ES2398963T3

ES2398963T3 - Compresor rotativo de paletas y descongelador

Info

Publication number: ES2398963T3
Application number: ES06013468T
Authority: ES
Inventors: Masaya Tadano; Haruhisa Yamasaki; Kenzo Matsumoto; Dai Matsuura; Kazuya Sato; Takayasu Saito; Toshiyuki Ebara; Satoshi Imai; Atushi Oda; Takashi Sato; Hiroyuki Matsumori
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2013-03-22
Anticipated expiration: 2022-09-10
Also published as: EP1703131A2; KR20080071955A; EP1703130B1; US7435062B2; EP1517036A2; US20080008608A1; US20040165999A1; EP1517041A3; ES2398245T3; KR20030028388A; KR20080071959A; US7128540B2; EP1703129B1; KR20080071960A; KR100892840B1; KR20080071958A; KR20080071954A; US20040151603A1; EP1703130A2; EP1703129A2

Abstract

Un circuito refrigerante que comprende un descongelador, el circuito refrigerante incluyendo un compresor (10)provisto de un elemento eléctrico (14) y elementos de compresión rotativos primero y segundo (32, 34) accionadospor el elemento eléctrico (14), estando estos componentes dispuestos en un contenedor herméticamente sellado(12), descargándose gas refrigerante comprimido por el primer elemento de compresión rotativo (32) al interior delcontenedor herméticamente sellado (12), y siendo el gas refrigerante descargado, de presión intermedia, sometido amayor compresión por el segundo elemento de compresión rotativo (34), un enfriador de gas (154) dentro del cualfluye un refrigerante descargado desde el segundo elemento de compresión (34) del compresor (10), y el cualgenera agua caliente mediante la irradiación de calor desde dicho enfriador de gas (154), una válvula de expansión(156) conectada a un lado de la salida del enfriador de gas (154), y un evaporador (157) conectado a un lado de lasalida de la válvula de expansión (156), siendo un refrigerante descargado desde el evaporador (157) comprimidopor el primer elemento de compresión (32), caracterizado porque el descongelador comprende un circuitodescongelador (158) para suministrar un refrigerante de presión intermedia comprimido y descargado desde elprimer elemento de compresión (32) al evaporador (157) a través del enfriador de gas (154) y la válvula deexpansión (156), la cual está configurada para poder abrirse completamente, y una válvula de control de trayectoriade flujo (159) para controlar la distribución del refrigerante a través del circuito descongelador (158).

Description

Compresor rotativo de paletas y descongelador.

La presente invención se refiere a un circuito refrigerante que comprende un descongelador, el circuito refrigerante incluyendo un compresor provisto de un elemento eléctrico y elementos de compresión primero y segundo accionados o impulsados por el elemento eléctrico, estando estos elementos dispuestos en un contenedor herméticamente sellado, descargándose gas refrigerante comprimido por el primer elemento de compresión al interior del contenedor herméticamente sellado, y siendo el gas refrigerante descargado, de presión intermedia, sometido a mayor compresión por el segundo elemento de compresión, un enfriador de gas, dentro del cual fluye un refrigerante descargado desde el segundo elemento de compresión del compresor, y el cual genera agua caliente mediante la radiación caliente de dicho enfriador de gas, una válvula de expansión conectada a un lado de la salida del enfriador de gas, y un evaporador conectado a un lado de la salida del la válvula de expansión, un refrigerante descargado desde el evaporador es comprimido por el elemento de compresión.

La presente invención también se refiere a un método de descongelación de un circuito refrigerante. Dicho descongelador es conocido a partir del documento JP-A-03170758. Un descongelador similar es también conocido a partir del documento EP1403600, que constituye la técnica anterior de acuerdo con el Artº 54(3) del EPC.

En un compresor rotativo de un tipo convencional como éste, especialmente en un compresor rotativo de un tipo de compresión de múltiples etapas de presión intermedia interna, el gas refrigerante es suministrado a través de un tubo para la introducción de refrigerante y de un pasadizo de succión, y es aspirado desde un puerto de succión del primer elemento de compresión rotativo hacia el interior de un lado de cámara de baja presión de un cilindro (primer cilindro). El gas refrigerante es seguidamente comprimido mediante las operaciones de un rodillo y de una paleta acoplada o en contacto con una parte excéntrica de un eje rotativo de manera de transformarse en una presión intermedia, y es descargado desde un lado de cámara de elevada presión del cilindro a través de un puerto de descarga y de una cámara de silenciador de descarga, hacia el interior de un contenedor herméticamente sellado. A continuación, el gas refrigerante de presión intermedia en el contenedor herméticamente sellado es aspirado desde un puerto de succión del segundo elemento de compresión rotativo hacia el interior de un lado de cámara de baja presión de un cilindro (segundo cilindro). El gas refrigerante es seguidamente sometido a una compresión de segunda etapa mediante las operaciones de un rodillo y de una paleta acoplada o en contacto con una parte excéntrica de un eje rotativo, de manera de transformarse en un gas refrigerante de elevada temperatura y elevada presión. Seguidamente es suministrado desde la cámara de alta presión a través del puerto de descarga, el pasadizo de descarga y la cámara de silenciador de descarga, y es descargado desde un tubo de descarga de refrigerante, en el circuito refrigerante. Seguidamente el gas refrigerante fluye hacia el interior de un radiador que constituye el circuito refrigerante junto con el compresor rotativo. Después de la radiación del calor, es oprimido por una válvula de expansión, su calor es absorbido por un evaporador, y se lo succiona hacia el interior del primer elemento de compresión rotativo. Este ciclo se repite.

Las partes excéntricas de los ejes rotativos están diseñadas de manera que tengan una diferencia de fase de 180°, y se las conecta entre sí mediante una porción de conexión.

Si para el compresor rotativo se utiliza un refrigerante que tiene una gran diferencia entre presión alta y presión baja, por ejemplo dióxido de carbono (CO2), como un ejemplo de gas de dióxido de carbono, la presión del refrigerante de descarga llega a 12 MPaG en el segundo elemento de compresión rotativo, en donde la presión se hace elevada. Por otra parte, llega a 8 MpaG (presión intermedia) en el primer elemento de compresión rotativo de un lado de baja etapa. Esto se transforma en presión en el contenedor herméticamente sellado. La presión de succión del primer elemento de compresión rotativo es de aproximadamente 4 MPaG.

La paleta fijada a un compresor rotativo de este tipo está insertada en una ranura provista en una dirección radial del cilindro de manera de moverse libremente en la dirección radial del cilindro. Se ha provisto un orificio de resorte (porción de alojamiento) abierto hacia el exterior del cilindro, en una lado posterior de la paleta (lado herméticamente sellado del contenedor), habiendo un resorte de espira (miembro de resorte), insertado en el orificio de resorte, para siempre presionar la paleta; hay un anillo O insertado en el orificio de resorte desde la abertura fuera del cilindro, y seguidamente se sella mediante un tapón (tapón de extracción) para impedir que el resorte salte hacia fuera.

En el circuito refrigerante que utiliza el compresor rotativo de compresión de dos etapas del tipo de presión intermedia interna, un depósito de escarcha se forma en el evaporador, y así pues la descongelación debe ser realizada. Sin embargo, si se proporciona al evaporador un refrigerante de alta temperatura descargado desde el segundo elemento de compresión rotativo para descongelación en el evaporador sin reducirse la presión mediante un dispositivo de reducción de presión (que incluye una caja de abastecimiento directo al evaporador, y una caja de abastecimiento con un único pasadizo a través del dispositivo de reducción de presión pero si reducirse la presión) la presión de succión del primer elemento de compresión rotativo se incrementa, por lo tanto se incrementa la presión de descarga (presión intermedia) del primer elemento de compresión rotativo.

Este refrigerante se descarga a través del segundo elemento de compresión rotativo. Sin embargo, a causa de las no reducciones de presión, la presión de descarga del segundo elemento de compresión rotativo se iguala a la presión de succión del primer elemento de compresión rotativo. Consecuentemente, ocurre un fenómeno de inversión entre la descarga (alta presión) y la succión (presión intermedia) del segundo elemento de compresión rotativo en la caja convencional.

Un objeto de la presente invención es evitar la inversión de presión entre descarga y succión en un segundo elemento de compresión generado durante la descongelación de un evaporador en un circuito de refrigeración que utiliza un compresor de compresión de dos etapas del tipo de presión intermedia.

Un circuito refrigerante de acuerdo con la presente invención se caracteriza porque el descongelador comprende un circuito descongelador para abastecer un refrigerante de presión intermedia comprimido y descargado desde el primer elemento de compresión al evaporador a través del enfriador de gas y de la válvula de expansión, la cual está configurada para poderse abrir completamente, y una válvula de control de trayectoria de flujo para controlar la distribución del refrigerante a través del circuito descongelador.

Preferiblemente, cada uno de los elementos de compresión comprime gas CO2 como refrigerante.

Un método de descongelación de un circuito refrigerante está caracterizado por las etapas de suministrar un refrigerante de presión intermedia comprimido y descargado desde el primer elemento de compresión al evaporador a través del enfriador de gas y de la válvula de expansión y con la válvula de expansión completamente abierta.

Por consiguiente, para realizar la descongelación del evaporador, el refrigerante descargado desde el primer elemento de compresión origina que fluya hasta el circuito descongelador mediante el controlador de trayectoria de flujo, y pueda ser suministrado al evaporador para calentar el mismo sin reducir la presión.

Por consiguiente, es posible evitar el inconveniente de la inversión de presión entre la descarga y la succión en el segundo elemento de compresión, el cual sucede solamente cuando un refrigerante de alta presión descargado desde el segundo elemento de compresión es abastecido al evaporador sin ninguna reducción de presión para realizar la descongelación.

Especialmente, la invención es extraordinariamente ventajosa en el circuito refrigerante cuando se utiliza gas CO2 como refrigerante. En caso de una generación de agua caliente desde el enfriador de gas, el calor del agua caliente puede ser llevado al evaporador por el refrigerante, permitiendo que la descongelación del evaporador pueda realizarse más rápidamente.

Seguidamente se describen realizaciones de la invención, a título de ejemplo solamente, haciéndose referencia a los dibujos adjuntos en los cuales:

la Figura 1 es una vista en sección, vertical, de un compresor rotativo de acuerdo con una realización de la presente invención; la Figura 2 es una vista frontal del compresor rotativo mostrado en la Figura 1; la Figura 3 es una vista lateral del compresor rotativo mostrado en la Figura 1; la Figura 4 es otra vista en sección, vertical, del compresor rotativo mostrado en la Figura 1; la Figura 5 es aún otra vista en sección, vertical, del compresor rotativo mostrado en la Figura 1; la Figura 6 es una vista en sección plana de una porción de un elemento eléctrico del compresor rotativo mostrado en la Figura 1; la Figura 7 es un diagrama de circuito refrigerante de un calentador de agua, al cual se aplica el compresor rotativo de la Figura 1.

Con referencia a las Figuras, mediante un número de referencia 10 se designa un compresor rotativo (compresor eléctrico herméticamente sellado) de un tipo de compresión interna de múltiples etapas (de dos etapas) de presión intermedia que utiliza dióxido de carbono (CO2). Este compresor rotativo 10 comprende un contenedor herméticamente sellado 12 hecho de una chapa de acero, un elemento eléctrico 14 dispuesto y alojado en un lado superior de un espacio interior del contenedor herméticamente sellado 12, y una unidad mecanismo de compresión rotativo 18 que incluye el elemento de compresión rotativo primero (de primera etapa) y segundo (de segunda etapa), 32 y 34, dispuesto debajo del elemento eléctrico 14, y accionado o impulsado por un eje rotativo 16 del elemento eléctrico 14. Una dimensión en altura del compresor rotativo 10 de la realización ha sido ajustado en 220 mm (diámetro exterior 120 mm), una dimensión en altura del elemento eléctrico 14 de aproximadamente 80 mm (diámetro exterior 110 mm), una dimensión en altura de la unidad del mecanismo de compresión rotativo 18, de aproximadamente 70 mm (diámetro exterior 110 mm), y un espacio entre el elemento eléctrico 14 y en la unidad del mecanismo de compresión rotativo 18 de aproximadamente 5 mm. Una capacidad de exclusión del segundo elemento del compresión rotativo 34 ha sido ajustada con un valor menor que la capacidad correspondiente al primer elemento de compresión rotativo 32.

En la realización, el contenedor herméticamente sellado 12 está hecho de una chapa de acero que tiene un espesor de 4,5 mm. El contenedor tiene una porción inferior utilizada como depósito de aceite, e incluye un cuerpo principal del contenedor 12A para alojar el elemento eléctrico 14 y la unidad de mecanismo de compresión rotativo 18, y un capuchón extremo que tiene la forma aproximada de un bol (cuerpo de capuchón) 12B para sellar una abertura superior del cuerpo principal 12A del contenedor. Se ha formado un orificio de fijación circular 12D sobre un centro de superficie superior del capuchón extremo 12B, y hay un terminal (se ha omitido el cable eléctrico) 20 que ha sido fijado en el orificio de fijación 12D a efectos de suministrar energía eléctrica.

En este caso, el capuchón extremo 12B alrededor del terminal 20 está provisto de una porción escalonada (paso) 12C que tiene una curvatura predeterminada formada por moldeo de empuje de asiento en una forma simétrica axial alrededor de un eje central del capuchón extremo 12B, anularmente. El terminal 20 incluye una porción circular de vidrio 20, penetrado por un terminal eléctrico 139 para ser fijado, y una porción de fijación 20B hecho de acero, que está formado alrededor de la porción de vidrio 20A e hinchado oblicuamente hacia abajo hacia fuera en forma de un reborde. Eso es también axialmente simétrico alrededor del eje central del capuchón extremo 12B. Una dimensión de espesor de la porción de fijación 20B ha sido fijado en el intervalo de 2,4 a 0,5 mm (de 1,9 mm a 2,9 mm). En el terminal 20, la porción de vidrio 20A está insertada desde un lado inferior hacia dentro del orificio de fijación 12D de tal modo que mira hacia arriba, y la porción de fijación 20B está soldada al orificio de fijación 12D borde periférico del capuchón extremo 12B en un estado de tope sobre el borde periférico del orificio de fijación 12D. Por lo tanto, el terminal 20 esta fijado el capuchón extremo 12B.

El elemento eléctrico 14 incluye un estator 22 fijado anularmente a lo largo de una superficie periférica interna del espacio superior del contenedor herméticamente sellado 12, y un rotor 24 insertado en el estator 22 con un pequeño espacio. El rotor 24 esta fijado a un eje rotativo 16 que se extiende verticalmente a través de un centro.

El estator 22 incluye un cuerpo laminado 26 formado mediante la laminación de chapas de acero eléctricamente electromagnética de forma toroidal, y una bobina de estator 28 arrollado sobre dientes del cuerpo laminado 26 mediante un enrollamiento en serie (arrollamiento concentrado) (consultar Figura 6). El rotor 24 también incluye un cuerpo laminado 30 de chapa de acero electromagnético como en el caso del estator 22, y hay un imán permanente MG insertado en el cuerpo laminado 30.

Hay un diafragma intermedio 36 mantenido entre los elementos del compresor rotativo primero y segundo, 32, 34. Es decir, los elementos de compresión rotativos primero y segundo 32, 34 incluyen el diafragma intermedio 36, los cilindros relativamente delgados 38 (segundo cilindro) y 40 (primer cilindro) dispuestos arriba y debajo del diafragma intermedio 36, los rodillos superior e inferior 46 (segundo rodillo) y 48 (primero de yo) acoplados con porciones excéntricas superior e inferior 42 (segunda porción excéntrica) y 44 (primera porción excéntrica) provistas en el eje rotativo 16 de manera de tener una diferencia de fase de 180 grados en las cámaras de compresión 38A y 40A de los cilindros superior e inferior 38 y 40, y rotan excéntricamente, las paletas superior e inferior 50 (la paleta inferior no se muestra) a tope sobre los rodillos superior e inferior 46 y 48 para dividir respectivamente las partes internas de los cilindros superior e inferior 38 y 40 en lados de cámara de baja y alta presión, y miembros de soporte superior e inferior 54 y 56 como miembros de soporte para sellar una superficie de abertura superior del cilindro superior 38 y una superficie de abertura inferior del cilindro inferior 40, y también sirven como rodamientos del eje rotativo 16.

Sobre el cilindro superior 36 se ha formado un puerto de succión 161 de manera que se eleve oblicuamente desde un borde de la cámara de compresión 38A. En un lado opuesto que forma sándwich con la paleta 50 con el puerto de succión 161, se ha formado un portillo de descarga 184 oblicuamente desde un borde de la cámara de compresión 38A. Además, en el cilindro inferior 40 se ha formado un portillo de succión 162 de manera que se eleve oblicuamente desde un borde de la cámara de compresión 40A. En un lado opuesto que forma sándwich con la paleta y puerto de succión 161, se ha formado un puerto de descarga (no representado) oblicuamente desde un borde de la cámara de compresión 40A.

Por otra parte, el miembro de soporte superior 54 incluye un pasadizo de succión 58 y un pasadizo de descarga 39. El miembro de soporte inferior 56 incluye un pasadizo de succión 60 y un pasadizo de descarga 41. En este caso, los puertos de succión 161,162 corresponden a los pasadizos de succión 58, 60, y a través de estos puertos, los pasadizos se comunican respectivamente con las cámaras de compresión 38A, 40A en los cilindros superior e inferior 38,40. Los puertos de descarga 184 (no representados para el cilindro 40) corresponden a los pasadizos de descarga 39 y 41 y, a través de estos puertos, los pasadizos se comunican respectivamente con las cámaras de compresión 38A, 40A en los cilindros superior e inferior 38, 40.

Los miembros de soporte superior e inferior 54, 56, incluyen además cámaras de silenciador de descarga cóncavas 62, 64 y las aberturas de las cámaras de silenciador de descarga 62, 64 están selladas con tapas. Es decir, la cámara de silenciador de descarga 62 está sellada con una tapa superior 66 como tapa, y la cámara de silenciador de descarga 64 está sellada con una tapa inferior 68 como tapa.

En este caso, hay un rodamiento 54A montado sobre un centro de un miembro de soporte superior 54, y hay un buje cilíndrico 122 fijado a una superficie interior del rodamiento 54A. Se ha formado un rodamiento 56A a través sobre un centro de miembro de soporte inferior 56, se ha formado una superficie inferior plana (superficie opuesta al

cilindro inferior 49), y además se ha fijado un buje de carbono cilíndrico 128 a una superficie interior del rodamiento 56A. Estos bujes 122, 123, están hechos de un material que tiene buenas características de deslizamiento y de resistencia al desgaste. El eje rotativo 16 se mantiene por medio de los bujes 122, 123, sobre los rodamientos 54A y 56A de los miembros de soporte superior e inferior 54 y 56.

En el caso descrito, la tapa inferior 68 está hecho de una chapa de acero circular de formato toroidal, y mediante trabajado por prensado o cepillado, se procesa una superficie de fijación a la membrana de soporte inferior 56 de manera que tenga una aplanado de 0,1 mm o menos. Cuatro lugares de una porción periférica de la tapa inferior 68 están fijados al miembro de soporte inferior 56 desde un lado inferior mediante pernos principales 129 dispuestos concéntricamente en círculo alrededor del rodamientos 54A, y una porción de abertura inferior de la cámara de silenciador de descarga 64 en comunicación con la cámara de compresión 40A en el cilindro inferior 40 del primer elemento del compresión rotativo 32 mediante el pasadizo de descarga 41, está sellada Las puntas de los pernos principales 129 están acopladas con el miembro de soporte superior 54. Se produce un borde periférico interior de la tapa inferior 68 hacia dentro desde una superficie interior del rodamiento 56 de miembro de soporte inferior 56. Por lo tanto, una superficie extrema inferior (extremo opuesto al cilindro inferior 40) del buje 123 es sostenida por la tapa inferior 68, con lo cual se impide que caiga.

Por lo tanto, no es necesario formar una forma preventiva contra el halado hacia fuera del buje 123 en un extremo inferior del rodamiento 56A del miembro de soporte inferior 56, y se simplifica una forma del miembro de soporte inferior 56, lo que permite reducir los costos de producción.

En este caso, el miembro de soporte inferior 56 está hecho de un material sinterizado que contiene hierro (también es posible la colada). Se procesa una superficie (superficie inferior) para fijar la tapa inferior 68 de manera tener un aplanado de 0,1 mm o inferior, después de lo cual se somete a un tratamiento con vapor de agua. El tratamiento al vapor de agua transforma la superficie para fijar la tapa inferior 68 en óxido de hierro, y por lo tanto, se sella un orificio en el material sinterizado centralizado de modo de reforzar el sellado. Por lo tanto, no es necesario proveer ninguna empaquetadura entre la tapa inferior 68 y el miembro de soporte inferior 56.

La cámara de silenciador de descarga 64 está en comunicación con el lado del elemento eléctrico 14 de la tapa superior 66 en el contenedor herméticamente sellado 12 por intermedio de una trayectoria de comunicación en forma de un orificio a efectos de atravesar los cilindros superior e inferior 38 y 40 y al diafragma intermedio 36 (ver Figura 4). En este caso, hay un tubo de descarga intermedio 121 montado en un extremo superior de la trayectoria de comunicación 63. El tubo de descarga intermedio 121 está dirigido hacia un huelgo entre las espiras de estator adyacentes 28 y 28 enrolladas sobre el estator 22 del elemento eléctrico superior 14 (consultar Figura 6).

La tapa superior 66 sella una abertura superior (abertura del lado del lado del elemento eléctrico 14) de la cámara de silenciador de descarga 62 en comunicación con la cámara de compresión 38A en el cilindro superior 38 del segundo elemento de compresión rotativo 34 a través del pasadizo de descarga 39, y divide el interior del contenedor herméticamente sellado 12 en la cámara de silenciador de descarga 62 y el lado del elemento eléctrico

14. Esta tapa superior 66 tiene un espesor de >2 mm a >10 mm (en la realización, es más preferible que dicho espesor sea de 6 mm). Está hecho de una chapa de acero circular que tiene la forma aproximada de un toroide, provisto de un orificio a través del cual se inserta el rodamiento 54A del miembro de soporte 54, y su porción periférica está fijada al miembro de soporte superior 54 desde arriba, mediante cuatro pernos principales 78, a través de una empaquetadura o junta de estanqueidad 124 con un cordón o reborde mientras la empaquetadura 124 se mantiene con el miembro de soporte superior 54. Las puntas de los pernos principales 78 están acopladas o en contacto con el miembro de soporte inferior 56.

La figura 7 muestra un circuito refrigerante de un calentador de agua 153 de la realización, a la cual se aplica la presente invención. El compresor rotativo 10 de la realización es utilizado para el circuito refrigerante del calentador de agua 153 mostrado en la Figura 7. Es decir, un tubo de descarga de refrigerante 96 del compresor rotativo 10 es conectado a una entrada de un enfriador de gas 154 para calentar el agua. Este enfriador de gas 154 es suministrado en un tanque o depósito de agua caliente -no mostrado- del calentador de agua 153. Se pasa una tubería desde el enfriador de gas 154 a través de una válvula de expansión 156 como un dispositivo de reducción de presión hasta alcanzar una entrada de un evaporador 157, y una salida del evaporador 157 es conectada al tubo de introducción de refrigerante 94. A partir de la mitad del tubo de introducción de refrigerante 92, un tubo de descongelación 158 que constituye un circuito descongelador, no mostrado en las Figuras 2 y 3, es ramificado y conectado a través de una válvula de solenoide 159 como un controlador de trayectoria de flujo hasta el tubo de descarga de refrigerante 96, alcanzando una entrada del enfriador de gas 154. En la Figura 7 se omite el acumulador 146.

Ahora, se hace la descripción de un funcionamiento de la constitución anterior. Se supone que la válvula de solenoide 159 está cerrada en funcionamiento por el calor. Cuando se suministra energía a la bobina de estator del elemento eléctrico 14 a través de un terminal 20 y un cable -no mostrado-, el elemento eléctrico 14 es accionado para girar el rotor 24. Esta rotación origina que los rodillos superiores e inferiores 46 y 48 se acoplan con las porciones excéntricas superiores e inferiores 42 y 44 provistas integralmente con el eje rotativo 16 para girar excéntricamente en los cilindros superiores e inferiores 38 y 40.

En consecuencia, el gas refrigerante de baja presión (presión de succión de la primera etapa, LP: 4MpaG) succionado mediante el puerto de succión 162 a través del tubo de introducción de refrigerante 94 y el pasadizo de succión 60 formado en el miembro de apoyo inferior 56 hasta el lado de la cámara de baja presión del cilindro inferior 40 es comprimido a presión intermedia (MP1: 8MpaG) mediante el funcionamiento del rodillo 48 y de la paleta. Posteriormente, se pasa desde el lado de la cámara de alta presión del cilindro inferior 40 a través de la cámara de silenciador de descarga 64 formada en el miembro de soporte inferior 56 a través del pasadizo de comunicación 63, y descargado desde un tubo de descarga intermedio 121 en el recipiente sellado herméticamente

12.

En ese momento, el tubo de descarga intermedio 121 es dirigido al hueco entre la bobina del estator adyacente 28 enrollado en el estator 22 del elemento eléctrico superior 14. En consecuencia, el gas refrigerante todavía relativamente bajo en temperatura puede ser suministrado de manera activa hacia el elemento eléctrico 14, suprimiendo un incremento de temperatura del elemento eléctrico 14. Así pues, la presión intermedia (MP1) es ajustada en el recipiente sellado herméticamente 12.

El gas refrigerante de la presión intermedia en el recipiente sellado herméticamente 12 se distribuye mediante el manguito 144 (la presión de descarga intermedia es MP1) a través del tubo de introducción de refrigerante 92 y el pasadizo de succión 58 formado en el miembro de soporte superior 54, y succionado desde el puerto de succión 161 hasta el lado de la cámara de baja presión, LR, del cilindro superior 38 (presión de succión de la 2ª etapa, MP2). El gas refrigerante succionado de la presión intermedia es sometido a la compresión de la 2ª etapa, mediante el funcionamiento del rodillo 46 y de la paleta 50 hasta convertirse en gas refrigerante de alta temperatura y alta presión (presión de descarga de la 2ª etapa, HP: 12MpaG). Pasa desde el lado de la cámara de alta presión a través del puerto de descarga 184 y el pasadizo de descarga 39 a través de la cámara de silenciador de descarga 62 formada en el miembro de soporte superior 54, y el tubo de descarga de refrigerante 96 dentro del enfriador de gas

154. En ese momento, la temperatura del refrigerante se ha incrementado hasta alrededor de +100º C. El calor es irradiado desde el gas refrigerante de alta temperatura y alta presión por el enfriador de gas 154 y el agua en el tanque o depósito de agua caliente se calienta hasta generar agua caliente de unos +90º C.

Por otra parte, el refrigerante mismo es enfriado en el enfriador de gas 154 y descargado desde el enfriador de gas

154. Luego, después de la reducción de presión en la válvula de expansión 156, el refrigerante fluye dentro del evaporador 157 hasta la evaporación (el calor es absorbido del entorno en ese momento). Pasa a través del acumulador 146 (no mostrado en la Figura 7), y succionado mediante el tubo de introducción de refrigerante 94 dentro del primer elemento de compresión rotativo 32. Este ciclo se repite.

Especialmente, en un entorno de una temperatura exterior baja, la escarcha aumenta en el evaporador 157 en funcionamiento por el calor . En tal caso, la válvula de solenoide 159 está abierta, la válvula de expansión 156 está completamente abierta, y el proceso de descongelación del evaporador 157 es realizado. Así pues, un refrigerante de presión intermedia en el recipiente herméticamente sellado 12 (que incluye una pequeña cantidad de refrigerante de alta presión descargada desde el segundo elemento del compresión rotativo 34) pasa a través del tubo de descongelación 158 hasta alcanzar el enfriador de gas 154. La temperatura de este refrigerante es de entre +50º C a +60º C, no se irradia calor desde el enfriador de gas 154 y, al contrario, el calor es absorbido inicialmente por el refrigerante. Posteriormente, el refrigerante del enfriador de gas 154 pasa a través de la válvula de expansión 156 hasta alcanzar al evaporador 157. Es decir, el refrigerante de presión intermedia aproximada y temperatura relativamente alta es suministrado sin ninguna reducción de presión hasta el evaporador 157 sustancialmente de manera directa. En consecuencia, el evaporador 157 es calentado y descongelado. En este caso, desde el enfriador de gas 154, el calor del agua caliente es llevado por el refrigerante hasta el evaporador 157.

Aquí, si un refrigerante de alta presión descargado desde el segundo elemento de compresión rotativo 34 es suministrado al evaporador 157 sin ser reducida la presión, y el evaporador 157 es descongelado, la presión de succión del primer elemento de compresión rotativo 32 se incrementa como consecuencia de la válvula de expansión 156 totalmente abierta. En consecuencia, la presión de descarga (presión intermedia) del primer elemento de compresión rotativo 32 se incrementa como consecuencia de la válvula de expansión 156 completamente abierta. En consecuencia, la presión de descarga (presión intermedia) del primer elemento de compresión rotativo 32 se vuelve alta. Este refrigerante es descargado a través del segundo elemento de compresión rotativo 34. Sin embargo, la válvula de expansión 156 completamente abierta origina que la presión de descarga del segundo elemento de compresión rotativo 34 sea similar a la presión de succión del primer elemento de compresión rotativo 32, generando un fenómeno de inversión en la presión entre la descarga (alta presión) y la succión (presión intermedia) del segundo elemento de compresión rotativo 34. Sin embargo, ya que el gas refrigerante de la presión intermedia descargada desde el primer elemento de compresión rotativo 32 es preparado desde el recipiente sellado herméticamente 12 para descongelar el evaporador 157 tal como se ha descrito anteriormente, es posible impedir un fenómeno de inversión entre la alta presión y la presión intermedia.

De acuerdo con la presente invención, para realizar la descongelación del evaporador, el refrigerante descargado desde el primer elemento de compresión hace que fluya hasta el circuito descongelador mediante el controlador de trayectoria de flujo, y puede ser suministrado al evaporador para calentar el mismo sin reducir la presión.

Por consiguiente, es posible evitar el inconveniente de la inversión de presión entre la descarga y la succión en el segundo elemento de compresión, que sucede cuando solamente un refrigerante de alta presión descargado desde el segundo elemento de compresión es suministrado al evaporador sin ninguna reducción de presión para realizar la

5 descongelación.

En especial, la invención es extraordinariamente ventajosa en el circuito refrigerante cuando se utiliza gas CO2 como refrigerante. En caso de generación de agua caliente desde el enfriador de gas, el calor del agua caliente puede ser llevado al evaporador por el refrigerante, permitiendo que la descongelación del evaporador se realice más

10 rápidamente.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un circuito refrigerante que comprende un descongelador, el circuito refrigerante incluyendo un compresor (10) provisto de un elemento eléctrico (14) y elementos de compresión rotativos primero y segundo (32, 34) accionados por el elemento eléctrico (14), estando estos componentes dispuestos en un contenedor herméticamente sellado (12), descargándose gas refrigerante comprimido por el primer elemento de compresión rotativo (32) al interior del contenedor herméticamente sellado (12), y siendo el gas refrigerante descargado, de presión intermedia, sometido a mayor compresión por el segundo elemento de compresión rotativo (34), un enfriador de gas (154) dentro del cual fluye un refrigerante descargado desde el segundo elemento de compresión (34) del compresor (10), y el cual genera agua caliente mediante la irradiación de calor desde dicho enfriador de gas (154), una válvula de expansión

(156) conectada a un lado de la salida del enfriador de gas (154), y un evaporador (157) conectado a un lado de la salida de la válvula de expansión (156), siendo un refrigerante descargado desde el evaporador (157) comprimido por el primer elemento de compresión (32), caracterizado porque el descongelador comprende un circuito descongelador (158) para suministrar un refrigerante de presión intermedia comprimido y descargado desde el primer elemento de compresión (32) al evaporador (157) a través del enfriador de gas (154) y la válvula de expansión (156), la cual está configurada para poder abrirse completamente, y una válvula de control de trayectoria de flujo (159) para controlar la distribución del refrigerante a través del circuito descongelador (158).
2.

El circuito refrigerante de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cada uno de los elementos de compresión (32, 34) comprime gas CO2 como refrigerante.
3.

Un método de descongelación de un circuito refrigerante, el circuito refrigerante comprendiendo un compresor

(10) provisto de un elemento eléctrico (14) y elementos de compresión rotativos primero y segundo (32, 34) accionados por el elemento eléctrico (14), estando estos componentes dispuestos en un contenedor herméticamente sellado (12), descargándose gas refrigerante comprimido por el primer elemento de compresión rotativo (32) al interior del contenedor herméticamente sellado (12), y siendo el gas refrigerante descargado, de presión intermedia, sometido a mayor compresión por el segundo elemento de compresión rotativo (34), un enfriador de gas (154) dentro del cual fluye un refrigerante descargado desde el segundo elemento de compresión (34) del compresor (10), y el cual genera agua caliente mediante la irradiación de calor desde dicho enfriador de gas (154), una válvula de expansión (156), un dispositivo de reducción de presión conectado a un lado de la salida del enfriador de gas (154), y un evaporador (157) conectado a un lado de la salida de la válvula de expansión (156), siendo un refrigerante descargado desde el evaporador (157) comprimido por el primer elemento de compresión (32), caracterizado por las etapas de apertura de una válvula de control de trayectoria de flujo (159), apertura total de la válvula de expansión (156), y suministro de un refrigerante de presión intermedia comprimido y descargado desde el primer elemento de compresión (32) al evaporador (157) a través del enfriador de gas (154) y de la válvula de expansión (156).