ES2510665T3

ES2510665T3 - Sistema de aire acondicionado

Info

Publication number: ES2510665T3
Application number: ES05710633.8T
Authority: ES
Inventors: Kousuke Tanaka; Kouji Yamashita; Yasunori Shida; Masahumi Tomita
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2014-10-21
Anticipated expiration: 2025-02-24
Also published as: EP1852664A1; US20070204635A1; JPWO2006090451A1; EP1852664B1; JP4503646B2; EP1852664A4; US7987679B2; CN100513944C; WO2006090451A1; CN1926392A

Abstract

Un aparato de aire acondicionado que comprende: un ciclo de refrigeración (20) para conectar un compresor (1), un intercambiador de calor del lado de la alta presión (3, 7), un dispositivo de estrangulación (5a) y un intercambiador de calor del lado de baja presión (7, 3) por tubería, para hacer circular un refrigerante de alta temperatura y alta presión en el intercambiador de calor del lado de alta presión (3, 7), y para hacer circular un refrigerante de temperatura baja y baja presión en el intercambiador de calor del lado de baja presión (7, 3); una parte de envío de fluido (4, 8) para hacer que un fluido circule fuera del intercambiador de calor del lado de la alta presión (3, 7) con el fin de llevar a cabo un intercambio de calor entre el refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la alta presión (3, 7) y el fluido; una parte de detección de temperatura del refrigerante de alta presión (202, 207) para detectar una temperatura en la condensación o en medio del enfriamiento del refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la alta presión (3, 7); una parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de la entrada del intercambiador de calor del lado de la alta presión (201) para detectar una temperatura del refrigerante en un lado de entrada del intercambiador de calor del lado de la alta presión (3, 7); una parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de la salida del intercambiador de calor del lado de la alta presión (204-205) para detectar una temperatura del refrigerante en un lado de salida del intercambiador de calor del lado de la alta presión (3, 7); una parte de detección de temperatura de fluido (203, 206) para detectar una temperatura en una ubicación del fluido que circula fuera del intercambiador de calor del lado de alta presión (3,7); y una parte de control (103) para controlar el ciclo de refrigeración (20), en base a cada valor de detección detectado por cada parte de detección de temperatura; caracterizado porque comprende, además una parte de comparación de cálculos (108) para calcular un primer valor obtenido dividiendo un grado de superenfiramiento SC que es obtenido sustrayendo la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura del refrigerante de lado de salida del intercambiador de calor del lado de alta presión (204, 205), de la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura del refrigerante de alta presión (202, 207) por dTc que es un valor obtenido sustrayendo la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura de fluido (203, 206), de la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura del refrigerante de alta presión (202, 207), y 1-EXP(-NTUR) como un segundo valor basado en NTUR que se obtiene calculando (HCONxAL)/(dTcxCprxA), donde HCON es una diferencia de entalpía entre una entalpia en la entrada del intercambiador de calor del lado de alta presión (3, 7) que se calcula a partir de la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de entrada del intercambiador de calor del lado de alta presión (201) y la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura del refrigerante de alta presión (202, 207) y una entalpia en la salida del intercambiador de calor del lado de alta presión (3, 7) que se calcula a partir de la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de salida de intercambiador de calor del lado de alta presión (204, 205) y la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura del refrigerante de alta presión (202, 207), AL es una zona de de superficie de calentamiento de fase líquida del intercambiador de calor del lado de alta temperatura (3, 7), A es una zona de superficie de calentamiento del intercambiador de calor del lado de alta temperatura (3, 7), y Cpr es un calor específico a presión constante del refrigerante, y comparar el primer valor calculado y el segundo calor calculado; y una parte de evaluación (106) para evaluar una fuga de refrigerante en base a un resultado de comparación de la parte de comparación de cálculo (108).

Description

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DESCRIPCIÓN

Sistema de aire acondicionado

Campo técnico

La presente invención se refiere a un aparato de aire acondicionado que evalúa la normalidad o anormalidad 5 basándose en las características de operación detectadas del aparato de aire acondicionado en características normales de tiempo y operación en la actualidad.

Técnica anterior

Respecto del diagnósticos de anormalidades de los aparatos de aire acondicionado, ya se han aplicados diversos desarrollos. A continuación se describirá una tecnología fundamental de un aparato de diagnóstico de un aparato de

10 aire acondicionamiento.

Un aparato convencional de aire acondicionado calcula las características de ciclos de refrigeración del aparato de acondicionado en tiempo normal llevando a cabo una simulación de ciclo basada en señales de un sensor de temperatura y un sensor de presión, que son la entrada/salida de un compresor, un sensor de temperatura de aire exterior y un sensor de temperatura interior, una información del nombre del modelo en el aparato de aire

15 acondicionado necesaria para el cálculo de simulación de ciclo, e información, introducida a través de una parte de entrada, en una cantidad de refrigerante contenido en el aparato de aire acondicionado, una longitud de tubería de conexión, y una diferencia de altura entre una unidad de interior y una unidad de exterior, y a continuación evalúa una cantidad de exceso o falta del refrigerante, de anormalidad del aparato, y un bloqueo en un tubo, etc., en el momento de operación del aparato. (Por ejemplo, véase el Documento de patente 1).

20 [Documento de patente 1] Publicación de patente japonesa no examinada nº 2001-133011 [Documento no de patente 1] “Compact Heat Exchanger” de Yuaka Seshimo y Masao Fujii, Nikkan Kogyo Shimbun Ltd., (1992) [Documento no de patente 1] “Proc. 5th Int. Heat Transfer Conference. De G. P. Gaspari, (1974)

El documento US2002/0083723 A1 divulga un procedimiento de supervisión del nivel de refrigerante en un circuito

25 de refrigerante de un sistema de aire acondicionado o bomba de calor que tiene un compresor y un refrigerante que puede, en función del punto operativo operar en el intervalo supercrítico. El procedimiento incluye la supervisión del nivel de parada con el compresor apagado y/o la supervisión de nivel en operación con el compresor encendido. En el caso de la supervisión del nivel en operación, el sobrecalentamiento del refrigerante (dTü) en el evaporador se registra, y en caso de sobrecalentamiento excesivo, se concluye que hay un nivel insuficiente.

30 Divulgación de la invención

Problemas a resolver por la invención

Respecto de la estructura convencional mencionada anteriormente, son necesaria la información del nombre de modelo en el aparato, una diferencia de longitud de la tubería de refrigerante, y una diferencia de altura para ser introducida después de la instalación del aparato. Por lo tanto, hay un problema que lleva tiempo y esfuerzo para

35 comprobar la longitud de tubería y la diferencia de altura y para introducirlas en el dispositivo de entrada cada vez que se instala o lleva a cabo el mantenimiento del aparato.

Además, respecto del aparato de aire acondicionado convencional, el deterioro por envejeciiento de una aleta en un intercambiador de calor exterior y intercambiador de calor interior, el bloqueo en un filtro, la influencia del viento etc. no son tomados en cuenta. Por lo tanto hay un problema que causa una detección incorrecta y la anormalidad no

40 podría ser evaluada correctamente.

Además, respecto del aparato convencional de aire acondicionado, en el caso de un modelo que tiene un equipo para almacenar el refrigerante sobrante tal como un acumulador y un receptor, que se proporciona como elemento estructural, si hay una fuga de refrigerante, la superficie de un refrigerante sobrante en el contenedor desciende, y la temperatura y la presión del ciclo de refrigeración no cambia. Por lo tanto, mientras existe el refrigerante sobrante, se

45 da el problema de que la fuga de refrigerante podría ser detec5tada y encontrada en una fase temprana incluso si se lleva a cabo una simulación de ciclo basada en la información de temperatura y presión.

Además, respecto de un aparato de diagnóstico del aparato convencional del aire acondicionado, en caso de un modelo que tiene un equipo para almacenar el refrigerante sobrante tal como un acumulador y un receptor, siendo proporcionado como un elemento estructural, ya que es necesario estimar la cantidad de refrigerante detectando

50 directamente una cantidad de refrigerante sobrante en el contenedor usando un detector específico, tal como un sensor ultrasónico con el fin de detectar una fuga de refrigerante, se produce un problema de costes.

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La presente invención se dirige a la resolución de los problemas expuestos anteriormente, Aprendiendo o almacenando características de ciclo de refrigeración de un aparato de aire acondicionado en tiempo normal y compararlas con las características de ciclo de refrigeración obtenidas del aparato de aire acondicionado en el tiempo de operación, se hace posible diagnosticas exacta y precisamente la normalidad o la anormalidad del aparato

5 de aire acondicionado en cualesquiera condiciones de instalación y condiciones ambientales, lo cual elimina las operaciones de introducir una diferencia entre los nombres de modelo de aparato, una longitud de tubería, una diferencia de altura, etc. en el tiempo de la instalación del aparato. En consecuencia, se dirige a acortar el tiempo de evaluación de normalidad o anormalidad, y mejorar la operabilidad.

Asimismo, aprendiendo o almacenando las características de ciclo de refrigeración de un aparato de aire

10 acondicionado en un tiempo normal y compararlas con las características del ciclo de refrigeración obtenidas del aparato de aire acondicionado en el tiempo de operación, se hace posible para diagnosticar exacta y precisamente la normalidad o anormalidad del aparato de aire acondicionado en cualesquiera condiciones de instalación y condiciones ambientales, lo cual evita una detección incorrecta causada por el deterioro de una aleta en un intercambiador de calor exterior y un intercambiador de calor interior, el bloqueo de un filtro, una influencia del viento.

15 En consecuencia, se dirige a proporcionar un aparato de aire acondicionado con fiabilidad elevada.

Además, aprendiendo o almacenando características de ciclo de refrigeración de un aparato de aire acondicionado en un tiempo normal y comparándolas mutuamente con las características de ciclo de refrigeración obtenidas del aparato de aire acondicionado en el tiempo de operación, se dirige a proporcionar un aparato de aire acondicionado que diagnostica precisamente una fuga de refrigerante en el aparato de aire acondicionado en una etapa temprana

20 en el caso de un modelo que tiene un equipo para almacenar el exceso de refrigerante tal como un acumulador y un receptor, como elemento estructural.

Asimismo, se dirige a proporcionar un aparato de aire acondicionado que diagnóstica precisamente una fuga de refrigerante sin ningún detector específico adicional, incluso en el caso de un modelo que tiene un equipo para almacenar el refrigerante sobrante tal como un acumulador y un receptor.

25 Además, se dirige a proporcionar un aparato de aire acondicionado que diagnóstica precisamente una fuga de refrigerante sin tener en cuenta el tipo de refrigerante.

Medios para solucionar los problemas

Las características de la presente invención se describen en las reivindicaciones independientes.

Los aspectos del aparato de aire acondicionado según la presente invención pueden incluir:

30 un ciclo de refrigeración para conectar un compresor, un intercambiador de calor del lado de la alta presión, un dispositivo de estrangulación y un intercambiador de calor del lado de baja presión por tubería, para hacer circular un refrigerante de temperatura elevada y alta presión en el intercambiador de calor del lado de alta presión, y para hacer circular un refrigerante de temperatura baja y baja presión en el intercambiador de calor del lado de baja presión;

35 una parte de envío de fluido para hacer que un fluido circule fuera del intercambiador de calor del lado de la alta presión con el fin de llevar a cabo un intercambio de calor entre el refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la alta presión y el fluido; una parte de detección de temperatura del refrigerante de alta presión para detectar una temperatura en la condensación o en medio del enfriamiento del refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la alta

40 presión; una parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de la entrada del intercambiador de calor del lado de la alta presión para detectar una temperatura del refrigerante en un lado de entrada del intercambiador de calor del lado de la alta presión; una parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de la salida del intercambiador de calor del

45 lado de la alta presión para detectar una temperatura del refrigerante en un lado de salida del intercambiador de calor del lado de la alta presión; una parte de detección de temperatura de fluido para detectar una temperatura en una ubicación del fluido que circula fuera del intercambiador de calor del lado de alta presión una parte de detección de temperatura del refrigerante de baja presión para detectar una temperatura en la

50 evaporación o en medio del enfriamiento del refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la baja presión; una parte de control para controlar el ciclo de refrigeración, basado en cada valor de detección detectado por cada parte de detección de temperatura; y una parte de comparación de cálculos para calcular y comparar un valor medido y un valor teórico relativo a

55 una cantidad de una parte de fase líquida del refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la alta presión calculado basado en cada valor de detección por cada parte de detección de temperatura.

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un ciclo de refrigeración para conectar un compresor, un intercambiador de calor del lado de la alta presión, un dispositivo de estrangulación y un intercambiador de calor del lado de baja presión por tubería, para hacer circular un refrigerante de temperatura elevada y alta presión en el intercambiador de calor del lado

5 de alta presión, y para hacer circular un refrigerante de temperatura baja y baja presión en el intercambiador de calor del lado de baja presión; una parte de envío de fluido para hacer que un fluido circule fuera del intercambiador de calor del lado de la alta presión con el fin de llevar a cabo un intercambio de calor entre el refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la alta presión y el fluido;

10 una parte de detección de temperatura del refrigerante de alta presión para detectar una temperatura en la condensación o en medio del enfriamiento del refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la alta presión; una parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de la entrada del intercambiador de calor del lado de la alta presión para detectar una temperatura del refrigerante en un lado de entrada del

15 intercambiador de calor del lado de la alta presión; una parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de la salida del intercambiador de calor del lado de la alta presión para detectar una temperatura del refrigerante en un lado de salida del intercambiador de calor del lado de la alta presión; una parte de detección de temperatura de fluido para detectar una temperatura en una ubicación del fluido

20 que circula fuera del intercambiador de calor del lado de alta presión una parte de detección de temperatura del refrigerante de baja presión para detectar una temperatura en la evaporación o en medio del enfriamiento del refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la baja presión; una parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de salida del intercambiador de calor del

25 lado de baja presión para detectar una temperatura del refrigerante en un lado de salida del intercambiador de calor del lado de baja presión; una parte de control para controlar el ciclo de refrigeración, basado en cada valor de detección detectado por cada parte de detección de temperatura; y una parte de comparación de cálculos para calcular y comparar un valor medido y un valor teórico relativo a

30 una cantidad de una parte de fase líquida del refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la alta presión calculado basado en cada valor de detección por cada parte de detección de temperatura.

Los aspectos del aparato de aire acondiciona según la presente invención pueden incluir que, cuando se lleva a cabo una operación de diagnóstico del aparato de aire acondicionado, la parte de control controla un número de

35 rotaciones de la parte de envío de fluido para hacer que una diferencia de temperatura entre la temperatura del refrigerante detectada por la parte de detección de temperatura de refrigerante de alta presión y la temperatura del fluido detectada por la parte de detección de temperatura de fluida esté cerca de un valor predeterminado.

Los aspectos del aparato de aire acondiciona según la presente invención pueden incluir que, cuando se lleva a

40 cabo una operación de diagnóstico del aparato de aire acondicionado, la parte de control controla una frecuencia del compresor para hacer que una diferencia de temperatura entre la temperatura del refrigerante detectada por la parte de detección de temperatura de refrigerante de alta presión y la temperatura del fluido detectada por la parte de detección de temperatura de fluida esté cerca de un valor predeterminado.

45 cabo una operación de diagnóstico del aparato de aire acondicionado, la parte de control controla un grado de apertura del dispositivo de estrangulación para hacer que la temperatura del refrigerante detectada por la parte de detección de temperatura de refrigerante de baja presión esté cerca de un valor predeterminado.

Los aspectos del aparato de aire acondiciona según la presente invención pueden incluir que, cuando se lleva a cabo una operación de diagnóstico del aparato de aire acondicionado, la parte de control controla un grado de

50 recalentamiento del intercambiador de calor del lado de baja presión del aparato de aire acondicionado, basado en una temperatura del refrigerante detectada por la parte de detección de temperatura de refrigerante de baja presión y controla un grado de apertura del dispositivo de estrangulación para que de este modo el grado de recalentamiento pueda estar cerca de un valor predeterminado.

Los aspectos del aparato de aire acondiciona según la presente invención pueden incluir que incluya una parte de

55 evaluación para comparar valores medidos relativos a la cantidad de la parte de fase líquida del refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la alta presión calculada en el pasado y en el presente, y para evaluar una fuga de refrigerante basada en un cambio de los valores medidos.

Los aspectos del aparato de aire acondiciona según la presente invención pueden incluir que incluya una parte de evaluación para comparar valores medidos relativos a la cantidad de la parte de fase líquida del refrigerante en el 60 intercambiador de calor del lado de la alta presión calculada en el pasado y en el presente, y para evaluar un bloqueo en el ciclo de refrigeración o una anormalidad de un grado de apertura del dispositivo de estrangulación,

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basado en un cambio de los valores medidos.

un ciclo de refrigeración para conectar un compresor, un intercambiador de calor del lado de la alta presión, un dispositivo de estrangulación y un intercambiador de calor del lado de baja presión por tubería, para

5 hacer circular un refrigerante de temperatura elevada y alta presión en el intercambiador de calor del lado de alta presión, y para hacer circular un refrigerante de temperatura baja y baja presión en el intercambiador de calor del lado de baja presión; una parte de envío de fluido para hacer que un fluido circule fuera del intercambiador de calor del lado de la alta presión con el fin de llevar a cabo un intercambio de calor entre el refrigerante en el intercambiador de

10 calor del lado de la alta presión y el fluido; una parte de detección de temperatura del refrigerante de alta presión para detectar una temperatura en la condensación o en medio del enfriamiento del refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la alta presión; una parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de la entrada del intercambiador de calor

15 del lado de la alta presión para detectar una temperatura del refrigerante en un lado de entrada del intercambiador de calor del lado de la alta presión; una parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de la salida del intercambiador de calor del lado de la alta presión para detectar una temperatura del refrigerante en un lado de salida del intercambiador de calor del lado de la alta presión;

20 una parte de detección de temperatura de fluido para detectar una temperatura en una ubicación del fluido que circula fuera del intercambiador de calor del lado de alta presión una parte de detección de temperatura del refrigerante de baja presión para detectar una temperatura en la evaporación o en medio del enfriamiento del refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la baja presión; y

25 una parte de control para controlar el ciclo de refrigeración, basado en cada valor de detección detectado por cada parte de detección de temperatura; en el que el dispositivo de estrangulación incluye un dispositivo de estrangulación del lado corriente arriba, un receptor, y un dispositivo de estrangulación del lado corriente abajo, y la parte de control lleva a cabo un modo de operación especial en el que la parte de control desplaza un refrigerante sobrante al receptor en el

30 intercambiador de calor del lado de alta presión haciendo que el refrigerante en una salida del receptor sea bifásico haciendo que una zona de apertura del dispositivo de estrangulación del lado corriente arriba sea inferior a una zona de apertura del dispositivo de estrangulación del lado corriente abajo.

35 un ciclo de refrigeración para conectar un compresor, un intercambiador de calor del lado de la alta presión, un dispositivo de estrangulación y un intercambiador de calor del lado de baja presión por tubería, para hacer circular un refrigerante de temperatura elevada y alta presión en el intercambiador de calor del lado de alta presión, y para hacer circular un refrigerante de temperatura baja y baja presión en el intercambiador de calor del lado de baja presión;

40 una parte de envío de fluido para hacer que un fluido circule fuera del intercambiador de calor del lado de la alta presión con el fin de llevar a cabo un intercambio de calor entre el refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la alta presión y el fluido; una parte de detección de temperatura del refrigerante de alta presión para detectar una temperatura en la condensación o en medio del enfriamiento del refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la alta

45 presión; una parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de la entrada del intercambiador de calor del lado de la alta presión para detectar una temperatura del refrigerante en un lado de entrada del intercambiador de calor del lado de la alta presión; una parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de la salida del intercambiador de calor del

50 lado de la alta presión para detectar una temperatura del refrigerante en un lado de salida del intercambiador de calor del lado de la alta presión; una parte de detección de temperatura de fluido para detectar una temperatura en una ubicación del fluido que circula fuera del intercambiador de calor del lado de alta presión una parte de detección de temperatura del refrigerante de baja presión para detectar una temperatura en la

55 evaporación o en medio del enfriamiento del refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la baja presión; una parte de control para controlar el ciclo de refrigeración, basado en cada valor de detección detectado por cada parte de detección de temperatura; y un acumulador dispuesto entre el intercambiador de calor del lado de baja presión y el compresor,

60 en el que la parte de control lleva a cabo un modo de operación especial en el que la parte de control desplaza un refrigerante sobrante al acumulador en el intercambiador de calor del lado de alta presión haciendo que el refrigerante que fluye dentro del acumulador sea un gas refrigerante mediante el control de dispositivo de estrangulación.

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Los aspectos del aparato de aire acondicionado según la presente invención pueden incluir que el aparato de aire acondicionado incluya un temporizador en su interior y que la parte de control tenga una función para ponerse en modo operativo especial cada periodo de tiempo específico mediante el temporizador.

Los aspectos del aparato de aire acondicionado según la presente invención pueden incluir que la parte de control 5 tenga una función para ponerse en el modo operativo especial mediante una señal de operación desde el exterior por cable o de manera inalámbrica.

Los aspectos del aparato de aire acondicionado según la presente invención pueden incluir que se use un refrigerante de CO2.

Efectos de la invención

10 En virtud de la estructura mencionada anteriormente, el aparato de aire acondicionado según la presente invención puede evaluar exacta y precisamente la normalidad o la anormalidad del aparato de aire acondicionado, y llevar a cabo una evaluación de una fuga de refrigerante, una evaluación de la anormalidad de partes operativas, y la detección temprana de un bloqueo en la tubería, en cualesquiera condiciones de instalación y condiciones ambientales. Por lo tanto, es posible proporcionar el aparato de aire acondicionado con gran fiabilidad.

15 Mejor modo de realizar la invención

Realización 1

Las figuras 1 a 6 muestran la realización 1, la figura 1 ilustra una estructura de un aparato de aire acondicionado, la figura 2 es un diagrama p-h en el tiempo de fuga de refrigerante, la figura 3 muestra una relación entre SC/dTc y NTUR, la figura 4 muestra una relación entre SC/dTc y NTUR en el tiempo de la fuga de refrigerante, la figura 5 es un

20 diagrama de flujo de operación, y la figura 6 ilustra un procedimiento de cálculo de SC en un punto supercrítico.

Como se muestra en la figura 1, se han provisto una unidad exterior, una unidad interior, y un ciclo de refrigeración

20. La unidad exterior incluye un compresor 1, una válvula de cuatro vías 2 que se conmuta del/al estado de operación de enfriamiento descrito como la línea gruesa y el estado de operación de calentamiento descrito como la línea de puntos, un intercambiador de calor exterior 3 que funciona como un intercambiador de calor del lado de alta

25 presión (condensador) en el tiempo de operación de enfriamiento y como un intercambiador de calor del lado de baja presión (evaporador) en un tiempo de operación de calentamiento, un ventilador exterior 4, que suministra aire, que es un ejemplo de fluido, al intercambiador de calor exterior 3, como una parte de envío de fluido, y un dispositivo de estrangulación 5a que hace que un líquido de alta temperatura y alta presión condensado por el condensador se expanda para ser un refrigerante de baja temperatura y baja presión.

30 La unidad interior incluye un intercambiador de calor interior 7 que funciona como un intercambiador de calor del lado de baja presión (evaporador) en el tiempo de operación de enfriamiento y como intercambiador de calor del lado de alta presión (condensador) en el tiempo de operación de calentamiento, y un ventilador interior 8 que suministra aire al intercambiador de calor interior 7, como una parte de detección de fluido.

El ciclo de refrigeración 20 incluye una tubería de conexión 6 y una tubería de conexión 9 que conectan la unidad

35 interior y la unidad exterior, y tiene una función de bomba de calor capaz de suministrar calor obtenido por un intercambio de calor con el aire exterior, al interior de una habitación.

En el condensador del aparato de aire acondicionado anterior, un objeto de endotermia del calor de condensación del refrigerante es el aire. Sin embargo, el agua, el refrigerante, la neblina, etc. también pueden ser el objeto de endotermia, y una bomba, etc., también puede ser un dispositivo para suministrar el objeto de endotermia.

40 En el ciclo de refrigeración 20, está instalado un sensor de temperatura de salida de compresor 201 (una parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de la entrada del intercambiador de calor del lado de alta presión) para detectar una temperatura en el lado de descarga del compresor 1. Con el fin de detectar una temperatura de condensación del intercambiador de calor exterior 3 en el tiempo de operación de enfriamiento, está instalado un sensor de temperatura bifásico de la unidad exterior 202 (una parte de detección de temperatura de refrigerante de

45 alta presión, en el tiempo de la operación de enfriamiento, y una parte de detección de temperatura del refrigerante de baja presión, en el tiempo de la operación de calentamiento). Con el fin de detectar una temperatura de salida de refrigerante del intercambiador de calor exterior 3, se instala un sensor de temperatura de salida del intercambiador de calor exterior 204 (una parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de salida del intercambiador de calor del lado de alta presión, en el tiempo de la operación de enfriamiento). Estos sensores de temperatura se

50 instan para tocar o para ser insertaos dentro de la tubería de refrigerante para de este modo detectar una temperatura de refrigerante. Una temperatura ambiente de fuera de una habitación es detectada por un sensor de temperatura exterior 203 (una parte de detección de temperatura de fluido).

Un sensor de temperatura de entrada del intercambiador de calor interior 205 (una parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de salida del intercambiador de calor del lado de alta presión, en el tiempo de la 55 operación de calentamiento) está instalado en el lado de la entrada de refrigerante del intercambiador de calor

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interior 7 en el tiempo de operación de enfriamiento, y un sensor de temperatura bifásico de la unidad interior 207 (una parte de detección de temperatura del refrigerante de baja presión, en el tiempo de operación de enfriamiento, y una parte de detección de temperatura de refrigerante de alta presión, en el tiempo de operación de calentamiento) está instalado con el fin de detectar una temperatura de evaporación en el tiempo de operación de enfriamiento. Se colocan por el mismo procedimiento que el sensor de temperatura bifásico de la unidad exterior 202 y el sensor de temperatura de salida del intercambiador de calor exterior 204. Una temperatura ambiente en el interior de una habitación es detectada por un sensor de temperatura de succión de la unidad interior 206 (una parte de detección de temperatura de fluido).

Cada cantidad detectada por el sensor de temperatura es introducida en una parte de medición 101 y es procesada por una parte de cálculo 102. Una parte de control 103 está provista para controlar el compresor 1, la válvula de 4 vías 2, el ventilador exterior 4, el dispositivo de estrangulación 5a, y el ventilador interior 8 para que estén dentro de un intervalo objetivo de control deseado, basado en un resultado de la parte de cálculo 102. Se proporcionan una parte de almacenamiento 104 para almacenar un resultado obtenido por la parte de cálculo 102, una parte de comparación 105 para comparar el resultado almacenado con un valor del estado actual del ciclo de refrigeración, una parte de evaluación 106 para evaluar la normalidad o anormalidad del aparato de aire acondicionado, basado en el resultado comparado, y una parte de información 107para informar a un LED (diodo electroluminiscente), un monitor en una distancia, etc. del resultado evaluado. Una parte de comparación de cálculos 108 está compuesta por la parte de cálculo 102, la parte de almacenamiento 104, y la parte de comparación 105.

A continuación, se explicarán los algoritmos de evaluación de anormalidad para una fuga de refrigerante por la parte de comparación de cálculos 108 y la evaluación 106 en la evaluación de normalidad/anormalidad del aparato de aire acondicionado.

La figura 2 muestra un cambio de ciclo de refrigeración ilustrado en el diagrama p-h, en el caso en que las condiciones del aire, la frecuencia del compresor, el grado de apertura del dispositivo de estrangulación, y las cantidades de control del ventilador exterior y el ventilador interior son fijas y solo se reduce la cantidad de refrigerante contenida, en la misma estructura de sistema. Puesto que la densidad del refrigerante aumenta en proporción a medida que la presión aumenta en un estado de fase líquida, la mayor parte del refrigerante contenido se encuentra en la parte del condensador. Puesto que el volumen de refrigerante líquido en el condensador se reduce cuando la cantidad de refrigerante decrece, está claro que hay una gran correlación entre un grado de sobre enfriamiento (SC) de fase líquido del condensador y una cantidad de refrigerante

Cuando se resuelve respecto de una región de fase líquida del condensador, con base en una expresión relacional (documento no de patente 1) de equilibrio térmico del intercambiador de calor, se puede derivar una fórmula no dimensional (1).

imagen1

La relación de la fórmula (1) se muestra en la figura 3SC aquí es un valor obtenido sustrayendo una temperatura de salida de condensador (un valor de detección del sensor de temperatura del intercambiador de calor exterior 202). dTc es un valor obtenido sustrayendo una temperatura exterior (un valor de detección del sensor de temperatura exterior 203) de una temperatura de condensación.

Puesto que el lado izquierdo de la fórmula (1) expresa la eficiencia de temperatura de una parte de fase líquida, se define como eficiencia de temperatura de fase líquida εL mostrada en la fórmula (2).

imagen2

NTUR en el lado derecho de la fórmula (1) es un número de unidad de transferencia en el lado del refrigerante, y se puede expresar como la fórmula (3)

imagen3

donde Kc indica un coeficiente de transferencia térmica global [J/s . m2 . K] del intercambiador de calor, AL indica una zona de superficie de calentamiento [m2] de fase líquida, Gr indica un caudal másico [kg/s] de refrigerante, y Cpr indica un calor específico a presión constante [J/s . K] de refrigerante.

En la fórmula (3) el coeficiente de transferencia térmica global Kc y la zona de superficie de calentamiento de fase líquida AL están incluidos. Sin embargo, el coeficiente de transferencia térmica global Kc es un elemento incierto porque cambio por una influencia del viento, el deterioro por envejecimiento de una aleta del intercambiador de calor, etc., y la zona de superficie de calentamiento de fase líquida AL es un valor que difiere en función de una especificación del intercambiador de calor y un estado del ciclo de refrigeración.

A continuación, se puede expresar una fórmula de equilibrio térmico aproximado de todo el condensador en el lado del aire y el lado del refrigerante como la fórmula (4).

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imagen4

donde A indica una zona de superficie de calentamiento [m2] del condensador, y �HCON es una diferencia de entalpía entre la entrada y la salida del condensador. La entalpia en la entrada del condensador se puede calcular a partir de la temperatura de salida del compresor y la temperatura de condensación.

Cuando de disponen las fórmulas (3) y (4) eliminando Kc de las mismas, se consigue la fórmula (5). Es decir, es posible expresar NTUR como una forma que no contiene los factores que dependen del viento y del deterioro por envejecimiento de una aleta.

imagen5

Aquí, lo que se obtiene dividiendo la zona de superficie de calentamiento AL de la fase líquida por la zona de 10 superficie de calentamiento A del condensador se define mediante la fórmula (6).

imagen6

Cuando se calcula del porcentaje de AL, es posible calcular NTUR a partir de la fórmula (5) usando la información de temperatura. Asimismo, el porcentaje de AL de relación de superficie de fase líquida del condensador se puede expresar con la fórmula (7).

imagen7

donde el signo V indica un volumen [m3], M indica una masa [kg] de refrigerante, p indica una densidad [kg/m3]. El subíndice L indica una fase líquida y CON indica un condensador.

Cuando se aplica la ley de conversión de masa del ciclo de refrigeración a la fórmula (7) y se transforma ML_CON, se puede expresar con la fórmula (8).

imagen8

donde el subíndice CYC indica todo un ciclo de refrigeración, G indica una fase de vapor, S indica una bifase.PIPE indica una tubería de conexión y Eva indica un evaporador. Asimismo, cuando se transforma la fórmula (8), se puede expresar con la fórmula (9).

imagen9

25 donde el subíndice EVAin indica una entrada de evaporador.

Se proponen varias ecuaciones de correlación para calcular densidades medias de ρS_CON y ρS_EVA de una región bifásica expresada por la fórmula (9). Según la ecuación de correlación de CISE (documento no de patente 2), cuando una temperatura de saturación es fija, es casi proporcional al caudal másico Gr, y cuando el caudal másico Gr es fijo, es casi proporcional a la temperatura de saturación. Por lo tanto, se puede aproximar con la fórmula (10).

imagen10

Asimismo, la densidad ρS_EVAin de una parte local de región bifásica expresada por la fórmula (9) se puede aproximar con la fórmula (11).

imagen11

35 donde los signos A’, B’, C’ y D’ son constantes, Te indica una temperatura de evaporación, y xEVAin indica la sequedad de la entrada del evaporador.

Cuando se sustituyen las condiciones en las que una cantidad de refrigerante contenida MCYC es fija, una cantidad de refrigerante de fase vapor es una cantidad que puede casi degradarse, y los volúmenes del intercambiador de calor y la tubería de conexión son fijos para disponer la fórmula (9), y sustituyendo también las fórmulas (10) y (11)

40 para disponer la fórmula (9), se pueden expresar con la fórmula (12).

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imagen12

done los signos a, b, c, d y e son constantes

a, b, c, d y e son constantes que son determinadas por las especificaciones del aparato de aire acondicionado, como por ejemplo una cantidad de refrigerante contenido, un volumen de un intercambiador de calor, y un volumen de 5 longitud de tubería de conexión. Cuando se calcula el porcentaje de AL con la fórmula (12), sustituyendo AL calculado para la fórmula (5), y sustituyendo NTUR obtenido por la fórmula (1), se puede obtener un valor teórico de la eficiencia de temperatura de fase líquida εL en el tiempo. Puesto que un valor de εL se puede calcular a partir de la información de sensor de temperatura, cuando la cantidad de refrigerante en el ciclo de refrigeración es fijo, el valor se vuelve casi equivalente a un valor calculado a partir de una expresión relacional (1). Cuando la cantidad de

10 refrigerante se reduce respecto de la cantidad de refrigerante contenida inicial debido a una fuga de refrigerante, puesto que el grado de sobre enfriamiento SC se vuelve pequeño como se muestra en la figura 4, el valor de εLa NTUR se vuelve pequeño. En consecuencia, es posible evaluar una fuga de refrigerante.

Asimismo, puesto que a, b, c, d y e de la fórmula (12) son constantes determinadas por condiciones de instalación, como por ejemplo una longitud de tubería de conexión del aparato de aire acondicionado y una diferencia de altura

15 entre una unidad interior y una unidad exterior, y una cantidad de refrigerante contenido inicial, se lleva a cabo una operación de estudio inicial después de la instalación en el momento de una prueba de operación con el fin de determinar las cinco cantidades desconocidas anteriores y almacenarlas en la parte de almacenamiento 104.

En el caso de las especificaciones y la cantidad de refrigerante contenido del aparato de aire acondicionado que son conocidas, es aceptable obtenerlas de antemano llevando a cabo un examen o una simulación de ciclo por

20 adelantado, y almacenarlas en la parte de almacenamiento 104.

Además, las cantidades desconocidas a, b, c, d y e en la fórmula (12) se vuelven constantes controlando variables, tales como Tc y Te en la fórmula, lo cual se puede controlar haciendo que al menos una de la frecuencia de operación del compresor, el dispositivo de estrangulación, el ventilador exterior, y el ventilador interior sea constante a un valor objetivo deseado o sea proporcional según condiciones ambientales, tales como una temperatura de aire

25 exterior y una temperatura de aire interior. De este modo, gracias a la realización de un control como el anterior, se reduce el número de cantidades desconocidas, y se pueden reducir las condiciones de operación iniciales o las condiciones de cálculo por la simulación, para derivar una fórmula del porcentaje de AL. Por lo tanto, es posible reducir el tiempo de determinación de cantidades desconocidas.

A continuación, se explicará el diagrama de flujo de la figura 5 donde se aplica el algoritmo de detección de fuga de 30 refrigerante al aparato de aire acondicionado.

En la figura 5 se lleva a cabo una operación de diagnóstico del aparato de aire acondicionado en ST1. La operación de diagnóstico se puede llevar a cabo por señales de operación desde el exterior con cable o de manera inalámbrica, o puede llevarse a cabo de manera automática después de un lapso de tiempo establecido por adelantado. Respecto de la operación de diagnóstico, cuando el grado de apertura del dispositivo de estrangulación

35 5a es fijo, en el tiempo de operación de enfriamiento, la parte de control 103 controla un número de rotaciones del ventilador exterior 4 de manera que una alta presión del ciclo de refrigeración puede estar dentro de un intervalo prescrito de un valor objetivo de control predeterminado, y controla un número de rotaciones del compresor 1 de manera que una baja presión del ciclo de refrigeración puede estar dentro de un intervalo prescrito de un valor objetivo de control predeterminado con el fin de tener un grado de sobrecalentamiento en la salida del evaporador.

40 En el tiempo de operación de calentamiento, la parte de control 103 controla un número de rotaciones del compresor 1 de manera que una alta presión del ciclo de refrigeración pueda estar dentro de un intervalo prescrito de un valor objetivo de control predeterminado, y controla un número de rotaciones del ventilador exterior 4 de manera que una baja presión del ciclo de refrigeración pueda estar dentro de un intervalo prescrito de un valor objetivo de control predeterminado con el fin de tener un grado de sobrecalentamiento en la salida del evaporador.

45 Respecto al número de rotaciones del compresor 1, puede ser un número de rotaciones fijo, y en este caso,, la parte de control 103 controla un grado de apertura del dispositivo de estrangulación 5a de manera que una baja presión del ciclo de refrigeración pueda estar dentro de un intervalo prescrito de un valor objetivo de control predeterminado.

El número de rotaciones del ventilador interior 8 puede ser un número arbitrario, y puesto que cuanto mayor es el número de rotaciones, más fácil es que tenga un grado de sobrecalentamiento en el evaporador en el tiempo de

50 operación de enfriamiento, y que tenga un grado de sobreenfriamiento en el condensador en el tiempo de operación de calentamiento, se puede prevenir la fuga de refrigerante.

A continuación, en ST2, la evaluación de estabilidad se lleva a cabo si el estado del ciclo es controlado para ser un valor objetivo de control deseado. Si el estado del ciclo es estable, la parte de control 103 discierne en ST3 si un estudio inicial ha sido realizado o no. Si la operación de estudio inicial no se ha llevado a cabo todavía, corresponde

55 a la parte de control ejecutar la operación de estudio inicial, y los datos característicos de la operación son procesados y almacenados por la parte de control 103 en ST6.

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La operación de estudio inicial en el presente documento es una operación para eliminar las influencias de condiciones de instalación, tales como una longitud de tubería de conexión del aparato de aire acondicionado y una diferencia de altura entre la unidad interior y la unidad exterior, o la cantidad de refrigerante contenido inicial. El estado de operación es cambiado por el número de cantidades desconocidas después de la instalación o en el

5 momento de una prueba de operación, y una relación de predicción de un porcentaje de AL de relación de zona de fase líquida es formada por la parte de cálculo 102, y la parte de almacenamiento 104.

En ST3, si el estudio inicial ya se ha ejecutado, la normalidad o anormalidad del aparato de aire acondicionado se evalúa comparando el actual estado de operación con las características almacenadas en la operación de estudio inicial en ST7, y se produce una parte anormal o un nivel de estado anormal del aparato de aire acondicionado y se

10 visualiza en un LED, etc. de la parte de información 107 en ST8.

Cuando el estudio inicial ya se ha ejecutado, sustituyendo la información de temperatura obtenida por la parte de medición 101 para la fórmula (12), se puede calcular un valor de predicción de porcentaje de AL de relación de zona de fase líquida, y el valor de NTUR se puede calcular con la fórmula (5). En este caso, puesto que la relación de la fórmula (1) siempre está formada entre NTUR, SC y dTC, se puede obtener el valor de εL. Como SC y dTc se pueden

15 calcular a partir de la información de sensor de temperatura, cuando el valor de εL (SC/dTc) calculado a partir de la información de temperatura y el valor de εL (1-EXP(-NTUR)) son casi iguales, se considera que es normal.

Un ejemplo de un valor medido relativo a la cantidad de parte de fase líquida del refrigerante en el intercambiado de calor del lado de alta presión es el valor de eficiencia de temperatura de fase líquida εL.(SC/dTc) calculado a partir de la información de temperatura, y un ejemplo de un valor teórico relativo a la cantidad de parte de fase líquida del

20 refrigerante en el intercambiador de calor del lado de alta presión es el valor de eficiencia de temperatura de fase líquida εL.(1-EXP(-NTUR)) calculado a partir de NRUR.

Cuando la cantidad de refrigerante se reduce respecto de la cantidad inicial de refrigerante contenido, puesto que SC se vuelve pequeño, el valor de εL. Se reduce para el mismo valor de NTUR como se muestra en la figura 4. De este modo, si hay una fuga de refrigerante o ésta no puede ser evaluada por la parte de evaluación 106. La

25 proporción decreciente de εL. Respecto del valor teórico es enviada al LED, como un nivel de estado anormal, y cuando un umbral dado al nivel de estado anormal llega a ser inferior, la parte de información 107 lleva a cabo el envío/información de la fuga de refrigerante.

En el caso de que el ciclo no llegue a ser el estado fijo, es decir, el estado de incapacidad de controlar sea el valor objetivo de control por una operación de actuador adjunta al aparato de aire acondicionado debido a una grave

30 perturbación tal como el viento y un rápido cambio de carga interior, cuando el estado del ciclo no es estable en ST2, la parte de control 103 determina la posibilidad de control en ST4, y cuando no se puede controlar, la parte anormal se especifica en ST9, y la parte de información 107 envía la parte anormal o un nivel de estado anormal en ST8 para que sea visualizada.

En el caso de ser imposible controlar el valor objetivo de control debido a un fallo del actuador o un bloqueo en el

35 sistema de tubería del ciclo de refrigeración, la cantidad de operación y el valor objeto de control del actuador se comparan y la pete anormal y la causa son especificadas por la parte de control 103.

Además, respecto de la temperatura de saturación usada para el algoritmo de detección en el presente documento, es aceptable usar el sensor de temperatura bifásico de la unidad exterior 202 y el sensor de temperatura bifásico de la unidad interior 207, o es aceptable calcular la temperatura de saturación a partir de información de presión de un

40 sensor de presión de la parte de detección de alta presión que detecta la presión del refrigerante en alguna localización en la trayectoria de flujo desde el compresor 1 al dispositivo de estrangulación 5a,o una parte de detección de baja presión que detecta la presión del refrigerante en alguna localización en la trayectoria de flujo del intercambiador de calor del lado de baja presión al compresor 1.

Gracias a lo establecido anteriormente, es posible diagnosticar exacta y precisamente la normalidad o anormalidad

45 del aparato en cualesquiera condiciones de instalación y condiciones ambientales, y es posible para la parte de evaluación 106 determinar una fuga del refrigerante y una anormalidad de las partes de operación y detectar de manera temprana una porción de bloqueo de tubería. Por lo tanto, esto evita que se produzcan fallos del aparato.

En lo anterior, se ha descrito el estado en el cual un refrigerante se vuelve un estado bifásico en un proceso de condensación. Sin embargo, cuando el refrigerante en el ciclo de refrigeración es un refrigerante de alta presión tal 50 como CO2 y cambia el estado por la presión más allá de un punto supercrítico, no existe temperatura de saturación. A continuación, como se muestra en la figura 6, cuando la intersección de la entalpia y el valor medido del sensor de presión en el punto crítico es determinada como una temperatura de saturación y se calcula a partir del sensor de temperatura de salida del intercambiador de calor exterior 204 en SC, puesto que el SC se vuelve pequeño en el tiempo de una fuga de refrigerante según la misma teoría, una fuga de refrigerante se puede considerar incluso en el

55 caso de refrigerante cuya presión de condensación sobrepasa la presión crítica que se está usando.

En cuanto al ciclo de refrigeración en el tiempo de operación de calentamiento, puesto que es el mismo que el ciclo de refrigeración en el tiempo de operación de enfriamiento, se puede detectar una fuga de refrigerante llevando a

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cabo la misma operación.

Realización 2

La realización 2 se explicará con referencia a una figura. Los mismos signos están asignados a las partes que son las mismas que las de la Realización1, y se omite la explicación detallada.

5 La figura 7 muestra la Realización 2, e ilustra una estructura de un aparato de aire acondicionado. En la figura, un receptor 10 que acumula una cantidad de refrigerante sobrante que es la diferencia de las cantidades de refrigerante necesarias en la operación de enfriamiento y la operación de calentamiento es proporcionada detrás del dispositivo de estrangulación (5a (un dispositivo de estrangulación del lado corriente arriba), y un dispositivo de estrangulación 5b (un dispositivo de estrangulación del lado corriente abajo) se añade a la salida del receptor en la estructura, que

10 es el aparato de aire acondicionado del tipo que no necesita refrigerante adicional en un punto.

Puesto que existe la porción donde un refrigerante líquido permanece en el ciclo de refrigeración, una operación (un modo de operación especial) para almacenar el refrigerante sobrante en el receptor en el intercambiador de calor exterior 3 es llevada a cabo por la operación de control de regulación del grado de apertura del dispositivo de estrangulación 5a y de ligera apertura del grado de apertura del dispositivo de estrangulación 5b. Gracias al control 15 como se ha visto anteriormente, cuando hay una fuga de refrigerante, el grado de sobreenfriamiento del condensador cambia. Por lo tanto, incluso el modelo con un receptor, sin usar un equipo de detección peculiar que detecta una superficie, es posible diagnosticar exacta y precisamente la normalidad o anormalidad del aparato en cualesquiera condiciones de instalación y condiciones ambientales, y es posible determinar una fuga del refrigerante y la anormalidad de parte de operación y detectar de manera temprana una porción de bloqueo de tubería. Por lo

20 tanto, esto evita que se produzcan fallos del aparato.

El aparato de aire acondicionado está equipado con un temporizador (no ilustrado) en su interior, y tiene una función de ponerse en un modo de operación especial cada periodo de tiempo específico con el temporizador. Además, el aparato de aire acondicionado tiene una función de ponerse en el modo de operación especial mediante señales de operación desde el exterior por cable o de manera inalámbrica.

25 Realización 3

La realización 3 se explicará con referencia a una figura. Los mismos signos están asignados a las partes que son las mismas que las de la Realización1, y se omite la explicación detallada.

Las figuras 8 y 9 muestran la Realización 3. La figura 8 ilustra una estructura de un aparato de aire acondicionado, y la figura 9 ilustra otra estructura del aparato de aire acondicionado.

30 Como se muestra en la figura 8, un acumulador 11 está dispuesto en la porción de succión del compresor, y una cantidad de refrigerante sobrante que es la diferencia de cantidades de refrigerante necesarias en la operación de enfriamiento y la operación de calentamiento se acumula en el acumulador 11, que es el aparato de aire acondicionado del tipo que no necesita refrigerante adicional en un punto.

En el caso de que está el acumulador 11, puesto que es necesario llevar a cabo una operación no para acumular un

35 refrigerante líquido en el acumulador 11, el dispositivo de estrangulación 5a es regulado por el intercambiador de calor interior 7 con el fin de tener suficiente grado de sobrecalentamiento (SH) en el tiempo de la operación de enfriamiento, y se realiza la operación en la cual se hace que una temperatura de evaporación detectada por el sensor de temperatura de entrada del intercambiador de calor interior 205 o el sensor de temperatura bifásico de la unidad interior 207 sea baja (un modo de operación especial).

40 El aparato de aire acondicionado está equipado con un temporizador (no ilustrado) en su interior, y tiene una función de ponerse en un modo de operación especial cada periodo de tiempo específico con el temporizador. Además, el aparato de aire acondicionado tiene una función de ponerse en el modo de operación especial mediante señales de operación desde el exterior por cable o de manera inalámbrica.

Como se muestra en la figura 9, añadiendo un sensor de temperatura de salida de unidad interior 208 (una parte de

45 detección de temperatura de refrigerante del lado de la salida del intercambiador de calor del lado de baja presión) en la salida de la unidad interior, se puede obtener un grado de sobrecalentamiento del refrigerante sustrayendo un valor detectado por el sensor de temperatura bifásico de unidad interior 207 de un valor detectado por el sensor de temperatura de salida interior 208. Cuando no tiene un grado de sobrecalentamiento deseado, el estado de operación en el que existe seguramente SH en la salida de de la salida del evaporado se puede realizar regulando

50 además el grado de apertura del dispositivo de estrangulación 5a. Por lo tanto es posible evitar una detección incorrecta de la fuga de refrigerante.

Como se ha establecido anteriormente, incluso el modelo con el acumulador 11, sin usar un equipo de detección peculiar que detecta una superficie, es posible diagnosticar exacta y precisamente la normalidad o anormalidad del aparato en cualesquiera condiciones de instalación y condiciones ambientales, y es posible determinar una fuga del 55 refrigerante y la anormalidad de parte de operación y detectar de manera temprana una porción de bloqueo de

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tubería. Por lo tanto, esto evita que se produzcan fallos del aparato.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra una estructura de un aparato de aire acondicionado según la Realización 1;

5 La figura 2 muestra un diagrama p-h en el momento de una fuga de refrigerante según la Realización 1; La figura 3 muestra una relación entre SC/dTc y NTUR según la Realización 1; La figura 4 muestra una relación entre SC/dTc y NTUR en el momento de una fuga de refrigerante según la Realización 1; La figura 5 muestra diagrama de flujo de una operación según la Realización 1;

10 La figura 6 muestra un procedimiento de cálculo de SC en un punto supercrítico según la Realización 1; La figura 7 muestra una estructura de aire acondicionado según la Realización 2; La figura 8 muestra una estructura de aire acondicionado según la Realización 3; y La figura 9 muestra otra estructura de aire acondicionado según la Realización 3;

Descripción de los signos

15 1 compresor, 2 válvula de cuatro vías, 3 intercambiador de calor exterior, 4 ventilador exterior, 5a dispositivo de estrangulación, 5b dispositivo de estrangulación, 6 tubería de conexión, 7 intercambiador de calor interior, 8 ventilador interior, tubería de conexión, 10 receptor, 11 acumulador, 20 ciclo de refrigeración, 201, sensor de temperatura de salida de compresor, 202 sensor de temperatura bifásico de unidad exterior, 203 sensor de temperatura exterior, 204 sensor de temperatura de salida de intercambiador de calor exterior, 205 sensor de

20 temperatura de entrada de intercambiador de calor interior, 206 sensor de temperatura de succión de unidad interior, 207 sensor de temperatura bifásico de unidad interior, 208 sensor de temperatura de salida de unidad interior, 101 parte de medición, 102 parte de cálculo, 103 parte de control, 104 parte de almacenamiento, 105 parte de comparación, 106 parte de evaluación, 107 parte de información, 108 parte de comparación de cálculo.

Claims

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REIVINDICACIONES

1.-Un aparato de aire acondicionado que comprende:

un ciclo de refrigeración (20) para conectar un compresor (1), un intercambiador de calor del lado de la alta

5 presión (3, 7), un dispositivo de estrangulación (5a) y un intercambiador de calor del lado de baja presión (7, 3) por tubería, para hacer circular un refrigerante de alta temperatura y alta presión en el intercambiador de calor del lado de alta presión (3, 7), y para hacer circular un refrigerante de temperatura baja y baja presión en el intercambiador de calor del lado de baja presión (7, 3); una parte de envío de fluido (4, 8) para hacer que un fluido circule fuera del intercambiador de calor del lado

10 de la alta presión (3, 7) con el fin de llevar a cabo un intercambio de calor entre el refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la alta presión (3, 7) y el fluido; una parte de detección de temperatura del refrigerante de alta presión (202, 207) para detectar una temperatura en la condensación o en medio del enfriamiento del refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la alta presión (3, 7);

15 una parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de la entrada del intercambiador de calor del lado de la alta presión (201) para detectar una temperatura del refrigerante en un lado de entrada del intercambiador de calor del lado de la alta presión (3, 7); una parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de la salida del intercambiador de calor del lado de la alta presión (204-205) para detectar una temperatura del refrigerante en un lado de salida del

20 intercambiador de calor del lado de la alta presión (3, 7); una parte de detección de temperatura de fluido (203, 206) para detectar una temperatura en una ubicación del fluido que circula fuera del intercambiador de calor del lado de alta presión (3,7); y una parte de control (103) para controlar el ciclo de refrigeración (20), en base a cada valor de detección detectado por cada parte de detección de temperatura;

25 caracterizado porque comprende, además

una parte de comparación de cálculos (108) para calcular un primer valor obtenido dividiendo un grado de superenfiramiento SC que es obtenido sustrayendo la temperatura detectada por la parte de detección de 30 temperatura del refrigerante de lado de salida del intercambiador de calor del lado de alta presión (204, 205), de la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura del refrigerante de alta presión (202, 207) por dTc que es un valor obtenido sustrayendo la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura de fluido (203, 206), de la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura del refrigerante de alta presión (202, 207), y 1-EXP(-NTUR) como un segundo valor basado en NTUR que se 35 obtiene calculando (LHCONxAL)/(dTcxCprxA), donde LHCON es una diferencia de entalpía entre una entalpia en la entrada del intercambiador de calor del lado de alta presión (3, 7) que se calcula a partir de la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de entrada del intercambiador de calor del lado de alta presión (201) y la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura del refrigerante de alta presión (202, 207) y una entalpia en la salida del intercambiador de 40 calor del lado de alta presión (3, 7) que se calcula a partir de la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de salida de intercambiador de calor del lado de alta presión (204, 205) y la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura del refrigerante de alta presión (202, 207), AL es una zona de de superficie de calentamiento de fase líquida del intercambiador de calor del lado de alta temperatura (3, 7), A es una zona de superficie de calentamiento del

45 intercambiador de calor del lado de alta temperatura (3, 7), y Cpr es un calor específico a presión constante del refrigerante, y comparar el primer valor calculado y el segundo calor calculado; y una parte de evaluación (106) para evaluar una fuga de refrigerante en base a un resultado de comparación de la parte de comparación de cálculo (108).
2.-El aparato de aire acondicionado de la reivindicación 1, que comprende, además

50 una parte de control (103) para ejecutar una operación de aprendizaje inicial que está dirigida a obtener un valor que sirve para calcular AL y A en (LHCONxAL)/(dTcxCprxA), y determinado por las especificaciones del aparato de aire acondicionado y que es operado mientras se cambia la configuración del ciclo de refrigeración (20), en el que la parte de comparación de cálculo (108) calcula AL y A en base al valor obtenido en la operación de aprendizaje inicial ejecutada por la parte de control (103), y calcula (LHCONxAL)/(dTcxCprxA),en base al AL

55 calculado y al A calculado.
3.-El aparato de aire acondicionado de la reivindicación 1, que comprende, además,

una parte de envío de fluido (4, 8) para hacer que un fluido circule fuera del intercambiador de calor del lado de la alta presión (3, 7) con el fin de llevar a cabo un intercambio de calor entre el refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la alta presión (3, 7) y el fluido; y

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una parte de control (103) para controlar la operación de la parte de envío de fluido (4, 8) para hacer que una diferencia de temperatura entre la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura del refrigerante de alta presión (202, 207) y la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura del fluido (203, 206) esté cerca de un valor predeterminado,

5 en el que la parte de comparación de cálculo (108) calcula el primer valor y el segundo valor después de que la parte de control (103) controle, y compare el primer valor y el segundo valor calculados.
4.-El aparato de aire acondicionado de la reivindicación 1, que comprende, además:

10 una parte de control (103) para controlar una frecuencia del compresor (1) para hacer que una diferencia de temperatura entre la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura del refrigerante de alta presión (202, 207) y la temperatura detectada por la parte de detección de la temperatura del fluido (203, 206) esté cerca de un valor predeterminado en el que la parte de comparación de cálculo (108) calcula el primer valor y el segundo valor después de

15 que la parte de control (103) controle, y compare el primer valor y el segundo valor calculados.
5.-El aparato de aire acondicionado de la reivindicación 1, que comprende, además:

una parte de detección de temperatura del refrigerante de baja presión (207) para detectar una temperatura

20 en la evaporación o en medio del enfriamiento del refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la baja presión (7); y una parte de control (108) que controla un grado de apertura del dispositivo de estrangulación (5a) para hacer que la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura de refrigerante de baja presión (207.202) esté cerca de un valor predeterminado.

25 en el que la parte de comparación de cálculo (108) calcula el primer valor y el segundo valor después de que la parte de control (103) controle, y compare el primer valor y el segundo valor calculados.
6.-El aparato de aire acondicionado de la reivindicación 1, que comprende, además:

30 una parte de detección de temperatura del refrigerante de baja presión (207) para detectar una temperatura en la evaporación o en medio del enfriamiento del refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la baja presión (7); una parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de salida del intercambiador de calor del lado de baja presión (208) para detectar una temperatura del refrigerante en un lado de salida del

35 intercambiador de calor del lado de baja presión (7); y una parte de control (103) que controla un grado de apertura del dispositivo de estrangulación (5a) para hacer que un grado de sobrecalentamiento calculado sustrayendo la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de salida del intercambiador de calor del lado de baja presión (208), de la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura del refrigerante de baja

40 presión (207) no llegue a ser inferior a un valor predeterminado, en el que la parte de comparación de cálculo (108) calcula el primer valor y el segundo valor después de que la parte de control (103) controle, y compare el primer valor y el segundo valor calculados.
7.-El aparato de aire acondicionado de la reivindicación 1,

45 en el que el dispositivo de estrangulación (5a) incluye un dispositivo de estrangulación del lado corriente arriba (5a), un receptor (10), y un dispositivo de estrangulación del lado corriente abajo (5b), comprendiendo, además, el aparato de aire acondicionado una parte de control (103) que lleva a cabo un modo de operación especial en el que la parte de control (103) desplaza un refrigerante sobrante al receptor (10) en el intercambiador de calor del lado de alta presión (3)

50 haciendo que el refrigerante en una salida del receptor (10) sea un estado bifásico haciendo que una zona de apertura del dispositivo de estrangulación del lado corriente arriba (5a) sea inferior a una zona de apertura del dispositivo de estrangulación del lado corriente abajo (5b), y en el que la parte de comparación de cálculo (108) calcula el primer valor y el segundo valor después de que la parte de control (103) lleve a cabo el modo de operación especial, y compare el primer valor y el segundo valor

55 calculados.
8.-El aparato de aire acondicionado de la reivindicación 1, que comprende, además:

un acumulador (11) dispuesto entre el intercambiador de calor del lado de baja presión (7) y el compresor 60 (1), y una parte de control (103) que lleva a cabo un modo de operación especial en el que la parte de control

(103) desplaza un refrigerante sobrante al acumulador (11) en el intercambiador de calor del lado de alta presión (3) haciendo que el refrigerante que fluye dentro del acumulador (11) sea un gas refrigerante mediante el control del dispositivo de estrangulación (5a),

65 en el que la parte de comparación de cálculo (108) calcula el primer valor y el segundo valor después de

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03-10-2014

que la parte de control (103) lleve a cabo el modo de operación especial, y compare el primer valor y el segundo valor calculados. 9.-El aparato de aire acondicionado de la reivindicación 7 u 8, que comprende, además:

5 un temporizador, en el que la parte de control (103) lleva a cabo el modo de operación especial cada periodo de tiempo específico contado por el temporizador.
10.-El aparato de aire acondicionado de la reivindicación 7 u 8, 10 en el que la parte de control (103) lleva a cabo el modo de operación especial por una señal de operación desde el exterior por cable o de manera inalámbrica.
11.-Un aparato de aire acondicionado que comprende:

15 un ciclo de refrigeración (20) para conectar un compresor (1), un intercambiador de calor del lado de la alta presión (3, 7), un dispositivo de estrangulación (5a) y un intercambiador de calor del lado de baja presión (7, 3) por tubería, para hacer circular un refrigerante de alta temperatura y presión supercrítica en el intercambiador de calor del lado de alta presión (3, 7), y para hacer circular un refrigerante de temperatura baja y baja presión en el intercambiador de calor del lado de baja presión (7, 3);

20 una parte de envío de fluido (4, 8) para hacer que un fluido circule fuera del intercambiador de calor del lado de la alta presión (3, 7) con el fin de llevar a cabo un intercambio de calor entre el refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la alta presión (3, 7) y el fluido; una parte de detección presión de refrigerante de alta presión para detectar una presión del refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la alta presión (3, 7);

25 una parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de la entrada del intercambiador de calor del lado de la alta presión (201) para detectar una temperatura del refrigerante en un lado de entrada del intercambiador de calor del lado de la alta presión (3, 7); una parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de la salida del intercambiador de calor del lado de la alta presión (204-205) para detectar una temperatura del refrigerante en un lado de salida del

30 intercambiador de calor del lado de la alta presión (3, 7); una parte de detección de temperatura de fluido (203, 206) para detectar una temperatura en una ubicación del fluido que circula fuera del intercambiador de calor del lado de alta presión (3,7); y una parte de control (103) para controlar el ciclo de refrigeración (20), en base a cada valor de detección detectado por cada parte de detección de temperatura;

35 caracterizado porque comprende, además

una parte de comparación de cálculos (108) para calcular un primer valor obtenido dividiendo SC, que es un valor obtenido sustrayendo la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura del 40 refrigerante de lado de salida del intercambiador de calor del lado de alta presión (204, 205), de una temperatura de saturación imaginaria que es una temperatura del refrigerante en el caso en que una entalpia de un refrigerante a la presión detectada por la parte de detección de presión del refrigerante de alta presión (202, 207) sea una entalpia en un punto crítico del refrigerante, por dTc que es un valor obtenido sustrayendo la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura de fluido (203, 45 206) de la temperatura de saturación imaginaria, y 1-EXP(-NTUR) como un segundo valor basado en NTUR que se obtiene calculando (LHCONxAL)/(dTcxCprxA), donde LHCON es una diferencia de entalpía entre una entalpia en la entrada del intercambiador de calor del lado de alta presión (3, 7) que se calcula a partir de la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de entrada del intercambiador de calor del lado de alta presión (201) y la presión detectada por la parte de detección de 50 presión del refrigerante de alta presión y una entalpia en la salida del intercambiador de calor del lado de alta presión (3, 7) que se calcula a partir de la temperatura detectada por la parte de detección de temperatura del refrigerante del lado de salida de intercambiador de calor del lado de alta presión (204, 205) y la presión detectada por la parte de detección de presión del refrigerante de alta presión (202, 207), AL es una zona de de superficie de calentamiento de fase líquida del intercambiador de calor del lado de

55 alta temperatura (3, 7), A es una zona de superficie de calentamiento del intercambiador de calor del lado de alta temperatura (3, 7), y Cpr es un calor específico a presión constante del refrigerante, y comparar el primer valor calculado y el segundo calor calculado; y una parte de evaluación (106) para evaluar una fuga de refrigerante en base a un resultado de comparación de la parte de comparación de cálculo (108).

60 12.-El aparato de aire acondicionado de la reivindicación 11, en el que se usa un refrigerante de CO2

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