ES2592434T3 - Dispositivo y procedimiento para el mantenimiento de una instalación de aire acondicionado - Google Patents

Dispositivo y procedimiento para el mantenimiento de una instalación de aire acondicionado Download PDF

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Abstract

Dispositivo para el mantenimiento de una instalación de aire acondicionado, en particular para instalación de aire acondicionados que utilizan como medio refrigerante CO2 o R744, en donde el dispositivo presenta una zona (A) en el lado de baja presión, que puede conectarse a través de un acoplamiento (1) en el lado de baja presión a una conexión de mantenimiento en el lado de baja presión de la instalación de aire acondicionado, y una zona (C) en el lado de alta presión que, a través de un acoplamiento (1') en el lado de alta presión, puede conectarse a una conexión de mantenimiento en el lado de alta presión de la instalación de aire acondicionado, en donde entre la zona (A) en el lado de baja presión y la zona (C) en el lado de alta presión está previsto un compresor (4), caracterizado porque entre el compresor (4) y la zona (C) en el lado de alta presión está prevista una zona de sobrepresión (B), la cual está unida a través de un elemento estrangulador (5) a la zona (C) en el lado de alta presión.

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo y procedimiento para el mantenimiento de una instalacion de aire acondicionado
La presente invention hace referencia a un dispositivo para el mantenimiento de una instalacion de aire acondicionado, en particular para instalaciones de aire acondicionado que utilizan como medio refrigerante CO2 o R744, en donde el dispositivo presenta una zona en el lado de baja presion, que puede conectarse a traves de un acoplamiento en el lado de baja presion a una conexion de mantenimiento en el lado de baja presion de la instalacion de aire acondicionado, y una zona en el lado de alta presion que, a traves de un acoplamiento en el lado de alta presion, puede conectarse a una conexion de mantenimiento en el lado de alta presion de la instalacion de aire acondicionado, en donde entre la zona en el lado de baja presion y la zona en el lado de alta presion esta previsto un compresor. Asimismo la invencion hace referencia a un procedimiento para hacer funcionar un aparato de mantenimiento para instalaciones de aire acondicionado.
Con independencia del medio refrigerante utilizado, un mantenimiento de instalacion de aire acondicionado tiene la mision de vaciar la instalacion de aire acondicionado, evacuarla y despues volver a llenarla con la cantidad de medio refrigerante y cantidad de aceite correctas. Los aparatos de mantenimiento modernos, como los que se utilizan por ejemplo para instalacion de aire acondicionados de vehlculos de motor, presentan habitualmente dos conexiones de mantenimiento, en donde una se conecta al lado de alta presion de la instalacion de aire acondicionado y la otra al lado de baja presion. De este modo se forma un circuito que normalmente conduce, desde una conexion en el lado de baja presion a traves de un precipitador de aceite, un evaporador, un compresor y un fluidizador, hasta la conexion en el lado de alta presion. En el aparato de mantenimiento estan previstas ademas instalaciones de vaciado y llenado para aspirar la mezcla formada por medio refrigerante y aceite de compresor hacia fuera del circuito de medio refrigerante y para volver a llenar la instalacion de aire acondicionado con medio refrigerante y aceite de compresor. A este respecto en una primera fase se aspira la mezcla de circuito a traves de una fase de separation, p.ej. un precipitador de aceite o un filtro. Despues de esto se eliminan en gran medida los restos del sistema de circuito mediante una bomba de vaclo y, despues, se alimenta al sistema medio refrigerante y aceite fresco nuevo desde un deposito de reserva.
Se conocen sistemas y procedimientos para el mantenimiento de instalacion de aire acondicionados por ejemplo del documento WO 2011/088831 A1, DE 202008003123 U1 o DE 102009054436 A1.
Mediante el documento US5167126 se describe un dispositivo conforme al preambulo de la revindication 1.
Al vaciar el circuito de instalacion de aire acondicionado existe el problema de que el medio refrigerante puede solidificarse en el caso de una expansion rapida en el margen de vapor humedo por debajo de un umbral de presion. Con CO2 o R744 como medio refrigerante el umbral, en el que el CO2 se solidifica en el margen de vapor humedo hasta convertirse en hielo seco, se encuentra a una presion de 5,18 bares. Para evitar una congelation del CO2, en un primer paso puede llevarse a cabo por ello una expansion hasta unos 18 bares, y despues se espera a que el CO2 se vaporice por completo en el vehlculo, antes de que pueda proseguir la aspiration.
El objeto de la invencion se basa en la idea de producir un dispositivo y un procedimiento, mediante los cuales se mitiguen los problemas antes citados del estado de la tecnica. En particular se pretende reducir mediante la invencion el tiempo necesario para vaciar la instalacion de aire acondicionado.
Conforme a la invencion, estos y otros objetos son resueltos mediante un dispositivo citado al comienzo, en el que entre el compresor y la zona en el lado de alta presion esta prevista una zona de sobrepresion, la cual esta unida a traves de un elemento estrangulador a la zona en el lado de alta presion. La sobrepresion alcanzable permite un aprovechamiento mas efectivo en cuanto a tecnica de procedimiento de la zona por fuera de la curva de vapor humedo del medio refrigerante, en el lado gaseoso del diagrama de fases. Como elemento estrangulador se designa en relation a esta invencion cualquier dispositivo, que pueda ejercer la funcion reguladora de presion de un estrangulador. Entre los mismos se encuentran por ejemplo una valvula de expansion, un estrangulador fijo, un orificio con o sin derivation, etc.
De forma ventajosa puede estar conectada a la zona en el lado de baja presion una bomba de vaclo, con la que pueden evacuarse el sistema de fluido de la instalacion o zonas aisladas del mismo.
En una forma de realization ventajosa de la invencion puede autorizarse mediante unas valvulas, partiendo del acoplamiento en el lado de baja presion, una union de fluido por circulation a traves de la zona en el lado de baja presion, del compresor, de la zona de sobrepresion, del elemento estrangulador y de la zona en el lado de alta presion, hasta el acoplamiento en el lado de alta presion. Esta union de fluido por circulacion hace posible acondicionar muy rapidamente en un proceso de circuito el medio refrigerante situado en el sistema, de tal manera que al descargarse evita la formation de hielo seco.
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En otra forma de realizacion ventajosa puede estar previsto en una zona de reserva un deposito de reserva que, a traves de unas valvulas, puede conectarse a la zona de sobrepresion y/o a la zona en el lado de baja presion. El deposito de reserva puede utilizarse a este respecto tanto para almacenar el medio refrigerante extraldo por bombeo como para proporcionar el medio refrigerante a introducir por bombeo.
Asimismo puede autorizarse de forma ventajosa mediante unas valvulas, partiendo del acoplamiento en el lado de baja presion, una union de fluido mediante extraccion por bombeo a traves de la zona en el lado de baja presion, del compresor y de la zona de sobrepresion, hasta el deposito de reserva. El medio refrigerante aspirado desde la instalacion de aire acondicionado puede de este modo tratarse y archivarse para su reutilizacion en el deposito de reserva.
De otro modo ventajoso puede autorizarse mediante unas valvulas, partiendo del deposito de reserva, una union de fluido mediante introduccion por bombeo a traves del compresor, de la zona de sobrepresion y de la zona en el lado de alta presion, hasta el acoplamiento en el lado de alta presion. Durante la introduccion por bombeo puede introducirse por bombeo a este respecto el medio refrigerante desde el deposito de reserva, con ayuda del compresor, a traves de la conexion en el lado de alta presion hasta la instalacion de aire acondicionado. De forma preferida el medio refrigerante puede refrigerarse a este respecto en la zona de sobrepresion con un refrigerador de gas, y la cantidad introducida por bombeo puede medirse con una medicion de caudal.
Conforme a una forma de realizacion preferida pueden estar conectadas unas valvulas de descarga, conforme a la invencion, a la zona en el lado de baja presion y/o a la zona en el lado de alta presion. Esto hace posible descargar al entorno el medio refrigerante, p.ej. CO2.
En una forma de realizacion ventajosa puede estar conectado un deposito de aceite fresco, a traves de una valvula de aceite fresco, al sistema de fluido. Esto hace posible, de forma sencilla, el rellenado de aceite fresco en la instalacion de aire acondicionado. Como “sistema de fluido” se designa en relacion a la descripcion del objeto la totalidad de todos los conductos y componentes del dispositivo y, dado el caso, la instalacion de aire acondicionado conectada al mismo, en los que puede encontrarse el fluido del medio refrigerante, respectivamente a traves de los cuales puede fluir el medio refrigerante.
En la zona en el lado de baja presion pueden estar previstos de forma preferida un precipitador de aceite y/o un evaporador y/o un secador de filtro (11), y en la zona de sobrepresion pueden estar previstos un precipitador de llquido y/o un refrigerador de gas y/o una medicion de caudal. Estas caracterlsticas hacen posible un acondicionamiento ventajoso del medio refrigerante. En particular pueden extraerse del medio refrigerante aceite usado y suciedades. La medicion de caudal hace posible una medicion precisa de la cantidad de medio refrigerante rellenada.
Una forma de realizacion ventajosa del dispositivo conforme a la invencion puede prever que, en la zona de sobrepresion entre el compresor y el refrigerador de gas, este prevista una valvula de conmutacion con la que puede desviarse la union de fluido por circulacion en una derivacion que evita el refrigerador de gas. Un unico compresor puede aprovecharse de este modo tanto para el paso de circulacion (a traves de la derivacion) como para extraer por bombeo e introducir por bombeo el medio refrigerante (respectivamente a traves del refrigerador de gas).
El procedimiento conforme a la invencion para hacer funcionar un aparato de mantenimiento para instalaciones de aire acondicionado, en particular para instalaciones de aire acondicionado que utilizan como medio refrigerante CO2 o R744, esta caracterizado porque el aparato de mantenimiento se conecta para formar un circuito, a traves de un acoplamiento en el lado de baja presion y un acoplamiento en el lado de alta presion, al lado de baja presion o al lado de alta presion de la instalacion de aire acondicionado, en donde el procedimiento presenta un paso, en el que el medio refrigerante se pasa en la instalacion de aire acondicionado desde un estado de fase II dentro de la curva de vapor humedo mediante un proceso de circuito a un estado de fase IIE por fuera de la curva de vapor humedo, en donde en el estado de fase IIE la entalpla especlfica presenta un valor, cuya isentalpla esta situada completamente fuera del margen de hielo seco. Partiendo del estado de fase IIE puede evacuarse el medio refrigerante, sin que se forme hielo seco.
Como “proceso de circuito” se designa en relacion a la invencion del objeto un paso de trabajo, en el que el medio refrigerante se hace circular en un circuito. En cuanto a las variaciones de fase no se trata a este respecto de un proceso circular cerrado, ya que el punto final buscado de la variation de estado (estado de fase IIE) no coincide con el estado de partida (estado de fase II). El proceso de circuito podrla realizarse por ejemplo mediante una sencilla instalacion de circulacion con una bomba de gas y una alimentation de calor, p.ej. un intercambiador de calor, ya que esto serla suficiente para aumentar la entalpla del medio refrigerante. Sin embargo, es particularmente ventajosa la utilization del dispositivo conforme a la invencion aqul descrito para el mantenimiento de una instalacion de aire acondicionado.
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De forma ventajosa el proceso de circuito, partiendo del estado de fase II, puede comprender las siguientes variaciones de estado: calentamiento fundamentalmente isobarico del medio refrigerante hasta la curva de vapor humedo, compresion fundamentalmente isentropica hasta una sobrepresion por encima de la presion del estado de fase II inicial y, de forma preferida, por encima de la presion crltica del medio refrigerante, expansion fundamentalmente isentalpica, y mezcla con el medio refrigerante en la instalacion de aire acondicionado. Esto supone un proceso de circuito sencillo, que puede realizarse fundamentalmente con un evaporador, un compresor y un elemento estrangulador.
Antes del paso del proceso de circuito, el procedimiento conforme a la invencion puede presentar los pasos siguientes: evacuacion de una zona obturada del dispositivo de mantenimiento, que se conecta al lado de baja presion de la instalacion de aire acondicionado y esta separada de la misma por una valvula cerrada, y apertura de una union de fluido entre la zona evacuada del dispositivo de mantenimiento y el sistema de fluido de la instalacion de aire acondicionado. De este modo puede iniciarse el proceso de circuito partiendo de un estado de fase II favorable, que se obtiene despues de una primera expansion del medio refrigerante.
El procedimiento puede presentar de forma ventajosa despues del proceso de circuito el paso de extraer por bombeo el medio refrigerante, desde la instalacion de aire acondicionado, a un deposito de reserva. Conforme a las respectivas circunstancias y a las modalidades legales, el medio refrigerante puede o bien descargarse por completo o almacenarse para su reutilizacion.
En una forma de realization preferida, durante el procedimiento puede precipitarse aceite usado y establecerse la cantidad del aceite usado precipitado desde la instalacion de aire acondicionado. De este modo puede deducirse la cantidad de aceite fresco a rellenar en la instalacion de aire acondicionado.
Otra forma de realizacion ventajosa del procedimiento puede presentar el paso de, despues de descargar y dado el caso extraer por bombeo el medio refrigerante, evacuar el sistema con una bomba de vaclo. La evacuacion de la instalacion hace posible una comprobacion de estanqueidad. Al mismo tiempo se vaporiza el agua dado el caso presente en la instalacion y se extrae del circuito.
Despues de la extraction del medio refrigerante y antes del rellenado de la instalacion de aire acondicionado puede introducirse de forma ventajosa aceite fresco en el sistema de fluido evacuado, en donde la cantidad del aceite fresco puede establecerse en base a la cantidad de aceite usado precipitado. De este modo es posible una dosificacion sencilla y precisa de la cantidad de aceite fresco a traves de una valvula sencilla. No se requiere ninguna bomba, ya que el aceite fresco es aspirado por el vaclo. El aceite es arrastrado durante el llenado a continuation del medio refrigerante y de este modo llega a la instalacion de aire acondicionado.
A continuacion se describe en detalle la invencion en base a una forma de realizacion a modo de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos que muestran unas conformaciones ventajosas de la invencion a modo de ejemplo, esquematicamente y de forma no limitadora, en donde
la fig. 1 muestra un esquema de conexiones de un dispositivo de mantenimiento,
las figs. 2A-2C muestran, en una exposition esquematica, algunas uniones de fluido que pueden establecerse mediante la conmutacion de valvulas, y
la fig. 3 las variaciones de fase del paso de circulation en un diagrama Ph de R744.
La fig. 1 muestra una forma de realizacion del dispositivo de mantenimiento en un esquema de conexiones, en donde el sistema de fluido del dispositivo puede dividirse fundamentalmente en cuatro zonas, una zona A en el lado de baja presion, una zona de sobrepresion B, una zona C en el lado de alta presion y una zona de reserva D.
La zona A en el lado de baja presion comienza en el acoplamiento 1 en el lado de baja presion, con el que se conecta el dispositivo de mantenimiento al lado de baja presion de la instalacion de aire acondicionado del vehlculo de motor. Desde el acoplamiento 1 en el lado de baja presion el conducto discurre de forma preferida en un tubo flexible hasta una primera valvula de bloqueo 101, en donde delante de la valvula de bloqueo 101 estan previstos unos aparatos de medicion 16 para la presion y la temperatura. Para la union del acoplamiento en el lado de baja presion a la instalacion de aire acondicionado la valvula de bloqueo 101 esta cerrada, y los aparatos de medicion 16 miden fundamentalmente los valores para el medio de aire acondicionado en el lado de baja presion de la instalacion de aire acondicionado. Despues de la valvula de bloqueo 101 esta dispuesto un precipitador de aceite 2 y despues de otra valvula de bloqueo 102 el conducto conduce, a traves de un evaporador 3 y un secador de filtro 11, hasta otra valvula 103, que puede considerarse el extremo de la zona A en el lado de baja presion.
El aceite precipitado por el precipitador de aceite 2 desde la instalacion de aire acondicionado se acumula en un deposito de aceite usado 14 y se pesa con una bascula, para establecer la cantidad de aceite a rellenar.
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Entre el evaporador 3 y el secador de filtro 11 se encuentran dos conexiones, en donde la primera conexion conduce hasta una valvula de bloqueo 106, que esta prevista como delimitacion respecto a la zona de reserva D. La segunda conexion conduce a traves de una valvula de bloqueo 109 hasta una bomba de vaclo 10.
Detras de la valvula 103, al final de la zona A en el lado de baja presion, esta previsto un compresor 4 que desemboca en la zona de sobrepresion B. En la zona de sobrepresion B esta previsto detras del compresor 4 un precipitador de llquido 12, que se usa para recuperar aceite y utillaje del compresor, que son arrastrados por el medio refrigerante, y alimentarlos de nuevo al compresor. La valvula de seguridad 13 limita la presion de contacto, para oponerse a cualquier tipo de destruccion a causa de posibles defectos y a una presion excesiva. Detras del precipitador de llquido 12 la corriente de fluido puede guiarse mediante una valvula de conmutacion 6, ya sea a traves de una medicion de caudal 8 y un refrigerador de gas 7, o bien a traves de una derivacion 17 que evita la medicion de caudal y el refrigerador de gas. Al final de la zona de sobrepresion B se encuentra todavla una valvula de bloqueo 104, y detras de la misma el conducto conduce a un elemento estrangulador 5, el cual esta dispuesto entre la zona de sobrepresion B y la siguiente zona C en el lado de alta presion. Entre la valvula de bloqueo 104 y el elemento estrangulador 5 esta prevista una conexion, que conduce hasta a una segunda valvula de descarga V2. Como elemento estrangulador 5 se utiliza en la forma de realizacion representada una valvula de expansion regulada. El elemento estrangulador, sin embargo, puede realizarse tambien de otro modo, por ejemplo mediante un orificio con o sin derivacion, o un estrangulador fijo en union a un compresor regulado por numero de revoluciones.
La zona C en el lado de alta presion, que comienza detras del elemento estrangulador 5, presenta una valvula de bloqueo 105 y unos aparatos de medicion 16', a traves de los cuales pueden medirse la presion y la temperatura en el tubo flexible de alimentacion que lleva al lado de alta presion de la instalacion de aire acondicionado. Entre el elemento estrangulador 5 y la valvula de bloqueo 105 esta prevista una conexion que, a traves de una valvula de aceite fresco 110, conduce a un deposito de aceite fresco 15. La zona C en el lado de alta presion termina en el acoplamiento 1' en el lado de alta presion, con el que el dispositivo de mantenimiento se conecta al lado de alta presion de la instalacion de aire acondicionado.
Como puede reconocerse en la fig. 1, mediante la apertura de las valvulas de conexion 101 y 105, as! como de las valvulas interiores 102, 103 y 104, puede establecerse entre el acoplamiento 1 en el lado de baja presion y el acoplamiento 1' en el lado de alta presion una union de fluido pasante, que conduce desde el acoplamiento 1 en el lado de baja presion a traves del precipitador de aceite 2, del evaporador 3, del secador de filtro 11, del compresor 4, del precipitador de llquido 12, de la valvula de conmutacion 6 conectada a la derivacion 17, de la derivacion 17 y del elemento estrangulador 5, hasta el acoplamiento 1' en el lado de alta presion. Este recorrido recibe desde ahora el nombre de union de fluido por circulacion 201, y se ha representado en la fig. 2A de nuevo esquematicamente y sinopticamente muy simplificada. Junto con los conductos de la instalacion de aire acondicionado, la union de fluido por circulacion 201 produce un sistema de circuito pasante. Debe destacarse que la union de fluido por circulacion 201 evita el refrigerador de gas 7 dispuesto en la zona de sobrepresion, por medio de que la valvula de conmutacion 6 esta conectada con respecto a la derivacion 17. El significado funcional de la union de fluido por circulacion 201 se explicara con mas detalle con relacion a la description del procedimiento conforme a la invention.
La cuarta zona del dispositivo es la zona de reserva D, en donde esta se compone fundamentalmente de un deposito de reserva 9 y de una unidad de pesaje 19 aplicada al mismo. El conducto que desemboca en el deposito de reserva 9 puede bloquearse con una valvula de bloqueo 108. Desde la zona de reserva D un primer conducto conduce, a traves de la valvula de bloqueo 106, hasta la zona Z en el lado de baja presion y un segundo conducto conduce, a traves de una valvula de bloqueo 107, hasta la zona de sobrepresion B, en donde este conducto desemboca a la salida del refrigerador de gas 7.
Como esta claro para un tecnico, con ayuda de las valvulas 101-110, V1 y V2, as! como de la valvula de conmutacion 6, pueden establecerse varias uniones de fluido diferentes mediante los elementos y conductos del dispositivo representado en la fig. 1. Mediante la apertura de las valvulas 101, 102, 103, 107 y 108 y la conmutacion de la valvula de conmutacion 6 con respecto a la medicion de caudal 8 y el refrigerador de gas 7, puede establecerse por ejemplo una union de fluido mediante extraction por bombeo 202, a traves de la cual puede bombearse el medio refrigerador desde la instalacion de aire acondicionado desde el compresor, a traves del refrigerador de gas 7, hasta el deposito de reserva 9. La union de fluido mediante extraccion por bombeo 202 se ha representado esquematicamente en la fig. 2B.
Mediante la apertura de las valvulas 108, 106, 103, 104 y 105 y la conmutacion de la valvula de conmutacion con respecto a la medicion de caudal 8 y al refrigerador de gas 7, puede establecerse una union de fluido mediante introduction por bombeo 203, a traves de la cual con el compresor 4 puede introducirse por bombeo medio refrigerante desde el deposito de reserva 9, a traves de la medicion de caudal 8, del refrigerador de gas 7 y del elemento estrangulador 5 en el lado de alta presion de la instalacion de aire acondicionado. La union de fluido mediante introduccion por bombeo 203 se ha representado esquematicamente en la fig. 2C.
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A continuacion se explica a modo de ejemplo un procedimiento, con el que puede utilizarse ventajosamente el dispositivo de mantenimiento representado en la fig. 1 para llevar a cabo un cambio de medio refrigerante en una instalacion de aire acondicionado de vehlculo de motor.
En primer lugar se conectan el acoplamiento 1 en el lado de baja presion y el acoplamiento 1' en el lado de alta presion a unas conexiones de mantenimiento correspondientes de la instalacion de aire acondicionado de vehlculo de motor, en donde las valvulas de conexion 101 y 105 estan cerradas. El acoplamiento 1 en el lado de baja presion y el acoplamiento 1' en el lado de alta presion se encuentran respectivamente en el extremo de un tubo flexible de conexion 20, 20', con el que puede accederse facilmente a las conexiones de mantenimiento en el automovil. De forma preferida puede utilizarse tambien una conexion combinada, con la que en un solo paso de trabajo pueden conectarse ambas conexiones simultaneamente a la instalacion de aire acondicionado. En cuanto esta establecida la conexion, afluye a los tubos flexibles de conexion 20, 20' la mezcla situada en la instalacion de aire acondicionado formada por medio refrigerante y aceite de compresor, y se ajusta un estado de equilibrio, en donde la presion y la temperatura del medio refrigerante se indica en los aparatos de medicion 16, 16'. En una instalacion de aire acondicionado de vehlculo de motor normal a modo de ejemplo con R744 como medio refrigerante el CO2 en la instalacion de aire acondicionado presenta, despues de que a temperatura ambiente (aprox. 20 °C) se haya ajustado un estado de equilibrio, una presion dentro de un margen de unos 60 bares. El grado de llenado de la instalacion esta habitualmente, en el caso de una instalacion de aire acondicionado de vehlculo de motor llena, dentro de un margen maximo de 260 kg/m3 o dado el caso inferior.
Es necesario tener en cuenta que las presiones de funcionamiento de la instalacion de aire acondicionado (que son habitualmente por ejemplo de aprox. 130 bares en el lado de alta presion y aprox. 40 bares en el lado de baja presion) no juegan ningun papel para el mantenimiento de la instalacion, debido a que el compresor de instalacion de aire acondicionado (como tambien el refrigerador de gas y el vaporizador de la instalacion de aire acondicionado) esta desactivado durante el mantenimiento. Si en relacion a esta solicitud se utiliza por ello el termino “lado de alta presion de la instalacion de aire acondicionado”, de este modo solo nos referimos al segmento de conducto de la instalacion de aire acondicionado, que esta situado entre el vaporizador y el estrangulador de la instalacion de aire acondicionado, y que discurre a traves del refrigerador de gas y, en el caso de CO2 como medio refrigerante, el intercambiador de calor interior de la instalacion de refrigeracion. Como esta claro para un tecnico, en el caso de un compresor parado se ajusta de forma rapida fundamentalmente la misma presion y el mismo estado de fase en todo el circuito de la instalacion de aire acondicionado. Este estado de fase en reposo es en el ejemplo del objeto de aprox. 20 °C, 250 kg/m3 y 57 bares y, en el diagrama de fase de la fig. 3, recibe el nombre de punto I.
Despues de la conexion del aparato de mantenimiento se abren la valvula interior 102 y la valvula de bomba de vaclo 109, y el volumen del precipitador de aceite 2 se evacua con la bomba de vaclo. Despues de esto, una vez cerrada la valvula de bomba de vaclo 109, se abre la valvula de conexion 101, lo que conduce a el medio refrigerante de la instalacion de aire acondicionado fluye en el precipitador de aceite. La variation de estado que se produce a este respecto puede reconocerse en el diagrama de la fig. 3 como expansion isentalpica entre los puntos I y II. En el ejemplo representado el punto II esta situado aprox. en -2 °C y 33 bares, en donde se produce casi una duplication del volumen.
Si ahora se comenzara, partiendo del punto II, a descargar el medio refrigerante a traves de las valvulas de descarga V1 y V2 (o a extraerlo por bombeo en el deposito de reserva) y de este modo a expandirlo rapidamente, el medio refrigerante se solidificarla en hielo seco a una presion de 5,18 bares (a una temperatura de aprox. -59 °C). Hasta ahora era por ello habitual esperar, despues de una primera expansion de hasta unos 18 bares, a que el CO2 se evapore por completo en el circuito de refrigeracion. Despues de esto puede proseguirse con el proceso de descarga o aspiration, ahora por fuera del margen de vapor humedo.
Con el dispositivo conforme a la invention es a continuacion posible evitar este tiempo de espera y, de este modo, reducir considerablemente la duration total necesaria para el mantenimiento. Para ello se establece en el siguiente paso, mediante la conmutacion correspondiente de las valvulas, la union de fluido por circulation 201 (conforme a la fig. 2A). Despues de esto se hace circular a traves del compresor 4 el medio refrigerante en la union de fluido por circulacion 201, en donde desde el acoplamiento 1 en el lado de baja presion hasta el acoplamiento 1' en el lado de alta presion recorre consecutivamente las siguientes fases (vease la fig. 3), respectivamente los siguientes elementos (vease la fig. 1).
En el precipitador de aceite 2 se precipita el aceite usado arrastrado por el medio refrigerante y se acumula en un deposito de aceite usado 14. La cantidad de aceite usado acumulado puede establecerse por ejemplo a traves de una balanza.
En el evaporador se extrae de la curva de vapor humedo isobaricamente mediante calentamiento el CO2 (variacion de estado del punto II al punto III en la fig. 3) y recorre despues un secador de filtro, para eliminar posibles impurezas o humedad. El medio refrigerante presenta en el ejemplo del objeto, en el punto III, una presion de aprox. 33 bares y una temperatura de aprox. 15 °C.
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Desde el compresor 4 se comprime el medio refrigerante fundamentalmente de forma isentropica hasta una presion sobrecrltica de unos 90 bares, en donde la presion es regulada por el elemento estrangulador 5 (variacion del estado del punto III al punto IV en la fig. 3). La temperatura en el punto IV es de aprox. 100 °C. El precipitador de llquido 12 se usa para realimentar al compresor 4 el aceite arrastrado del mismo.
A traves de la valvula de conmutacion 6 y de la derivacion 17 el medio refrigerante entra, evitando el refrigerador de gas 7, directamente en el elemento estrangulador 5, en donde sufre una expansion isentalpica (del punto IV al punto V en la fig. 3) a una presion de aprox. 67 bares y a una temperatura de aprox. 80 °C.
En la instalacion de aire acondicionado se produce despues una mezcla con el medio refrigerante, que se encuentra en el acumulador de la instalacion de aire acondicionado y que inicialmente presenta el estado de fase de partida (punto II en la fig. 3). Mediante la mezcla varla el estado de fase en la instalacion de aire acondicionado con una presion permanente, en donde se desplaza hacia el punto de mezcla II', que se ha dibujado en el diagrama por ejemplo a unos 4 °C y unos 38 bares. El punto de mezcla II' solo representa un punto virtual, ya que en el verdadero proceso de circuito este punto se desplaza continuamente a lo largo de las isodensas (aprox. a 125 kg/m3).
Partiendo del punto de mezcla II' se ha indicado el desarrollo ulterior del proceso de circuito a traves de los puntos III' (15 °C, 38 bares), IV' (85 °C, 90 bares), V' (61 °C, 61 bares), hasta el siguiente punto de mezcla II” (aprox. 10 °C, 43 bares).
El proceso de circuito se lleva a cabo hasta que en la instalacion de aire acondicionado se alcanza un estado de fase conforme al punto IIE, cuya isentalpla esta completamente fuera del margen de hielo seco 21. La posicion precisa del punto final 11E depende mucho del grado de llenado original de la instalacion y esta situado, de forma preferida, en una entalpla especlfica de aprox. 450 kJ/kg o superior. Partiendo del punto IIE puede descargarse y extraerse por bombeo el CO2, sin que se congele el medio refrigerante.
A traves de los aparatos de medicion 16, 16' puede leerse durante el proceso de circuito una pareja de valores para la presion y la temperatura en el circuito, a partir de la cual puede establecerse si, con un grado de llenado prefijado, se ha alcanzado ya una entalpla suficiente para la descarga. A este respecto no es imprescindible conocer con precision el grado de llenado real (es decir la densidad) de la instalacion. Si se recurre al grado de llenado maximo como valor de referencia para el procedimiento, el mismo proceso de circuito, si el grado de llenado fuera realmente menor, solo conducirla a un punto final IIE con una mayor entalpla, de tal manera que tampoco es de temer una congelacion en el siguiente paso de descarga.
En el proceso de circuito representado se supone que no varla ni la masa del medio refrigerante que circula ni el volumen del sistema de fluido y, de este modo permanece igual la densidad del medio refrigerante (si se contempla el sistema conjunto en un estado de equilibrio) durante el proceso de circuito. Por este motivo los estados de fase II, II', II” a IIE en la fig. 3 se encuentran en la misma isodensa. Sin embargo, tambien serla posible durante el proceso de circuito evacuar una parte del medio refrigerante, por ejemplo para la apertura dosificada de la valvula de descarga V2, para llegar a un punto IIE, en el que el medio refrigerante presenta una densidad diferente a en el punto II. Por ejemplo podrla conseguirse que todos los puntos II, II', II” a IIE esten situados sobre una isobara. De este modo el procedimiento conforme a la invencion podrla realizarse tambien con compresores mas debiles, que solo tengan una potencia menor, y que son adecuados por ejemplo solamente para presiones nominales de tan solo 80, 70, 60 bares o inferiores.
La descarga puede realizarse mediante la apertura de las valvulas de descarga V1, V2, pero con el dispositivo conforme a la invencion es tambien posible acumular el medio refrigerante y hacerlo accesible para su reutilizacion. Con esta finalidad se cierra la valvula interior 104 entre la zona de sobrepresion B y la zona en el lado de alta presion C, y se conecta la valvula de conmutacion 106 por el lado del refrigerador de gas 7. Mediante la apertura de la valvula de bloqueo 106 en el lado de sobrepresion y la valvula de deposito de reserva 108 puede establecerse una union de fluido mediante evacuacion por bombeo 202 que, partiendo del acoplamiento 1 en el lado de baja presion, conduce hasta el deposito de reserva 9 a traves del precipitador de aceite 2, del evaporador 3, del secador de filtro 11, del compresor 4, del precipitador de llquido 8 y del refrigerador de gas 7. El compresor 4 puede bombear a continuacion el medio refrigerante, a traves del acoplamiento 1 en el lado de baja presion, desde el circuito de la instalacion de aire acondicionado hasta el deposito de reserva.
Despues de la extraccion por bombeo del medio refrigerante se cierra la valvula de deposito de reserva 108 y se descarga el CO2 remanente a traves de las valvulas de descarga V1 y V2, hasta que la presion en la instalacion haya descendido hasta la presion ambiente. Despues de esto se abren las valvulas de conexion 101, 105, las valvulas interiores 102, 103, 104 y la valvula de bomba de vaclo 109 y el sistema se evacua a traves de la bomba de vaclo 10, en donde con la bomba de vaclo puede conseguirse una presion en un orden de magnitud de aprox. 1 mbar. Con esta presion se vaporiza tambien el agua que pudiera existir en la instalacion, que es aspirada junto con el medio refrigerante remanente a traves de la bomba de vaclo 10.
5
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35
Despues de que ahora el sistema se ha evacuado por completo, se mide la cantidad de aceite de compresor acumulada en el deposito colector de aceite usado 14 y se introduce una cantidad correspondiente de aceite fresco mediante una apertura dosificada de la valvula de aceite fresco 110, desde el deposito de aceite fresco 15 en la zona en el lado de alta presion C. El vaclo imperante en el sistema produce que el aceite sea aspirado sin una intervencion adicional en el sistema. En el siguiente paso de introduction por bombeo el aceite es arrastrado despues por el medio refrigerante que afluye en el circuito de la instalacion de aire acondicionado.
Para el rellenado a continuation de la instalacion de aire acondicionado se abren despues las valvulas interiores 103, 104 y 105, y la valvula de conmutacion se conmuta en la direction que conduce al refrigerador de gas 7. Asimismo se abren la valvula de bloqueo 106 en el lado de baja presion y la valvula 108 de deposito de reserva, de tal manera que se establece la union de fluido mediante introduccion por bombeo 203, que conduce al lado de alta presion de la instalacion de aire acondicionado desde el deposito de reserva 9 a traves del secador de filtro 1, del compresor 4, del separador de llquido 12, de la valvula de conmutacion 6, de la valvula de retention 18, del elemento estrangulador 5 y del acoplamiento 1' en el lado de alta presion. Despues el compresor 4 bombea CO2 hacia fuera del deposito de reserva hasta la instalacion de aire acondicionado, a traves de la union de fluido mediante introduccion por bombeo 203, en donde se mide la cantidad del medio refrigerante introducido por bombeo, para verter en la instalacion de aire acondicionado la cantidad de medio refrigerante necesaria segun los datos del fabricante. La alta presion del compresor es regulada a este respecto por el elemento estrangulador 5. Para la introduccion por bombeo permanecen cerradas la valvula de conexion 101 y la primera valvula interior 102, para que el precipitador de aceite no se llene con medio refrigerante.
Despues del llenado se cierra la valvula de conexion 105 y se deshacen los acoplamientos 1 y 1' mediante las conexiones de mantenimiento de la instalacion de aire acondicionado.
A diferencia del ejemplo de realization particular representado en las figuras, que solo se usa para explicar la invention, el dispositivo conforme a la invention puede estar realizado tambien de otras formas numerosas. En particular puede variarse la disposition de elementos y determinados elementos pueden extraerse tambien por completo, siempre que esto no perjudique la funcionalidad del dispositivo y la realizacion del procedimiento conforme a la invencion.
Por ejemplo la disposicion del precipitador de aceite 2 y del evaporador 3 podrla intercambiarse, sin perjudicar la funcionalidad. La medicion de caudal 8 no es imprescindible, ya que la cantidad de llenado puede determinarse tambien de otra manera, como se conoce en el campo tecnico, por ejemplo mediante medicion de masa de la botella de medio refrigerante al mismo tiempo que una compensation de la cantidad de medio de refrigeration en el aparato de mantenimiento. La medicion de caudal tambien puede estar dispuesta en otro punto en el sistema.
El llenado de la instalacion de aire acondicionado de vehlculo de motor y, dado el caso, tambien el reciclado en una botella funcionarla tambien con un sistema simplificado, en el que no exista ningun refrigerador de gas 7. En el caso de que el CO2 no deba alimentarse a ninguna reutilizacion, tampoco serla necesaria una valvula de conmutacion 6 y tambien puede prescindirse de las valvulas 107 y 108, en donde la medicion de caudal podrla disponerse dado el caso en el circuito delante de la valvula 104.
Los profesionales pueden crear conforme a la invencion sin una intervencion adicional numerosas formas de realizacion modificadas, sin desviarse del ambito de protection de las reivindicaciones adjuntas.
Lista de slmbolos de referencia
1 Acoplamiento en el lado de baja presion
1' Acoplamiento en el lado de alta presion
2 Precipitador de aceite
3 Evaporador
4 Compresor
5 Elemento estrangulador
6 Valvula de conmutacion
7 Refrigerador de gas
8
Medicion de caudal
9
Deposito de reserva
10
Bomba de vaclo
11
Secador de filtro
12
Precipitador de llquido
13
Valvula de seguridad
14
Deposito acumulador de aceite usado
15
Deposito de aceite fresco
16, 16'
Aparatos de medicion
17
Derivacion
18
Valvula de retention
19
Unidad de pesaje
20, 20'
Tubo flexible de conexion
21
Margen de hielo seco
101, 105
Valvulas de conexion
102, 103, 104
Valvulas interiores
106, 107
Valvula de bloqueo en el lado de alta presion y en el lado de baja presion
108
Valvula de deposito de reserva
109
Valvula de bomba de vaclo
110
Valvula de aceite fresco
< < K>
Valvulas de descarga
201
Union de fluido mediante circulation
202
Union de fluido mediante extraction por bombeo
203
Union de fluido mediante introduction por bombeo

Claims (14)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo para el mantenimiento de una instalacion de aire acondicionado, en particular para instalacion de aire acondicionados que utilizan como medio refrigerante CO2 o R744, en donde el dispositivo presenta una zona (A) en el lado de baja presion, que puede conectarse a traves de un acoplamiento (1) en el lado de baja presion a una conexion de mantenimiento en el lado de baja presion de la instalacion de aire acondicionado, y una zona (C) en el lado de alta presion que, a traves de un acoplamiento (1') en el lado de alta presion, puede conectarse a una conexion de mantenimiento en el lado de alta presion de la instalacion de aire acondicionado, en donde entre la zona (A) en el lado de baja presion y la zona (C) en el lado de alta presion esta previsto un compresor (4), caracterizado porque entre el compresor (4) y la zona (C) en el lado de alta presion esta prevista una zona de sobrepresion (B), la cual esta unida a traves de un elemento estrangulador (5) a la zona (C) en el lado de alta presion.
  2. 2. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque esta conectada a la zona (A) en el lado de baja presion una bomba de vaclo (10).
  3. 3. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque puede autorizarse mediante unas valvulas (101, 102, 103, 104, 105), partiendo del acoplamiento (1) en el lado de baja presion, una union de fluido por circulacion (201)
    - a traves de la zona (A) en el lado de baja presion,
    - del compresor (4),
    - de la zona de sobrepresion (B),
    - del elemento estrangulador (5), y
    - de la zona (C) en el lado de alta presion,
    hasta el acoplamiento (1') en el lado de alta presion.
  4. 4. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque esta previsto en una zona de reserva un deposito de reserva (9) que, a traves de unas valvulas , (106, 107, 108) puede conectarse a la zona de sobrepresion (B) y/o a la zona en el lado de baja presion (A).
  5. 5. Dispositivo segun la reivindicacion 4, caracterizado porque puede autorizarse mediante unas valvulas (101, 102, 103, 107, 108), partiendo del acoplamiento (1) en el lado de baja presion, una union de fluido mediante extraccion por bombeo (202)
    - a traves de la zona (A) en el lado de baja presion,
    - del compresor (4) y
    - de la zona de sobrepresion (B), hasta el deposito de reserva (9).
  6. 6. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 4 o 5, caracterizado porque puede autorizarse mediante unas valvulas (108, 106, 103, 104, 105), partiendo del deposito de reserva (9), una union de fluido mediante introduccion por bombeo (203) a traves
    - del compresor (4),
    de la zona de sobrepresion (B) y
    - de la zona (C) en el lado de alta presion,
    hasta el acoplamiento (1') en el lado de alta presion.
  7. 7. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque estan conectadas unas valvulas de descarga (V1, V2) a la zona (A) en el lado de baja presion y/o a la zona (C) en el lado de alta presion.
  8. 8. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque esta conectado un deposito de aceite fresco (15) al sistema de fluido a traves de una valvula de aceite fresco (110).
  9. 9. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque en la zona (A) en el lado de baja presion estan previstos un precipitador de aceite (2) y/o un evaporador (3) y/o un secador de filtro (11), y porque en la zona
    5 de sobrepresion (B) estan previstos un precipitador de llquido (12) y/o un refrigerador de gas (7) y/o una medicion de caudal (8).
  10. 10. Dispositivo segun la reivindicacion 9, caracterizado porque, en la zona de sobrepresion (B) entre el compresor (4) y el refrigerador de gas (7), esta prevista una valvula de conmutacion (6) con la que puede desviarse la union de fluido por circulation en una derivation (17) que evita el refrigerador de gas (7).
    10 11. Procedimiento para hacer funcionar un aparato de mantenimiento para instalaciones de aire acondicionado, en
    particular para instalaciones de aire acondicionado que utilizan como medio refrigerante CO2 o R744, caracterizado porque el aparato de mantenimiento se conecta para formar un circuito, a traves de un acoplamiento en el lado de baja presion y un acoplamiento en el lado de alta presion, al lado de baja presion o al lado de alta presion de la instalacion de aire acondicionado, y porque el procedimiento presenta un paso, en el que el medio refrigerante se 15 pasa en la instalacion de aire acondicionado desde un estado de fase II dentro de la curva de vapor humedo mediante un proceso de circuito a un estado de fase IIE por fuera de la curva de vapor humedo, en donde en el estado de fase IIE la entalpla especlfica presenta un valor, cuya isentalpla esta situada completamente fuera del margen de hielo seco.
  11. 12. Procedimiento segun la reivindicacion 11, en donde el proceso de circuito, partiendo del estado de fase II, 20 comprende las siguientes variaciones de estado:
    a. calentamiento fundamentalmente isobarico del medio refrigerante hasta la curva de vapor humedo (II => III),
    b. compresion fundamentalmente isentropica hasta una sobrepresion por encima de la presion del estado de fase II inicial y, de forma preferida, por encima de la presion crltica del medio refrigerante (III => IV),
    c. expansion fundamentalmente isentalpica (IV => V), y
    25 d. mezcla con el medio refrigerante en la instalacion de aire acondicionado (V => II').
  12. 13. Procedimiento segun la reivindicacion 11 o 12 que, antes del paso del proceso de circuito, presenta los pasos siguientes:
    - evacuation de una zona obturada del dispositivo de mantenimiento, que se conecta al lado de baja presion de la instalacion de aire acondicionado y esta separada de la misma por una valvula cerrada (101);
    30 - apertura de una union de fluido entre la zona evacuada del dispositivo de mantenimiento y el sistema de fluido de
    la instalacion de aire acondicionado (expansion I => II).
  13. 14. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 11 a 13, el cual despues del proceso de circuito presenta el paso de extraer por bombeo el medio refrigerante, desde la instalacion de aire acondicionado, a un deposito de reserva.
    35 15. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizado porque durante el procedimiento se
    precipita aceite usado y se establece la cantidad del aceite usado precipitado desde la instalacion de aire acondicionado.
  14. 16. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 11 a 15, el cual presenta asimismo el paso, despues de descargar y dado el caso extraer por bombeo el medio refrigerante, de evacuar el sistema con una bomba de vaclo.
    40 17. Procedimiento segun las reivindicaciones 15 y 16, caracterizado porque despues de la extraction del medio
    refrigerante y antes del rellenado de la instalacion de aire acondicionado se introduce aceite fresco en el sistema de fluido evacuado, en donde la cantidad del aceite fresco se establece en base a la cantidad de aceite usado precipitado.
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