a 57, 122) y válvulas (41 a 47), formando dichos conductos y válvulas partes de un circuito de depuración hidráulico que incluye dicho primer y segundo cuerpo (110, 104) tubular.
Description
Aparato para recoger y purificar refrigerante en
sistemas de aire acondicionado.
La presente invención se refiere a un aparato
para recoger y purificar refrigerante en sistemas de aire
acondicionado, en particular, pero no exclusivamente, para
vehículos.
Durante el funcionamiento normal de los sistemas
de aire acondicionado el refrigerante se contamina mediante: aceite
lubricante del compresor de circuito refrigerante, aire u otro gas
que no puede condensarse, agua y partículas sólidas.
Aunque la contaminación de aceite
"fisiológica", los otros tipos de contaminación se deben
principalmente a efectos indeseados, tales como:
- -
- entrada de refrigerante contaminado cuando se carga el circuito, debidos o no a refrigerante de inicio que no es puro o a refrigerante almacenado en depósitos que no están lo suficientemente limpios;
- -
- defectos que provocan infiltraciones de aire, a través de microfisuras, en la derivación de baja presión del circuito;
- -
- otro tipo de contaminación durante la etapa de carga del circuito o durante el mantenimiento.
La presencia de aire y aceite en el refrigerante
afecta de manera inevitable al correcto funcionamiento del sistema
de acondicionamiento, reduciendo su eficacia, mientras que la
presencia de agua en el circuito genera sustancias ácidas que
pueden dañar igualmente el circuito. Es necesario, por tanto,
proporcionar un mantenimiento sistemático para restaurar las
correctas características del fluido.
Actualmente, el mantenimiento de los sistemas de
aire acondicionado implica el vaciado periódico del circuito y la
recogida del refrigerante después de que se haya purificado.
Para este fin, se proporcionan aparatos que
comprenden, habitualmente, un evaporador formado por un contenedor
que presenta en la parte superior una entrada para la mezcla de
refrigerante/impurezas y en la parte inferior una salida para la
disposición de las impurezas recogidas en el fondo.
La separación de las impurezas a partir del
refrigerante se realiza a través de una etapa de destilación por
medio de la progresiva evaporación del refrigerante; debido a que
las impurezas presentan una temperatura de evaporación superior al
refrigerante, se depositan en el fondo.
Por tanto, los aparatos de este tipo comprenden
medios que calientan el refrigerante hasta la evaporación. Los
medios para el calentamiento pueden ser, por ejemplo, o bien un tubo
serpentín insertado en el evaporador y directamente en contacto con
la mezcla de refrigerante/impurezas, o bien una camisa de
calentamiento externa.
En ambos casos, es posible utilizar el mismo
refrigerante como medio de calentamiento. Después de la destilación,
de hecho, el fluido se comprime, alcanzando por tanto una
temperatura superior que antes de la destilación. Después, el
fluido comprimido y calentado pasa a través del intercambiador de
calor para la evaporación del fluido que aún no está destilado.
Un ejemplo de aparatos de este tipo se describe
en el documento US 6263695 en nombre del mismo solicitante.
Durante la depuración, adicionalmente, el fluido
arrastra aceite desde el compresor, que se usa para la preparación
del refrigerante aumentando su energía interna con respecto a la
condición de inicio. Por tanto, es necesario proporcionar un
separador aguas abajo del compresor, que pueda recoger el aceite del
refrigerante antes de almacenar éste último un depósito.
Con el fin de llevar a cabo el proceso completo
de depuración del refrigerante, primeramente, son necesarios dos
contenedores, uno para el evaporador y uno para el separador de
aceite. Además son necesarios muchos conductos, piezas de conexión
para tubos, válvulas para dirigir el refrigerante a través del
circuito de purificación, según una disposición predeterminada.
Cuando se ensambla el aparato, finalmente, es
necesario combinar cuidadosamente los diferentes componentes para
evitar fugas. Sin embargo, debido al alto número de piezas de
conexión:
- -
- la etapas de ensamblaje y prueba consumen tiempo;
- -
- el riesgo de defectos en el aparato es alto.
Es objeto de la presente invención proporcionar
un aparato para recoger y purificar el refrigerante de sistemas de
aire acondicionado en los que las etapas de ensamblaje y prueba son
mucho más rápidas y fáciles que en la técnica anterior.
Es otro objeto de la presente invención
proporcionar un aparato para recoger y purificar el refrigerante de
sistemas de aire acondicionado que consigue una mejor calidad y
reduce el riesgo de fuga.
Es un objeto adicional de la presente invención
proporcionar un aparato para recoger y purificar el refrigerante de
sistemas de aire acondicionado que es menos voluminoso que en la
técnica anterior.
Es otro objeto más de la presente invención
proporcionar un aparato de este tipo en el que los contenedores
para el evaporador y para el separador de aceite se realizan de una
manera simple, rápida y no mucho más cara.
Estos y otros objetos se consiguen mediante el
aparato según la invención para recoger y purificar el refrigerante
de sistemas de aire acondicionado que comprende:
- -
- un primer cuerpo tubular que define el contenedor del evaporador, en el que tienen lugar tanto la evaporación del refrigerante procedente del sistema de acondicionamiento como la separación de las impurezas;
- -
- un segundo cuerpo tubular en el que tiene lugar la separación entre el refrigerante y el aceite aguas abajo del compresor;
- -
- un intercambiador de calor en dicho primer cuerpo tubular para provocar la evaporación de dicho refrigerante;
- -
- caracterizado porque se proporcionan una brida de distribución superior y una brida de distribución inferior que mantienen unidos dicho primer y segundo cuerpo tubular y cierran sus extremos abiertos, proporcionando conductos y válvulas para formar un circuito de depuración hidráulico que comprende dicho primer y segundo cuerpo tubular.
De manera ventajosa, el refrigerante recogido
para purificar se introduce en el aparato y se hace circular a
través de una pluralidad de conductos realizados directamente en las
bridas de distribución. Por tanto, el número de conductos y de
piezas de conexión necesarios es notablemente menor que en la
técnica anterior, entonces el riesgo de tener fugas durante el
arranque y funcionamiento del aparato disminuye.
En particular, la reducción del número de piezas
de conexión y conductos necesarios para el circuito da como
resultado una considerable simplificación tanto de la etapa de
ensamblaje como la de de prueba del aparato, con un considerable
ahorro de tiempo y con menos posibilidad de errores cuando se
ensambla.
De manera ventajosa, en la brida de distribución
inferior se realiza al menos un canal directamente bajo el primer
cuerpo tubular utilizado como separador/evaporador. En dicho canal
el fluido caliente procedente del compresor y que va al
intercambiador fluye, por lo que toda la base de metal del
evaporador se calienta para conductividad. Por tanto, la superficie
de intercambio de calor que se usa es grande para toda la duración
de la evaporación del refrigerante, independientemente de la altura
de fluido contenido en el primer cuerpo tubular, con el fin de
proporcionar una tasa alta de refrigerante recogido y
purificado.
Las características y las ventajas adicionales
del aparato según la invención se aclararán con la siguiente
descripción de una realización del mismo, a modo de ejemplo no
limitativo, con referencia a los dibujos que se adjuntan, en los
que:
- la figura 1 muestra una vista
parcialmente en diagrama del circuito hidráulico de un aparato según
la invención para recoger y purificar refrigerante de sistemas de
aire acondicionado;
- la figura 2 muestra una vista frontal
en alzado del aparato de la figura 1 completo de electroválvulas y
varillas de unión;
- las figuras 3 y 4 muestran
respectivamente una vista en planta desde arriba y una vista en
despiece ordenado del aparato de la figura 2;
- la figura 5 es una vista en sección
transversal del aparato de la figura 2 según las flechas V - V;
- la figura 6 es una vista en sección
transversal del aparato de la figura 2 según las flechas VI -
VI;
- la figura 7 muestra en diagrama el
circuito hidráulico a través del cual el refrigerante se purifica,
que corresponde al aparato de las figuras 1 y 2.
Con referencia a la figura 1, un aparato 100
para recoger y purificar un fluido refrigerante en sistemas de aire
acondicionado, según la invención, comprende:
- -
- un primer cuerpo 110 tubular, que se usa como evaporador y separador de impurezas de refrigerante 130 procedentes de un circuito 50 refrigerante, a través de conductos 51 y 52,
- -
- y un segundo cuerpo 104 tubular utilizado para separar el fluido 130 del aceite 131.
El primer cuerpo 110 tubular y el segundo cuerpo
104 tubular son tubos de aluminio extrudidos dispuestos entre una
brida 101 de distribución superior y una brida 106 de distribución
inferior. En dichas bridas se realizan una pluralidad de canales,
que forman partes del circuito para un refrigerante 130, así como
también se usan para otras funciones y para otros fluidos que
fluyen en toda la máquina purificadora que incluye el mismo aparato
100.
El refrigerante 130 contenido en el cuerpo 110
tubular se evapora mediante el calor tanto de un intercambiador 11
de tubo de serpentín, que está ubicado dentro del cuerpo 110
tubular, como de una parte de la brida 106, que está ubicada debajo
del cuerpo 110 tubular. Para hacer más fácil la evaporación del
fluido 130, la evaporación se mantiene en vacío por medio de una
bomba 9 de vacío, que se hace funcionar después del final de cada
ciclo de purificación.
Entonces, las impurezas, que presentan una
temperatura de evaporación superior que la del refrigerante, se
depositan en el fondo del evaporador 110 y por tanto pueden enviarse
más tarde a un depósito 29.
El fluido 130 existe en fase vapor desde el
evaporador 110 y, por medio de un conducto 53, alcanza un compresor
12 obturado, en el que se comprime y calienta, arrastrando al mismo
tiempo aceite 131 lubricante, que a su vez está separado mediante
gravedad en el separador 104 de aceite. Entonces, el fluido 130
purificado se envía a través de un conducto 55 al intercambiador
111 de tubo de serpentín, que fluye también en un canal 122, que
está realizado en la brida 106 inferior (figura 6), para
proporcionar el calor necesario para la evaporación del fluido 130
contenido en el evaporador 110.
En las figuras 2 a 6 se muestra el aparato 100,
según la invención, destacando las características estructurales
principales. En particular, en las figuras 2, 3 y 4 se muestra una
posible disposición, en las bridas 101 y 106 de distribución, de
electroválvulas 40a 47 y válvulas 10, 15 y 18 unidireccionales. Para
asegurar un acoplamiento fuerte de obturación entre los cuerpos 110
y 104 tubulares, y las bridas 101 y 106 de distribución, se
proporcionan anillos 102, 103, 102' y 103' de obturación (figura
4).
En particular, las figuras 5 y 6 muestran bridas
101 y 103 del aparato 100, según las secciones transversales
respectivas, en las que se muestra el circuito hidráulico que
comprende canales 120 y 122, así como rebajes 118, 119, 118' y
119', en los que se alojan el evaporador 110 y el separador 104 de
aceite.
En la figura 7 se muestra el esquema hidráulico
en forma de diagrama del circuito de purificación según la
invención. El circuito 50 de enfriamiento, en el que está presente
el refrigerante 130, se conecta por medio de conductos 51 y 52 a la
brida 101 de distribución superior.
Las condiciones de funcionamiento, dependientes
de la presión, están controladas y ajustadas por medio de un
transductor 20, ubicado en la derivación 51 de alta presión, y un
transductor 3 ubicado en la derivación 52 de baja presión.
El refrigerante 130 se introduce en el
evaporador 110, a través de la electroválvula 46, después de cruzar
un filtro 7 mecánico. En el separador 110 el fluido se transforma en
vapor mediante la adquisición del calor necesario para la
evaporación desde el tubo 111 de serpentín, y se separa de las
impurezas que se depositan en el fondo, desde el que se cargan
posteriormente en un contenedor 29 de aceite de residuo a través de
una electroválvula 45.
El refrigerante 130, en fase de vapor, sale del
separador 110 y pasa a través de una válvula 10 de comprobación en
un conducto 53 y un filtro 11 en el que se desacidifica y
deshumidifica. Entonces, el refrigerante 130 se introduce en el
compresor 12 hermético en el que se comprime y se envía al tubo 11
de serpentín a través del conducto 55.
Cuando está cruzando el compresor 12 el fluido
arrastra parte del aceite de lubricación que entonces se recoge en
el separador 104 de aceite y se envía de vuelta al compresor 12 a
través de la electroválvula 48.
En la salida del tubo 111 de serpentín, el
refrigerante 130 purificado se envía a través de un conducto 56 a
un condensador 31, enfriado por un ventilador 30, y convertido en un
líquido; después pasa a través de una electroválvula 49 y se
deshumidifica en un filtro 32 asociado a un controlador de humedad
33, estando antes almacenado en un depósito
28.
28.
La brida 101 se conecta adicionalmente de manera
directa al depósito 28 mediante un conducto 57, en el que el
refrigerante purificado fluye en fase líquida, controlado por un
transductor 17. Desde la brida 101, por lo tanto, mediante la
conducción adecuada de las electroválvulas relativas, es también
posible cargar el circuito 50 de sistema de acondicionamiento con
refrigerante completamente purificado.
Con referencia al circuito de la figura 7,
cuando se compara con el aparato de las figuras 2 a 6, es evidente
que una gran parte de las piezas de conexión que serían necesarias
en una máquina de purificación, pueden evitarse gracias a las dos
bridas 101 y 106 de distribución, que consiguen los objetos de la
invención de:
- -
- mantener los dos cuerpos 110 y 104 tubulares;
- -
- definir los canales 120;
- -
- proporcionar un canal 122 de calentamiento en la base del evaporador 110.
Claims (3)
1. Aparato (100) para recoger y purificar
refrigerante de sistemas de aire acondicionado que comprende:
- -
- un primer cuerpo (110) tubular que define el contenedor de un evaporador, en el que tienen lugar tanto la evaporación del refrigerante (130) procedente del sistema (50) de acondicionamiento como la separación de las impurezas;
- -
- un intercambiador (111) de calor en dicho primer cuerpo tubular para provocar la evaporación de dicho refrigerante (130);
- -
- un compresor (12)
caracterizado porque se
proporciona un segundo cuerpo (104) tubular en el que tiene lugar la
separación entre el refrigerante (130) y el aceite (131) aguas
abajo del compresor (12);
y,
una brida (101) de distribución superior y una
brida (106) de distribución inferior, en las que dicha brida (101)
de distribución superior y dicha brida (106) de distribución
inferior están dispuestas de manera funcional para mantener unidos
dicho primer y segundo cuerpo (110, 104) tubular y cerrar sus
extremos abiertos, proporcionándose una pluralidad de conductos (51
a 57, 122) y válvulas (41 a 47), formando dichos conductos y
válvulas partes de un circuito de depuración hidráulico que incluye
dicho primer y segundo cuerpo (110, 104) tubular.
2. Aparato para recoger y purificar refrigerante
en sistemas de aire acondicionado, según la reivindicación 1, en el
que el refrigerante (130) para su recogida y refrigeración se
inserta y se hace circular a través de una pluralidad de conductos
(51, 52) formados en dichas bridas de distribución.
3. Aparato para recoger y purificar refrigerante
en sistemas de aire acondicionado, según la reivindicación 1, en el
que en dicha brida (106) de distribución inferior al menos un canal
(122) está formado directamente bajo dicho primer cuerpo tubular
utilizado como separador/evaporador, fluyendo en dicho canal (122)
el fluido caliente procedente de dicho compresor y atravesando el
intercambiador, con lo que toda la base (106) de metal de dicho
evaporador, es decir dicha brida inferior, se calienta para
conductividad.
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