ES2553955T3

ES2553955T3 - Sistema de refrigeración multitemperatura con descarga

Info

Publication number: ES2553955T3
Application number: ES05795078.4T
Authority: ES
Inventors: Alexander Lifson; James W. Bush
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 2004-09-13
Filing date: 2005-09-07
Publication date: 2015-12-15
Anticipated expiration: 2025-09-07
Also published as: US20060053811A1; WO2006031616A2; EP1800072A4; JP2008512641A; EP1800072B1; HK1115430A1; WO2006031616A3; EP1800072A2; BRPI0514241A; CN101076695A; CN100549559C; US7353660B2

Abstract

Un aparato que comprende: un compresor (152) que tiene una entrada (154) y una salida (156) y por lo menos un primer orificio (158) entre la entrada (154) y la salida (158); un condensador (160) que tiene una entrada acoplada a la salida (156) de compresor para recibir un refrigerante y que tiene una salida; un primer evaporador (170) que tiene una entrada acoplada al condensador (160) para recibir un refrigerante y que tiene una salida acoplada a la entrada (154) de compresor; un segundo evaporador (174) que tiene una entrada acoplada al condensador (160) para recibir refrigerante y que tiene una salida acoplada al primer orificio (158) para retornar refrigerante al compresor (152), haciendo baipás de un recorrido de compresión entre la entrada (154) de compresor y el primer orificio (158); y un conducto de baipás (181) que se extiende entre: una primera ubicación entre el primer evaporador (170) y la entrada (154) de compresor; y una segunda ubicación entre el segundo evaporador (174) y el primer orificio (158); una primera válvula (180) colocada para controlar directamente el flujo a través del conducto de baipás (181); y caracterizado por comprender además: una segunda válvula (182) colocada para controlar directamente el flujo entre la segunda ubicación y el primer orificio (158); un primer intercambiador de calor (176) que intercambia calor desde el refrigerante descargado por el compresor (152) al refrigerante descargado por el primer evaporador (170); y un segundo intercambiador de calor (178) que intercambia calor desde el refrigerante descargado por el compresor (152) al refrigerante descargado por el segundo evaporador (174); y en donde: una parte de recorrido de flujo de refrigerante que se extiende aguas abajo desde el compresor (152) se ramifica en: un primer ramal (164) a través de un conducto donante del primer intercambiador de calor (176), el primer evaporador (170), y un conducto receptor del primer intercambiador de calor (176), en dicho primer ramal (164) hay dispuesta una primera válvula de expansión (168); y un segundo ramal (166) a través de un conducto donante del segundo intercambiador de calor, el segundo evaporador (174), y un conducto receptor del segundo intercambiador de calor (178), en dicho segundo ramal (166) hay dispuesta una segunda válvula de expansión (172).

Description

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DESCRIPCION

Sistema de refrigeracion multitemperatura con descarga Antecedentes de la invencion Campo de la invencion

La invencion esta relacionada con la refrigeracion. Mas particularmente, la invencion esta relacionada con sistemas de refrigeracion multitemperatura.

Descripcion de la tecnica relacionada

En la tecnica se conocen los sistemas de refrigeracion multitemperatura. Tales sistemas enfrlan multiples ubicaciones a multiples temperaturas diferentes. En cada ubicacion puede haber ubicado un evaporador independiente. La Patente de EE.UU. No. 5.065.591 ilustra a sistema multitemperatura que incorpora varios compresores y un solo condensador. El documento JP 2002 107027 y el JP 2001 263901 A describen sistemas multitemperatura con compresores multifase con baipas.

Compendio de la invencion

Un aspecto de la invencion implica un aparato que incluye un compresor que tiene una entrada y una salida y por lo menos un primer orificio entre la entrada y la salida. Un condensador tiene una entrada y una salida, la entrada acoplada a la salida del compresor para recibir un refrigerante. Un primer evaporador tiene una entrada y una salida, la entrada acoplada al condensador para recibir refrigerante y la salida acoplada a la entrada del compresor. Un segundo evaporador tiene una entrada y una salida, la entrada acoplada al condensador para recibir refrigerante y la salida acoplada al primer orificio para retornar refrigerante al compresor, haciendo baipas de un recorrido de compresion entre la entrada de compresor y el primer orificio. Un conducto de baipas se extiende entre: una primera ubicacion entre el primer evaporador y la entrada de compresor; y una segunda ubicacion entre el segundo evaporador y el primer orificio. Hay colocada una primera valvula para controlar directamente el flujo a traves del conducto de baipas.

En diversas implementaciones, hay colocada una segunda valvula para controlar directamente el flujo entre la segunda ubicacion y el primer orificio. La primera y la segunda valvula pueden ser unas electrovalvulas. A la primera y la segunda valvula se les puede acoplar un sistema de control para controlar el funcionamiento de la primera y la segunda valvula. La primera y la segunda valvula pueden funcionar para permanecer substancialmente abiertas o cerradas durante mas tiempo que un tiempo de ciclo caracterlstico del sistema. El compresor puede ser un compresor de tipo espiral. El aparato puede tener solo uno de tales compresores. A la primera valvula se le puede acoplar un sistema de control para controlar el funcionamiento de la primera valvula. El sistema de control puede configurarse para hacer funcionar alternativamente el aparato en un primer y un segundo modo. En el primer modo, la primera valvula esta cerrada, el primer evaporador mantiene un primer espacio a una primera temperatura caracterlstica, y el segundo evaporador mantiene un segundo espacio a una segunda temperatura caracterlstica por lo menos 10 °C mas alta que la primera temperatura caracterlstica. En el segundo modo, la primera valvula esta abierta, el primer evaporador mantiene el primer espacio a una primera temperatura caracterlstica, y el segundo evaporador mantiene el segundo espacio a una segunda temperatura caracterlstica a menos de 5 °C de la primera temperatura caracterlstica. El sistema de control puede configurarse para cambiar el aparato desde el primer modo al segundo modo en respuesta a un cambio de configuracion de un termostato en por lo menos uno del primer y el segundo espacio. El primer y el segundo espacio, respectivamente, pueden ser un primer y un segundo espacio de un vehlculo refrigerado. Por lo menos un intercambiador de calor intercambia calor al refrigerante descargado por el compresor desde el refrigerante descargado por lo menos por uno del primer y el segundo evaporador. Un primer intercambiador de calor intercambia calor al refrigerante descargado por el compresor desde el refrigerante descargado por el primer evaporador y un segundo intercambiador de calor intercambia calor al refrigerante descargado por el compresor desde el refrigerante descargado por el segundo evaporador. Un conducto donante del primer intercambiador de calor esta aguas abajo de un conducto donante del segundo intercambiador de calor a lo largo de una parte de recorrido de flujo de refrigerante que se extiende aguas abajo del compresor. Una parte de recorrido de flujo de refrigerante que se extiende aguas abajo del compresor se ramifica en un primer y un segundo ramal. El primer ramal se extiende a traves de un conducto donante del primer intercambiador de calor, el primer evaporador y un conducto receptor del primer intercambiador de calor. El segundo ramal se extiende a traves de un conducto donante del segundo intercambiador de calor, el segundo evaporador y un conducto receptor del segundo intercambiador de calor. El aparato puede incluir un economizador que tiene un segmento de recorrido de flujo de retroalimentacion desde aguas abajo del segundo evaporador a aguas arriba del primer y el segundo evaporador.

Otro aspecto que no es parte de la invencion implica un aparato que tiene unos medios para comprimir un refrigerante y que tiene un recorrido de compresion entre unos orificios de entrada y de salida y un orificio intermedio en una ubicacion intermedia a lo largo del recorrido de compresion. El aparato incluye un condensador y un primer y un segundo evaporador. Unos medios se acoplan a los orificios de entrada, salida e intermedio, al condensador y a un primer y un segundo evaporador para hacer funcionar el primer evaporador a una primera temperatura y el

segundo evaporador a una segunda temperatura menor que la primera temperatura y absorber cambios en una diferencia deseada entre la primera y la segunda temperatura.

En diversas implementaciones, los medios para el acoplamiento pueden incluir una valvula de baipas a lo largo de un recorrido de flujo entre: un primer recorrido de flujo desde el primer evaporador al orificio intermedio; y un 5 segundo recorrido de flujo desde el segundo evaporador al orificio de succion. Los medios pueden incluir una segunda valvula en el primer recorrido de flujo entre el recorrido de flujo de baipas y el orificio intermedio. Cada apertura y cierre de la valvula de baipas y la segunda valvula pueden responder a por lo menos una situacion sentida o a un aporte del usuario.

Otro aspecto de la invencion implica un metodo para refrigerar una primera y una segunda ubicacion. Un refrigerante 10 es comprimido con un compresor que tiene un recorrido de compresion entre un orificio de entrada y un orificio de salida. El refrigerante comprimido se condensa. Una primera parte del refrigerante condensado se expande en un primer evaporador para refrigerar la primera ubicacion. Una segunda parte del refrigerante condensado se expande en un segundo evaporador para refrigerar la segunda ubicacion. En el primer modo de funcionamiento, por lo menos una parte del refrigerante del segundo evaporador se retorna al orificio de entrada del compresor y por lo menos una 15 parte del refrigerante del primer evaporador se retorna al orificio intermedio entre los orificios de entrada y salida del compresor. En un segundo modo de funcionamiento, por lo menos una parte del refrigerante del primer evaporador se retorna al orificio de entrada y por lo menos una parte del refrigerante del segundo evaporador se retorna al orificio de entrada.

En diversas implementaciones, puede haber un tercer modo de funcionamiento. En el tercer modo, puede permitirse 20 un flujo de recirculacion de refrigerante desde el orificio intermedio al orificio de entrada y por lo menos una parte del refrigerante puede retornarse desde el primer evaporador al orificio de entrada y por lo menos una parte del refrigerante del segundo evaporador puede retornarse al orificio de entrada. En el primer modo de funcionamiento, esencialmente todo el refrigerante del segundo evaporador puede retornarse al orificio de entrada y esencialmente todo el refrigerante del primer evaporador puede retornarse al orificio intermedio. En el segundo modo de 25 funcionamiento, esencialmente todo el refrigerante del primer evaporador puede retornarse al orificio de entrada y esencialmente todo el refrigerante del segundo evaporador puede retornarse al orificio de entrada. Una parte de economizador del refrigerante desde por lo menos uno del primer o el segundo evaporador se puede retroalimentar.

En los dibujos adjuntos y la description que viene a continuation se presentan los detalles de una o varias realizaciones de la invencion. Otras caracterlsticas, objetos y ventajas de la invencion seran evidentes a partir de la 30 descripcion y de los dibujos, y a partir de las reivindicaciones.

Breve descripcion de los dibujos

La FIG. 1 es una vista esquematica de un sistema de la tecnica anterior.

La FIG. 2 es una vista esquematica de un primer sistema segun los principios de la invencion.

La FIG. 3 es una vista esquematica de un segundo sistema segun los principios de la invencion.

35 La FIG. 4 es una vista esquematica de un tercer sistema segun los principios de la invencion.

La FIG. 5 es una vista esquematica de un cuarto sistema segun los principios de la invencion.

En los diversos dibujos, los numeros de referencia y las denominaciones semejantes indican elementos semejantes. Descripcion detallada

La FIG. 1 muestra un sistema de la tecnica anterior 20 para refrigerar una primera y una segunda ubicacion 40 (espacio/volumen) 22 y 24. Los ejemplos de primera y segunda ubicacion son unos compartimentos de mayor y menor temperatura de un contenedor refrigerado 26. En el ejemplo de sistema, el primer y el segundo evaporador 30 y 32 estan ubicados respectivamente dentro de los compartimentos. Para proporcionar refrigerante a los evaporadores, un solo compresor 34 recibe refrigerante a traves de un orificio de succion (entrada) 36 y descarga el refrigerante a traves de un orificio de descarga (salida) 38. Desde el orificio de descarga, el refrigerante pasa a un 45 condensador 40. Desde el condensador, el refrigerante sale ramificado para dividirse entre los evaporadores. Un primer ramal 42 se extiende a traves de la primera valvula de expansion 43, el primer evaporador 30 y una valvula estranguladora 44. Un segundo ramal 45 discurre a traves de una segunda valvula de expansion 46 y el segundo evaporador 32 antes de unirse al primer ramal para retornar al orificio de succion 36. El refrigerante que sale del evaporador a baja temperatura 32 puede retornar de este modo directamente al orificio de succion 36. El refrigerante 50 que sale del evaporador a mayor temperatura 30 pasa a traves de la valvula estranguladora 44 antes de retornar al orificio de succion. Al funciona a mayor temperatura, el evaporador 30 saca refrigerante a una mayor temperatura y presion que el evaporador de menor temperatura 32. La valvula 44 proporciona un escalon de bajada entre las dos presiones. El proceso de estrangulacion asociado a la valvula 44 representa perdida de rendimiento.

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La FIG. 2 muestra un sistema alternative 50 para refrigerar las ubicaciones 22 y 24. El sistema incluye un compresor 52 que tiene unos orificios de succion y descarga 54 y 56 que definen un recorrido de compresion entre los mismos. En una ubicacion intermedia a lo largo del recorrido de compresion, el compresor incluye un orificio intermedio 58. El refrigerante descargado desde el orificio de descarga 56 pasa a traves de un condensador 60 y, desde el mismo, se divide a lo largo de dos ramales. Un primer ramal 61 pasa a traves de una primera valvula de expansion 62 y un evaporador de alta temperatura 64 y retorna al orificio intermedio 58. Un segundo ramal 65 pasa a traves de una valvula de expansion 66 y un evaporador de baja temperatura 68 y retorna al orificio de succion 54. La ubicacion del orificio intermedio 58 a lo largo del recorrido de compresion se elige de modo que la presion en este orificio corresponda a la presion de salida deseada del evaporador de alta temperatura. Con compresores de tipo tornillo y tipo espiral, puede haber gran libertad para optimizar la ubicacion exacta del orificio intermedio y potencialmente configurar el compresor de modo que durante o despues de la instalacion pueda seleccionarse una o mas de varias ubicaciones. Con compresores en vaiven, el orificio intermedio puede ubicarse convenientemente entre fases de un compresor multifase. En tal situacion, los tamanos de las fases pueden elegirse para proporcionar la presion intermedia que se desee.

En un conducto de baipas 71 hay ubicada una valvula de baipas 70 que acopla el primer ramal 61 con el segundo ramal 65 entre el evaporador 64 y el orificio intermedio 58 en un extremo y el evaporador 68 y el orificio de succion 54 en el otro extremo. A la valvula de baipas 70 se le puede acoplar un sistema de control 72 para controlar la apertura y cierre de la valvula de baipas. Un ejemplo de valvula de baipas 70 es una electrovalvula. Opcionalmente, en el primer ramal 61 entre el primer extremo del conducto de baipas 71 y el orificio intermedio 58 se puede colocar una segunda valvula 74 (p. ej. tambien una electrovalvula). La segunda valvula 74 puede acoplarse similarmente al sistema de control 72. El sistema de control 72 (p. ej. un ordenador de uso general o configurado especlficamente, un microcontrolador o similares) puede acoplarse a diversos sensores y dispositivos de aporte de usuario (p. ej. sensores de presion de succion y descarga, sensores de temperatura de evaporador, termostatos; y similares) para recibir un aporte y para que el motor de compresor controle el compresor.

En un modo de funcionamiento basico, la valvula de baipas 70 esta cerrada y la segunda valvula 74 (si la hay) esta abierta. Si los evaporadores 64 y 68 funcionan, sin embargo, a temperaturas de saturacion substancialmente cercanas entre si, el funcionamiento en el modo basico sera ineficaz o de otro modo poco practico. El refrigerante que entra al orificio intermedio 58 esta necesariamente a una mayor presion que en el orificio de succion 54 dado que esta por el camino a lo largo del proceso de compresion. Los dos evaporadores no pueden estar a presiones de saturacion (y de este modo temperaturas) substancialmente cercanas entre si.

Un segundo modo de funcionamiento implica la apertura de la valvula de baipas 70. La apertura de la valvula de baipas 70 permite que los dos evaporadores se equilibren entre si en primer lugar al conectarse juntos sin restricciones intermedias y en segundo lugar al descargar el exceso de presion desde el orificio intermedio 58 de regreso al orificio de succion a baja presion 54. El flujo que sale del evaporador 64 pasara desde el primer ramal 61 al segundo ramal 65 a traves del conducto de baipas 71 y, desde el mismo, al orificio de succion 54. Adicionalmente, habra un flujo de recirculacion que sale del orificio intermedio 58 al primer ramal 61 y tambien que retorna al orificio de succion 54 a traves del conducto de baipas 71. En este modo, ambos evaporadores funcionan de este modo en las mismas condiciones entre si. El flujo de recirculacion reduce el flujo total de refrigerante a traves de los evaporadores para proporcionar una refrigeracion total relativamente baja. Debido a que parte del flujo que ha entrado al compresor a traves del orificio de succion 54 se ha descargado fuera del orificio intermedio 58 y recirculado de regreso al orificio de succion 54, el flujo masico neto a traves del compresor se ha reducido. Esto es deseable cuando la demanda neta de refrigeracion de ambos evaporadores es baja. Tambien tendra como resultado una reduccion del consumo de potencia en el compresor dado que el vapor por el baipas no va a traves de todo el proceso de compresion.

Cuando se incluye la segunda valvula 74 es posible un tercer modo de funcionamiento. En este tercer modo, la valvula de baipas 70 esta abierta y la segunda valvula 74 esta cerrada. El cierre de la segunda valvula 74 impide el flujo de recirculacion del segundo modo. Como en el segundo modo, los evaporadores funcionan en paralelo en las mismas condiciones. Sin embargo, el flujo total de refrigerante es alto con el compresor utilizado totalmente. Esto proporciona una refrigeracion total relativamente alta.

Un ejemplo de implementacion es en un vehlculo tal como un camion refrigerado de dos compartimentos o un remolque de camion. En el primer modo, el evaporador 64 esta en un estado de mayor temperatura (p. ej. para transportar producto fresco en el compartimento 22) y el evaporador 68 esta a una menor temperatura (p. ej. para transportar alimentos congelados en el compartimento 24). El sistema se puede cambiar al segundo modo para proporcionar un funcionamiento de baja capacidad cuando ambos evaporadores estan en el mismo o casi el mismo estado (p. ej. para que ambos compartimentos esten en el estado de temperatura/presion mas alta para el transporte de productos frescos en ambos). El sistema se puede cambiar al tercer modo para proporcionar un modo de funcionamiento de alta capacidad cuando ambos evaporadores estan en el mismo o casi el mismo estado (p. ej. para que ambos compartimentos esten en el estado de temperatura/presion mas baja para el transporte de alimentos congelados en ambos). Esto esencialmente ofrece la opcion de utilizar ambos compartimentos juntos para productos congelados o no congelados o para utilizar un compartimento para productos congelados y el otro para no congelados.

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Con la segunda valvula 74 es posible un cuarto modo. En este cuarto modo, la valvula de baipas 70 y la segunda valvula 74 estan cerradas. No hay flujo a traves del primer ramal 61 (ni a traves del evaporador 64 ni del flujo de recirculacion). Esto corta eficazmente el evaporador 64 de modo que toda la salida del compresor pasa a traves del evaporador 68. Este cuarto modo puede tener unos usos potenciales en implementaciones muy especlficas. Por ejemplo, en la situacion de remolque refrigerado, puede utilizarse cuando hay un pequeno cargamento refrigerado que puede encajar en el compartimento 24 dejando el compartimento 22 sin refrigerar (p. ej. si esta vaclo o contiene artlculos no perecederos).

En el ejemplo de implementacion, la valvula de baipas 70 y la segunda valvula 74 son biestaticas, por su construccion o funcionamiento, (es decir estan totalmente abiertas o totalmente cerradas a diferencia de tener una continuidad o progresion de estados intermedios de apertura tal como para la estrangulacion). La valvula de baipas 70 y la segunda valvula 74 realizan el ciclo relativamente lento (p. ej. a diferencia de las valvulas biestaticas de ciclo rapido moduladas a alta velocidad con un ciclo de trabajo elegido para simular la estrangulacion). De este modo, la valvulas pueden ser abiertas o cerradas como respuesta a cambios de estado detectados o a cambios de aportes (en lugar de mas rapidas que esos cambios). Las valvulas pueden permanecer abiertas o cerradas durante periodos mas largos que el periodo necesario para que el refrigerante haga un ciclo a traves del sistema. Por ejemplo, la segunda valvula 74 podrla realizar el ciclo en respuesta a un termostato en el compartimento 22 para regular su capacidad de refrigeracion independientemente de la capacidad del evaporador 68 en el compartimento 24. Como alternativa, la valvula de baipas 70 y la segunda valvula 74 podrlan funcionar durante un tiempo para reducir la capacidad de refrigeracion en el compartimento 24 mientras se mantiene la refrigeracion en el compartimento 22. En el caso de que ambos compartimentos superen su capacidad requerida, el compresor podrla apagarse durante un tiempo como en un sistema convencional. En otras situaciones, sin embargo, podrla ser deseable hacer un ciclo de las valvulas a una velocidad relativamente rapida. Esta velocidad puede ser o no tan rapida como para parecer una modulacion continua.

La FIG. 3 muestra un sistema alternativo 100 que tiene un compresor 102 con orificios de succion, descarga e intermedio 104, 106 y 108. El condensador 110 tiene un conducto de salida con una llnea principal 112 y unos ramales 114 y 116. La valvula de expansion de alta temperatura 118 y el evaporador de alta temperatura 120 estan ubicados en el ramal 114 y la valvula de expansion de baja temperatura 122 y el evaporador de baja temperatura 124 estan ubicados en el ramal 116. En el ejemplo de realizacion, unas partes de la llnea principal 112 tienen una relacion de intercambio de calor con unas partes de los ramales 114 y 116 aguas abajo de sus evaporadores asociados. La FIG. 3 muestra esto en forma de ejemplos de intercambiadores de calor 126 y 128 que incluyen unas longitudes donantes de calor del conducto de llnea principal y unas longitudes receptoras de calor del conducto de ramal, respectivamente. A lo largo del conducto de llnea principal, el primer intercambiador de calor 126 esta aguas arriba del segundo intercambiador de calor 128. Como en el sistema 50, el sistema 100 incluye una valvula de baipas 130 en un conducto de baipas 131 que se extiende desde un primer extremo en el primer ramal 114 y un segundo extremo en el segundo ramal 116. Similarmente, una segunda valvula opcional 132 puede colocarse en el primer ramal 114 entre el conducto de baipas 131 y el orificio intermedio 108.

Los intercambiadores de calor 126 y 128 son intercambiadores de calor de flujo cruzado, flujo paralelo o flujo contrario y como se muestra ilustran unos ejemplos de intercambiadores de calor de llquido a succion (LSHX) que se utilizan comunmente en los sistemas de refrigeracion. En los sistemas de refrigeracion con largas llneas de succion hacia el compresor o con llneas de succion pobremente aisladas o en un ambiente caluroso, habra transferencia de calor desde el ambiente al gas de succion frlo que fluye de regreso al compresor. Esto reduce la densidad del gas de succion que entra al compresor y, dado que el compresor suministra un flujo volumetrico fijo, tiene como resultado una reduccion del flujo masico de refrigerante a traves del sistema. Esto tiene el resultado neto de perdida de capacidad de refrigeracion esencialmente equivalente a la trasferencia termica a la llnea de succion. El llquido que entra a la valvula de expansion desde el condensador a menudo esta a temperatura mas alta que el ambiente y la refrigeracion de este llquido antes de entrar a la valvula de expansion y al evaporador representa un aumento de capacidad de refrigeracion en el sistema. El LSHX enfrla el llquido que entra a la valvula de expansion al transferir energla calorlfica al gas de succion que deja el evaporador. Esto calienta el gas de succion a niveles casi ambientales por lo que hay poco o nada de transferencia termica adicional a medida que el gas viaja de regreso al compresor. El llquido refrigerador que entra a la valvula de expansion y al evaporador resulta en un aumento neto de la capacidad de refrigeracion. La capacidad de refrigeracion del gas de succion que deja el evaporador se aprovecha de este modo para potenciar la capacidad del sistema en lugar de ser perdido en la llnea de succion en el camino de regreso al compresor. Esto tiene como resultado un mejor rendimiento del sistema (esto tiene lugar virtualmente sin potencia adicional del compresor) y permite que un sistema mas pequeno (p. ej. menos caro lleve la carga de refrigeracion.

La FIG. 4 muestra un sistema 150 que tiene un compresor 152 con unos orificios de succion, descarga e intermedio 154, 156 y 158 y un condensador 160 que puede ser similar a los de la FIG. 3. Las valvulas de expansion de alta y baja temperatura 168 y 172 y los evaporadores 170 y 174 tambien pueden ser similares a las de la FIG. 3. En el sistema 150, sin embargo, el intercambio de calor es entre unas partes de los ramales 164 y 166 aguas arriba y aguas abajo de las combinaciones de valvula/evaporador en los intercambiadores de calor 176 y 178. Como en los sistemas 50 y 100, se puede colocar una valvula de baipas 180 en un conducto de baipas 181 que se extiende desde un primer extremo en el primer ramal 164 y un segundo extremo en el segundo ramal 166. Similarmente, una

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segunda valvula opcional 182 puede colocarse en el primer ramal 164 entre el conducto de baipas 181 y el orificio intermedio 158.

Entre diversas modificaciones estan la adicion de uno o mas economizadores. La FIG. 5 muestra un sistema 200 en donde el compresor 202 tiene unos orificios 204, 206 y 208 que pueden ser generalmente similares a los de la FIG. 2. Similarmente, el condensador 210, las valvulas de expansion de alta y baja temperatura 212 y 216 y los evaporadores de alta y baja temperatura 214 y 218 pueden ser similares. El sistema 200 incluye un conducto de baipas 230 de economizador que se extiende desde el ramal de alta temperatura 232 entre el evaporador de alta temperatura 214 y el orificio intermedio 208 a la llnea principal 234. Un ramal de baja temperatura 236 se extiende a traves de la valvula de expansion de baja temperatura 216 y el evaporador de baja temperatura 218 para retornar al orificio de succion 204.

Un intercambiador de calor 240 de economizador contiene una longitud receptora de calor 242 del conducto 230 y una longitud donante de calor 244 de la llnea principal 234. Una valvula de expansion 250 de economizador esta formada en el conducto 230 entre la longitud 242 y la union con la llnea principal 234. Como en los sistemas 50, 100 y 150, en un conducto de baipas 261 hay ubicada una valvula de baipas 260. El ejemplo de conducto de baipas 261 se extiende desde un primer extremo del primer ramal 232 entre la union con el conducto de baipas 230 de economizador y el orificio intermedio 208 a un segundo extremo en el segundo ramal 236 entre el evaporador de baja temperatura 218 y el orificio de succion 204. Una segunda valvula opcional 262 puede colocarse en el primer ramal 232 entre el conducto de baipas 261 y el orificio intermedio 208.

La capacidad de refrigeracion del refrigerante que se desvla a traves del conducto de baipas 230 de economizador se utiliza para proporcionar refrigeracion adicional al flujo de llquido principal a traves de la llnea principal 234. Este flujo principal refrigerado, que continua a los evaporadores, proporciona un aumento de capacidad de refrigeracion. El vapor en el conducto de baipas 230, que esta a una presion intermedia mayor que la presion del evaporador de baja temperatura 218, es retornado al orificio intermedio 208 de compresor de presion y recomprimido como parte del flujo principal. Debido a que solo se necesita una compresion parcial, el incremento de potencia de compresion necesario para el aumento de capacidad del evaporador es solo una parte de la potencia de compresion que serla necesaria si se utilizara un circuito convencional. De este modo el uso del circuito economizador proporciona un aumento de capacidad de sistema con menos del aumento proporcional de potencia y un mejor rendimiento global. En un ciclo de refrigeracion, esta mejora puede ser bastante grande (p. ej. del diez al treinta por ciento o mas). Como alternativa, el economizador puede permitir lograr un aumento dado o mas moderado de capacidad con un sistema mas pequeno o de otro modo se puede equilibrar la capacidad, el rendimiento y el tamano.

Se ha descrito una o varias realizaciones de la presente invention. No obstante, se entendera que se pueden realizar diversas modificaciones sin apartarse del esplritu y el alcance de la invencion. Por ejemplo, los principios pueden aplicarse como modificaciones de diversos sistemas existentes o que se van a desarrollar. Cuando se implementa como una modification, los detalles del sistema original pueden influir en los detalles de cualquier implementation particular. Por consiguiente, otras realizaciones estan dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

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REIVINDICACIONES

1. Un aparato que comprende:

un compresor (152) que tiene una entrada (154) y una salida (156) y por lo menos un primer orificio (158) entre la entrada (154) y la salida (158);

un condensador (160) que tiene una entrada acoplada a la salida (156) de compresor para recibir un refrigerante y que tiene una salida;

un primer evaporador (170) que tiene una entrada acoplada al condensador (160) para recibir un refrigerante y que tiene una salida acoplada a la entrada (154) de compresor;

un segundo evaporador (174) que tiene una entrada acoplada al condensador (160) para recibir refrigerante y que tiene una salida acoplada al primer orificio (158) para retornar refrigerante al compresor (152), haciendo baipas de un recorrido de compresion entre la entrada (154) de compresor y el primer orificio (158); y

un conducto de baipas (181) que se extiende entre:

una primera ubicacion entre el primer evaporador (170) y la entrada (154) de compresor; y

una segunda ubicacion entre el segundo evaporador (174) y el primer orificio (158);

una primera valvula (180) colocada para controlar directamente el flujo a traves del conducto de baipas (181); y

caracterizado por comprender ademas:

una segunda valvula (182) colocada para controlar directamente el flujo entre la segunda ubicacion y el primer orificio (158);

un primer intercambiador de calor (176) que intercambia calor desde el refrigerante descargado por el compresor (152) al refrigerante descargado por el primer evaporador (170); y

un segundo intercambiador de calor (178) que intercambia calor desde el refrigerante descargado por el compresor (152) al refrigerante descargado por el segundo evaporador (174); y en donde:

una parte de recorrido de flujo de refrigerante que se extiende aguas abajo desde el compresor (152) se ramifica en:

un primer ramal (164) a traves de un conducto donante del primer intercambiador de calor (176), el primer evaporador (170), y un conducto receptor del primer intercambiador de calor (176), en dicho primer ramal (164) hay dispuesta una primera valvula de expansion (168); y

un segundo ramal (166) a traves de un conducto donante del segundo intercambiador de calor, el segundo evaporador (174), y un conducto receptor del segundo intercambiador de calor (178), en dicho segundo ramal (166) hay dispuesta una segunda valvula de expansion (172).
2. El aparato de la reivindicacion 1, en donde:

la primera y la segunda valvula (180, 182) son unas electrovalvulas.
3. El aparato de la reivindicacion 1, que comprende ademas:

a la primera y la segunda valvula (180, 182) se les puede acoplar un sistema de control para controlar el funcionamiento de la primera y la segunda valvula (180, 182).
4. El aparato de la reivindicacion 3, en donde:

la primera y la segunda valvula (180, 182) son unas electrovalvulas y funcionan para permanecer substancialmente abiertas o cerradas durante mas tiempo que un tiempo de ciclo caracterlstico del sistema.
5. El aparato de la reivindicacion 1, en donde:

el compresor (152) puede ser un compresor de tipo espiral.
6. El aparato de la reivindicacion 1 que tiene solo uno de tales compresores (152).
7. El aparato de la reivindicacion 1, que comprende ademas:

un sistema de control acoplado a la primera valvula (180) para controlar el funcionamiento de la primera valvula (180).

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8. El aparato de la reivindicacion 7 en donde el sistema de control esta configurado para hacer funcionar alternativamente el aparato:

en un primer modo en donde:

la primera valvula (180) esta cerrada;

el primer evaporador (170) mantiene un primer espacio a una primera temperatura caracterlstica; y

el segundo evaporador (174) mantiene un segundo espacio a una segunda temperatura caracterlstica por lo menos 10 °C mas alta que la primera temperatura caracterlstica; y en un segundo modo en donde:

la primera valvula (180) esta abierta;

el primer evaporador (170) mantiene el primer espacio a una primera temperatura caracterlstica; y

el segundo evaporador (174) mantiene un segundo espacio a una segunda temperatura caracterlstica a menos de 5 °C de la primera temperatura caracterlstica.
9. El aparato de la reivindicacion 8, en donde:

el sistema de control esta configurado para cambiar el sistema desde el primer modo al segundo modo en respuesta a un cambio de configuration de un termostato en por lo menos uno del primer y el segundo espacio.
10. El aparato de la reivindicacion 9 en donde:

el primer y el segundo espacio, respectivamente, son un primer y un segundo espacio de un vehlculo refrigerado.
11. El aparato de la reivindicacion 1, que comprende ademas:

un economizador que tiene un segmento de recorrido de flujo de retroalimentacion desde aguas abajo del segundo evaporador a aguas arriba del primer y el segundo evaporador.
12. Un metodo para refrigerar la primera y la segunda ubicacion utilizando el aparato de la reivindicacion 1, que comprende:

comprimir un refrigerante con el compresor (152) que tiene un recorrido de compresion entre la entrada (154) y la salida (156);

condensar en el condensador (160) el refrigerante comprimido;

expandir una primera parte del refrigerante condensado en el primer evaporador (170) para refrigerar la primera ubicacion;

expandir una segunda parte del refrigerante condensado en el segundo evaporador (174) para refrigerar la segunda ubicacion; en un primer modo de funcionamiento:

retornar por lo menos una parte del refrigerante desde el segundo evaporador (174) al orificio de entrada (154) del compresor (152); y

retornar por lo menos una parte del refrigerante desde el primer evaporador (170) al primer orificio (158); y en un segundo modo de funcionamiento:

retornar por lo menos una parte del refrigerante desde el primer evaporador (170) a la entrada (154) del compresor (152); y

retornar por lo menos una parte del refrigerante desde el segundo evaporador (174) a la entrada (154) del compresor (152).
13. El metodo de la reivindicacion 12, que comprende ademas: en un tercer modo de funcionamiento:

permitir un flujo de recirculation de refrigerante desde el primer orificio (158) a la entrada (154); retornar por lo menos una parte del refrigerante desde el primer evaporador (170) a la entrada (154); y retornar por lo menos una parte del refrigerante desde el segundo evaporador (174) a la entrada (174).
14. El metodo de la reivindicacion 12 en donde:

en dicho primer modo de funcionamiento:

esencialmente todo el refrigerante desde el segundo evaporador (174) se retorna a la entrada (154); y esencialmente todo el refrigerante desde el primer evaporador (170) se retorna al primer orificio (158); y en dicho segundo modo de funcionamiento:

5 esencialmente todo el refrigerante desde el primer evaporador (170) se retorna a la entrada (154); y esencialmente todo el refrigerante desde el segundo evaporador (174) se retorna a la entrada (154).
15. El metodo de la reivindicacion 12, que comprende ademas:

retroalimentar una parte del refrigerante de economizador desde por lo menos uno del primer o evaporador (170, 174).

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el segundo