ES2814352T3

ES2814352T3 - Dispositivo de acondicionamiento de aire

Info

Publication number: ES2814352T3
Application number: ES12888982T
Authority: ES
Inventors: Yuji Motomura; Osamu Morimoto; Daisuke Shimamoto; Takayoshi Honda
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2021-03-26
Anticipated expiration: 2032-11-29
Also published as: US10436463B2; EP2927614A1; EP2927614B1; JPWO2014083652A1; EP2927614A4; US20150292757A1; CN104813112A; JP5955409B2; WO2014083652A1; CN104813112B

Abstract

Un aparato de acondicionamiento de aire (100) que comprende: un circuito de refrigerante a través del que circula un refrigerante del lado de la fuente térmica, incluyendo el circuito de refrigerante un compresor (10), un intercambiador (12) de calor del lado de la fuente térmica, una pluralidad de dispositivos de expansión (26), un controlador (50) para controlar la operación del aparato de acondicionamiento de aire, medios para detectar una temperatura de medio térmico y los pasos de refrigerante de una pluralidad de intercambiadores de calor intermedios (25) que están conectados por unas tuberías de refrigerante (4); y un circuito de medio térmico a través del que circula un medio térmico, incluyendo el circuito de medio térmico una pluralidad de bombas (31), una pluralidad de unidades de interior (3), incluyendo cada una de las mismas un intercambiador (35) de calor del lado de uso y un dispositivo de envío de aire, y unos pasos de medio térmico de los intercambiadores de calor intermedios (25) que están conectados por unas tuberías de transporte de medio térmico (5), en donde los intercambiadores de calor intermedios (25) están configurados para intercambiar calor entre el refrigerante del lado de la fuente térmica y el medio térmico, caracterizado por que el controlador (50) está configurado para conmutar el aparato (100) desde un modo de operación en el que la totalidad de una pluralidad de unidades de interior (3), incluyendo cada una el intercambiador (35) de calor del lado de uso y el dispositivo de envío de aire, estando el dispositivo de envío de aire configurado para suministrar aire al intercambiador (35) de calor del lado de uso, están en no operación a otro modo de operación en el que el controlador (50) da instrucciones a al menos una de las unidades de interior (3) para iniciar un modo de operación de enfriamiento o un modo de operación de calentamiento, el medio térmico transportado al intercambiador (35) de calor del lado de uso incluido en la unidad de interior (3) que ha recibido una instrucción de inicio se enfría o calienta hasta un tiempo predeterminado, que se estima como el tiempo que tarda el medio térmico en alcanzar una temperatura predeterminada, transcurrido, asumiéndose el tiempo predeterminado a partir de un volumen total del medio térmico en el circuito de medio térmico, y después de eso, el controlador (50) acciona el dispositivo de envío de aire incluido en la unidad de interior (3) que inicia el modo de operación de enfriamiento o el modo de operación de calentamiento.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de acondicionamiento de aire

Campo técnico

La presente invención se refiere a un aparato de acondicionamiento de aire que se usa como, por ejemplo, un aparato de acondicionamiento de aire múltiple para un edificio.

Antecedentes de la técnica

En un aparato de acondicionamiento de aire de la técnica relacionada, tal como un aparato de acondicionamiento de aire múltiple para un edificio, el refrigerante circula entre una unidad de exterior, que funciona como una unidad de fuente térmica, dispuesta fuera de una estructura, por ejemplo, y una unidad de interior dispuesta en un espacio de interior de la estructura. El refrigerante transfiere o elimina calor hacia o desde el aire para calentar o enfriar el aire, calentando o enfriando de este modo un espacio acondicionado de aire con el aire calentado o enfriado. En cuanto al refrigerante usado en dicho aparato de acondicionamiento de aire, por ejemplo, se usa a menudo un refrigerante de hidrofluorocarbono (HFC). Un aparato de acondicionamiento de aire desarrollado recientemente usa un refrigerante natural, tal como el dióxido de carbono (CO²).

En un aparato de acondicionamiento de aire llamado enfriador, la energía de enfriamiento o la energía de calentamiento se produce en una unidad de fuente térmica dispuesta fuera de una estructura. El agua, el anticongelante o similares se calienta o enfría mediante un intercambiador de calor incluido en una unidad de exterior y se transporta a una unidad de serpentín y ventilador o a un calentador de panel, sirviendo como una unidad de interior, para calentar o enfriar (consúltese la bibliografía de patente 1, por ejemplo).

Un aparato de acondicionamiento de aire llamado enfriador de recuperación de calor de escape está configurado de tal manera que una unidad de fuente térmica está conectada a cada unidad de interior por cuatro tuberías de agua dispuestas entre las mismas y, por ejemplo, el agua enfriada y el agua calentada se suministran simultáneamente a las unidades de interior de tal manera que el enfriamiento o el calentamiento puedan seleccionarse libremente en cada unidad de interior (consúltese la bibliografía de patente 2, por ejemplo).

Otro aparato de acondicionamiento de aire desarrollado recientemente está configurado de tal manera que un intercambiador de calor para un refrigerante primario y un refrigerante secundario se dispone cerca de cada unidad de interior para transportar el refrigerante secundario a la unidad de interior (consúltese la bibliografía de patente 3, por ejemplo).

Otro aparato de acondicionamiento de aire desarrollado recientemente está configurado de tal manera que una unidad de exterior está conectada a cada unidad de ramificación que incluye un intercambiador de calor mediante dos tuberías y un refrigerante secundario se transporta a una unidad de interior (consúltese la bibliografía de patente 4, por ejemplo).

Un aparato de acondicionamiento de aire, tal como un aparato de acondicionamiento de aire múltiple para un edificio, incluye un aparato de acondicionamiento de aire configurado de tal manera que el refrigerante circula desde una unidad de exterior a una unidad de relé y un medio térmico, tal como agua, circula desde la unidad de relé a cada unidad de interior para reducir la potencia de transporte para el medio térmico mientras circula el medio térmico, tal como agua, a través de la unidad de interior (consúltese la bibliografía de patente 5, por ejemplo).

La patente europea EP 2 341 297 A1 se refiere a un aparato de acondicionamiento de aire que no hace circular refrigerante hacia una unidad de interior y puede lograr un ahorro de energía. Se configura un ciclo de refrigeración conectando un compresor que comprime el refrigerante, una válvula de cuatro vías que conmuta la ruta de circulación del refrigerante, un intercambiador de calor del lado de la fuente térmica que intercambia calor, unas válvulas de expansión que ajustan la presión del refrigerante, y dos o más intercambiadores de calor intermedios que intercambian calor entre el refrigerante y el medio térmico para calentar y enfriar el medio térmico, mediante una tubería. Un circuito de circulación de medio térmico se configura conectando dos o más intercambiadores de calor intermedios, unas bombas que presurizan el medio térmico, dos o más intercambiadores de calor del lado de uso que intercambian calor entre el medio térmico y el aire en el espacio de interior, y unas válvulas de conmutación de ruta de flujo que conmutan el paso de medio térmico calentado o el medio térmico enfriado a los intercambiadores de calor del lado de uso, mediante una tubería.

Lista de referencias

Bibliografía de patente

Bibliografía de patente 1: publicación de solicitud de patente japonesa no examinada n.° 2005-140444 (página 4, figura 1, por ejemplo)

Bibliografía de patente 2: publicación de solicitud de patente japonesa no examinada n.° 5-280818 (páginas 4 y 5, figura 1, por ejemplo)

Bibliografía de patente 3: publicación de solicitud de patente japonesa no examinada n.° 2001-289465 (páginas 5 a 8, figuras 1 y 2, por ejemplo)

Bibliografía de patente 4: publicación de solicitud de patente japonesa no examinada n.° 2003-343936 (página 5, figura 1)

Bibliografía de patente 5: Publicación internacional n.° WO 10/049998 (Página 3, figura 1, por ejemplo)

Compendio de la invención

Problema Técnico

En un aparato de acondicionamiento de aire de la técnica relacionada, tal como un aparato de acondicionamiento de aire múltiple para un edificio, el refrigerante puede filtrarse a un espacio de interior o similar debido a que el refrigerante circula hacia una unidad de interior. Por otra parte, en un aparato de acondicionamiento de aire como los descritos en la bibliografía de patente 1 y la bibliografía de patente 2, el refrigerante no pasa a través de una unidad de interior. En un aparato de acondicionamiento de aire como los descritos en la bibliografía de patente 1 y la bibliografía de patente 2, es necesario calentar o enfriar un medio térmico en una unidad de fuente térmica dispuesta fuera de una estructura y transportar el medio térmico a la unidad de interior. Por consiguiente, la ruta de circulación del medio térmico es larga. Al transportar calor para una carga de calentamiento o enfriamiento predeterminada usando el medio térmico, la cantidad de energía consumida como potencia de transporte y similares por el medio térmico es mayor que por el refrigerante. Como la ruta de circulación es más larga, la potencia de transporte aumenta notablemente. Esto indica que el control adecuado de la circulación del medio térmico en el aparato de acondicionamiento de aire da como resultado un ahorro de energía.

En un aparato de acondicionamiento de aire como el descrito en la bibliografía de patente 2, cada espacio de interior tiene que estar conectado a un lado exterior mediante cuatro tuberías para que pueda seleccionarse enfriamiento o calentamiento en cada unidad de interior. Desafortunadamente, la facilidad de construcción es pobre. En el aparato de acondicionamiento de aire descrito en la bibliografía de patente 3, un medio de circulación de medio secundario, tal como una bomba, debe proporcionarse para cada unidad de interior, lo que conduce a un gran ruido así como a un elevado coste de un sistema de este tipo. Este aparato no es práctico. Adicionalmente, ya que el intercambiador de calor está dispuesto cerca de cada unidad de interior, no puede eliminarse la posibilidad de que el refrigerante se filtre a un lugar cercano a un espacio de interior.

En un aparato de acondicionamiento de aire como el descrito en la bibliografía de patente 4, un refrigerante primario sometido a un intercambio de calor fluye hacia el mismo paso que el del refrigerante primario que se somete al intercambio de calor. Si el aparato de acondicionamiento de aire incluye una pluralidad de unidades de interior, cada unidad de interior fallará al proporcionar una capacidad máxima. En una configuración de este tipo, la energía se desperdiciará. Asimismo, cada unidad de ramificación está conectada a una tubería de extensión mediante dos tuberías para el enfriamiento y dos tuberías para el calentamiento, es decir, cuatro tuberías en total. En consecuencia, esta configuración es similar a la de un sistema en el que la unidad de exterior está conectada a cada unidad de ramificación mediante cuatro tuberías. Por consiguiente, la facilidad de construcción de un sistema de este tipo es pobre.

En un aparato de acondicionamiento de aire como el descrito en la bibliografía de patente 5, no hay problema en el uso de un solo refrigerante o un refrigerante casi azeotrópico. En el uso de una mezcla de refrigerante no azeotrópico, sin embargo, el rendimiento del intercambio de calor entre el refrigerante y un medio térmico puede disminuir debido a un deslizamiento de temperatura entre la temperatura del líquido saturado y la temperatura del gas saturado del refrigerante mientras se usa un intercambiador de calor de refrigerante y medio térmico como evaporador.

En cada uno de los aparatos descritos en las bibliografías de patentes 1 a 5, cuando un modo de operación en el que todas las unidades de interior conectadas están en no operación, se cambia a otro modo de operación en el que un calentamiento o un enfriamiento, como alternativa, se necesita agua caliente o agua fría, el medio térmico debe calentarse o enfriarse usando el refrigerante primario y a continuación transportarse a una unidad de interior de destino. Si la unidad de interior inicia una operación de calentamiento o una operación de enfriamiento, es decir, comienza a enviar aire antes de que se transporte suficiente calor para lograr una carga de calentamiento o enfriamiento, la unidad de interior enviará aire a una temperatura más alta que la temperatura del cuerpo humano en la operación de enfriamiento, como alternativa, aire a temperatura más baja que la temperatura del cuerpo humano en la operación de calentamiento.

Adicionalmente, la temperatura del medio térmico que se transporta depende de la longitud de la ruta de circulación a la unidad de interior, es decir, el volumen total del medio térmico. Como el volumen total del medio térmico es mayor, es más probable que ocurra un fenómeno de este tipo.

En cada uno de los aparatos descritos en las bibliografías de patentes 1 a 5, cuando un modo de operación en el que todas las unidades de interior conectadas realizan la operación de enfriamiento se cambia a otro modo de operación en el que al menos una de las unidades de interior realiza la operación de calentamiento, como alternativa, cuando un modo de operación en el que todas las unidades de interior conectadas realizan la operación de calentamiento se cambia a otro modo de operación en el que al menos una de las unidades de interior realiza la operación de enfriamiento, el medio térmico que se ha usado solo como agua fría o agua caliente debe calentarse o enfriarse usando el refrigerante primario y a continuación transportarse a la unidad de interior que ha cambiado de operación. Para transportar calor para lograr una carga de calentamiento o enfriamiento predeterminada, el medio térmico debe calentarse o enfriarse usando el refrigerante primario y a continuación transportarse a la unidad de interior.

Si la unidad de interior inicia la operación de calentamiento o la operación de enfriamiento, es decir, comienza a enviar aire antes de que se transporte suficiente calor para lograr una carga de calentamiento o enfriamiento, la unidad de interior enviará aire a una temperatura más alta que la temperatura del cuerpo humano en la operación de enfriamiento, como alternativa, aire a temperatura más baja que la temperatura del cuerpo humano en la operación de calentamiento.

Por consiguiente, si el aparato de acondicionamiento de aire permite un control adecuado de la temperatura del medio térmico circulado en función del modo de operación de cada unidad de interior, aire a temperatura más alta que la temperatura del cuerpo humano que la temperatura del cuerpo humano en la operación de calentamiento, como alternativa, aire a temperatura más baja que la temperatura del cuerpo humano en la operación de enfriamiento puede transportarse a un espacio de interior al conmutar entre los modos de operación.

La presente invención se ha realizado para resolver el problema descrito anteriormente. Un primer objeto de la presente invención es proporcionar un aparato de acondicionamiento de aire que facilite el transporte de un medio térmico a una temperatura predeterminada a una unidad de interior mientras se logra un ahorro de energía tras la conmutación del aparato desde un modo de operación en el que todas las unidades de interior están en no operación a otro modo de operación en el que una operación de calentamiento o una operación de enfriamiento, como alternativa, se necesita agua caliente o agua fría.

En otras palabras, el primer objeto de la presente invención es proporcionar un aparato de acondicionamiento de aire en el que se transfiera una capacidad calorífica desde una unidad de exterior a una unidad de interior a través de una unidad de relé de tal manera que el refrigerante no se transporte directamente a la unidad de interior y la capacidad calorífica se transfiera a través de un medio térmico, y que logre una operación de enfriamiento o calentamiento confortable al realizar la operación de enfriamiento o calentamiento después de que el medio térmico alcance una temperatura predeterminada, debido a que lleva más tiempo transferir una cantidad suficiente de capacidad calorífica a través del medio térmico que a través del refrigerante, que permite la transferencia inmediata de la capacidad calorífica por las fluctuaciones de presión y temperatura.

Además del primer objeto, un segundo objeto de la presente invención es proporcionar un aparato de acondicionamiento de aire que, tras la conmutación del aparato desde un modo de operación en el que todas las unidades de interior realizan una operación de calentamiento o necesitan agua caliente a otro modo de operación en el que al menos una unidad de interior realiza una operación de enfriamiento, como alternativa, tras la conmutación del aparato desde un modo de operación en el que todas las unidades de interior realizan la operación de enfriamiento o necesitan agua fría a otro modo de operación en el que al menos una unidad de interior realiza la operación de calentamiento, logra una operación de enfriamiento o calentamiento cómoda al suministrar un medio térmico a una temperatura predeterminada a cada unidad de interior.

Solución al problema

La presente invención proporciona un aparato de acondicionamiento de aire según la reivindicación 1.

Efectos ventajosos de la invención

El aparato de acondicionamiento de aire según la presente invención permite acortar las tuberías por los que circula el medio térmico y, por consiguiente, requiere menos potencia de transporte, conduciendo a una mayor seguridad y ahorro de energía. Si el medio térmico se filtra al exterior del aparato de acondicionamiento de aire según la presente invención, se filtraría una pequeña cantidad del medio térmico. Por consiguiente, la seguridad puede mejorarse aún más.

Adicionalmente, tras la conmutación del aparato de acondicionamiento de aire según la presente invención desde el modo de operación en el que todas las unidades de interior, incluyendo cada una el intercambiador de calor del lado de uso, están en no operación, a otro modo de operación en el que al menos una de las unidades de interior inicia el modo de operación de enfriamiento o el modo de operación de calentamiento, el medio térmico transportado al intercambiador de calor del lado de uso incluido en la unidad de interior que ha recibido la instrucción de inicio se enfría o calienta a la temperatura predeterminada por el refrigerante del lado de la fuente térmica, y después de eso, se acciona el dispositivo de envío de aire incluido en la unidad de interior que inicia el modo de operación de enfriamiento o el modo de operación de calentamiento. Esto da como resultado una comodidad mejorada tras el inicio del modo de operación de enfriamiento o el modo de operación de calentamiento.

Breve descripción de los dibujos

[Figura 1] La figura 1 es un diagrama esquemático que ilustra un ejemplo de instalación de un aparato de acondicionamiento de aire de acuerdo con la realización de la presente invención.

[Figura 2] La figura 2 es un diagrama de circuito esquemático que ilustra una configuración de circuito a modo de ejemplo del aparato de acondicionamiento de aire de acuerdo con la realización de la presente invención.

[Figura 3] La figura 3 es un diagrama de circuito de refrigerante que ilustra los flujos de los refrigerantes en un modo de operación de solo calentamiento del aparato de acondicionamiento de aire de acuerdo con la realización de la presente invención.

[Figura 4] La figura 4 es un diagrama de circuito de refrigerante que ilustra los flujos de los refrigerantes en un modo de operación de solo enfriamiento del aparato de acondicionamiento de aire de acuerdo con la realización de la presente invención.

[Figura 5] La figura 5 es un diagrama de circuito de refrigerante que ilustra los flujos de los refrigerantes en un modo de operación mixto de enfriamiento y calentamiento del aparato de acondicionamiento de aire de acuerdo con la realización de la presente invención.

[Figura 6] La figura 6 es un diagrama de circuito que ilustra el flujo de refrigerante y el de un medio térmico tras la conmutación del aparato de acondicionamiento de aire de acuerdo con la realización de la presente invención desde un modo de no operación a otro modo de operación en el que dos unidades de interior inician una operación de calentamiento.

[Figura 7] La figura 7 es un diagrama de circuito que ilustra el flujo del refrigerante y el del medio térmico tras la conmutación del aparato de acondicionamiento de aire de acuerdo con la realización de la presente invención desde el modo de no operación a otro modo de operación en el que dos unidades de interior inician una operación de enfriamiento.

[Figura 8] La figura 8 es un diagrama de circuito que ilustra el flujo del refrigerante y el del medio térmico tras la conmutación del aparato de acondicionamiento de aire de acuerdo con la realización de la presente invención desde el modo de operación de solo enfriamiento a un modo de operación mixto en el que una de las unidades de interior conectadas a una unidad de relé realiza la operación de calentamiento.

[Figura 9] La figura 9 es un diagrama de circuito que ilustra el flujo del refrigerante y el del medio térmico tras la conmutación del aparato de acondicionamiento de aire de acuerdo con la realización de la presente invención desde el modo de operación de solo calentamiento a un modo de operación mixto en el que una de las unidades de interior conectadas a la unidad de relé realiza la operación de enfriamiento.

[Figura 10] La figura 10 es una gráfica que ilustra un ejemplo de la relación entre el tiempo de aumento de temperatura del medio térmico y el volumen total del medio térmico aumentado en el modo de operación de calentamiento.

Descripción de las realizaciones

A continuación, se describirá una realización de la presente invención haciendo referencia a los dibujos.

La figura 1 es un diagrama esquemático que ilustra un ejemplo de instalación de un aparato de acondicionamiento de aire de acuerdo con la realización de la presente invención.

El ejemplo de instalación del aparato de acondicionamiento de aire se describirá haciendo referencia a la figura 1. El aparato de acondicionamiento de aire usa un ciclo de refrigeración (un circuito de refrigerante A y un circuito de medio térmico B), a través del que circulan los refrigerantes (un refrigerante del lado de la fuente térmica y un medio térmico), para permitir que cada unidad de interior seleccione libremente un modo de enfriamiento o un modo de calentamiento como un modo de operación. La figura 1 ilustra esquemáticamente todo el aparato de acondicionamiento de aire que incluye una pluralidad de unidades de interior 3 conectadas. Obsérvese que la relación dimensional entre los componentes de la figura 1 y las siguientes figuras puede ser diferente de la real.

En la figura 1, el aparato de acondicionamiento de aire de acuerdo con la realización incluye una unidad de exterior (unidad de fuente térmica) 1, una pluralidad de unidades de interior 3 y una única unidad de relé 2 dispuesta entre la unidad de exterior 1 y las unidades de interior 3. La unidad de relé 2 intercambia calor entre el refrigerante del lado de la fuente térmica y el medio térmico. La unidad de exterior 1 está conectada a la unidad de relé 2 mediante tuberías de refrigerante 4 a través de las que fluye el refrigerante del lado de la fuente térmica. La unidad de relé 2 está conectada a cada unidad de interior 3 mediante tuberías (tuberías de medio térmico) 5 a través de las que fluye el medio térmico. La energía de enfriamiento o la energía de calentamiento producida en la unidad de exterior 1 se suministra a través de la unidad de relé 2 a las unidades de interior 3.

La unidad de exterior 1 está dispuesta normalmente en un espacio de exterior 6 que es un espacio ("p. ej., un techo) externo de una estructura 9, tal como un edificio. La unidad de exterior 1 suministra energía de enfriamiento o calentamiento a través de la unidad de relé 2 a las unidades de interior 3. Cada unidad de interior 3 está dispuesta en una posición en la que la unidad de interior 3 puede suministrar aire de enfriamiento o aire de calentamiento a un espacio de interior 7 que es un espacio ("p. ej., una sala de estar) interno de la estructura 9. La unidad de interior 3 suministra aire de enfriamiento o aire de calentamiento al espacio de interior 7, sirviendo como un espacio acondicionado de aire. La unidad de relé 2 incluye una carcasa que está separada de las carcasas de la unidad de exterior 1 y de las unidades de interior 3 de tal manera que la unidad de relé 2 puede colocarse en una posición separada del espacio de exterior 6 y del espacio de interior 7. La unidad de relé 2 está conectada a la unidad de exterior 1 por las tuberías de refrigerante 4 y está conectada a las unidades de interior 3 por las tuberías 5 para transferir energía de enfriamiento o energía de calentamiento, suministrada desde la unidad de exterior 1, a las unidades de interior 3.

A continuación, se describirán brevemente las operaciones del aparato de acondicionamiento de aire de acuerdo con la realización de la presente invención.

El refrigerante del lado de la fuente térmica se transporta desde la unidad de exterior 1 a la unidad de relé 2 a través de las tuberías de refrigerante 4. El refrigerante del lado de la fuente térmica transportado intercambia calor con el medio térmico en un intercambiador de calor intermedio (intercambiador de calor intermedio 25 que se describirá más adelante) incluido en la unidad de relé 2, calentando o enfriando de este modo el medio térmico. En otras palabras, el intercambiador de calor intermedio produce agua caliente o agua fría. El agua caliente o agua fría producida en la unidad de relé 2 se transporta por un dispositivo de envío de medio térmico (la bomba 31 que se describirá más adelante) a las unidades de interior 3 a través de las tuberías 5. En cada unidad de interior 3, el agua caliente o agua fría se usa en una operación de calentamiento (cualquier modo de operación que requiera agua caliente) o una operación de enfriamiento (cualquier modo de operación que requiera agua fría) para el espacio de interior 7.

En cuanto al refrigerante del lado de la fuente térmica, por ejemplo, puede usarse un solo refrigerante, tal como el R-22 o el R-134a, una mezcla refrigerante casi azeotrópico, tal como el R-410A o el R-404A, una mezcla de refrigerante no azeotrópico, tal como el R-407C, un tipo de refrigerante que contiene un doble enlace en su fórmula química y tiene un potencial de calentamiento global relativamente bajo, tal como CF3CF=CH2, una mezcla que contenga el refrigerante, o un refrigerante natural, como CO²o propano.

En cuanto al medio térmico, por ejemplo, agua, anticongelante, puede usarse una solución mixta de agua y anticongelante, o una solución mixta de agua y un aditivo con un alto efecto de protección contra la corrosión.

Haciendo referencia a la figura 1, el aparato de acondicionamiento de aire de acuerdo con la realización está configurado de tal manera que la unidad de exterior 1 está conectada a la unidad de relé 2 con dos tubería de refrigerante 4 y la unidad de relé 2 está conectada a cada unidad de interior 3 con dos tuberías 5. Como se ha descrito anteriormente, en el aparato de acondicionamiento de aire de acuerdo con la realización, cada una de las unidades (la unidad de exterior 1, las unidades de interior 3 y la unidad de relé 2) está conectada con dos tuberías (las tuberías de refrigerante 4 o las tuberías 5), facilitando de este modo la construcción.

La figura 1 ilustra un estado donde la unidad de relé 2 está dispuesta en un espacio diferente del espacio de interior 7, por ejemplo, un espacio sobre un techo (en adelante, simplemente denominado como el "espacio 8"), dentro de la estructura 9. La unidad de relé 2, por lo tanto, puede disponerse en un espacio que no sea el espacio sobre el techo, es decir, en cualquier lugar que excluya un espacio habitable y permita el flujo de aire hacia/desde el espacio de exterior de cualquier manera. Por ejemplo, la unidad de relé 2 puede disponerse en un espacio común en el que está instalado un ascensor o similar y que permita el flujo de aire hacia/desde el espacio de exterior. La unidad de relé 2 puede disponerse cerca de la unidad de exterior 1. Si la distancia entre la unidad de relé 2 y cada unidad de interior 3 es demasiado larga, la potencia de transporte para el medio térmico sería significativamente grande. Obsérvese que el efecto del ahorro de energía se reduce en este caso.

Aunque la figura 1 ilustra el caso donde la unidad de exterior 1 se coloca en el espacio de exterior 6, la localización no se limita a este caso. Por ejemplo, la unidad de exterior 1 puede colocarse en un espacio cerrado, por ejemplo, una sala de máquinas con una abertura de ventilación. La unidad de exterior 1 puede disponerse dentro de la estructura 9 siempre que el calor residual pueda escapar a través de un conducto de escape hacia el exterior de la estructura 9. Como alternativa, la unidad de interior 1 de un tipo enfriado por agua puede usarse y disponerse dentro de la estructura 9. Si la unidad de exterior 1 se dispone en tal lugar, no se producirá ningún problema en particular.

Aunque la figura 1 ilustra un caso donde las unidades de interior 3 son de tipo casete de techo, las unidades de interior no se limitan a este tipo y pueden ser de cualquier tipo, tal como un tipo oculto en el techo o un tipo suspendido en el techo, capaz de suministrar aire de calentamiento o aire de enfriamiento al espacio de interior 7 directamente o a través de un conducto o similar.

El número de unidades de exterior 1, el número de unidades de interior 3 y el número de unidades de relé 2 que están conectadas no se limitan a los números ilustrados en la figura 1. Los números pueden determinarse en función de la estructura 9 donde está instalado el aparato de acondicionamiento de aire de acuerdo con la realización.

En una disposición de una pluralidad de unidades de relé 2 conectadas a la única unidad de exterior 1, las unidades de relé 2 pueden distribuirse en, por ejemplo, un espacio común o un espacio sobre un techo en una estructura, tal como un edificio. Esto permite que el intercambiador de calor intermedio en cada unidad de relé 2 cubra una carga de acondicionamiento de aire. Asimismo, cada unidad de interior 3 puede disponerse en una posición o nivel dentro de un intervalo en el que el medio térmico puede enviarse por el dispositivo de envío de medio térmico en cada unidad de relé 2. En consecuencia, las unidades de interior 3 pueden disponerse en toda la estructura, tal como un edificio.

La figura 2 es un diagrama de circuito esquemático que ilustra una configuración de circuito a modo de ejemplo del aparato de acondicionamiento de aire (en adelante, denominado como "aparato de acondicionamiento de aire 100") de acuerdo con la realización. La configuración del aparato de acondicionamiento de aire 100, es decir, las funciones de los accionadores incluidos en el circuito de refrigerante se describirán ahora en detalle haciendo referencia a la figura 2. Haciendo referencia a la figura 2, la unidad de exterior 1 está conectada a la unidad de relé 2 por las tuberías de refrigerante 4 a través de un intercambiador de calor intermedio (intercambiador de calor refrigerante-agua) 25a y un intercambiador de calor intermedio (intercambiador de calor refrigerante-agua) 25b incluidos en la unidad de relé 2. La unidad de relé 2 está conectada a cada unidad de interior 3 por las tuberías 5 a través de los intercambiadores de calor intermedios 25a y 25b. Las tuberías de refrigerante 4 y las tuberías 5 se describirán en detalle más adelante.

[Unidad de exterior 1]

La unidad de exterior 1 incluye un compresor 10, un primer dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 11, tal como una válvula de cuatro vías, un intercambiador 12 de calor del lado de la fuente térmica, y un acumulador 19 que están conectados en serie por las tuberías de refrigerante 4. La unidad de exterior 1 incluye además un tubería de conexión de refrigerante 4a, un tubería de conexión de refrigerante 4b, una válvula de retención 13a, una válvula de retención 13b, una válvula de retención 13c y una válvula de retención 13d. Una disposición de este tipo de las tuberías de conexión de refrigerante 4a y 4b y las válvulas de retención 13a, 13b, 13c y 13d permite que el refrigerante del lado de la fuente térmica, que fluye hacia la unidad de relé 2, fluya en una dirección constante independientemente de una operación solicitada por cualquier unidad de interior 3.

El compresor 10 succiona el refrigerante del lado de la fuente térmica, comprime el refrigerante del lado de la fuente térmica a un estado de alta temperatura y alta presión, y descarga el refrigerante del lado de la fuente térmica para hacer circular el refrigerante a través del circuito de refrigerante A. El compresor 10 puede ser un compresor inversor de capacidad controlable, por ejemplo. El primer dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 11 conmuta entre una dirección de flujo del refrigerante del lado de la fuente térmica en una operación de calentamiento (que incluye un modo de operación de solo calentamiento y un modo de operación principal de calentamiento) y la de en una operación de enfriamiento (que incluye un modo de operación de solo enfriamiento y un modo de operación principal de enfriamiento).

El intercambiador 12 de calor del lado de la fuente térmica funciona como un evaporador en la operación de calentamiento y funciona como un condensador (o radiador) en la operación de enfriamiento para intercambiar calor entre el refrigerante del lado de la fuente térmica y un fluido, tal como el aire, suministrado desde un dispositivo de envío de aire (no ilustrado), por ejemplo, un ventilador, de tal manera que el refrigerante del lado de la fuente térmica se evapore y gasifique o condense y licue. El acumulador 19, que está dispuesto en un lado de succión del compresor 10, almacena un exceso de refrigerante provocado por la diferencia entre la operación de calentamiento y la operación de enfriamiento o un exceso de refrigerante provocado por un cambio transitorio en la operación.

La válvula de retención 13c, que está dispuesta en la tubería de refrigerante 4 localizada entre la unidad de relé 2 y el primer dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 11, permite que el refrigerante del lado de la fuente térmica fluya solo en una dirección predeterminada (la dirección desde la unidad de relé 2 a la unidad de exterior 1). La válvula de retención 13a, que está dispuesta en el tubería de refrigerante 4 localizada entre el intercambiador 12 de calor del lado de la fuente térmica y la unidad de relé 2, permite que el refrigerante del lado de la fuente térmica fluya solo en una dirección predeterminada (la dirección desde la unidad de exterior 1 a la unidad de relé 2). La válvula de retención 13d, que está dispuesta en la tubería de conexión de refrigerante 4a, permite que el refrigerante del lado de la fuente térmica descargado del compresor 10 en la operación de calentamiento fluya a la unidad de relé 2. La válvula de retención 13b, que está dispuesta en la tubería de conexión de refrigerante 4b, permite que el refrigerante del lado de la fuente térmica devuelto desde la unidad de relé 2 en la operación de calentamiento fluya hacia el lado de succión del compresor 10.

La tubería de conexión de refrigerante 4a conecta la tubería de refrigerante 4 localizada entre el primer dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 11 y la válvula de retención 13c a la tubería de refrigerante 4 localizada entre la válvula de retención 13a y la unidad de relé 2 en la unidad de exterior 1. La tubería de conexión de refrigerante 4b conecta la tubería de refrigerante 4 localizada entre la válvula de retención 13c y la unidad de relé 2 a la tubería de refrigerante 4 localizada entre el intercambiador 12 de calor del lado de la fuente térmica y la válvula de retención 13a en la unidad de exterior 1. Aunque la figura 2 ilustra el caso donde se disponen las tuberías de conexión de refrigerante 4a y 4b y las válvulas de retención 13a, 13b, 13c y 13d, la configuración no se limita a este caso. El aparato de acondicionamiento de aire 100 no tiene que incluir necesariamente esos componentes.

[Unidades de interior 3]

Cada una de las unidades de interior 3 incluye un intercambiador 35 de calor del lado de uso. Este intercambiador 35 de calor del lado de uso está conectado por las tuberías 5 a un dispositivo de control de caudal de medio térmico 34 y a un segundo dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 33 dispuesto en la unidad de relé 2. El intercambiador 35 de calor del lado de uso intercambia calor entre el medio térmico y el aire suministrado desde un dispositivo de envío de aire (no ilustrado), por ejemplo, un ventilador, para producir aire de calentamiento o aire de enfriamiento a suministrar al espacio de interior 7.

Cada una de las unidades de interior 3 incluye además un sensor de temperatura 70 (70a a 70d) para detectar la temperatura del medio térmico en un lado de entrada del intercambiador 35 de calor del lado de uso conectado a la unidad de relé 2 por las tuberías 5. La información detectada por los sensores de temperatura 70 se transmite a un controlador 50 que controla la operación del aparato de acondicionamiento de aire 100 de manera centralizada, y se usa para controlar, por ejemplo, una frecuencia de accionamiento del compresor 10, una velocidad de rotación de cada dispositivo de envío de aire (no ilustrado), la conmutación del primer dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 11, una frecuencia de accionamiento de las bombas 31, la conmutación de los segundos dispositivos de conmutación de flujo de refrigerante 28, y la conmutación entre pasos para el medio térmico, un caudal del medio térmico a través de cada unidad de interior 3, y la conmutación entre operaciones del dispositivo de envío de aire (no ilustrado) en la unidad de interior 3.

La figura 2 ilustra un caso donde cuatro unidades de interior 3 están conectadas a la unidad de relé 2. Una unidad de interior 3a, una unidad de interior 3b, una unidad de interior 3c y una unidad de interior 3d se ilustran en ese orden desde la parte superior de la figura 2. Adicionalmente, los intercambiadores 35 de calor del lado de uso se ilustran como un intercambiador 35a de calor del lado de uso, un intercambiador 35b de calor del lado de uso, un intercambiador 35c de calor del lado de uso, y un intercambiador 35d de calor del lado de uso en ese orden desde la parte superior en la figura 2 con el fin de corresponderse con las unidades de interior 3a a 3d, respectivamente. El número de unidades de interior 3 conectadas no se limita a cuatro como se ilustra en la figura 1.

[Unidad de relé 2]

La unidad de relé 2 incluye al menos dos intercambiadores de calor intermedios 25, dos dispositivos de expansión 26, dos dispositivos de apertura y cierre (un dispositivo de apertura y cierre 27 y un dispositivo de apertura y cierre 29), dos segundos dispositivos de conmutación de flujo de refrigerante 28, dos bombas 31, cuatro primeros dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 32, cuatro segundos dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 33, y cuatro dispositivos de control de caudal de medio térmico 34.

Cada uno de los dos intercambiadores de calor intermedios 25 (los intercambiadores de calor intermedios 25a y 25b) funciona como un condensador (radiador) cuando suministra energía de calentamiento a las unidades de interior 3 que realizan la operación de calentamiento y funciona como un evaporador cuando suministra energía de enfriamiento a las unidades de interior 3 que realizan la operación de enfriamiento e intercambia calor entre el refrigerante del lado de la fuente térmica y el medio térmico para transferir energía de enfriamiento o energía de calentamiento, producida por la unidad de exterior 1 y almacenada en el refrigerante del lado de la fuente térmica, al medio térmico. El intercambiador de calor intermedio 25a está dispuesto entre un dispositivo de expansión 26a y un segundo dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 28a en el circuito de refrigerante A y se usa para enfriar el medio térmico en un modo de operación mixto de enfriamiento y calentamiento. El intercambiador de calor intermedio 25b está dispuesto entre un dispositivo de expansión 26b y un segundo dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 28b en el circuito de refrigerante A y se usa para calentar el medio térmico en el modo de operación mixto de enfriamiento y calentamiento.

Cada uno de los dos dispositivos de expansión 26 (los dispositivos de expansión 26a y 26b) tiene las funciones de una válvula de reducción de presión y una válvula de expansión y despresuriza el refrigerante del lado de la fuente térmica para expandir el refrigerante. El dispositivo de expansión 26a está dispuesto corriente arriba del intercambiador de calor intermedio 25a en la dirección de flujo del refrigerante del lado de la fuente térmica en la operación de enfriamiento. El dispositivo de expansión 26b está dispuesto corriente arriba del intercambiador de calor intermedio 25b en la dirección de flujo del refrigerante del lado de la fuente térmica en la operación de enfriamiento. Cada uno de los dos dispositivos de expansión 26 puede ser un componente que tenga un grado de apertura controlable de manera variable, por ejemplo, una válvula de expansión electrónica.

Cada uno de los dos dispositivos de apertura y cierre (los dispositivos de apertura y cierre 27 y 29) incluye, por ejemplo, una válvula de solenoide que puede abrirse y cerrarse cuando se energiza, y abre o cierra la tubería de refrigerante 4. En otras palabras, la apertura y el cierre de los dos dispositivos de apertura y cierre se controlan de acuerdo con un modo de operación, conmutando de este modo entre los pasos para el refrigerante del lado de la fuente térmica. El dispositivo de apertura y cierre 27 está dispuesto en la tubería de refrigerante 4 en un lado de entrada para el refrigerante del lado de la fuente térmica (la tubería de refrigerante 4 más cercana a la parte inferior en la figura 2 de las tuberías de refrigerante 4 que conectan la unidad de exterior 1 y la unidad de relé 2). El dispositivo de apertura y cierre 29 está dispuesto en una tubería (tubería de derivación 20) que conecta la tubería de refrigerante 4 en el lado de entrada para el refrigerante del lado de la fuente térmica y la tubería de refrigerante 4 en un lado de salida de la misma. Cada uno de los dispositivos de apertura y cierre 27 y 29 puede ser un componente capaz de conmutar entre pasos de refrigerante, por ejemplo, un componente que tiene un grado de apertura controlable de manera variable, tal como una válvula de expansión electrónica.

Cada uno de los dos segundos dispositivos de conmutación de flujo de refrigerante 28 (los segundos dispositivos de conmutación de flujo de refrigerante 28a y 28b) incluye una válvula de cuatro vías y conmuta entre las direcciones de flujo del refrigerante del lado de la fuente térmica de tal manera que el intercambiador de calor intermedio 25 funciona como un condensador o un evaporador de acuerdo con un modo de operación. El segundo dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 28a está dispuesto corriente abajo del intercambiador de calor intermedio 25a en la dirección del flujo del refrigerante del lado de la fuente térmica en la operación de enfriamiento. El segundo dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 28b está dispuesto corriente abajo del intercambiador de calor intermedio 25b en la dirección del flujo del refrigerante del lado de la fuente térmica en el modo de operación de solo enfriamiento.

Las dos bombas 31 (una bomba 31a y una bomba 31b) permiten que el medio térmico que fluye a través de las tuberías 5 circule a través del circuito de medio térmico B. La bomba 31a está dispuesta en la tubería 5 localizada entre el intercambiador de calor intermedio 25a y los segundos dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 33. La bomba 31b está dispuesta en la tubería 5 localizada entre el intercambiador de calor intermedio 25b y los segundos dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 33. Cada una de las dos bombas 31 puede ser, por ejemplo, una bomba de capacidad controlable. Se prefiere que el caudal a través de la bomba pueda controlarse en función de la magnitud de la carga en las unidades de interior 3.

Cada uno de los cuatro primeros dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 32 (primeros dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 32a a 32d) incluye una válvula de tres vías y conmuta entre un paso de medio térmico al intercambiador de calor intermedio 25a y un paso de medio térmico al intercambiador de calor intermedio 25b. Se disponen los primeros dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 32 cuyo número (cuatro en este caso) corresponde al número de unidades de interior 3 instaladas. Cada primer dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 32 está dispuesto en un lado de salida de un paso de medio térmico del intercambiador 35 de calor del lado de uso correspondiente de tal manera que una de las tres vías está conectada al intercambiador de calor intermedio 25a, otra de las tres vías está conectada al intercambiador de calor intermedio 25b, y la otra de las tres vías está conectada al dispositivo de control de caudal de medio térmico 34. El primer dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 32a, el primer dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 32b, el primer dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 32c y el primer dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 32d se ilustran en ese orden desde la parte superior en la figura 2 con el fin de corresponderse con las unidades de interior 3. La conmutación entre los pasos de medio térmico incluye no solo la conmutación completa de un paso al otro paso, sino también la conmutación parcial de un paso al otro paso.

Cada uno de los cuatro segundos dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 33 (segundos dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 33a a 33d) incluye una válvula de tres vías y conmuta entre un paso de medio térmico conectado al intercambiador de calor intermedio 25a y un paso de medio térmico conectado al intercambiador de calor intermedio 25b. Se disponen los segundos dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 33 cuyo número (cuatro en este caso) corresponde al número de unidades de interior 3 instaladas. Cada segundo dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 33 está dispuesto en un lado de entrada del paso de medio térmico del intercambiador 35 de calor del lado de uso correspondiente de tal manera que una de las tres vías está conectada al intercambiador de calor intermedio 25a, otra de las tres vías está conectada al intercambiador de calor intermedio 25b, y la otra de las tres vías está conectada al intercambiador 35 de calor del lado de uso. El segundo dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 33a, el segundo dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 33b, el segundo dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 33c, y el segundo dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 33d se ilustran en ese orden desde la parte superior en la figura 2 con el fin de corresponderse con las unidades de interior 3. La conmutación entre los pasos de medio térmico incluye no solo la conmutación completa de un paso al otro paso, sino también la conmutación parcial de un paso al otro paso.

Cada uno de los cuatro dispositivos de control de caudal de medio térmico 34 (dispositivos de control de caudal de medio térmico 34a a 34d) incluye una válvula de dos vías capaz de controlar la zona de apertura y controla el caudal del medio térmico que fluye a través de la tubería 5. Se disponen los dispositivos de control de caudal de medio térmico 34 cuyo número (cuatro en este caso) corresponde al número de unidades de interior 3 instaladas. Cada dispositivo de control de caudal de medio térmico 34 está dispuesto en el lado de salida del paso de medio térmico del intercambiador 35 de calor del lado de uso correspondiente, de tal manera que una vía está conectada al intercambiador 35 de calor del lado de uso y la otra vía está conectada al primer dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 32. Específicamente, el dispositivo de control de caudal de medio térmico 34 controla la cantidad de medio térmico que fluye hacia la unidad de interior 3 de acuerdo con la temperatura del medio térmico que fluye hacia la unidad de interior 3 y la temperatura del medio térmico que fluye fuera de la unidad de interior 3 de tal manera que pueda suministrarse a la unidad de interior 3 una cantidad óptima de medio térmico en función de la carga de interior.

El dispositivo de control de caudal de medio térmico 34a, el dispositivo de control de caudal de medio térmico 34b, el dispositivo de control de caudal de medio térmico 34c y el dispositivo de control de caudal de medio térmico 34d se ilustran en ese orden desde la parte superior en la figura 2 con el fin de corresponderse con las unidades de interior 3. Cada dispositivo de control de caudal de medio térmico 34 puede estar dispuesto en el lado de entrada del paso de medio térmico del intercambiador 35 de calor del lado de uso correspondiente. Asimismo, el dispositivo de control de caudal de medio térmico 34 puede estar dispuesto en el lado de entrada del paso de medio térmico del intercambiador 35 de calor del lado de uso correspondiente con el fin de localizarse entre el segundo dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 33 y el intercambiador 35 de calor del lado de uso. Adicionalmente, al cerrar completamente el dispositivo de control de caudal de medio térmico 34 puede detenerse el suministro del medio térmico a la unidad de interior 3 correspondiente si la unidad 3 interior no requiere carga, por ejemplo, la unidad de interior 3 está en estado de no operación o de apagado térmico.

Si cada uno de los primeros dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 32 y los segundos dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 33 tiene además funciones del dispositivo de control de caudal de medio térmico 34, pueden eliminarse los dispositivos de control de caudal de medio térmico 34.

La unidad de relé 2 incluye además unos sensores de temperatura 40 (un sensor de temperatura 40a y un sensor de temperatura 40b) para detectar una temperatura del medio térmico en un lado de salida del intercambiador de calor intermedio 25. La información (información de temperatura) detectada por los sensores de temperatura 40 se transmite al controlador 50 que controla la operación del aparato de acondicionamiento de aire 100 de manera centralizada y se usa para controlar, por ejemplo, la frecuencia de accionamiento del compresor 10, la velocidad de rotación de cada dispositivo de envío de aire (no ilustrado), la conmutación del primer dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 11, la frecuencia de accionamiento de las bombas 31, la conmutación de los segundos dispositivos de conmutación de flujo de refrigerante 28, la conmutación entre los pasos de medio térmico y un caudal del medio térmico a través de cada unidad de interior 3. Aunque la figura 2 ilustra el caso donde el controlador 50 está dispuesto en la unidad de relé 2, la configuración no se limita al caso. El controlador 50 puede estar dispuesto en la unidad de exterior 1 o en cualquiera de las unidades de interior 3. Como alternativa, el controlador 50 puede estar dispuesto en cada una de la unidad de exterior 1, la unidad de relé 2 y las unidades de interior 3 de tal manera que los controladores pueden comunicarse entre sí.

El controlador 50 incluye un microordenador y controla los accionadores (o partes de accionamiento para, por ejemplo, las bombas 31, los primeros dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 32, los segundos dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 33, los dispositivos de expansión 26, y los segundos dispositivos de conmutación de flujo de refrigerante 28) para controlar, por ejemplo, la frecuencia de accionamiento del compresor 10, la velocidad de rotación (incluido el ENCENDIDO/APAGADO) de cada dispositivo de envío de aire, la conmutación del primer dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 11, el accionamiento de las bombas 31, el grado de apertura de cada dispositivo de expansión 26, la apertura y cierre de los dispositivos de apertura y cierre, la conmutación por cada segundo dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 28, la conmutación por cada primer dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 32, la conmutación por cada segundo dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 33, y el accionamiento de los dispositivos de control de caudal de medio térmico 34 sobre la base de la información detectada por los medios de detección individuales y una instrucción procedente de un control remoto, realizando de este modo cualquiera de los modos de operación, que se describirán más adelante, y la conmutación de un paso de medio térmico a un tanque de almacenamiento de calor de medio térmico.

Las tuberías 5 a través de las que fluye el medio térmico incluyen las tuberías conectadas al intercambiador de calor intermedio 25a y las tuberías conectadas al intercambiador de calor intermedio 25b. Cada tubería 5 se ramifica en tuberías (cuatro tuberías en este caso) igual en número a las unidades de interior 3 conectadas a la unidad de relé 2. Las tuberías 5 se conectan por los primeros dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 32 y los segundos dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 33. El control de cada primer dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 32 y cada segundo dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 33 determina si se permite que el medio térmico que fluye desde el intercambiador de calor intermedio 25a fluya dentro del intercambiador 35 de calor del lado de uso correspondiente o se permite que el medio térmico que fluye desde el intercambiador de calor intermedio 25b fluya dentro del intercambiador 35 de calor del lado de uso correspondiente.

En el aparato de acondicionamiento de aire 100, el compresor 10, el primer dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 11, el intercambiador 12 de calor del lado de la fuente térmica, el dispositivo de apertura y cierre 27, el dispositivo de apertura y cierre 29, los segundos dispositivos de conmutación de flujo de refrigerante 28, los pasos de refrigerante de los intercambiadores de calor intermedios 25, los dispositivos de expansión 26 y el acumulador 19 están conectados por las tuberías de refrigerante 4, formando de este modo el circuito de refrigerante A. Además, los pasos de medio térmico de los intercambiadores de calor intermedios 25, las bombas 31, los primeros dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 32, los dispositivos de control de caudal de medio térmico 34, los intercambiadores 35 de calor del lado de uso, y los segundos dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 33 están conectados por las tuberías 5, formando de este modo el circuito de medio térmico B. En otras palabras, los intercambiadores 35 de calor del lado de uso están conectados en paralelo con cada uno de los intercambiadores de calor intermedios 25, proporcionando de este modo el circuito de medio térmico B como unos sistemas múltiples.

En el aparato de acondicionamiento de aire 100, la unidad de exterior 1 y la unidad de relé 2 están conectadas a través de los intercambiadores de calor intermedios 25a y 25b dispuestos en la unidad de relé 2. La unidad de relé 2 y cada unidad de interior 3 también están conectadas a través de los intercambiadores de calor intermedios 25a y 25b. En otras palabras, en el aparato de acondicionamiento de aire 100, el refrigerante del lado de la fuente térmica que circula a través del circuito de refrigerante A intercambia calor con el medio térmico que circula a través del circuito de medio térmico B en cada uno de los intercambiadores de calor intermedios 25a y 25b. El aparato de acondicionamiento de aire 100 con una configuración de este tipo consigue una operación de enfriamiento o calentamiento óptima en función de la carga de interior.

[Modos de operación]

A continuación se describirán los modos de operación realizados por el aparato de acondicionamiento de aire 100. El aparato de acondicionamiento de aire 100 permite que cada unidad de interior 3, sobre la base de una instrucción procedente de la unidad de interior 3, realice una operación de enfriamiento o una operación de calentamiento. En otras palabras, el aparato de acondicionamiento de aire 100 permite que todas las unidades de interior 3 realicen la misma operación y también permite que las unidades de interior 3 realicen diferentes operaciones.

Los modos de operación realizados por el aparato de acondicionamiento de aire 100 incluyen el modo de operación de solo enfriamiento en el que todas las unidades de interior de accionamiento 3 realizan la operación de enfriamiento, el modo de operación de solo calentamiento en el que todas las unidades de interior de accionamiento 3 realizan la operación de calentamiento, el modo de operación principal de enfriamiento en el que una carga de enfriamiento es mayor que una carga de calentamiento en el modo de operación mixto de enfriamiento y calentamiento, y el modo de operación principal de calentamiento en el que una carga de calentamiento es mayor que una carga de enfriamiento en el modo de operación mixto de enfriamiento y calentamiento.

Los modos de operación incluyen además un modo de no operación en el que todos los dispositivos de la unidad de exterior 1, la unidad de relé 2 y las unidades de interior 3 están en no operación y no se realiza ningún modo de operación de enfriamiento o calentamiento. El flujo del refrigerante del lado de la fuente térmica y el del medio térmico en cada uno de los modos de operación, que se describirán más adelante, el flujo del refrigerante del lado de la fuente térmica y el del medio térmico en un caso donde el modo de no operación se cambia a otro modo de operación en el que cualquiera de las unidades de interior realiza la operación de enfriamiento o la operación de calentamiento, y el flujo del refrigerante del lado de la fuente térmica y el del medio térmico en una operación se describirán durante una transición desde uno de entre el modo de operación de solo enfriamiento y el modo de operación de solo calentamiento de los modos de operación descritos anteriormente al otro modo de operación.

[Modo de operación de solo calentamiento]

La figura 3 es un diagrama de circuito de refrigerante que ilustra los flujos de los refrigerantes en el modo de operación de solo calentamiento del aparato de acondicionamiento de aire 100. El modo de operación de solo calentamiento se describirá con respecto a un caso donde se genera una carga de calentamiento en cada uno de los intercambiadores 35a a 35d de calor del lado de uso en la figura 3. En la figura 3, las tuberías indicadas por líneas gruesas corresponden a las tuberías a través de las que fluye el refrigerante del lado de la fuente térmica. Asimismo, en la figura 3, las flechas de línea continua indican una dirección de flujo del refrigerante del lado de la fuente térmica y las flechas de línea discontinua indican una dirección de flujo del medio térmico.

En el modo de operación de solo calentamiento ilustrado en la figura 3, en la unidad de exterior 1, el primer dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 11 puede realizar la conmutación de tal manera que el refrigerante del lado de la fuente térmica descargado del compresor 10 fluye hacia la unidad de relé 2 sin pasar a través del intercambiador 12 de calor del lado de la fuente térmica. En la unidad de relé 2, se accionan las bombas 31a y 31b y los dispositivos de control de caudal de medio térmico 34a a 34d se abren de tal manera que el medio térmico circula entre el intercambiador de calor intermedio 25a y los intercambiadores 35a a 35d de calor del lado de uso y también circula entre el intercambiador de calor intermedio 25b y los intercambiadores 35a a 35d de calor del lado de uso. Los segundos dispositivos de conmutación de flujo de refrigerante 28a y 28b se conmutan a una posición de calentamiento, el dispositivo de apertura y cierre 27 está cerrado y el dispositivo de apertura y cierre 29 está abierto.

En primer lugar, se describirá el flujo del refrigerante del lado de la fuente térmica en el circuito de refrigerante A.

El compresor 10 comprime un refrigerante de baja temperatura y baja presión y se descarga como un refrigerante de gas de alta temperatura y alta presión desde el compresor 10. El refrigerante de gas de alta temperatura y alta presión descargado del compresor 10 pasa a través del primer dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 11, fluye a través de la tubería de conexión de refrigerante 4a, pasa a través de la válvula de retención 13d y fluye fuera de la unidad de exterior 1. El refrigerante de gas de alta temperatura y alta presión que sale de la unidad de exterior 1 pasa a través de la tubería de refrigerante 4 y fluye hacia la unidad de relé 2. El refrigerante de gas de alta temperatura y alta presión que fluye hacia la unidad de relé 2 se divide en flujos y los flujos pasan a través de los segundos dispositivos de conmutación de flujo de refrigerante 28a y 28b y a continuación entran en los intercambiadores de calor intermedios 25a y 25b.

El refrigerante de gas de alta temperatura y alta presión, que ha fluido hacia el intercambiador de calor intermedio 25a y el intercambiador de calor intermedio 25b, se condensa y licua mientras transfiere calor al medio térmico que circula a través del circuito de medio térmico B, de tal manera que se convierte en un refrigerante líquido a alta presión. El refrigerante líquido que sale del intercambiador de calor intermedio 25a y el que sale del intercambiador de calor intermedio 25b se expanden en un refrigerante bifásico de baja temperatura y baja presión mediante el dispositivo de expansión 26a y el dispositivo de expansión 26b, respectivamente. Estos flujos de refrigerante bifásico se fusionan en un solo flujo de refrigerante bifásico. El refrigerante bifásico pasa a continuación a través del dispositivo de apertura y cierre 29, fluye fuera de la unidad de relé 2, pasa a través del tubería de refrigerante 4 y fluye nuevamente hacia la unidad de exterior 1. El refrigerante, que ha fluido hacia la unidad de exterior 1, fluye a través de la tubería de conexión de refrigerante 4b, pasa a través de la válvula de retención 13b, y fluye hacia el intercambiador 12 de calor del lado de la fuente térmica, funcionando como un evaporador.

El refrigerante del lado de la fuente térmica, que ha fluido hacia el intercambiador 12 de calor del lado de la fuente térmica, elimina el calor del aire (en adelante en el presente documento, denominado "aire exterior") en el espacio de exterior 6 en el intercambiador 12 de calor del lado de la fuente térmica, de tal manera que el refrigerante se convierte en un refrigerante de gas de baja temperatura y baja presión. El refrigerante de gas de baja temperatura y baja presión que sale del intercambiador 12 de calor del lado de la fuente térmica pasa a través del primer dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 11 y del acumulador 19 y se succiona nuevamente hacia el compresor 10.

En este momento, se controla el grado de apertura de cada dispositivo de expansión 26 para proporcionar un subenfriamiento constante (grado de subenfriamiento). El grado de subenfriamiento se obtiene como la diferencia entre una temperatura de saturación convertida a partir de la presión del refrigerante del lado de la fuente térmica que fluye entre el dispositivo de expansión 26 y el intercambiador de calor intermedio correspondiente 25 y la temperatura del refrigerante en el lado de salida del intercambiador de calor intermedio 25. Si puede medirse la temperatura en la posición media de cada intercambiador de calor intermedio 25, puede usarse la temperatura en la posición media en lugar de la temperatura de saturación. En este caso, puede eliminarse un sensor de presión, de tal manera que dicho sistema puede construirse de manera económica.

A continuación, se describirá el flujo del medio térmico en el circuito de medio térmico B.

En el modo de operación de solo calentamiento, tanto el intercambiador de calor intermedio 25a como el intercambiador de calor intermedio 25b transfieren la energía de calentamiento del refrigerante del lado de la fuente térmica al medio térmico y las bombas 31a y 31b permiten que el medio térmico calentado fluya a través de las tuberías 5. El medio térmico, que ha fluido fuera de cada una de las bombas 31a y 31b mientras estaba presurizada, fluye a través de los segundos dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 33a a 33d hacia los intercambiadores 35a a 35d de calor del lado de uso. El medio térmico transfiere calor al aire interior en cada uno de los intercambiadores 35a a 35d de calor del lado de uso, calentando de este modo el espacio de interior 7.

A continuación, el medio térmico fluye fuera de cada uno de los intercambiadores 35a a 35d de calor del lado de uso y fluye hacia el correspondiente de los dispositivos de control de caudal de medio térmico 34a a 34d. En este momento, cada uno de los dispositivos de control de caudal de medio térmico 34a a 34d permite que el medio térmico se controle a un caudal necesario para cubrir una carga de acondicionamiento de aire necesaria en el espacio de interior, de tal manera que el caudal controlado del medio térmico fluya hacia el correspondiente de los intercambiadores 35a a 35d de calor del lado de uso. El medio térmico que sale de los dispositivos de control de caudal de medio térmico 34a a 34d pasa a través de los primeros dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 32a a 32d, fluye hacia los intercambiadores de calor intermedios 25a y 25b, recibe calor del refrigerante en una cantidad equivalente a la cantidad de calor suministrada a los espacios de interior 7 a través de las unidades de interior 3, y a continuación se succiona nuevamente hacia las bombas 31a y 31b.

En la tubería 5 en cada intercambiador 35 de calor del lado de uso, el medio térmico fluye en la dirección en la que el medio térmico fluye desde el segundo dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 33 a través del dispositivo de control de caudal de medio térmico 34 hasta el primer dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 32. Asimismo, la diferencia entre una temperatura detectada por el sensor de temperatura 40a o la detectada por el sensor de temperatura 40b y una temperatura del medio térmico que sale de cada intercambiador 35 de calor del lado de uso, se controla de tal manera que la diferencia se mantenga en un valor objetivo, de tal manera que pueda cubrirse la carga de acondicionamiento de aire necesaria en el espacio de interior 7. En cuanto a la temperatura en el lado de salida de cada intercambiador de calor intermedio 25, puede usarse la temperatura detectada por el sensor de temperatura 40a y la detectada por el sensor de temperatura 40b. Como alternativa, puede usarse la temperatura media de los mismos.

En este momento, los primeros dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 32 y los segundos dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 33 se controlan en un grado de apertura intermedio o un grado de apertura en función de la temperatura del medio térmico en la salida del intercambiador de calor intermedio 25a y la temperatura del medio térmico en la salida del intercambiador de calor intermedio 25b de tal manera que se establezcan los pasos tanto al intercambiador de calor intermedio 25a como al intercambiador de calor intermedio 25b. Cada intercambiador 35 de calor del lado de uso debería controlarse sobre la base de la diferencia entre la temperatura en la entrada del intercambiador 35 de calor del lado de uso y la de la salida del mismo. La temperatura del medio térmico en el lado de entrada del intercambiador 35 de calor del lado de uso es sustancialmente la misma que la temperatura detectada por el sensor de temperatura 40b y el uso del sensor de temperatura 40b da como resultado una reducción en el número de sensores de temperatura. De esta manera, el sistema puede construirse de manera económica.

Al realizar el modo de operación de solo calentamiento, no es necesario suministrar el medio térmico a cada intercambiador 35 de calor del lado de uso que no tenga una carga térmica (incluyendo el que esté en el estado de apagado térmico). Por consiguiente, se cierra el dispositivo de control de caudal de medio térmico correspondiente 34 para bloquear el paso de tal manera que el medio térmico no fluya hacia el intercambiador 35 de calor del lado de uso. En la figura 3, cada uno de los intercambiadores 35a a 35d de calor del lado de uso tiene una carga térmica y se permite que el medio térmico fluya a cada uno de los intercambiadores 35a a 35d de calor del lado de uso. Si algún intercambiador 35 de calor del lado de uso no tiene carga térmica, el dispositivo de control de caudal de medio térmico correspondiente 34 puede estar completamente cerrado. Cuando se vuelve a generar una carga térmica, el dispositivo de control de caudal de medio térmico correspondiente 34 puede abrirse de tal manera que circule el medio térmico. Lo mismo se aplica a los otros modos de operación que se describirán más adelante.

[Modo de operación de solo enfriamiento]

La figura 4 es un diagrama de circuito de refrigerante que ilustra los flujos de los refrigerantes en el modo de operación de solo enfriamiento del aparato de acondicionamiento de aire 100. El modo de operación de solo enfriamiento se describirá con respecto a un caso donde se genera una carga de enfriamiento en cada uno de los intercambiadores 35a a 35d de calor del lado de uso en la figura 4. En la figura 4, las tuberías indicadas por líneas gruesas corresponden a las tuberías a través de las que fluye el refrigerante del lado de la fuente térmica. Asimismo, en la figura 4, las flechas de línea continua indican una dirección de flujo del refrigerante del lado de la fuente térmica y las flechas de línea discontinua indican una dirección de flujo del medio térmico.

En el modo de operación de solo enfriamiento ilustrado en la figura 4, en la unidad de exterior 1, se permite que el primer dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 11 realice la conmutación de tal manera que el refrigerante del lado de la fuente térmica descargado del compresor 10 fluya hacia el intercambiador 12 de calor del lado de la fuente térmica.

En la unidad de relé 2, se accionan las bombas 31a y 31b y los dispositivos de control de caudal de medio térmico 34a a 34d se abren de tal manera que el medio térmico circula entre el intercambiador de calor intermedio 25a y los intercambiadores 35a a 35d de calor del lado de uso y también circula entre el intercambiador de calor intermedio 25b y los intercambiadores 35a a 35d de calor del lado de uso. Los segundos dispositivos de conmutación de flujo de refrigerante 28a y 28b se conmutan a una posición de enfriamiento, se abre el dispositivo de apertura y cierre 27 y se cierra el dispositivo de apertura y cierre 29.

El compresor 10 comprime un refrigerante de baja temperatura y baja presión y se descarga como un refrigerante de gas de alta temperatura y alta presión desde el compresor 10. El refrigerante de gas de alta temperatura y alta presión descargado del compresor 10 fluye a través del primer dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 11 y pasa a través del intercambiador 12 de calor del lado de la fuente térmica, en el que el refrigerante intercambia calor con el aire exterior y, por lo tanto, se convierte en un refrigerante líquido o bifásico de alta temperatura y alta presión. El refrigerante pasa a través de la válvula de retención 13a, fluye a través del tubería de conexión de refrigerante 4a y fluye fuera de la unidad de exterior 1. El refrigerante líquido o bifásico de alta temperatura y alta presión que sale de la unidad de exterior 1 pasa a través del tubería de refrigerante 4 y fluye hacia la unidad de relé 2.

El refrigerante líquido o bifásico de alta temperatura y alta presión, que ha fluido hacia la unidad de relé 2, pasa a través del dispositivo de apertura y cierre 27 y a continuación se divide en flujos hacia el dispositivo de expansión 26a y hacia el dispositivo de expansión 26b, en cada uno de los cuales el refrigerante se expande en un refrigerante bifásico de baja temperatura y baja presión. Estos flujos de refrigerante bifásico se evaporan y gasifican mientras eliminan el calor del medio térmico que circula a través del circuito de medio térmico B, de tal manera que el refrigerante se convierte en un refrigerante de gas de baja temperatura. El refrigerante de gas que sale del intercambiador de calor intermedio 25a y del intercambiador de calor intermedio 25b pasa a través del segundo dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 28a y del segundo dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 28b, fluye fuera de la unidad de relé 2, pasa a través del tubería de refrigerante 4, la válvula de retención 13c, el primer dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 11, y el acumulador 19, y a continuación se succiona nuevamente al compresor 10.

En este momento, se controla el grado de apertura de cada dispositivo de expansión 26 para proporcionar un súpercalentamiento constante (grado de súpercalentamiento). El grado de súpercalentamiento se obtiene como la diferencia entre una temperatura de saturación convertida a partir de la presión del refrigerante del lado de la fuente térmica que fluye entre el dispositivo de expansión 26 y el intercambiador de calor intermedio correspondiente 25 y una temperatura en el lado de salida del intercambiador de calor intermedio 25. Si puede medirse la temperatura en la posición media de cada intercambiador de calor intermedio 25, puede usarse la temperatura en la posición media en lugar de la temperatura de saturación. En este caso, puede eliminarse un sensor de presión, de tal manera que dicho sistema puede construirse de manera económica.

En el modo de operación de solo enfriamiento, tanto el intercambiador de calor intermedio 25a como el intercambiador de calor intermedio 25b transfieren la energía de enfriamiento del refrigerante del lado de la fuente térmica al medio térmico. El medio térmico enfriado se presuriza por las bombas 31a y 31b y a continuación fluye fuera de las bombas 31a y 31 b. El medio térmico fluye a través de los segundos dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 33a a 33d hacia los intercambiadores 35a a 35d de calor del lado de uso. El medio térmico elimina el calor del aire interior en cada uno de los intercambiadores 35a a 35d de calor del lado de uso, enfriando de este modo el espacio de interior 7.

A continuación, el medio térmico fluye fuera de cada uno de los intercambiadores 35a a 35d de calor del lado de uso y fluye hacia el correspondiente de los dispositivos de control de caudal de medio térmico 34a a 34d. En este momento, cada uno de los dispositivos de control de caudal de medio térmico 34a a 34d permite que el medio térmico se controle a un caudal necesario para cubrir una carga de acondicionamiento de aire necesaria en el espacio de interior, de tal manera que el caudal controlado del medio térmico fluya hacia el correspondiente de los intercambiadores 35a a 35d de calor del lado de uso. El medio térmico que sale de los dispositivos de control de caudal de medio térmico 34a a 34d pasa a través de los primeros dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 32a a 32d, fluye hacia los intercambiadores de calor intermedios 25a y 25b, transfiere calor al refrigerante en una cantidad equivalente a la cantidad de calor eliminada de los espacios de interior 7 a través de las unidades de interior 3, y a continuación se succiona nuevamente hacia las bombas 31a y 31 b.

En este momento, los primeros dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 32 y los segundos dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 33 se controlan en un grado de apertura intermedio o un grado de apertura en función de la temperatura del medio térmico en la salida del intercambiador de calor intermedio 25a y la temperatura del medio térmico en la salida del intercambiador de calor intermedio 25b de tal manera que se establezcan los pasos tanto al intercambiador de calor intermedio 25a como al intercambiador de calor intermedio 25b. Cada intercambiador 35 de calor del lado de uso debería controlarse sobre la base de la diferencia entre la temperatura del medio térmico en la entrada del intercambiador 35 de calor del lado de uso y la de la salida del mismo. La temperatura del medio térmico en el lado de entrada del intercambiador 35 de calor del lado de uso es sustancialmente la misma que la temperatura detectada por el sensor de temperatura 40b y el uso del sensor de temperatura 40b da como resultado una reducción en el número de sensores de temperatura. De esta manera, el sistema puede construirse de manera económica.

[Modo de operación mixto de enfriamiento y calentamiento]

La figura 5 es un diagrama de circuito de refrigerante que ilustra los flujos de refrigerantes en el modo de operación mixto de enfriamiento y calentamiento del aparato de acondicionamiento de aire 100. El modo de operación principal de calentamiento se describirá ahora haciendo referencia a la figura 5. El modo de operación principal de calentamiento se incluye en la operación mixta de enfriamiento y calentamiento en la que se genera una carga de calentamiento en cualquiera de los intercambiadores 35 de calor del lado de uso y se genera una carga de enfriamiento en los otros intercambiadores 35 de calor del lado de uso. La figura 5 ilustra un caso donde la carga de enfriamiento se genera en los intercambiadores 35a y 35b de calor del lado de uso y la carga de calentamiento se genera en los intercambiadores 35c y 35d de calor del lado de uso. En la figura 5, las tuberías indicadas por líneas gruesas corresponden a las tuberías a través de las que circula el refrigerante del lado de la fuente térmica. Asimismo, en la figura 5, las flechas de línea continua indican una dirección de flujo del refrigerante del lado de la fuente térmica y las flechas de línea discontinua indican una dirección de flujo del medio térmico.

En el modo de operación principal de calentamiento ilustrado en la figura 5, en la unidad de exterior 1, el primer dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 11 puede realizar la conmutación de tal manera que el refrigerante del lado de la fuente térmica descargado del compresor 10 fluye hacia la unidad de relé 2 sin pasar a través del intercambiador 12 de calor del lado de la fuente térmica. En la unidad de relé 2, se accionan las bombas 31a y 31b y los dispositivos de control de caudal de medio térmico 34a a 34d se abren de tal manera que el medio térmico circula entre el intercambiador de calor intermedio 25a y los intercambiadores 35 de calor del lado de uso en los que se genera la carga de enfriamiento y el medio térmico circula entre el intercambiador de calor intermedio 25b y los intercambiadores 35 de calor del lado de uso en los que se genera la carga de calentamiento. El segundo dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 28a se conmuta a la posición de enfriamiento y el segundo dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 28b se conmuta a la posición de calentamiento. El dispositivo de expansión 26a está completamente abierto, el dispositivo de apertura y cierre 27 está cerrado y el dispositivo de apertura y cierre 29 está cerrado.

El compresor 10 comprime un refrigerante de baja temperatura y baja presión y se descarga como un refrigerante de gas de alta temperatura y alta presión desde el compresor 10. El refrigerante de gas de alta temperatura y alta presión descargado del compresor 10 pasa a través del primer dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 11, fluye a través del tubería de conexión de refrigerante 4a, pasa a través de la válvula de retención 13d y fluye fuera de la unidad de exterior 1. El refrigerante de gas de alta temperatura y alta presión que sale de la unidad de exterior 1 pasa a través de la tubería de refrigerante 4 y fluye hacia la unidad de relé 2. El refrigerante de gas de alta temperatura y alta presión, que ha fluido hacia la unidad de relé 2, pasa a través del segundo dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 28b y fluye hacia el intercambiador de calor intermedio 25b, funcionando como un condensador.

El refrigerante de gas, que ha fluido hacia el intercambiador de calor intermedio 25b, se condensa y licua mientras transfiere calor al medio térmico que circula a través del circuito de medio térmico B, de tal manera que el refrigerante se convierte en un refrigerante líquido. El refrigerante líquido que sale del intercambiador de calor intermedio 25b se expande en un refrigerante bifásico de baja presión mediante el dispositivo de expansión 26b. Este refrigerante bifásico de baja presión fluye a través del dispositivo de expansión 26a hacia el intercambiador de calor intermedio 25a, funcionando como un evaporador. El refrigerante bifásico de baja presión, que ha fluido hacia el intercambiador de calor intermedio 25a, elimina el calor del medio térmico que circula a través del circuito de medio térmico B para evaporarlo, enfriando de este modo el medio térmico. Este refrigerante bifásico de baja presión fluye fuera del intercambiador de calor intermedio 25a, pasa a través del segundo dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 28a, fluye fuera de la unidad de relé 2, pasa a través del tubería de refrigerante 4 y fluye nuevamente hacia la unidad de exterior 1.

El refrigerante bifásico de baja temperatura y baja presión, que ha fluido hacia la unidad de exterior 1, pasa a través de la válvula de retención 13b y fluye hacia el intercambiador 12 de calor del lado de la fuente térmica, funcionando como un evaporador. El refrigerante, que ha fluido hacia el intercambiador 12 de calor del lado de la fuente térmica, elimina el calor del aire exterior en el intercambiador 12 de calor del lado de la fuente térmica, de tal manera que el refrigerante se convierte en un refrigerante de gas de baja temperatura y baja presión. El refrigerante de gas de baja temperatura y baja presión que sale del intercambiador 12 de calor del lado de la fuente térmica fluye a través del primer dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 11 y del acumulador 19 y se succiona nuevamente hacia el compresor 10.

El grado de apertura del dispositivo de expansión 26b se controla de tal manera que el subenfriamiento (grado de subenfriamiento) relacionado con el refrigerante en la salida del intercambiador de calor intermedio 25b alcance un valor objetivo. El dispositivo de expansión 26b puede abrirse completamente y el subenfriamiento puede controlarse a través del dispositivo de expansión 26a.

En el modo de operación principal de calentamiento, el intercambiador de calor intermedio 25b transfiere energía de calentamiento del refrigerante del lado de la fuente térmica al medio térmico y la bomba 31b permite que el medio térmico calentado fluya a través de las tuberías 5. Asimismo, en el modo de operación principal de calentamiento, el intercambiador de calor intermedio 25a transfiere energía de enfriamiento del refrigerante del lado de la fuente térmica al medio térmico y la bomba 31a permite que el medio térmico enfriado fluya a través de las tuberías 5. El medio térmico enfriado, que ha fluido fuera de la bomba 31a mientras que estaba presurizada, fluye hacia cada intercambiador 35 de calor del lado de uso en el que la carga de enfriamiento se genera a través del segundo dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico correspondiente 33. El medio térmico, que ha fluido fuera de la bomba 31 b mientras que estaba presurizada, fluye hacia cada intercambiador 35 de calor del lado de uso en el que la carga de calentamiento se genera a través del segundo dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico correspondiente 33.

En este caso, cada segundo dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 33 conectado a la unidad de interior 3 en el modo de operación de calentamiento se conmuta al paso conectado al intercambiador de calor intermedio 25b y la bomba 31b. Adicionalmente, cada segundo dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 33 conectado a la unidad de interior 3 en el modo de operación de enfriamiento se conmuta al paso conectado al intercambiador de calor intermedio 25a y la bomba 31a. En otras palabras, el segundo dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 33 permite que el medio térmico a suministrar a la unidad de interior correspondiente 3 conmute entre el medio térmico para calentar y el medio térmico para enfriar.

Cada intercambiador 35 de calor del lado de uso realiza, la operación de enfriamiento en la que el medio térmico elimina calor del aire interior para enfriar el espacio de interior 7 o la operación de calentamiento en la que el medio térmico transfiere calor al aire interior para calentar el espacio de interior 7. En este momento, el dispositivo de control de caudal de medio térmico correspondiente 34 permite que el medio térmico se controle a un caudal necesario para cubrir una carga de acondicionamiento de aire necesaria en el espacio de interior, de tal manera que el caudal controlado del medio térmico fluya hacia el intercambiador 35 de calor del lado de uso.

El medio térmico usado en la operación de enfriamiento, que ha pasado por los intercambiadores 35 de calor del lado de uso relevantes para la operación de enfriamiento, y ha aumentado ligeramente de temperatura, pasa a través de los dispositivos de control de caudal de medio térmico relevantes 34 y los primeros dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico relevantes 32, fluye hacia el intercambiador de calor intermedio 25a, y a continuación se succiona nuevamente hacia la bomba 31a. El medio térmico usado en la operación de calentamiento, que ha pasado a través de los intercambiadores 35 de calor del lado de uso relevantes para la operación de calentamiento y ha disminuido ligeramente en temperatura, pasa a través de los dispositivos de control de caudal de medio térmico relevantes 34 y los primeros dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico relevantes 32, fluye hacia el intercambiador de calor intermedio 25b, y a continuación se succiona nuevamente hacia la bomba 31 a. En este caso, cada primer dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 32 conectado a la unidad de interior 3 en el modo de operación de calentamiento se conmuta al paso conectado al intercambiador de calor intermedio 25b y la bomba 31b. Cada primer dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 32 conectado a la unidad de interior 3 en el modo de operación de enfriamiento se conmuta al paso conectado al intercambiador de calor intermedio 25a y la bomba 31a.

A lo largo de este modo, los primeros dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 32 y los segundos dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 33 permiten que el medio térmico caliente y el medio térmico frío se suministren a los intercambiadores 35 de calor del lado de uso que tienen la carga de calentamiento y a los intercambiadores 35 de calor del lado de uso que tienen la carga de enfriamiento, respectivamente, sin mezclarse entre sí. En consecuencia, el medio térmico usado en el modo de operación de calentamiento puede fluir hacia el intercambiador de calor intermedio 25b en el que el refrigerante transfiere calor al medio térmico para calentarlo y el medio térmico usado en el modo de operación de enfriamiento puede fluir hacia el intercambiador de calor intermedio 25a en el que el refrigerante elimina el calor del medio térmico para enfriarlo. En los intercambiadores de calor intermedios 25, el medio térmico intercambia calor con el refrigerante y a continuación se envía a las bombas 31a y 31b.

En la tubería 5 en cada uno de los intercambiadores 35 de calor del lado de uso para calentar y aquellos para enfriar, el medio térmico fluye en la dirección en la que fluye desde el segundo dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 33 a través del dispositivo de control de caudal de medio térmico 34 hasta el primer dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico 32. Asimismo, la diferencia entre una temperatura detectada por el sensor de temperatura 40b y una temperatura del medio térmico que sale de cada intercambiador 35 de calor del lado de uso para calentar, se controla de tal manera que la diferencia se mantenga en un valor objetivo, de tal manera que pueda cubrirse la carga de acondicionamiento de aire necesaria en el espacio de interior 7 a calentar. La diferencia entre una temperatura detectada por el sensor de temperatura 40a y una temperatura del medio térmico que sale de cada intercambiador 35 de calor del lado de uso para enfriar, se controla de tal manera que la diferencia se mantenga en un valor objetivo, de tal manera que pueda cubrirse la carga de acondicionamiento de aire necesaria en el espacio de interior 7 a enfriar.

En el modo de operación principal de enfriamiento incluido en el modo de operación mixto de enfriamiento y calentamiento del aparato de acondicionamiento de aire 100 de la figura 5 en el que la carga de enfriamiento se genera en cualquiera de los intercambiadores 35 de calor del lado de uso y la carga de calentamiento se genera en los otros intercambiadores 35 de calor del lado de uso, el refrigerante del lado de la fuente térmica en el circuito de refrigerante A y el medio térmico en el circuito de medio térmico B fluyen de la misma manera que en el modo de operación principal de calentamiento.

[Modo de no operación]

Un estado en el que no hay flujo de refrigerante del lado de la fuente térmica en el circuito de refrigerante A y no hay flujo del medio térmico en el circuito de medio térmico B, es decir, todos los elementos en el circuito de refrigerante A y el circuito de medio térmico B están en no operación se denomina "modo de no operación".

La figura 6 es un diagrama de circuito que ilustra el flujo del refrigerante y el del medio térmico tras la conmutación del aparato de acondicionamiento de aire 100 del modo de no operación a otro modo de operación en el que dos unidades de interior 3 inician la operación de calentamiento. La figura 6 ilustra un caso donde los intercambiadores 35a y 35b de calor del lado de uso inician la operación de calentamiento. En la figura 6, las tuberías indicadas por líneas gruesas corresponden a las tuberías a través de las que fluye el refrigerante del lado de la fuente térmica. Asimismo, en la figura 6, las flechas de línea continua indican una dirección de flujo del refrigerante del lado de la fuente térmica y las flechas de línea discontinua indican una dirección de flujo del medio térmico.

En el modo de no operación, el medio térmico intercambia calor con el aire ambiente a través de la unidad de relé 2 y las unidades de interior 3. Como el tiempo transcurrido en el modo de no operación es mayor, por lo tanto, la temperatura del medio térmico está más cerca de la temperatura ambiente. En particular, en invierno cuando la temperatura ambiente es baja, el medio térmico intercambia calor con el aire ambiente y, por consiguiente, cae a una temperatura baja. Si se suministra un medio térmico de baja temperatura de este tipo a las unidades de interior 3 y las unidades de interior 3 comienzan a enviar aire durante una operación de calentamiento en invierno, aire frio, es decir, se suministraría aire a una temperatura más baja que la temperatura del cuerpo humano a los espacios de interior a pesar de la operación de calentamiento. En otras palabras, esto haría que el usuario se sintiera incómodo.

La figura 7 es un diagrama de circuito que ilustra el flujo del refrigerante y el del medio térmico tras la conmutación del aparato de acondicionamiento de aire 100 del modo de no operación a otro modo de operación en el que dos unidades de interior 3 inician la operación de enfriamiento. La figura 7 ilustra un caso donde los intercambiadores 35a y 35b de calor del lado de uso inician la operación de enfriamiento. En la figura 7, las tuberías indicadas por líneas gruesas corresponden a las tuberías a través de las que fluye el refrigerante del lado de la fuente térmica. Asimismo, en la figura 7, las flechas de línea continua indican una dirección de flujo del refrigerante del lado de la fuente térmica y las flechas de línea discontinua indican una dirección de flujo del medio térmico.

Como en el caso descrito haciendo referencia a la figura 6, en verano, cuando la temperatura ambiente es alta, el medio térmico intercambia calor con el aire ambiente y, por consiguiente, se eleva a una temperatura alta. Si se suministra un medio térmico de alta temperatura de este tipo a las unidades de interior 3 y las unidades de interior 3 comienzan a enviar aire durante una operación de enfriamiento en verano, aire caliente, es decir, se suministraría aire a una temperatura más alta que la temperatura del cuerpo humano a los espacios de interior a pesar de la operación de enfriamiento. En otras palabras, esto haría que el usuario se sintiera incómodo.

Para evitar el suministro de un medio térmico de alta temperatura en la operación de enfriamiento y el suministro de un medio térmico de baja temperatura en la operación de calentamiento, el aparato de acondicionamiento de aire 100 usa los sensores de temperatura 70 para detectar una temperatura del medio térmico en el lado de entrada del intercambiador 35 de calor del lado de uso conectado a la unidad de relé 2 por las tuberías 5.

Tras el inicio de la operación de calentamiento, cada unidad de interior 3 que ha recibido una instrucción de operación de calentamiento del controlador 50 permite que el sensor de temperatura correspondiente 70 dispuesto en la entrada del intercambiador 35 de calor del lado de uso correspondiente en la unidad de interior 3 detecte una temperatura del medio térmico antes de que la unidad de interior 3 accione el dispositivo de envío de aire. Cuando la temperatura del medio térmico es inferior a 35 grados C, que está cerca de la temperatura del cuerpo humano, la unidad de interior 3 inicia el modo de operación de calentamiento sin accionar el dispositivo de envío de aire en la unidad de interior 3 (la unidad de exterior 1 y la unidad de relé 2 operan de acuerdo con dicha operación). A continuación, la unidad de interior 3 comienza a accionar el dispositivo de envío de aire cuando la temperatura detectada por el sensor de temperatura 70 es sucesivamente superior a 35 grados C, como alternativa, después de un intervalo de cinco minutos, por ejemplo.

Por otra parte, tras el inicio de la operación de enfriamiento, cada unidad de interior 3 que ha recibido una instrucción de operación de enfriamiento del controlador 50 permite que el sensor de temperatura correspondiente 70 dispuesto en la entrada del intercambiador 35 de calor del lado de uso correspondiente en la unidad de interior 3 detecte una temperatura del medio térmico antes de que la unidad de interior 3 accione el dispositivo de envío de aire. Cuando la temperatura del medio térmico es superior a 35 grados C que está cerca de la temperatura del cuerpo humano, la unidad de interior 3 inicia el modo de operación de enfriamiento sin accionar el dispositivo de envío de aire en la unidad de interior 3 (la unidad de exterior 1 y la unidad de relé 2 operan de acuerdo con dicha operación). A continuación, la unidad de interior 3 comienza a accionar el dispositivo de envío de aire cuando la temperatura detectada por el sensor de temperatura 70 es sucesivamente inferior a 35 grados C, como alternativa, después de un intervalo de cinco minutos, por ejemplo.

La figura 8 es un diagrama de circuito que ilustra el flujo del refrigerante y el del medio térmico tras la conmutación del aparato de acondicionamiento de aire 100 del modo de operación de solo enfriamiento al modo de operación mixto (el modo de operación principal de enfriamiento) en el que una de las unidades de interior 3 conectadas a la unidad de relé 2 realizan la operación de calentamiento. La figura 8 ilustra un caso donde el intercambiador 35d de calor del lado de uso se ha conmutado desde la operación de enfriamiento a la operación de calentamiento. En la figura 8, las tuberías indicadas por líneas gruesas corresponden a las tuberías a través de las que fluye el refrigerante del lado de la fuente térmica. Asimismo, en la figura 8, las flechas de línea continua indican una dirección de flujo del refrigerante del lado de la fuente térmica y las flechas de línea discontinua indican una dirección de flujo del medio térmico.

En el modo de operación de solo enfriamiento, el medio térmico en cada circuito de medio térmico B se enfría a una temperatura baja por el refrigerante en el circuito de refrigerante A. Si el medio térmico de baja temperatura se transporta a la unidad de interior 3 que realiza la operación de calentamiento y la unidad de interior 3 comienza a enviar aire, el espacio de interior correspondiente se suministraría de aire frío, es decir, aire a temperatura más baja que la temperatura del cuerpo humano a pesar de la operación de calentamiento. En otras palabras, esto haría que el usuario se sintiera incómodo.

Para evitar el suministro del medio térmico a baja temperatura en la operación de calentamiento, el aparato de acondicionamiento de aire 100 usa los sensores de temperatura 70 para detectar la temperatura del medio térmico en el lado de entrada del intercambiador 35 de calor del lado de uso en la unidad de interior 3 conectada a la unidad de relé 2 por las tuberías 5.

Tras el inicio de la operación de calentamiento, la unidad de interior 3 que ha recibido una instrucción de operación de calentamiento del controlador 50 permite que el sensor de temperatura correspondiente 70 dispuesto en la entrada del intercambiador 35 de calor del lado de uso correspondiente en la unidad de interior 3 detecte una temperatura del medio térmico antes de que la unidad de interior 3 accione el dispositivo de envío de aire. Cuando la temperatura del medio térmico es inferior a 35 grados C, que está cerca de la temperatura del cuerpo humano, la unidad de interior 3 inicia el modo de operación de calentamiento sin accionar el dispositivo de envío de aire en la unidad de interior 3 (la unidad de exterior 1 y la unidad de relé 2 operan de acuerdo con dicha operación). A continuación, la unidad de interior 3 comienza a accionar el dispositivo de envío de aire cuando la temperatura detectada por el sensor de temperatura 70 es sucesivamente superior a 35 grados C, como alternativa, después de un intervalo de cinco minutos, por ejemplo.

La figura 9 es un diagrama de circuito que ilustra el flujo del refrigerante y el del medio térmico tras la conmutación del aparato de acondicionamiento de aire 100 desde el modo de operación de solo calentamiento al modo de operación mixto (el modo de operación principal de calentamiento) en el que una de las unidades de interior 3 conectadas a la unidad de relé 2 realizan la operación de enfriamiento. La figura 9 ilustra un caso donde el intercambiador 35d de calor del lado de uso se ha conmutado desde la operación de enfriamiento a la operación de calentamiento. En la figura 9, las tuberías indicadas por líneas gruesas corresponden a las tuberías a través de las que fluye el refrigerante del lado de la fuente térmica. Asimismo, en la figura 9, las flechas de línea continua indican una dirección de flujo del refrigerante del lado de la fuente térmica y las flechas de línea discontinua indican una dirección de flujo del medio térmico.

En el modo de operación de solo calentamiento, el medio térmico en cada circuito de medio térmico B se calienta a una temperatura alta por el refrigerante en el circuito de refrigerante A. Si el medio térmico de alta temperatura se transporta a la unidad de interior 3 que realiza la operación de enfriamiento y la unidad de interior 3 comienza a enviar aire, el espacio de interior correspondiente se suministraría de aire caliente, es decir, aire a temperatura más alta que la temperatura del cuerpo humano que la temperatura del cuerpo humano a pesar de la operación de enfriamiento. En otras palabras, esto haría que el usuario se sintiera incómodo.

Para evitar el suministro del medio térmico de alta temperatura en la operación de enfriamiento, el aparato de acondicionamiento de aire 100 usa los sensores de temperatura 70 para detectar la temperatura del medio térmico en el lado de entrada del intercambiador 35 de calor del lado de uso en la unidad de interior 3 conectada a la unidad de relé 2 por las tuberías 5.

Tras el inicio de la operación de enfriamiento, la unidad de interior 3 que ha recibido una instrucción de operación de enfriamiento del controlador 50 permite que el sensor de temperatura correspondiente 70 dispuesto en la entrada del intercambiador 35 de calor del lado de uso correspondiente en la unidad de interior 3 detecte una temperatura del medio térmico antes de que la unidad de interior 3 accione el dispositivo de envío de aire. Cuando la temperatura del medio térmico es superior a 35 grados C que está cerca de la temperatura del cuerpo humano, la unidad de interior 3 inicia el modo de operación de enfriamiento sin accionar el dispositivo de envío de aire en la unidad de interior 3 (la unidad de exterior 1 y la unidad de relé 2 operan de acuerdo con dicha operación). A continuación, la unidad de interior 3 comienza a accionar el dispositivo de envío de aire cuando la temperatura detectada por el sensor de temperatura 70 es sucesivamente inferior a 35 grados C, como alternativa, después de un intervalo de cinco minutos, por ejemplo.

[Ejemplo de control de dispositivo de envío de aire]

La comodidad del usuario puede perderse al accionar inmediatamente el dispositivo de envío de aire en la unidad de interior 3 tras cambiar del modo de no operación al modo de operación de enfriamiento o al modo de operación de calentamiento y tras conmutar de uno de entre el modo de operación de solo enfriamiento y el modo de operación de solo calentamiento al otro.

Cuando el modo de no operación se cambia al modo de operación de enfriamiento o al modo de operación de calentamiento, como alternativa, cuando uno de entre el modo de operación de solo enfriamiento y el modo de operación de solo calentamiento se conmuta al otro, el controlador 50 no permite que la unidad de interior 3 relevante para el cambio o la conmutación accione inmediatamente el dispositivo de envío de aire, pero permite que el dispositivo de envío de aire esté en no operación hasta que la temperatura del medio térmico alcance una temperatura predeterminada o hasta que haya transcurrido un tiempo predeterminado. Cuando la temperatura del medio térmico alcanza la temperatura predeterminada, como alternativa, cuando haya transcurrido el tiempo predeterminado, el controlador 50 inicia una operación del dispositivo de envío de aire. Por ejemplo, puede controlarse un caudal de aire a través del dispositivo de envío de aire a un caudal de aire más bajo (flujo de aire ligero) en lugar de un caudal de aire predeterminado para cada uno de los modos de operación. Después de eso, el controlador 50 puede aumentar el caudal de aire y permitir que el dispositivo de envío de aire opere al caudal de aire predeterminado.

Aunque el caso donde se controla el caudal de aire para el flujo de aire ligero o para un flujo de aire suave que cambia desde el modo de no operación al modo de operación de enfriamiento o al modo de operación de calentamiento o tras conmutar desde uno de entre el modo de operación de solo enfriamiento y el modo de operación de solo calentamiento al otro y a continuación se aumenta gradualmente hasta el caudal de aire predeterminado que se ha descrito anteriormente, la realización no se limita a este caso. Por ejemplo, cuando el medio térmico alcanza la temperatura predeterminada, puede permitirse que el dispositivo de envío de aire en la unidad de interior 3 que ha recibido una instrucción para iniciar la operación de calentamiento opere al caudal de aire predeterminado sin que se controle por el flujo de aire ligero o el flujo de aire suave.

En el caso descrito anteriormente, los 35 grados C, usados como criterio para las temperaturas detectadas sucesivamente por el sensor de temperatura 70, es una referencia típica de temperatura del cuerpo humano. La referencia puede establecerse en una temperatura distinta de 35 grados C. Una temperatura distinta de 35 grados C, por ejemplo, 25 grados C o 15 grados C, puede establecerse como criterio para proporcionar una sensación leve de frío, especialmente en la operación de enfriamiento.

La figura 10 ilustra un ejemplo de la relación entre el tiempo de aumento de temperatura del medio térmico y el volumen total del medio térmico aumentado en el modo de operación de calentamiento. La figura 10 es una gráfica que ilustra la relación del tiempo que tarda el medio térmico en alcanzar una temperatura predeterminada en relación con el volumen total del medio térmico aumentado por los elementos, por ejemplo, las tuberías de extensión y el tanque de almacenamiento de calor, en el circuito de medio térmico B. La configuración de cada circuito de medio térmico B, por ejemplo, las longitudes de las tuberías 5 y el tanque de almacenamiento de calor, pueden determinarse basándose en la gráfica con el fin de controlar el volumen total del medio térmico estimando el tiempo que tarda el medio térmico en alcanzar la temperatura predeterminada tras cambiar entre los modos de operación que provocan un cambio de temperatura en un sistema de este tipo.

Cada uno de los primeros dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 32 y los segundos dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 33 descritos en la realización pueden incluir un componente que puede conmutar entre los pasos, por ejemplo, una válvula de tres vías capaz de conmutar entre direcciones de flujo en un paso de tres vías o dos válvulas de dos vías, tal como las válvulas de encendido-apagado, abrir o cerrar un paso de dos vías usado en combinación. Como alternativa, puede usarse un componente, tal como una válvula mezcladora accionada por un motor paso a paso, capaz de cambiar un caudal en un paso de tres vías, o pueden usarse dos componentes, tal como unas válvulas de expansión electrónicas, capaces de cambiar un caudal en un paso de dos vías en combinación como cada uno de los primeros dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 32 y los segundos dispositivos de conmutación de flujo de medio térmico 33. En este caso, puede evitarse el golpe de ariete provocado cuando un paso se abre o se cierra repentinamente. Aunque se ha descrito una realización con respecto al caso donde los dispositivos de control de caudal de medio térmico 34 incluyen cada uno una válvula de dos vías, cada uno de los dispositivos de control de caudal de medio térmico 34 puede incluir una válvula de control que tenga un paso de tres vías y la válvula puede estar dispuesta junto con una tubería de derivación que evita el intercambiador 35 de calor del lado de uso correspondiente.

En cuanto a cada uno de los dispositivos de control de caudal de medio térmico 34, puede usarse un componente capaz de controlar un caudal a través de un paso de una manera accionada por un motor paso a paso. Como alternativa, puede usarse una válvula de dos vías o una de tres vías con un extremo cerrado. Como alternativa, con respecto a cada uno de los dispositivos de control de caudal de medio térmico 34, puede usarse un componente, tal como una válvula de encendido-apagado, que abre o cierra un paso de dos vías de tal manera que se controle un caudal medio mientras se repiten las operaciones de ENCENDIDO y APAGADO.

Aunque cada segundo dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante 28 se ilustra como una válvula de cuatro vías, el dispositivo no se limita a esta válvula. Puede usarse una pluralidad de válvulas de conmutación de flujo de dos vías o tres vías de tal manera que el refrigerante fluya de la misma manera.

En cuanto al medio térmico, por ejemplo, salmuera (anticongelante), agua, puede usarse una solución mixta de salmuera y agua, o una solución mixta de agua y un aditivo con un alto efecto de protección contra la corrosión. En el aparato de acondicionamiento de aire 100, por lo tanto, si el medio térmico se filtra en el espacio de interior 7 a través de la unidad de interior 3, la seguridad del medio térmico usado es alta. Esto contribuye a la mejora de la seguridad.

Aunque se ha descrito una realización con respecto al caso donde el aparato de acondicionamiento de aire 100 incluye el acumulador 19, el acumulador 19 puede omitirse. El intercambiador 12 de calor del lado de la fuente térmica y cada uno de los intercambiadores 35 de calor del lado de uso están normalmente provistos del dispositivo de envío de aire que envía aire para promover la condensación o la evaporación. La configuración no se limita a este caso. Por ejemplo, puede usarse un calentador de panel que usa radiación como el intercambiador 35 de calor del lado de uso y un intercambiador de calor enfriado por agua que transfiere calor a través del agua o anticongelante como el intercambiador 12 de calor del lado de la fuente térmica. En otras palabras, el intercambiador 12 de calor del lado de la fuente térmica y el intercambiador 35 de calor del lado de uso pueden ser cualquier tipo de intercambiador de calor capaz de transferir calor o eliminar calor.

Aunque se ha descrito una realización con respecto al caso donde se disponen los cuatro intercambiadores 35 de calor del lado de uso, puede disponerse cualquier número de intercambiadores de calor del lado de uso. Adicionalmente, aunque se ha descrito una realización con respecto al caso en el que se disponen los dos intercambiadores de calor intermedios 25, el intercambiador de calor intermedio 25a y el intercambiador de calor intermedio 25b, la disposición no se limita a este caso. Siempre que cada intercambiador de calor intermedio 25 sea capaz de enfriar y/o calentar el medio térmico, puede disponerse cualquier número de intercambiadores de calor intermedios 25. En cuanto a cada una de las bombas 31a y 31b, el número de bombas no se limita a una. Pueden disponerse en paralelo una pluralidad de bombas que tengan una capacidad pequeña.

Como se ha descrito anteriormente, el aparato de acondicionamiento de aire 100 de acuerdo con la realización logra una mejora de la comodidad tras accionar la unidad de interior 3, así como la mejora de la seguridad lograda al evitar que el refrigerante del lado de la fuente térmica circule a través o cerca de las unidades de interior 3. Tras conmutar entre los modos de operación que provoca un cambio en la temperatura del medio térmico, por ejemplo, tras conmutar desde el modo de no operación a otro modo de operación en el que cualquiera de las unidades de interior realiza la operación de enfriamiento o la operación de calentamiento o tras conmutar desde uno de entre el modo de operación de solo calentamiento y el modo de operación de solo enfriamiento al otro, la temperatura del medio térmico se cambia a una temperatura predeterminada y a continuación se acciona el dispositivo de envío de aire en la unidad de interior 3 para evitar que se envíe aire caliente en el modo de operación de enfriamiento o evitar que se envíe aire frío en el modo de operación de calentamiento, logrando de este modo la mejora de la comodidad.

Lista de los signos de referencia

1 unidad de exterior, 2 unidad de relé, 3 unidad de interior, 3a unidad de interior, 3b unidad de interior, 3c unidad de interior, 3d unidad de interior, 4 tubería de refrigerante, 4a tubería de conexión de refrigerante, 4b tubería de conexión de refrigerante, 5 tubería (tubería de transporte de medio térmico), 6 espacio de exterior, 7 espacio de interior, 8 espacio, 9 estructura, 10 compresor, 11 primer dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante, 12 intercambiador de calor del lado de la fuente térmica, 13a válvula de retención, 13b válvula de retención, 13c válvula de retención, 13d válvula de retención, 19 acumulador, 20 tubería de derivación, 25 intercambiador de calor intermedio, 25a intercambiador de calor intermedio, 25b intercambiador de calor intermedio, 26 dispositivo de expansión, 26a dispositivo de expansión, 26b dispositivo de expansión, 27 dispositivo de apertura y cierre, 28 segundo dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante, 28a segundo dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante, 28b segundo dispositivo de conmutación de flujo de refrigerante, 29 dispositivo de apertura y cierre, 31 bomba, 31a bomba, 31b bomba, 32 primer dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico, 32a primer dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico, 32b primer dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico, 32c primer dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico, 32d primer dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico, 33 segundo dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico, 33a segundo dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico, 33b segundo dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico, 33c segundo dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico, 33d segundo dispositivo de conmutación de flujo de medio térmico, 34 dispositivo de control de caudal de medio térmico, 34a dispositivo de control de caudal de medio térmico, 34b dispositivo de control de caudal de medio térmico, 34c dispositivo de control de caudal de medio térmico, 34d dispositivo de control de caudal de medio térmico, 35 intercambiador de calor del lado de uso, 35a intercambiador de calor del lado de uso, 35b intercambiador de calor del lado de uso, 35c intercambiador de calor del lado de uso, 35d intercambiador de calor del lado de uso, 40 sensor de temperatura, 40a sensor de temperatura, 40b sensor de temperatura, 50 controlador, 70 sensor de temperatura, 100 aparato de acondicionamiento de aire, A circuito de refrigerante, B circuito de medio térmico.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un aparato de acondicionamiento de aire (100) que comprende:

un circuito de refrigerante a través del que circula un refrigerante del lado de la fuente térmica, incluyendo el circuito de refrigerante un compresor (10), un intercambiador (12) de calor del lado de la fuente térmica, una pluralidad de dispositivos de expansión (26), un controlador (50) para controlar la operación del aparato de acondicionamiento de aire, medios para detectar una temperatura de medio térmico y los pasos de refrigerante de una pluralidad de intercambiadores de calor intermedios (25) que están conectados por unas tuberías de refrigerante (4); y

un circuito de medio térmico a través del que circula un medio térmico, incluyendo el circuito de medio térmico una pluralidad de bombas (31), una pluralidad de unidades de interior (3), incluyendo cada una de las mismas un intercambiador (35) de calor del lado de uso y un dispositivo de envío de aire, y unos pasos de medio térmico de los intercambiadores de calor intermedios (25) que están conectados por unas tuberías de transporte de medio térmico (5),

en donde los intercambiadores de calor intermedios (25) están configurados para intercambiar calor entre el refrigerante del lado de la fuente térmica y el medio térmico,

caracterizado por que

el controlador (50) está configurado para conmutar el aparato (100) desde un modo de operación en el que la totalidad de una pluralidad de unidades de interior (3), incluyendo cada una el intercambiador (35) de calor del lado de uso y el dispositivo de envío de aire, estando el dispositivo de envío de aire configurado para suministrar aire al intercambiador (35) de calor del lado de uso, están en no operación a otro modo de operación en el que el controlador (50) da instrucciones a al menos una de las unidades de interior (3) para iniciar un modo de operación de enfriamiento o un modo de operación de calentamiento, el medio térmico transportado al intercambiador (35) de calor del lado de uso incluido en la unidad de interior (3) que ha recibido una instrucción de inicio se enfría o calienta hasta un tiempo predeterminado, que se estima como el tiempo que tarda el medio térmico en alcanzar una temperatura predeterminada, transcurrido, asumiéndose el tiempo predeterminado a partir de un volumen total del medio térmico en el circuito de medio térmico, y después de eso, el controlador (50) acciona el dispositivo de envío de aire incluido en la unidad de interior (3) que inicia el modo de operación de enfriamiento o el modo de operación de calentamiento.

2. El aparato de acondicionamiento de aire (100) de la reivindicación 1, en donde el controlador (50) está configurado de tal manera que cuando al menos una de las unidades de interior (3) que realiza el modo de operación de enfriamiento o el modo de operación de calentamiento recibe una instrucción de cambio de modo de operación, el medio térmico transportado al intercambiador (35) de calor del lado de uso incluido en la unidad de interior (3) que ha recibido la instrucción de cambio de modo de operación se enfría o calienta hasta un tiempo predeterminado, que se estima como el tiempo que tarda el medio térmico en alcanzar una temperatura predeterminada, transcurrido, asumiéndose el tiempo predeterminado a partir del volumen total del medio térmico en el circuito de medio térmico, y después de eso, el controlador (50) acciona el dispositivo de envío de aire incluido en la unidad de interior (3) que ha recibido la instrucción de cambio de modo de operación.