ES2584967T3 - Procedimiento de refrigeración del aire y sistema de aire acondicionado para vehículos - Google Patents

Procedimiento de refrigeración del aire y sistema de aire acondicionado para vehículos Download PDF

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Abstract

Procedimiento de refrigeración del aire interior del vehículo mediante un circuito de refrigeración (6) para hacer funcionar los ciclos de refrigeración mediante la compresión de un refrigerante en un compresor, la condensación del refrigerante en un condensador, la expansión de refrigerante en un dispositivo de expansión y la evaporación del refrigerante en un evaporador para producir frío; con este procedimiento se pone en marcha, en una primera fase, un primer ciclo de refrigeración para producir frío en exceso para enfriar el aire interior y se almacena el exceso de frío en una unidad de almacenamiento de frío (60); y luego, en una segunda fase, se pone en marcha un segundo ciclo de refrigeración para recuperar el frío de la unidad de almacenamiento de frío (60); el primer ciclo de refrigeración se controla mediante la energía de frenado regenerativo durante la fase de frenado del vehículo y el segundo ciclo de refrigeración se aplica durante la fase de deslizamiento y / o tracción del vehículo; y el procedimiento comprende y se caracteriza por la evaporación del refrigerante del evaporador (20), con transferencia de energía térmica entre el refrigerante del evaporador (20) y el aire que fluye a través del evaporador (20), y la transferencia de energía térmica entre el refrigerante del evaporador (20) y la unidad de almacenamiento de frío (60).

Description

DESCRIPCION
Procedimiento de refrigeracion del aire y sistema de aire acondicionado para vehlcuios
5 [0001] El presente aparato es un procedimiento de refrigeracion del aire y un sistema de aire acondicionado
para vehlcuios.
[0002] Los vehlcuios de transporte publico como los autobuses, los trenes y los tranvlas tienen generalmente
un ciclo de alta frecuencia de arranque / parada con tiempos de trayecto corto. Esto hace diflcil controlar el sistema 10 de aire acondicionado para el bienestar termico del pasajero o para enfriar el espacio cerrado que contiene los equipos de produccion de calor, como la sala tecnica, limitando al mismo tiempo el consumo de energla del sistema de aire acondicionado. Es diflcil alcanzar un alto coeficiente de rendimiento (COP) del sistema de aire acondicionado en un perlodo de trayecto completo. Esto hace aun mas diflcil gestionar las cargas de energla del vehlculo.
15 [0003] En los documentos EP 2 191 990 A2 y EP 1 477 348 A2 y "A Novel Approach to Air-Conditionning of
Underground Railways", Bates et al, the Institute of Refrigeration Proceedings, vol 104, 2008, se describe el funcionamiento de un sistema de aire acondicionado para producir frlo en exceso y posteriormente recuperar el frlo.
[0004] Un objetivo de este aparato es proponer un procedimiento de acondicionamiento del aire en vehlculos 20 que reduzca el consumo de energla y permita proporcionar bienestar termico a los pasajeros.
[0005] Para ello, este aparato proporciona un procedimiento de enfriamiento del aire interior del vehlculo tal y como se define en la Reivindicacion 1. Segun el modelo del aparato, este procedimiento incluira uno o varios de los rasgos que aparecen en las Reivindicaciones 2 a 8.
25
[0006] El aparato tambien hace referencia a un sistema de aire acondicionado para vehlculos segun se define en la Reivindicacion 9. Segun el modelo del aparato, el sistema de aire acondicionado incluira uno o varios de los rasgos de las Reivindicaciones 10 a 12.
30 [0007] Este es un aparato para vehlculos, concretamente, vehlculos que circulan por ralles, tal como se
define en la Reivindicacion 13.
[0008] El aparato y sus ventajas se entenderan mejor tras leer la siguiente description relativa a los dibujos
adjuntos, incluida aqul a modo de ejemplo:
35
- La figura 1 es un diagrama que ilustra esquematicamente un vehlculo con un sistema de aire acondicionado que incorpora el procedimiento de acondicionamiento de aire del aparato; y
- Las figuras 2 y 3 ilustran el sistema de aire acondicionado de la figura 1 en dos configuraciones diferentes.
40 [0009] Como se ilustra en una figura 1, el vehlculo 2, por ejemplo, un vehlculo preparado para circular sobre
ralles, incluye un sistema de aire acondicionado 4 para el acondicionamiento de aire en un compartimento de pasajeros del vehlculo 2.
[0010] El sistema de aire acondicionado 4 sirve para hacer funcionar los ciclos de refrigeracion con fluido 45 refrigerante o refrigerante para la generation de frlo y para transferir frlo al aire insuflado en el compartimiento de
pasajeros.
[0011] El sistema de aire acondicionado 4 comprende un circuito de refrigerante 6 para la circulation del refrigerante. El circuito de refrigerante 6 comprende un compresor 8, un mezclador 10, un intercambiador de calor de
50 absorcion o "absorbedor" 12, un separador 14, un intercambiador de calor de condensation o "condensador" 16, un dispositivo de expansion 18 y un intercambiador de calor de evaporation o "evaporador" 20.
[0012] El compresor 8, el mezclador 10, el absorbedor 12, el separador 14, el condensador 16, el dispositivo de expansion 18 y el evaporador 20 estan conectados unos a otros en bucle para permitir la circulacion del
55 refrigerante.
[0013] El absorbedor 12 es un intercambiador de calor que permite la transferencia de calor entre el refrigerante que circula en las bobinas de absorcion 22 del absorbedor 12 y un fluido que circula a traves del absorbedor 12 por fuera de las bobinas de absorcion 22.
[0014] El condensador 16 es un intercambiador de calor que permite la transferencia de calor entre el
refrigerante que circula en las bobinas del condensador 24 del condensador 16 y un fluido que circula por el condensador 16 por fuera de las bobinas del condensador 24.
5
[0015] El fluido que circula a traves del absorbedor 12 y el condensador 16 es, en general, el aire del exterior del compartimiento de pasajeros. El sistema de aire acondicionado 4 comprende al menos un soplador 26 para empujar el aire del exterior a traves del absorbedor 12 y el condensador 16.
10 [0016] El dispositivo de expansion 18 es, por ejemplo, una valvula de expansion, preferiblemente una valvula
de expansion controlada electronicamente.
[0017] El evaporador 20 es un intercambiador de calor que permite la transferencia de calor entre el
refrigerante que circula por las bobinas del evaporador 28 del evaporador 20 y un fluido que circula a traves del
15 evaporador 20 por fuera de las bobinas del evaporador 28.
[0018] El fluido que circula a traves del evaporador 20 es aire insuflado en el compartimiento de pasajeros. El sistema de aire acondicionado 4 comprende al menos un soplador 30 para empujar el aire del interior a traves del evaporador 20 hacia el compartimiento de pasajeros.
20
[0019] El mezclador 10 esta configurado para mezclar el refrigerante con un fluido absorbente o absorbente, dando lugar, preferiblemente, una mezcla azeotropica. Un absorbente es un fluido que permite que el refrigerante se disuelva en el absorbente. El absorbente puede ser aceite, mas concretamente, aceite lubricante, y el refrigerante puede ser, por ejemplo, un gas HFC.
25
[0020] En al menos un modo de funcionamiento, el mezclador 10 recibe el refrigerante comprimido que sale del compresor 6 y el absorbente y crea una mezcla a base de refrigerante comprimido y absorbente.
[0021] El separador 14 esta configurado para separar el refrigerante del absorbente. El separador 14 tiene 30 una entrada de mezcla 32 para la recepcion de la mezcla, una salida de refrigerante 34 para expulsar el refrigerante
y una salida de absorbente 36 para liberar el absorbente.
[0022] De manera opcional, el circuito de refrigerante 6 comprende una llnea de derivacion 38A, disenada para evitar el separador 14. La llnea de derivacion 38A separador va desde la entrada de mezcla 32 a la salida de
35 refrigerante 34 del separador 14. El circuito de refrigerante 6 comprende una paleta de derivacion 39A para controlar, de forma selectiva, el flujo de refrigerante que pasa por la llnea de derivacion del separador 38A o el separador 14.
[0023] De manera opcional, el circuito de refrigerante 6 comprende una llnea de derivacion del absorbedor 40 38B disenada para evitar el mezclador 10, el absorbedor 12 y el separador 14. La llnea de derivacion del absorbedor
38B sale del ramal del circuito de refrigeracion 6, conectandose a la entrada del mezclador 10 y a la salida de refrigerante 34 del separador 14. El circuito de refrigerante 6 comprende una paleta de derivacion del absorbedor 39B para controlar, de forma selectiva, el flujo del refrigerante que pasa a traves del mezclador 10 y el absorbedor 12 o a traves de la llnea de derivacion del absorbedor 38B. De manera opcional, el circuito de refrigerante 6 45 comprende un intercambiador de calor del separador 40 colocado entre una llnea de alta presion 41 del circuito de refrigerante 6 que ira de la salida del compresor 8 al mezclador 10 y a un recipiente 42 del separador 14. El intercambiador de calor del separador 40 sirve para transferir la energla termica del refrigerante que sale del compresor 8 a alta presion y a elevada temperatura y el fluido en el recipiente del separador 14.
50 [0024] El sistema de aire acondicionado 4 comprende un circuito absorbente 44 para introducir en el
mezclador 10 el absorbente. El circuito absorbente 44 comprende una llnea de absorbente 46 que va desde la salida del absorbente 36 del separador 14 hasta el mezclador 10 y una bomba 48 dispuesta sobre la llnea del absorbente 46 para hacer circular el absorbente por dicha llnea del absorbente 46.
55 [0025] El circuito absorbente 44 comprende opcionalmente un intercambiador de calor del absorbente 50
para enfriar el absorbente entre el separador 14 y el mezclador 10. El intercambiador de calor del absorbente 50 se coloca en la llnea del absorbente 46 aguas arriba de la bomba 48, entre la bomba 48 y la salida del absorbente 36. El intercambiador de calor del absorbente 50 sirve para intercambiar calor entre el absorbente y un flujo de aire. El intercambiador de calor del absorbente 50 se coloca junto al amortiguador 12 y el condensador 16 para que el
ventilador 26 pueda insuflar aire en el absorbedor 12, el condensador 16 y el intercambiador de calor del absorbente 50.
[0026] De manera opcional, el absorbente es el mismo que el fluido lubricante del compresor 8; y el circuito 5 del absorbente 44 comprende una llnea de retorno 54 que permite la alimentacion de un circuito de lubricacion del
compresor 8 con el absorbente procedente de la salida de absorbente 36 del separador 14.
[0027] El sistema de aire acondicionado 4 comprende ademas una unidad o un acumulador de almacenamiento de frlo 60 disenado para permitir la transferencia de energla termica al refrigerante en las bobinas
10 del evaporador 28.
[0028] La unidad de almacenamiento de frlo 60 es una unidad de almacenamiento de frlo para material de cambio de fase. Comprende un deposito 62 que contiene material de cambio de fase (PCM) 64 que cambia de fase en un intervalo de temperatura equivalente al del refrigerante en el evaporador 20 durante el funcionamiento del
15 sistema de aire acondicionado 4.
[0029] El evaporador 20 consta de un tubo de paso de aire 66 para que el aire pase a traves del evaporador 20, por entre las bobinas del evaporador 28, y pueda tener lugar el intercambio de energla termica con el refrigerante en el evaporador 20. El paso de aire 66 y el deposito 62 estan separados. Las bobinas del evaporador
20 28 atraviesan el paso de aire 66 para permitir el intercambio termico de refrigerante / aire y el deposito 62 para permitir el intercambio termico de PCM / refrigerante.
[0030] La unidad de almacenamiento de frlo 60 esta por lo tanto integrada en el evaporador 20. El evaporador es, al mismo tiempo, un intercambiador de aire / refrigerante y un intercambiador de calor de cambio de
25 fase del material / refrigerante.
[0031] La unidad de almacenamiento de frlo 60 esta adaptada para reducir el frlo del refrigerante cuando este esta a una temperatura inferior a la temperatura de cambio de fase del material de cambio de fase o para liberar frlo en el refrigerante cuando este esta a una temperatura superior a la temperatura de cambio de fase del material de
30 cambio de fase.
[0032] El compresor 10 es un compresor de velocidad variable. El compresor 10 esta conectado a una fuente de energla electrica 70 y un dispositivo de recuperacion de energla de frenado regenerativo 72 adaptado para convertir la energla de frenado durante la fase de frenado del vehlculo en energla electrica y alimentar el compresor
35 10 con dicha energla electrica.
[0033] El dispositivo de recuperacion de energla de frenado regenerativo 72 comprende un generador electrico adaptado para generar un par de frenado en un set de ruedas 74 del vehlculo 2 y, a su vez, generar energla electrica.
40
[0034] El sistema de aire acondicionado 4 comprende una unidad de control (no mostrada) para controlar los diferentes equipos del sistema de aire acondicionado 4, a saber, el compresor 8, el mezclador 10, la valvula de derivation 39, la bomba 48 y los sopladores 26, 30 ...
45 [0035] El sistema de aire acondicionado 4 esta adaptado para aplicar un procedimiento de refrigeration del
aire en vehlculos, y funciona produciendo frlo en exceso para enfriar el aire y almacenar el exceso de frlo en la unidad de almacenamiento de frlo 60 mediante la aplicacion de un primer ciclo de refrigeracion en determinadas condiciones y recuperando el frlo desde la unidad de almacenamiento de frlo 60 mediante la aplicacion de un segundo ciclo de refrigeracion en otras condiciones.
50
[0036] El sistema de aire acondicionado 4 esta adaptado para hacer funcionar el primer ciclo de refrigeracion tal y como se ilustra en la figura 2 y el segundo ciclo de refrigeracion tal y como se ilustra en la figura 3. En las figuras 2 y 3, los equipos no empleados en el ciclo de refrigeracion correspondiente se ilustran mediante llneas de puntos.
55
[0037] Como se ilustra en la figura 2, en el primer ciclo de refrigeracion, el compresor 8 se ejecuta a una primera velocidad. La bomba 48 y el mezclador 10 se activan y la valvula de derivacion del separador 39A se controla para que el refrigerante fluya por el separador 14. El primer ciclo de refrigeracion comprende:
- La compresion del refrigerante en el compresor 8;
- El mezclado del refrigerante con el absorbente en el mezclador 10;
- La absorcion del refrigerante por el absorbente y la condensacion de la mezcla en el absorbedor 12;
- La separacion de la mezcla en refrigerante y absorbente en el separador 14;
5 - La condensacion del refrigerante en el condensador 16;
- La expansion del refrigerante en el dispositivo de expansion 18; y
- La evaporacion del refrigerante en el evaporador 20.
[0038] La etapa de evaporacion del refrigerante comprende la transferencia simultanea de energla termica 10 entre el refrigerante y el aire y la transferencia de energla termica entre el refrigerante y la unidad 60 de
almacenamiento de frlo.
[0039] En el primer ciclo de refrigeracion, el refrigerante se mezcla con absorbente en el mezclador 10, el absorbedor 12 y el separador 14. El absorbente se retira del refrigerante en el resto del circuito de refrigerante 6.
15
[0040] Como se ilustra en la figura 3, en el segundo ciclo de refrigeracion, el compresor 8 funciona a una segunda velocidad inferior a la primera velocidad, la bomba 48 y el mezclador 10 se detienen y, opcionalmente, la valvula de derivacion del separador 39A se controla para que el refrigerante fluya por la llnea de derivacion del separador 38A evitando as! pasar por el separador 14. El segundo ciclo de refrigeracion comprende:
20
- La compresion del refrigerante en el compresor 8;
- La condensacion del refrigerante en el absorbedor 12 y el condensador 16;
- La expansion del refrigerante en el dispositivo de expansion 18; y
- La evaporacion del refrigerante en el evaporador 20.
25
[0041] En el primer ciclo de refrigeracion, el compresor 8 se hace funcionar a alta velocidad de rotacion y
consume mucha energla. El compresor 8 proporciona una gran cantidad de refrigerante a alta presion y elevada temperatura y el circuito de refrigerante 6 proporciona frlo en exceso con respecto a la demanda de frlo. El exceso de frlo se almacena en la unidad de almacenamiento de frlo 60 durante el primer ciclo de refrigeracion. La unidad de
30 almacenamiento en frlo 60 se carga en el primer ciclo de refrigeracion.
[0042] En el segundo ciclo de refrigeracion, el compresor 8 se hace funcionar a una velocidad mas baja y
consume menos energla. El compresor 8 proporciona una menor cantidad de refrigerante a alta temperatura y elevada presion y el circuito de refrigeracion 6 proporciona, a su vez, una menor cantidad de frlo que podrla ser
35 deficitaria con respecto a la demanda de frlo. La unidad de almacenamiento de frlo 60 proporciona frlo para enfriar el refrigerante en el evaporador 20 y dicho frlo se transfiere al aire que pasa por evaporador 20. La unidad de almacenamiento en frlo 60 se descarga en el primer ciclo de refrigeracion.
[0043] Una ventaja de este procedimiento es que el primer ciclo de refrigeracion se hace funcionar en la fase 40 de frenado del vehlculo utilizando la energla de frenado regenerativo para alimentar con energla electrica el
compresor 8; y el segundo ciclo de refrigeracion se hace funcionar en la fase de deslizamiento y / o de traccion del vehlculo.
[0044] Otra de sus ventajas es que el primer ciclo de refrigeracion se hace funcionar en una fase de alta 45 capacidad de condensacion. La capacidad de condensacion depende de las condiciones del aire del exterior. Las
condiciones del aire del exterior pueden variar mientras el vehlculo se desplaza debido, por ejemplo, a una seccion de tunel en el recorrido. Se puede detectar la capacidad de condensacion y aprovechar la alta capacidad de condensacion para aplicar el primer ciclo de refrigeracion con un consumo de energla limitado. En recorridos repetitivos, como los que realizan los vehlculos de transporte publico, pueden identificarse las secciones de alta 50 capacidad de condensacion del recorrido, y puede activarse el primer ciclo de refrigeracion en funcion del tiempo de recorrido o de la distancia de desplazamiento, o mediante la deteccion de la entrada del vehlculo en una seccion de alta capacidad de condensacion.
[0045] La unidad de almacenamiento de frlo 60, por lo tanto, funciona como un regulador para almacenar el 55 frlo del refrigerante o para liberar frlo en el refrigerante en funcion de si hay un exceso o un deficit de frlo. La unidad
de almacenamiento de frlo 60 integrada en el evaporador 20 es eficiente y funciona de una manera facilmente controlable.
[0046] La unidad de almacenamiento de frlo utiliza la energla termica latente del material de cambio de fase
(PCM) para almacenar la maxima energla. El material de cambio de fase puede ser agua / hielo u otro material de cambio de fase como los materiales organicos y, mas concretamente, las parafinas.
[0047] El PCM intercambia energla termica a traves de las bobinas del evaporador 28 por lo que proporciona 5 una alta eficiencia. El evaporador esta configurado para que el refrigerante del evaporador 20 intercambie energla
termica, por una parte, con el aire y, por otra, con el PCM, esto se realiza por separado pero empleando las mismas bobinas.
[0048] Como se ilustra en las figuras 1 a 3, cada bobina del evaporador 28 atraviesa el paso de aire y el 10 dispositivo de almacenamiento de frlo varias veces.
[0049] Preferiblemente, se selecciona una temperatura de cambio de fase del material de cambio de fase de entre 5 ° C y 10 ° C.
15 [0050] El absorbedor 12 se utiliza como absorbedor en el primer ciclo de refrigerante y como condensador en
el segundo ciclo de refrigerante.
[0051] El sistema de aire acondicionado 14 tambien puede configurarse para que funcione en un tercer ciclo de refrigeracion donde la unidad de control controla la valvula de derivation del absorbedor 39B para que el
20 refrigerante fluya a traves de la llnea de derivacion del absorbedor 39B sin pasar por el mezclador 10, el absorbedor 12 ni el separador 14. El tercer ciclo de refrigeracion, por lo tanto, comprende los siguientes pasos sucesivos:
- La compresion del refrigerante en el compresor 8;
- La condensation del refrigerante en el condensador 16 solamente;
25 - La expansion del refrigerante en el dispositivo de expansion 18; y
- La evaporation del refrigerante en el evaporador 20.
[0052] El tercer ciclo de refrigeracion puede hacerse funcionar en modo degradado, por ejemplo, en caso de fallo del absorbedor 12 o el separador 14.
30
[0053] El sistema de aire acondicionado 4 puede hacerse funcionar en el primer ciclo de refrigeracion, que es un ciclo de refrigeracion / absorcion hlbrido. La tecnologla de absorcion permite gestionar la energla transitoria del refrigerante a alta temperatura y elevada presion suministrada por el compresor funcionando a alta velocidad. La tecnologla de absorcion permite trabajar con mayor presion y temperatura equivalentes en las bobinas del
35 absorbedor 22
[0054] Un vehlculo de transporte publico tiene una alta frecuencia de arranque / parada durante un trayecto. El procedimiento de alternancia del primer ciclo de refrigeracion en las fases de frenado y el segundo ciclo de refrigeracion durante las fases de traction y / o deslizamiento permite aumentar el coeficiente de rendimiento (COP)
40 del circuito de refrigeracion durante varios trayectos. El consumo de energla del compresor 8 se reduce.
[0055] El sistema de aire acondicionado y el procedimiento de implementation del primer ciclo de refrigeracion mediante la energla de frenado regenerativo para almacenar el frlo y liberarlo luego en el refrigerante durante las fases de traccion y / o deslizamiento y / o durante las fases de alta capacidad de condensacion permite
45 suavizar la curva de demanda de carga de energla en el consumo electrico del vehlculo.
[0056] El sistema de aire acondicionado 4 esta adaptado con respecto a un circuito de refrigeracion convencional y comprende un compresor, un condensador, un dispositivo de expansion y un evaporador, presentando un aspecto compacto, un bajo coste y un aumento de peso no excesivo.
50
[0057] La unidad de almacenamiento de frlo integrada en el evaporador presenta ventajas independientemente de la recuperation de energla de frenado regenerativo.
[0058] As! pues, este aparato tiene que ver, en general, con un procedimiento de refrigeracion del aire en 55 vehlculos utilizando un circuito de refrigeracion para el funcionamiento de al menos un ciclo de refrigeracion con un
refrigerante, y comprende la evaporacion del refrigerante a traves de un evaporador, transfiriendo energla termica entre el refrigerante del evaporador y el aire que fluye a traves del evaporador y transfiriendo energla termica entre el refrigerante del evaporador y el dispositivo de almacenamiento de frlo.
[0059] El primer ciclo de refrigeracion, que combina un ciclo de refrigeracion y tecnologla de absorcion,
tambien presenta ventajas independientemente de la recuperacion de energla de frenado regenerativo o de la alta capacidad de condensacion.
5 [0060] As! pues, el aparato tiene que ver, en general, con un procedimiento de refrigeracion del aire en
vehlculos utilizando un circuito de refrigeracion para el funcionamiento de al menos un ciclo de refrigeracion con un refrigerante, y comprende las etapas de
- Compresion del refrigerante en un compresor;
10 - Mezclado del refrigerante con el absorbente en un mezclador;
- Absorcion del refrigerante por el absorbente y la condensacion de la mezcla en un absorbedor;
- Separacion de la mezcla en refrigerante y absorbente en un separador;
- Condensacion del refrigerante en un condensador;
- Expansion del refrigerante en un dispositivo de expansion; y
15 - Evaporation del refrigerante en el evaporador con almacenamiento de frlo en un sistema de almacenamiento de frlo.
[0061] El aparato es apto para vehlculos en general.
20 [0062] El aparato es apto, en particular, para vehlculos de propulsion electricos e hlbridos con motor electrico
e intrlnsecamente adaptados para producir energla de frenado regenerativo.
[0063] El aparato es apto para vehlculos que circulan por ralles y, en general, para vehlculos de transporte
publico, como autobuses, trenes y tranvlas.
25
REIVINDICACIONES
1. Procedimiento de refrigeracion del aire interior del vehlculo mediante un circuito de refrigeracion (6) para hacer funcionar los ciclos de refrigeracion mediante la compresion de un refrigerante en un compresor, la
5 condensation del refrigerante en un condensador, la expansion de refrigerante en un dispositivo de expansion y la evaporation del refrigerante en un evaporador para producir frlo; con este procedimiento se pone en marcha, en una primera fase, un primer ciclo de refrigeracion para producir frlo en exceso para enfriar el aire interior y se almacena el exceso de frlo en una unidad de almacenamiento de frlo (60); y luego, en una segunda fase, se pone en marcha un segundo ciclo de refrigeracion para recuperar el frlo de la unidad de almacenamiento de frlo (60); el primer ciclo 10 de refrigeracion se controla mediante la energla de frenado regenerativo durante la fase de frenado del vehlculo y el segundo ciclo de refrigeracion se aplica durante la fase de deslizamiento y / o traction del vehlculo; y el procedimiento comprende y se caracteriza por la evaporacion del refrigerante del evaporador (20), con transferencia de energla termica entre el refrigerante del evaporador (20) y el aire que fluye a traves del evaporador (20), y la transferencia de energla termica entre el refrigerante del evaporador (20) y la unidad de almacenamiento de frlo 15 (60).
2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, donde el primer ciclo de refrigeracion se aplica durante una fase de alta capacidad de condensacion y el segundo ciclo de refrigeracion se aplica durante una fase de baja capacidad de condensacion.
20
3. Procedimiento segun las reivindicaciones 1 o 2, donde la unidad de almacenamiento de frlo (60) es una unidad de almacenamiento de frlo del material de cambio de fase (60).
4. Procedimiento de refrigeracion del aire segun cualquiera de las Reivindicaciones precedentes, donde 25 el primer ciclo de refrigeracion comprende los siguientes pasos:
- La compresion del refrigerante en el compresor (8);
- El mezclado del refrigerante con el absorbente en un mezclador (10);
- La absorcion del refrigerante por el absorbente y la condensacion de la mezcla en un absorbedor (12);
30 - La separation de la mezcla en refrigerante y absorbente en un separador (14);
- La condensacion del refrigerante en el condensador (16);
- La expansion del refrigerante en un dispositivo de expansion (18); y
- La evaporacion del refrigerante en el evaporador (20).
35 5. Procedimiento segun la reivindicacion 4, donde el primer ciclo de refrigeracion comprende la
transferencia de calor del refrigerante comprimido a la mezcla del separador (14).
6. Procedimiento segun las reivindicaciones 4 o 5, donde el mezclado consiste en mezclar el refrigerante comprimido con un absorbente separado del refrigerante en el separador (14).
40
7. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, que comprende la alimentation de absorbente a un circuito de lubrication del compresor (8).
8. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, segun el cual el segundo ciclo de 45 refrigeracion comprende los siguientes pasos:
- La compresion del refrigerante en el compresor (8);
- La condensacion del refrigerante en el absorbedor (12) y / o el condensador (16);
- La expansion del refrigerante en el dispositivo de expansion (18);
50 - La evaporacion del refrigerante en el evaporador (20).
9. Sistema de aire acondicionado para vehlculos que comprende un circuito de refrigeracion (6) para la circulation de un refrigerante, el circuito refrigerante (6) que comprende un compresor de velocidad variable (8), un condensador (16), un dispositivo de expansion (18) y un evaporador ( 20), y un dispositivo de energla de frenado
55 regenerativo (72) para la recuperation de energla durante las fases de frenado del vehlculo la alimentacion del compresor (8), una unidad de almacenamiento en frlo (60) estando caracterizado el sistema porque comprende una unidad de control configurada para operar el procedimiento que en cualquiera de las reivindicaciones 1 - 8.
10. Sistema de aire acondicionado para vehlculos segun la reivindicacion 9 donde el evaporador (20)
comprende las bobinas del evaporador (28) para la circulacion del refrigerante y el intercambio de energla termica entre el refrigerante y el aire que fluye entre las bobinas del evaporador (28); la unidad de almacenamiento de frlo
(60) esta disenada para facilitar el intercambio de energla termica con el refrigerante en las bobinas del evaporador (28).
5
11. Sistema de aire acondicionado para vehlculos segun la reivindicacion 10, donde el circuito de refrigeracion comprende ademas un mezclador (10) para mezclar el refrigerante que sale del compresor con un agente absorbente, un absorbedor (12) y un separador (14) para separar el refrigerante del absorbente dispuestos en serie en el circuito de refrigeracion (6) entre el compresor (8) y el condensador (12).
10
12. Sistema de aire acondicionado para vehlculos segun la reivindicacion 11, que comprende una llnea de absorbente (44) para alimentar el mezclador (10) con un absorbente separado del refrigerante en el separador (14).
13. Vehlculos, concretamente, vehlculos que circulan por ralles, que comprenden un sistema de aire 15 acondicionado como el descrito en cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12.

Claims (12)

  1. DESCRIPCION
    Procedimiento de refrigeracion del aire y sistema de aire acondicionado para vehlcuios
    5 [0001] El presente aparato es un procedimiento de refrigeracion del aire y un sistema de aire acondicionado
    para vehlcuios.
    [0002] Los vehlcuios de transporte publico como los autobuses, los trenes y los tranvlas tienen generalmente
    un ciclo de alta frecuencia de arranque / parada con tiempos de trayecto corto. Esto hace diflcil controlar el sistema 10 de aire acondicionado para el bienestar termico del pasajero o para enfriar el espacio cerrado que contiene los equipos de produccion de calor, como la sala tecnica, limitando al mismo tiempo el consumo de energla del sistema de aire acondicionado. Es diflcil alcanzar un alto coeficiente de rendimiento (COP) del sistema de aire acondicionado en un perlodo de trayecto completo. Esto hace aun mas diflcil gestionar las cargas de energla del vehlculo.
    15 [0003] En los documentos EP 2 191 990 A2 y EP 1 477 348 A2 y "A Novel Approach to Air-Conditionning of
    Underground Railways", Bates et al, the Institute of Refrigeration Proceedings, vol 104, 2008, se describe el funcionamiento de un sistema de aire acondicionado para producir frlo en exceso y posteriormente recuperar el frlo.
    [0004] Un objetivo de este aparato es proponer un procedimiento de acondicionamiento del aire en vehlculos 20 que reduzca el consumo de energla y permita proporcionar bienestar termico a los pasajeros.
    [0005] Para ello, este aparato proporciona un procedimiento de enfriamiento del aire interior del vehlculo tal y como se define en la Reivindicacion 1. Segun el modelo del aparato, este procedimiento incluira uno o varios de los rasgos que aparecen en las Reivindicaciones 2 a 8.
    25
    [0006] El aparato tambien hace referencia a un sistema de aire acondicionado para vehlculos segun se define en la Reivindicacion 9. Segun el modelo del aparato, el sistema de aire acondicionado incluira uno o varios de los rasgos de las Reivindicaciones 10 a 12.
    30 [0007] Este es un aparato para vehlculos, concretamente, vehlculos que circulan por ralles, tal como se
    define en la Reivindicacion 13.
    [0008] El aparato y sus ventajas se entenderan mejor tras leer la siguiente description relativa a los dibujos
    adjuntos, incluida aqul a modo de ejemplo:
    35
    - La figura 1 es un diagrama que ilustra esquematicamente un vehlculo con un sistema de aire acondicionado que incorpora el procedimiento de acondicionamiento de aire del aparato; y
    - Las figuras 2 y 3 ilustran el sistema de aire acondicionado de la figura 1 en dos configuraciones diferentes.
    40 [0009] Como se ilustra en una figura 1, el vehlculo 2, por ejemplo, un vehlculo preparado para circular sobre
    ralles, incluye un sistema de aire acondicionado 4 para el acondicionamiento de aire en un compartimento de pasajeros del vehlculo 2.
    [0010] El sistema de aire acondicionado 4 sirve para hacer funcionar los ciclos de refrigeracion con fluido 45 refrigerante o refrigerante para la generation de frlo y para transferir frlo al aire insuflado en el compartimiento de
    pasajeros.
    [0011] El sistema de aire acondicionado 4 comprende un circuito de refrigerante 6 para la circulation del refrigerante. El circuito de refrigerante 6 comprende un compresor 8, un mezclador 10, un intercambiador de calor de
    50 absorcion o "absorbedor" 12, un separador 14, un intercambiador de calor de condensation o "condensador" 16, un dispositivo de expansion 18 y un intercambiador de calor de evaporation o "evaporador" 20.
    [0012] El compresor 8, el mezclador 10, el absorbedor 12, el separador 14, el condensador 16, el dispositivo de expansion 18 y el evaporador 20 estan conectados unos a otros en bucle para permitir la circulacion del
    55 refrigerante.
    [0013] El absorbedor 12 es un intercambiador de calor que permite la transferencia de calor entre el refrigerante que circula en las bobinas de absorcion 22 del absorbedor 12 y un fluido que circula a traves del absorbedor 12 por fuera de las bobinas de absorcion 22.
    [0014] El condensador 16 es un intercambiador de calor que permite la transferencia de calor entre el
    refrigerante que circula en las bobinas del condensador 24 del condensador 16 y un fluido que circula por el condensador 16 por fuera de las bobinas del condensador 24.
    5
    [0015] El fluido que circula a traves del absorbedor 12 y el condensador 16 es, en general, el aire del exterior del compartimiento de pasajeros. El sistema de aire acondicionado 4 comprende al menos un soplador 26 para empujar el aire del exterior a traves del absorbedor 12 y el condensador 16.
    10 [0016] El dispositivo de expansion 18 es, por ejemplo, una valvula de expansion, preferiblemente una valvula
    de expansion controlada electronicamente.
    [0017] El evaporador 20 es un intercambiador de calor que permite la transferencia de calor entre el
    refrigerante que circula por las bobinas del evaporador 28 del evaporador 20 y un fluido que circula a traves del
    15 evaporador 20 por fuera de las bobinas del evaporador 28.
    [0018] El fluido que circula a traves del evaporador 20 es aire insuflado en el compartimiento de pasajeros. El sistema de aire acondicionado 4 comprende al menos un soplador 30 para empujar el aire del interior a traves del evaporador 20 hacia el compartimiento de pasajeros.
    20
    [0019] El mezclador 10 esta configurado para mezclar el refrigerante con un fluido absorbente o absorbente, dando lugar, preferiblemente, una mezcla azeotropica. Un absorbente es un fluido que permite que el refrigerante se disuelva en el absorbente. El absorbente puede ser aceite, mas concretamente, aceite lubricante, y el refrigerante puede ser, por ejemplo, un gas HFC.
    25
    [0020] En al menos un modo de funcionamiento, el mezclador 10 recibe el refrigerante comprimido que sale del compresor 6 y el absorbente y crea una mezcla a base de refrigerante comprimido y absorbente.
    [0021] El separador 14 esta configurado para separar el refrigerante del absorbente. El separador 14 tiene 30 una entrada de mezcla 32 para la recepcion de la mezcla, una salida de refrigerante 34 para expulsar el refrigerante
    y una salida de absorbente 36 para liberar el absorbente.
    [0022] De manera opcional, el circuito de refrigerante 6 comprende una llnea de derivacion 38A, disenada para evitar el separador 14. La llnea de derivacion 38A separador va desde la entrada de mezcla 32 a la salida de
    35 refrigerante 34 del separador 14. El circuito de refrigerante 6 comprende una paleta de derivacion 39A para controlar, de forma selectiva, el flujo de refrigerante que pasa por la llnea de derivacion del separador 38A o el separador 14.
    [0023] De manera opcional, el circuito de refrigerante 6 comprende una llnea de derivacion del absorbedor 40 38B disenada para evitar el mezclador 10, el absorbedor 12 y el separador 14. La llnea de derivacion del absorbedor
    38B sale del ramal del circuito de refrigeracion 6, conectandose a la entrada del mezclador 10 y a la salida de refrigerante 34 del separador 14. El circuito de refrigerante 6 comprende una paleta de derivacion del absorbedor 39B para controlar, de forma selectiva, el flujo del refrigerante que pasa a traves del mezclador 10 y el absorbedor 12 o a traves de la llnea de derivacion del absorbedor 38B. De manera opcional, el circuito de refrigerante 6 45 comprende un intercambiador de calor del separador 40 colocado entre una llnea de alta presion 41 del circuito de refrigerante 6 que ira de la salida del compresor 8 al mezclador 10 y a un recipiente 42 del separador 14. El intercambiador de calor del separador 40 sirve para transferir la energla termica del refrigerante que sale del compresor 8 a alta presion y a elevada temperatura y el fluido en el recipiente del separador 14.
    50 [0024] El sistema de aire acondicionado 4 comprende un circuito absorbente 44 para introducir en el
    mezclador 10 el absorbente. El circuito absorbente 44 comprende una llnea de absorbente 46 que va desde la salida del absorbente 36 del separador 14 hasta el mezclador 10 y una bomba 48 dispuesta sobre la llnea del absorbente 46 para hacer circular el absorbente por dicha llnea del absorbente 46.
    55 [0025] El circuito absorbente 44 comprende opcionalmente un intercambiador de calor del absorbente 50
    para enfriar el absorbente entre el separador 14 y el mezclador 10. El intercambiador de calor del absorbente 50 se coloca en la llnea del absorbente 46 aguas arriba de la bomba 48, entre la bomba 48 y la salida del absorbente 36. El intercambiador de calor del absorbente 50 sirve para intercambiar calor entre el absorbente y un flujo de aire. El intercambiador de calor del absorbente 50 se coloca junto al amortiguador 12 y el condensador 16 para que el
    ventilador 26 pueda insuflar aire en el absorbedor 12, el condensador 16 y el intercambiador de calor del absorbente 50.
    [0026] De manera opcional, el absorbente es el mismo que el fluido lubricante del compresor 8; y el circuito 5 del absorbente 44 comprende una llnea de retorno 54 que permite la alimentacion de un circuito de lubricacion del
    compresor 8 con el absorbente procedente de la salida de absorbente 36 del separador 14.
    [0027] El sistema de aire acondicionado 4 comprende ademas una unidad o un acumulador de almacenamiento de frlo 60 disenado para permitir la transferencia de energla termica al refrigerante en las bobinas
    10 del evaporador 28.
    [0028] La unidad de almacenamiento de frlo 60 es una unidad de almacenamiento de frlo para material de cambio de fase. Comprende un deposito 62 que contiene material de cambio de fase (PCM) 64 que cambia de fase en un intervalo de temperatura equivalente al del refrigerante en el evaporador 20 durante el funcionamiento del
    15 sistema de aire acondicionado 4.
    [0029] El evaporador 20 consta de un tubo de paso de aire 66 para que el aire pase a traves del evaporador 20, por entre las bobinas del evaporador 28, y pueda tener lugar el intercambio de energla termica con el refrigerante en el evaporador 20. El paso de aire 66 y el deposito 62 estan separados. Las bobinas del evaporador
    20 28 atraviesan el paso de aire 66 para permitir el intercambio termico de refrigerante / aire y el deposito 62 para permitir el intercambio termico de PCM / refrigerante.
    [0030] La unidad de almacenamiento de frlo 60 esta por lo tanto integrada en el evaporador 20. El evaporador es, al mismo tiempo, un intercambiador de aire / refrigerante y un intercambiador de calor de cambio de
    25 fase del material / refrigerante.
    [0031] La unidad de almacenamiento de frlo 60 esta adaptada para reducir el frlo del refrigerante cuando este esta a una temperatura inferior a la temperatura de cambio de fase del material de cambio de fase o para liberar frlo en el refrigerante cuando este esta a una temperatura superior a la temperatura de cambio de fase del material de
    30 cambio de fase.
    [0032] El compresor 10 es un compresor de velocidad variable. El compresor 10 esta conectado a una fuente de energla electrica 70 y un dispositivo de recuperacion de energla de frenado regenerativo 72 adaptado para convertir la energla de frenado durante la fase de frenado del vehlculo en energla electrica y alimentar el compresor
    35 10 con dicha energla electrica.
    [0033] El dispositivo de recuperacion de energla de frenado regenerativo 72 comprende un generador electrico adaptado para generar un par de frenado en un set de ruedas 74 del vehlculo 2 y, a su vez, generar energla electrica.
    40
    [0034] El sistema de aire acondicionado 4 comprende una unidad de control (no mostrada) para controlar los diferentes equipos del sistema de aire acondicionado 4, a saber, el compresor 8, el mezclador 10, la valvula de derivation 39, la bomba 48 y los sopladores 26, 30 ...
    45 [0035] El sistema de aire acondicionado 4 esta adaptado para aplicar un procedimiento de refrigeration del
    aire en vehlculos, y funciona produciendo frlo en exceso para enfriar el aire y almacenar el exceso de frlo en la unidad de almacenamiento de frlo 60 mediante la aplicacion de un primer ciclo de refrigeracion en determinadas condiciones y recuperando el frlo desde la unidad de almacenamiento de frlo 60 mediante la aplicacion de un segundo ciclo de refrigeracion en otras condiciones.
    50
    [0036] El sistema de aire acondicionado 4 esta adaptado para hacer funcionar el primer ciclo de refrigeracion tal y como se ilustra en la figura 2 y el segundo ciclo de refrigeracion tal y como se ilustra en la figura 3. En las figuras 2 y 3, los equipos no empleados en el ciclo de refrigeracion correspondiente se ilustran mediante llneas de puntos.
    55
    [0037] Como se ilustra en la figura 2, en el primer ciclo de refrigeracion, el compresor 8 se ejecuta a una primera velocidad. La bomba 48 y el mezclador 10 se activan y la valvula de derivacion del separador 39A se controla para que el refrigerante fluya por el separador 14. El primer ciclo de refrigeracion comprende:
    - La compresion del refrigerante en el compresor 8;
    - El mezclado del refrigerante con el absorbente en el mezclador 10;
    - La absorcion del refrigerante por el absorbente y la condensacion de la mezcla en el absorbedor 12;
    - La separacion de la mezcla en refrigerante y absorbente en el separador 14;
    5 - La condensacion del refrigerante en el condensador 16;
    - La expansion del refrigerante en el dispositivo de expansion 18; y
    - La evaporacion del refrigerante en el evaporador 20.
    [0038] La etapa de evaporacion del refrigerante comprende la transferencia simultanea de energla termica 10 entre el refrigerante y el aire y la transferencia de energla termica entre el refrigerante y la unidad 60 de
    almacenamiento de frlo.
    [0039] En el primer ciclo de refrigeracion, el refrigerante se mezcla con absorbente en el mezclador 10, el absorbedor 12 y el separador 14. El absorbente se retira del refrigerante en el resto del circuito de refrigerante 6.
    15
    [0040] Como se ilustra en la figura 3, en el segundo ciclo de refrigeracion, el compresor 8 funciona a una segunda velocidad inferior a la primera velocidad, la bomba 48 y el mezclador 10 se detienen y, opcionalmente, la valvula de derivacion del separador 39A se controla para que el refrigerante fluya por la llnea de derivacion del separador 38A evitando as! pasar por el separador 14. El segundo ciclo de refrigeracion comprende:
    20
    - La compresion del refrigerante en el compresor 8;
    - La condensacion del refrigerante en el absorbedor 12 y el condensador 16;
    - La expansion del refrigerante en el dispositivo de expansion 18; y
    - La evaporacion del refrigerante en el evaporador 20.
    25
    [0041] En el primer ciclo de refrigeracion, el compresor 8 se hace funcionar a alta velocidad de rotacion y
    consume mucha energla. El compresor 8 proporciona una gran cantidad de refrigerante a alta presion y elevada temperatura y el circuito de refrigerante 6 proporciona frlo en exceso con respecto a la demanda de frlo. El exceso de frlo se almacena en la unidad de almacenamiento de frlo 60 durante el primer ciclo de refrigeracion. La unidad de
    30 almacenamiento en frlo 60 se carga en el primer ciclo de refrigeracion.
    [0042] En el segundo ciclo de refrigeracion, el compresor 8 se hace funcionar a una velocidad mas baja y
    consume menos energla. El compresor 8 proporciona una menor cantidad de refrigerante a alta temperatura y elevada presion y el circuito de refrigeracion 6 proporciona, a su vez, una menor cantidad de frlo que podrla ser
    35 deficitaria con respecto a la demanda de frlo. La unidad de almacenamiento de frlo 60 proporciona frlo para enfriar el refrigerante en el evaporador 20 y dicho frlo se transfiere al aire que pasa por evaporador 20. La unidad de almacenamiento en frlo 60 se descarga en el primer ciclo de refrigeracion.
    [0043] Una ventaja de este procedimiento es que el primer ciclo de refrigeracion se hace funcionar en la fase 40 de frenado del vehlculo utilizando la energla de frenado regenerativo para alimentar con energla electrica el
    compresor 8; y el segundo ciclo de refrigeracion se hace funcionar en la fase de deslizamiento y / o de traccion del vehlculo.
    [0044] Otra de sus ventajas es que el primer ciclo de refrigeracion se hace funcionar en una fase de alta 45 capacidad de condensacion. La capacidad de condensacion depende de las condiciones del aire del exterior. Las
    condiciones del aire del exterior pueden variar mientras el vehlculo se desplaza debido, por ejemplo, a una seccion de tunel en el recorrido. Se puede detectar la capacidad de condensacion y aprovechar la alta capacidad de condensacion para aplicar el primer ciclo de refrigeracion con un consumo de energla limitado. En recorridos repetitivos, como los que realizan los vehlculos de transporte publico, pueden identificarse las secciones de alta 50 capacidad de condensacion del recorrido, y puede activarse el primer ciclo de refrigeracion en funcion del tiempo de recorrido o de la distancia de desplazamiento, o mediante la deteccion de la entrada del vehlculo en una seccion de alta capacidad de condensacion.
    [0045] La unidad de almacenamiento de frlo 60, por lo tanto, funciona como un regulador para almacenar el 55 frlo del refrigerante o para liberar frlo en el refrigerante en funcion de si hay un exceso o un deficit de frlo. La unidad
    de almacenamiento de frlo 60 integrada en el evaporador 20 es eficiente y funciona de una manera facilmente controlable.
    [0046] La unidad de almacenamiento de frlo utiliza la energla termica latente del material de cambio de fase
    (PCM) para almacenar la maxima energla. El material de cambio de fase puede ser agua / hielo u otro material de cambio de fase como los materiales organicos y, mas concretamente, las parafinas.
    [0047] El PCM intercambia energla termica a traves de las bobinas del evaporador 28 por lo que proporciona 5 una alta eficiencia. El evaporador esta configurado para que el refrigerante del evaporador 20 intercambie energla
    termica, por una parte, con el aire y, por otra, con el PCM, esto se realiza por separado pero empleando las mismas bobinas.
    [0048] Como se ilustra en las figuras 1 a 3, cada bobina del evaporador 28 atraviesa el paso de aire y el 10 dispositivo de almacenamiento de frlo varias veces.
    [0049] Preferiblemente, se selecciona una temperatura de cambio de fase del material de cambio de fase de entre 5 ° C y 10 ° C.
    15 [0050] El absorbedor 12 se utiliza como absorbedor en el primer ciclo de refrigerante y como condensador en
    el segundo ciclo de refrigerante.
    [0051] El sistema de aire acondicionado 14 tambien puede configurarse para que funcione en un tercer ciclo de refrigeracion donde la unidad de control controla la valvula de derivation del absorbedor 39B para que el
    20 refrigerante fluya a traves de la llnea de derivacion del absorbedor 39B sin pasar por el mezclador 10, el absorbedor 12 ni el separador 14. El tercer ciclo de refrigeracion, por lo tanto, comprende los siguientes pasos sucesivos:
    - La compresion del refrigerante en el compresor 8;
    - La condensation del refrigerante en el condensador 16 solamente;
    25 - La expansion del refrigerante en el dispositivo de expansion 18; y
    - La evaporation del refrigerante en el evaporador 20.
    [0052] El tercer ciclo de refrigeracion puede hacerse funcionar en modo degradado, por ejemplo, en caso de fallo del absorbedor 12 o el separador 14.
    30
    [0053] El sistema de aire acondicionado 4 puede hacerse funcionar en el primer ciclo de refrigeracion, que es un ciclo de refrigeracion / absorcion hlbrido. La tecnologla de absorcion permite gestionar la energla transitoria del refrigerante a alta temperatura y elevada presion suministrada por el compresor funcionando a alta velocidad. La tecnologla de absorcion permite trabajar con mayor presion y temperatura equivalentes en las bobinas del
    35 absorbedor 22
    [0054] Un vehlculo de transporte publico tiene una alta frecuencia de arranque / parada durante un trayecto. El procedimiento de alternancia del primer ciclo de refrigeracion en las fases de frenado y el segundo ciclo de refrigeracion durante las fases de traction y / o deslizamiento permite aumentar el coeficiente de rendimiento (COP)
    40 del circuito de refrigeracion durante varios trayectos. El consumo de energla del compresor 8 se reduce.
    [0055] El sistema de aire acondicionado y el procedimiento de implementation del primer ciclo de refrigeracion mediante la energla de frenado regenerativo para almacenar el frlo y liberarlo luego en el refrigerante durante las fases de traccion y / o deslizamiento y / o durante las fases de alta capacidad de condensacion permite
    45 suavizar la curva de demanda de carga de energla en el consumo electrico del vehlculo.
    [0056] El sistema de aire acondicionado 4 esta adaptado con respecto a un circuito de refrigeracion convencional y comprende un compresor, un condensador, un dispositivo de expansion y un evaporador, presentando un aspecto compacto, un bajo coste y un aumento de peso no excesivo.
    50
    [0057] La unidad de almacenamiento de frlo integrada en el evaporador presenta ventajas independientemente de la recuperation de energla de frenado regenerativo.
    [0058] As! pues, este aparato tiene que ver, en general, con un procedimiento de refrigeracion del aire en 55 vehlculos utilizando un circuito de refrigeracion para el funcionamiento de al menos un ciclo de refrigeracion con un
    refrigerante, y comprende la evaporacion del refrigerante a traves de un evaporador, transfiriendo energla termica entre el refrigerante del evaporador y el aire que fluye a traves del evaporador y transfiriendo energla termica entre el refrigerante del evaporador y el dispositivo de almacenamiento de frlo.
    [0059] El primer ciclo de refrigeracion, que combina un ciclo de refrigeracion y tecnologla de absorcion,
    tambien presenta ventajas independientemente de la recuperacion de energla de frenado regenerativo o de la alta capacidad de condensacion.
    5 [0060] As! pues, el aparato tiene que ver, en general, con un procedimiento de refrigeracion del aire en
    vehlculos utilizando un circuito de refrigeracion para el funcionamiento de al menos un ciclo de refrigeracion con un refrigerante, y comprende las etapas de
    - Compresion del refrigerante en un compresor;
    10 - Mezclado del refrigerante con el absorbente en un mezclador;
    - Absorcion del refrigerante por el absorbente y la condensacion de la mezcla en un absorbedor;
    - Separacion de la mezcla en refrigerante y absorbente en un separador;
    - Condensacion del refrigerante en un condensador;
    - Expansion del refrigerante en un dispositivo de expansion; y
    15 - Evaporation del refrigerante en el evaporador con almacenamiento de frlo en un sistema de almacenamiento de frlo.
    [0061] El aparato es apto para vehlculos en general.
    20 [0062] El aparato es apto, en particular, para vehlculos de propulsion electricos e hlbridos con motor electrico
    e intrlnsecamente adaptados para producir energla de frenado regenerativo.
    [0063] El aparato es apto para vehlculos que circulan por ralles y, en general, para vehlculos de transporte
    publico, como autobuses, trenes y tranvlas.
    25
    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento de refrigeracion del aire interior del vehlculo mediante un circuito de refrigeracion (6) para hacer funcionar los ciclos de refrigeracion mediante la compresion de un refrigerante en un compresor, la
    5 condensation del refrigerante en un condensador, la expansion de refrigerante en un dispositivo de expansion y la evaporation del refrigerante en un evaporador para producir frlo; con este procedimiento se pone en marcha, en una primera fase, un primer ciclo de refrigeracion para producir frlo en exceso para enfriar el aire interior y se almacena el exceso de frlo en una unidad de almacenamiento de frlo (60); y luego, en una segunda fase, se pone en marcha un segundo ciclo de refrigeracion para recuperar el frlo de la unidad de almacenamiento de frlo (60); el primer ciclo 10 de refrigeracion se controla mediante la energla de frenado regenerativo durante la fase de frenado del vehlculo y el segundo ciclo de refrigeracion se aplica durante la fase de deslizamiento y / o traction del vehlculo; y el procedimiento comprende y se caracteriza por la evaporacion del refrigerante del evaporador (20), con transferencia de energla termica entre el refrigerante del evaporador (20) y el aire que fluye a traves del evaporador (20), y la transferencia de energla termica entre el refrigerante del evaporador (20) y la unidad de almacenamiento de frlo 15 (60).
  2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, donde el primer ciclo de refrigeracion se aplica durante una fase de alta capacidad de condensacion y el segundo ciclo de refrigeracion se aplica durante una fase de baja capacidad de condensacion.
    20
  3. 3. Procedimiento segun las reivindicaciones 1 o 2, donde la unidad de almacenamiento de frlo (60) es una unidad de almacenamiento de frlo del material de cambio de fase (60).
  4. 4. Procedimiento de refrigeracion del aire segun cualquiera de las Reivindicaciones precedentes, donde 25 el primer ciclo de refrigeracion comprende los siguientes pasos:
    - La compresion del refrigerante en el compresor (8);
    - El mezclado del refrigerante con el absorbente en un mezclador (10);
    - La absorcion del refrigerante por el absorbente y la condensacion de la mezcla en un absorbedor (12);
    30 - La separation de la mezcla en refrigerante y absorbente en un separador (14);
    - La condensacion del refrigerante en el condensador (16);
    - La expansion del refrigerante en un dispositivo de expansion (18); y
    - La evaporacion del refrigerante en el evaporador (20).
    35 5. Procedimiento segun la reivindicacion 4, donde el primer ciclo de refrigeracion comprende la
    transferencia de calor del refrigerante comprimido a la mezcla del separador (14).
  5. 6. Procedimiento segun las reivindicaciones 4 o 5, donde el mezclado consiste en mezclar el refrigerante comprimido con un absorbente separado del refrigerante en el separador (14).
    40
  6. 7. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, que comprende la alimentation de absorbente a un circuito de lubrication del compresor (8).
  7. 8. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, segun el cual el segundo ciclo de 45 refrigeracion comprende los siguientes pasos:
    - La compresion del refrigerante en el compresor (8);
    - La condensacion del refrigerante en el absorbedor (12) y / o el condensador (16);
    - La expansion del refrigerante en el dispositivo de expansion (18);
    50 - La evaporacion del refrigerante en el evaporador (20).
  8. 9. Sistema de aire acondicionado para vehlculos que comprende un circuito de refrigeracion (6) para la circulation de un refrigerante, el circuito refrigerante (6) que comprende un compresor de velocidad variable (8), un condensador (16), un dispositivo de expansion (18) y un evaporador ( 20), y un dispositivo de energla de frenado
    55 regenerativo (72) para la recuperation de energla durante las fases de frenado del vehlculo la alimentacion del compresor (8), una unidad de almacenamiento en frlo (60) estando caracterizado el sistema porque comprende una unidad de control configurada para operar el procedimiento que en cualquiera de las reivindicaciones 1 - 8.
  9. 10. Sistema de aire acondicionado para vehlculos segun la reivindicacion 9 donde el evaporador (20)
    comprende las bobinas del evaporador (28) para la circulacion del refrigerante y el intercambio de energla termica entre el refrigerante y el aire que fluye entre las bobinas del evaporador (28); la unidad de almacenamiento de frlo
    (60) esta disenada para facilitar el intercambio de energla termica con el refrigerante en las bobinas del evaporador (28).
    5
  10. 11. Sistema de aire acondicionado para vehlculos segun la reivindicacion 10, donde el circuito de refrigeracion comprende ademas un mezclador (10) para mezclar el refrigerante que sale del compresor con un agente absorbente, un absorbedor (12) y un separador (14) para separar el refrigerante del absorbente dispuestos en serie en el circuito de refrigeracion (6) entre el compresor (8) y el condensador (12).
    10
  11. 12. Sistema de aire acondicionado para vehlculos segun la reivindicacion 11, que comprende una llnea de absorbente (44) para alimentar el mezclador (10) con un absorbente separado del refrigerante en el separador (14).
  12. 13. Vehlculos, concretamente, vehlculos que circulan por ralles, que comprenden un sistema de aire 15 acondicionado como el descrito en cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12.
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