ES2841347T3 - Instalación de refrigeración y el procedimiento de funcionamiento de una instalación de refrigeración - Google Patents
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Abstract
Instalación de refrigeración con paredes laterales (14) que rodean un espacio de mercancías (12) a refrigerar, una pared trasera (16) así como un elemento de techo (18) y un elemento de suelo (20), siendo el espacio de mercancías (12) accesible, al menos temporalmente, a través del lado opuesto a la pared trasera (16), que presenta al menos un conducto de suministro de refrigerante (22) y un conducto de descarga de refrigerante (24) e intercambiadores de calor (38; 58; 78) conectados al conducto de suministro de refrigerante (22) y al conducto de descarga de refrigerante (24), dispositivos de transporte de refrigerante y ventiladores (40; 60; 80) para la circulación de aire enfriado a través de los intercambiadores de calor (38; 58; 78), - presentando la instalación de refrigeración (10) al menos dos zonas de refrigeración (30; 50; 70) dispuestas una al lado de la otra, asignándose a cada zona de refrigeración (30; 50; 70) al menos un dispositivo de transporte de refrigerante, un intercambiador de calor (38; 58; 78) y un ventilador (40; 60; 80), caracterizado por que - el caudal de refrigerante se puede regular a través de los dispositivos de transporte de refrigerante y el caudal de aire puesto en circulación por los ventiladores (40; 60; 80) se puede regular a través de al menos un dispositivo de regulación (42; 62; 82), - el caudal de aire puesto en circulación por los ventiladores (40; 60; 80) se puede regular en función del caudal de refrigerante, y por que - los dispositivos de transporte de refrigerante son bombas de velocidad controlada (34; 54; 74).
Description
DESCRIPCIÓN
instalación de refrigeración y el procedimiento de funcionamiento de una instalación de refrigeración
Se describen una instalación de refrigeración y un procedimiento de funcionamiento de una instalación de refrigeración, en el que la instalación de refrigeración presenta un espacio de mercancías delimitado por paredes laterales, una pared trasera, así como un elemento de techo y un elemento de suelo. El espacio de mercancías de la instalación de refrigeración es accesible por el lado opuesto a la pared trasera. Estos dispositivos de refrigeración se utilizan, por ejemplo, como estantes refrigerados en los supermercados. En el espacio de mercancías, se almacenan alimentos que deben ser refrigerados. Por regla general, en estos estantes refrigerados se almacenan alimentos que no requieren congelación. La refrigeración se lleva a cabo en el rango de grados positivos. Para la refrigeración, se aporta a la instalación de refrigeración, a través de un conducto de suministro de refrigerante, un refrigerante a través de la cual se extrae calor del espacio de mercancías, por lo que el espacio de mercancías se enfría.
Por el estado de la técnica se conocen dispositivos de refrigeración que, además de una unidad de refrigeración y de un intercambiador de calor, comprenden un ventilador. A través del ventilador, el aire enfriado circula dentro de la instalación de refrigeración. Los ventiladores funcionan de manera que se produzca un flujo de aire continuo. Si hay una mayor necesidad de refrigeración, por ejemplo, debido a la introducción de nuevos productos en una instalación de refrigeración diseñada como estante de refrigeración, se debe aumentar la capacidad frigorífica. Además, los dispositivos de refrigeración según el estado de la técnica presentan dispositivos de cierre con persianas, por lo que los dispositivos de refrigeración se pueden cerrar durante la noche, fuera del horario comercial. Cuando la instalación de refrigeración está cerrada, la necesidad de refrigeración es menor. Para asegurar en todo momento un enfriamiento suficiente, el flujo de refrigerante se varía durante el funcionamiento de la instalación de refrigeración. En caso de una mayor demanda de refrigeración, la capacidad frigorífica se aumenta haciendo pasar una mayor cantidad de refrigerante por el intercambiador de calor, con lo que también se absorbe a través del refrigerante una cantidad de calor mayor que se extrae lejos de la instalación de refrigeración a través de conductos de descarga de refrigerante. La instalación de refrigeración está acoplada a otro dispositivo para el enfriamiento del refrigerante. Un dispositivo de este tipo se puede diseñar, por ejemplo, en forma de bomba de calor.
Por el documento DE 102012 018 021 A1 se conoce un refrigerador/congelador con un espacio interior a enfriar y con un módulo de ventilador para la aportación y transferencia de aire a través de una bandeja de evaporación. El objetivo consiste en proporcionar una evaporación óptima, para lo que el ventilador se dispone en las inmediaciones de la bandeja de evaporación, de modo que se pueda lograr una evaporación óptima. Además, se puede prever un sistema de control que controle el ventilador en función de la humedad del aire.
El documento DE 102012018021 A1 se refiere a dispositivos de refrigeración más pequeños como los refrigeradores para uso privado. Este tipo de aparato no suele ser apropiado para el uso en estantes refrigerados de establecimientos comerciales como los supermercados.
El documento DE 102 35 783 A1 revela una instalación de refrigeración que comprende un ventilador y un procedimiento de control del mismo, siendo posible regular el número de revoluciones del ventilador de forma variable. El número de revoluciones del ventilador se establece en dependencia del ciclo de conexión relativo de un compresor para el aparato de refrigeración configurado como acondicionador de aire.
El documento DE 202008000 757 U1 describe un refrigerador con un ventilador para generar un flujo de aire en un compartimento del refrigerador a enfriar, presentando el refrigerador elementos de detección para el registro de al menos un parámetro, así como una unidad de control o regulación configurada de manera que cambie el número de revoluciones del ventilador en función de al menos un parámetro medido.
El documento US 4,800,729 A revela un sistema de refrigeración que tiene un espacio de almacenamiento de mercancías, previéndose un ventilador para la circulación de aire.
El documento US 2005/0126196 A1 revela un estante de almacenamiento refrigerado provisto de una pluralidad de unidades de refrigeración dispuestas unas al lado de otras.
El inconveniente observado según el estado de la técnica, en particular en los estantes refrigerados con ventiladores de funcionamiento constante radica en que la temperatura interna de los productos introducidos para su refrigeración en el espacio de mercancías sólo se puede regular de forma insuficiente mediante un cambio en la aportación de refrigerante. A fin de con seguir la refrigeración deseada de los productos, la capacidad frigorífica media necesaria de los intercambiadores de calor aumenta considerablemente en los estantes de refrigeración convencionales.
Por lo tanto, se trata de proponer una instalación de refrigeración con un intercambiador de calor y un ventilador, que permita alcanzar más rápidamente la temperatura interna de los productos colocados en un espacio de mercancías y/o la refrigeración con una potencia menor.
La tarea se resuelve por medio de una instalación de refrigeración con las características técnicas indicadas en la reivindicación 1 y por medio de un procedimiento de funcionamiento de una instalación de refrigeración con las
características técnicas indicadas en la reivindicación 4. Otras formas de realización ventajosas se describen detalladamente en las reivindicaciones dependientes.
Una instalación de refrigeración que resuelve la tarea mencionada comprende un espacio de mercancías a refrigerar con paredes laterales circundantes, una pared trasera, así como un elemento de techo y un elemento de suelo, en el que el espacio de mercancías es accesible al menos temporalmente por el lado opuesto a la pared trasera. La instalación de refrigeración presenta además al menos un conducto de suministro de refrigerante y un conducto de descarga de refrigerante, intercambiadores de calor conectados al conducto de suministro de refrigerante y al conducto de descarga de refrigerante, dispositivos de transporte de refrigerante y ventiladores para la circulación del aire refrigerado a través de los intercambiadores de calor, pudiéndose regular la cantidad de refrigerante suministrada a través de los dispositivos de transporte de refrigerante y la cantidad de aire que circula por los ventiladores a través de al menos un dispositivo de regulación y la cantidad de aire que circula por los ventiladores en función de la cantidad de refrigerante suministrada.
Si aumenta la demanda de refrigeración, por ejemplo, cuando se introducen nuevos productos en el espacio de mercancías de la instalación de refrigeración, la tasa de aportación de refrigerante a través de los dispositivos de transporte de la respectiva zona de refrigeración respectiva se incrementa y aumentándose, por lo tanto, también la capacidad frigorífica a través del intercambiador de calor. Además, se aumenta la cantidad de aire que circula por los ventiladores para que pueda producirse un enfriamiento más rápido y eficiente de los productos. Especialmente en el caso de los dispositivos de refrigeración de alimentos, es importante que los productos colocados en los dispositivos de refrigeración presenten una determinada temperatura interna y que esta temperatura se alcance rápidamente. En la instalación de refrigeración aquí descrita también se incrementa, especialmente cuando se aumenta la tasa de caudal del refrigerante, la tasa de flujo volumétrico del aire enfriado a través del ventilador. En el caso de la instalación de refrigeración según el estado de la técnica la tasa de flujo volumétrico del aire enfriado se mantiene constante incluso cuando se aumenta la tasa de caudal del refrigerante. En el estado de la técnica esto da lugar a que la temperatura interna de los productos se alcance sólo después de un período de tiempo más largo y como consecuencia de un mayor flujo de masa de refrigerante. Por contra, la instalación de refrigeración aquí descrita permite alcanzar una temperatura interna deseada de los productos con una menor tasa de caudal de refrigerante o acortar el tiempo para alcanzar la temperatura interna deseada, con lo que se reduce el aporte de energía en comparación con los dispositivos de refrigeración convencionales.
La instalación de refrigeración presenta además al menos dos zonas de refrigeración dispuestas una al lado de la otra, asignándose a cada zona de refrigeración al menos un dispositivo de transporte de refrigerante, un intercambiador de calor y un ventilador. Además, se puede asociar a cada zona de refrigeración un dispositivo de regulación separado. A través del mismo se pueden representar diferentes zonas de refrigeración para diferentes productos dentro de una instalación de refrigeración. Para cada grupo de productos diferentes en una de las zonas de refrigeración se puede conseguir una refrigeración específica a través de un flujo de masa ajustable del refrigerante y de un flujo de volumen ajustable del aire enfriado. En los expositores refrigerados se colocan, por ejemplo, productos lácteos al lado de embutidos o productos cárnicos. Para los distintos tipos de productos se necesitan temperaturas internas diferentes. Al diseñar la unidad de refrigeración con varias zonas de refrigeración, las temperaturas internas adaptadas al respectivo tipo de producto se pueden ajustar rápidamente y con eficiencia energética. La circulación selectiva del aire también permite separar las zonas de refrigeración entre sí. La disposición de los componentes y el diseño del elemento de techo, así como del elemento de suelo y de la pared trasera, en la que se disponen preferiblemente los dispositivos de transporte de refrigerante y los intercambiadores de calor, así como los ventiladores, se llevan a cabo de modo que se establezca un flujo de aire desde el elemento de techo hasta el elemento de suelo. De esta manera se pueden crear zonas de refrigeración situadas unas al lado de las otras, sin que influyan las unas en las otras. Para ello, la instalación de refrigeración puede presentar canales de flujo, elementos de guía de aire, así como zonas o boquillas de salida o boquillas de aire y zonas de entrada de aire especialmente diseñados.
Los dispositivos de transporte de refrigerante son bombas de velocidad controlada, siendo posible que los ventiladores sean ventiladores de velocidad controlada. Las bombas son preferiblemente bombas dispuestas de forma descentralizada detrás de la instalación de refrigeración y controlan la cantidad o el caudal del refrigerante suministrado a los intercambiadores de calor. El caudal se regula a través de la unidad de regulación cambiando el número de revoluciones de las bombas. Al cambiar el número de revoluciones de las bombas de refrigerante, se cambia a través de la unidad de regulación inmediatamente el número de revoluciones de los ventiladores la velocidad de los ventiladores, por lo que el caudal de aire refrigerado es mayor. El diseño y la disposición de las bombas centrales se pueden producir de forma análoga a la que se describe en la solicitud de patente alemana con el número de expediente 102015 104901.5.
La instalación de refrigeración puede presentar además un dispositivo de cierre configurado para cerrar el lado opuesto a la pared trasera. En los supermercados, las estanterías refrigeradas suelen estar abiertas por uno de sus lados para que los productos se puedan retirar de las estanterías. Cuando los supermercados cierran y ya no se producen ventas de productos, las instalaciones de refrigeración se cierran, por ejemplo, con persianas. En estado cerrado, la capacidad frigorífica necesaria es menor, puesto que no se produce ningún intercambio de aire dentro del espacio de las mercancías con el aire ambiente del supermercado. Además, tampoco se retiran más productos de las instalaciones de refrigeración ni se introducen nuevos productos. Por regla general, durante el así llamado horario nocturno, el caudal de refrigerante se reduce. En las instalaciones de refrigeración aquí descritas también se reduce el caudal de los ventiladores, con lo que el consumo de energía es menor.
La tarea antes mencionada se resuelve también mediante un procedimiento de funcionamiento de una instalación de refrigeración, en el que la instalación de refrigeración presenta paredes laterales que rodean el espacio de mercancías a refrigerar, una pared trasera, así como un elemento de techo y un elemento de suelo, en el que el espacio de mercancías es accesible al menos temporalmente por el lado opuesto a la pared trasera, en el que la instalación de refrigeración comprende al menos un conducto de suministro de refrigerante y un conducto de descarga de refrigerante, intercambiadores de calor conectados al conducto de suministro de refrigerante y al conducto de descarga de refrigerante, elementos de suministro de refrigerante y ventiladores para la circulación del aire enfriado a través de los intercambiadores de calor. En este procedimiento, la cantidad de refrigerante que se aporta a través de los dispositivos de transporte de refrigerante y la cantidad de aire que circula por los ventiladores se regulan por medio de al menos un dispositivo de regulación, ajustándose la cantidad de refrigerante que se aporta a través de los dispositivos de transporte de refrigerante en función de una demanda de refrigeración para el espacio de mercancías y la cantidad de aire que circula por los ventiladores en función de la cantidad de refrigerante.
Con este procedimiento, el flujo de masa del refrigerante se regula de acuerdo con la demanda de refrigeración de los productos colocados en el espacio de mercancías y el caudal de aire enfriado se regula en función del flujo de masa. Mediante el ajuste del caudal se necesita una menor capacidad frigorífica a través de los intercambiadores de calor para lograr una determinada temperatura interna para los productos colocados en el espacio de mercancías. Por medio de la adaptación del caudal de aire enfriado se puede reducir además el tiempo para alcanzar la temperatura interna. Por lo tanto, el funcionamiento de la instalación de refrigeración puede ser eficiente desde el punto de vista energético, siendo el consumo total de energía de los componentes inferior al de las instalaciones de refrigeración según el estado de la técnica, en las que la consecución de una determinada temperatura interna para los productos colocados en el espacio de mercancías sólo se logra mediante el ajuste de la capacidad frigorífica a través del intercambiador de calor.
La instalación de refrigeración presenta al menos dos zonas de refrigeración dispuestas una al lado de la otra, asignándose a cada zona de refrigeración al menos un dispositivo de regulación, un dispositivo de aportación de refrigerante, un intercambiador de calor y un ventilador y controlándose los dispositivos de aportación de refrigerante y los ventiladores de las zonas contiguas independientemente los unos de los otros dentro de la instalación de refrigeración. Por lo tanto, las zonas de refrigeración contiguas se pueden refrigerar de manera distinta, siendo posible aportar a cada zona de refrigeración un caudal de refrigerante diferente al de la zona de refrigeración adyacente y un caudal de aire enfriado distinto. De esta manera se pueden proporcionar diferentes temperaturas internas para distintos grupos de productos dentro de una instalación de refrigeración.
Los dispositivos de transporte de refrigerante son bombas de velocidad controlada, siendo posible que los ventiladores sean ventiladores de velocidad controlada. El caudal de refrigerante se regula cambiando el número de revoluciones de las bombas, mientras que el caudal de aire enfriado se puede regular cambiando el número de revoluciones de los ventiladores. A través de la al menos una unidad de regulación se regulan el caudal de refrigerante y el caudal de aire enfriado de acuerdo con una temperatura interna que se debe alcanzar para los productos asignados a la respectiva zona de refrigeración y los valores detectados a través de dispositivos de medición. La capacidad frigorífica necesaria y, por consiguiente, el caudal de refrigerante y el caudal de aire enfriado necesarios se pueden determinar, por ejemplo, de antemano, y almacenar para una ocupación determinada de la instalación de refrigeración por parte de los productos. También es posible sacar conclusiones acerca de las capacidades frigoríficas necesarias o acerca de la refrigeración proporcionada a través de la temperatura del refrigerante y/o del aire enfriado en un flujo de avance y de la temperatura del refrigerante y el aire enfriado en un flujo de retorno. En todas las formas de realización aquí descritas la instalación de refrigeración presenta una pluralidad de dispositivos de medición configurados para registrar al menos la temperatura en los conductos de aportación y de descarga de refrigerante. También se puede registrar la temperatura del aire que circula antes de su enfriamiento a través de los intercambiadores de calor y después de su enfriamiento a través de los intercambiadores de calor. En este caso, la unidad de regulación transmite una señal de cambio del caudal de refrigerante al dispositivo de transporte de refrigerante y una señal de cambio de caudal a los ventiladores, en función de las temperaturas registradas.
Los dispositivos de transporte de refrigerante son bombas de velocidad controlada, siendo posible que los ventiladores sean ventiladores de velocidad controlada y que el caudal de refrigerante se regule cambiando el número de revoluciones de las bombas y el caudal de aire enfriado cambiando el número de revoluciones de los ventiladores. La unidad de regulación puede transmitir a los ventiladores o a las bombas una señal a través de la cual se cambia el número de revoluciones de los ventiladores y de las bombas.
La instalación de refrigeración puede presentar además un dispositivo de cierre configurado para cerrar el lado opuesto a la pared trasera, regulándose el caudal de refrigerante y de aire enfriado de acuerdo con una posición de apertura o de cierre del dispositivo de cierre. Durante el horario nocturno antes mencionado se reduce la capacidad frigorífica a través de los intercambiadores de calor y, por consiguiente, la cantidad de refrigerante aportadas a través de las bombas, así como el número de revoluciones de los ventiladores. El cambio del número de revoluciones de las bombas y de los ventiladores se produce siempre en función de la temperatura interna que se debe alcanzar para los productos colocados en el espacio de mercancías, con lo que durante el horario nocturno, en el que el espacio se cierra, por ejemplo, con una persiana, no se registra ninguna transferencia de calor entre el aire refrigerado en el espacio de mercancías y el aire que rodea el instalación de refrigeración, por ejemplo, de una zona de ventas.
El caudal de aire enfriado se puede aumentar especialmente cuando se incrementa el caudal de refrigerante. Además, en el procedimiento, el caudal de aire enfriado también se puede controlar de acuerdo con el caudal del refrigerante, de manera que el caudal de aire enfriado a través de los ventiladores se incremente incluso en el supuesto de que no se produzca ningún aumento del caudal de refrigerante. Por ejemplo, si se produce un menor aumento de la temperatura de refrigerante del flujo de retorno en el conducto de retorno de refrigerante, la capacidad frigorífica adicional necesaria puede proporcionarse mediante un mayor caudal de aire enfriado. En otra forma de realización también es posible que el caudal de aire enfriado a través de los ventiladores en las respectivas zonas de refrigeración sólo se aumente si la temperatura del flujo de retorno en un conducto de suministro de refrigerante supera un valor umbral determinable. En este caso, la diferencia entre la capacidad frigorífica normalmente necesaria y la capacidad frigorífica aumentada es proporcionada únicamente a través del caudal adicional de refrigerante. El caudal de aire enfriado a través del ventilador se incrementa sólo cuando la demanda de refrigeración supera un valor determinable. Por ejemplo, cuando la temperatura del refrigerante aumenta y supera un umbral determinable.
La instalación de refrigeración de las variantes descritas anteriormente y a continuación también pueden presentar una unidad central de regulación/control que controle el funcionamiento de los distintos componentes y se comunique con los componentes. La unidad de regulación/control también puede controlar la comunicación entre los diferentes componentes. Además de los dispositivos de registro de la temperatura se pueden prever otros dispositivos de medición como, por ejemplo, dispositivos para la medición de la velocidad de paso y del caudal de refrigerante.
Los intercambiadores de calor de una instalación de refrigeración de las variantes aquí descritas pueden ser, por ejemplo, intercambiadores de calor de placas. Como refrigerante se puede emplear agua salina, pudiendo consistir el agua salina en una mezcla de agua y glicol. En principio se puede utilizar cualquier refrigerante previsto para instalaciones de refrigeración.
La instalación de refrigeración presenta en el elemento de suelo y en el elemento de techo, en la zona configurada de forma abierta, orificios de ventilación o ranuras de ventilación. El aire enfriado sale a través de los orificios de ventilación del elemento de techo y vuelve a la instalación de refrigeración por los orificios de ventilación del elemento de suelo. La instalación de refrigeración presenta para la circulación del aire canales de flujo situados en el elemento de suelo, en el elemento de techo y en la pared trasera. A través de al menos un ventilador se provoca la circulación del aire que se encuentra en los canales de modo que el aire enfriado fluya a lo largo de la pared trasera y del elemento de suelo, así como el elemento de techo, entrando y volviendo a salir por los orificios de ventilación. De esta forma se consigue a través el flujo de aire una refrigeración de las paredes de la instalación de refrigeración y una refrigeración del espacio de las mercancías.
Otras ventajas, características, así como posibilidades de diseño resultan de la siguiente descripción de las figuras de ejemplos de realización que no deben ser entendidos de manera restrictiva.
En los dibujos se muestra en la:
Figura 1 una representación esquemática de una instalación de refrigeración con tres zonas de refrigeración;
Figura 2 un corte esquemático de una instalación de refrigeración y
Figura 3 otro corte esquemático de una instalación de refrigeración con una persiana cerrada.
En los dibujos, las piezas identificadas con los mismos números de referencia se corresponden fundamentalmente entre sí, a no ser que se indique lo contrario. Además, se prescinde de la descripción de componentes que no son esenciales para la comprensión de la teoría técnica aquí revelada.
Con referencia a las figuras 1 a 3 se describe a continuación una instalación de refrigeración 10 diseñada para la refrigeración de diferentes productos 92. Los productos 92 comprender, por ejemplo, productos lácteos, productos cárnicos o embutidos, y/o frutas y verduras.
La instalación de refrigeración 10 presenta un espacio de mercancías 12 rodeado por dos paredes laterales 14 una pared trasera 16, un elemento de techo 18 y un elemento de suelo 20. Las paredes laterales 14, la pared trasera 16, el elemento de techo 18 y el elemento de piso 20 se configura de manera análoga a la de las instalaciones de refrigeración conocidas por el estado de la técnica. Por consiguiente, estas partes se configuran, al menos por su lado orientado hacia el espacio de mercancías 12, de modo que se pueda refrigerar el espacio de mercancías 12 sin que se produzca ninguna transferencia de calor desde el exterior de la instalación de refrigeración 10 a través de la pared trasera 16, del elemento del techo 18, del elemento del suelo 20 y de las paredes laterales 14, o de modo que ésta sea reducida. La instalación de refrigeración 10 presenta tres zonas de refrigeración 30, 50 y 70. Estas zonas de refrigeración 30, 50 y 70 están representadas esquemáticamente por medio de la línea de puntos. La instalación de refrigeración 10 se ha diseñado de manera que distintas zonas de refrigeración 30, 50 y 70 no se tengan que separar con ayuda de paredes intermedias. A través del diseño de la instalación de refrigeración 10 es posible utilizar las distintas zonas de refrigeración 30, 50 y 70 de forma independiente entre sí y a diferentes temperaturas.
La primera instalación de refrigeración 30 presenta al menos una bomba 34, una unidad de refrigeración 36 y un dispositivo de regulación 42. Adicionalmente se prevén dispositivos de medición 32 y 44. A través de los dispositivos de medición 32 y 44 se pueden registrar la temperatura y el caudal de refrigerante. La unidad de refrigeración 36 presenta al menos un ventilador 40 y un intercambiador de calor de placas 38. Para la refrigeración de la zona de refrigeración 30 se aporta, a través de un conducto de suministro de refrigerante central 22, un refrigerante al
intercambiador de calor 38 con ayuda de la bomba 34. A través del intercambiador de calor 38 el calor del espacio de mercancías 12 de la zona de refrigeración 30 es absorbido, aportándose el refrigerante calentado después, a través de un conducto de descarga de refrigerante, a un conducto de descarga de refrigerante central 24. El número de revoluciones de la bomba 34 se controla por medio del dispositivo de regulación 42. El número de revoluciones del ventilador 40 también se controla por medio del dispositivo de regulación 42. Para ello se controla, en dependencia del número de revoluciones de la bomba 34, el número de revoluciones del ventilador 40. Los dispositivos de medición 32 y 44 también se pueden conectar al dispositivo de regulación 42. Al dispositivo de regulación 42 se transmiten además los datos, por ejemplo, la temperatura del refrigerante en el flujo de avance y en el de retorno, así como el caudal de refrigerante. El dispositivo de regulación 42 se configura para el control de la temperatura en la zona de refrigeración 30. A diferencia de la representación de la figura 1, también se puede prever una unidad de control central acoplada a los respectivos dispositivos de regulación 42, 62 y 82.
El refrigerante se aporta a través del conducto de suministro de refrigerante 22 a una temperatura de avance determinada. La bomba 34 regula el caudal de refrigerante en función de una demanda de refrigeración. Cuando se aumenta el número de revoluciones de la bomba 34 para aumentar el caudal de refrigerante, también se incrementa, a través del dispositivo de regulación 42, el número de revoluciones del ventilador 40. Como consecuencia se produce un mayor caudal de aire enfriado en el espacio de mercancías 12 y, especialmente, en la zona de refrigeración 30. Por medio del dispositivo de medición 44 se registra la temperatura de retorno de refrigerante. Si la temperatura de retorno supera una medida determinada o un valor umbral, el dispositivo de regulación 42 activa el aumento del número de revoluciones de la bomba 34 y el aumento del número de revoluciones del ventilador 40. En comparación con los dispositivos de refrigeración conocidos en el estado de la técnica, en los que el número de revoluciones del ventilador no se aumenta, el número de revoluciones de la bomba 34 se puede aumentar en menor medida en la instalación de refrigeración 10 aquí descrita. Sin embargo, si el número de revoluciones de la bomba 34 se aumenta en la misma medida que, por ejemplo, según el estado de la técnica, el aumento del número de revoluciones del ventilador 40 provoca una circulación más fuerte del aire enfriado, consiguiéndose así una refrigeración más rápida de los productos 92.
Las placas del intercambiador de calor 38 pueden incluir, por ejemplo, partes de la pared trasera 16 o partes contiguas de la pared trasera 16. Además, el ventilador 40 está dispuesto de manera que el aire transportado a través del ventilador 40 se enfríe por medio del intercambiador de calor 38.
La segunda zona de refrigeración 50 presenta, de forma análoga a la primera zona de refrigeración 30, al menos una bomba 54, una unidad de refrigeración 56 con un intercambiador de calor 58 y un ventilador 60, así como un dispositivo de regulación 62 y dispositivos de medición 52, 54 y 66. La tercera zona de refrigeración 70 presenta, de forma análoga a la primera zona de refrigeración 30 y a la segunda zona de refrigeración 50, al menos una bomba 74, una unidad de refrigeración 76 con un intercambiador de calor 78 y un ventilador 80, así como un dispositivo de regulación 82. La tercera zona de refrigeración 70 presenta además unos dispositivos de medición 72, 84 y 86. Las bombas 34, 54 y 74 están conectadas al conducto de suministro de refrigerante central y común 22. Los conductos de retorno de las respectivas zonas de refrigeración 30, 50 y 70 también están conectadas a un conducto de descarga de refrigerante central y común 24. El conducto de suministro de refrigerante 22 y el conducto de descarga de refrigerante 24 están conectados a un dispositivo de refrigeración, por ejemplo, una bomba de calor. A través de la bomba de calor, el refrigerante se calienta a una temperatura de avance determinada.
El diseño de las distintas zonas de refrigeración 30, 50 y 70 garantiza la posibilidad de conseguir, independientemente de las demás zonas de refrigeración 30, 50 y 70, una refrigeración determinada para la respectiva zona de refrigeración 30, 50 o 70. Con este objetivo se puede controlar de forma independiente tanto el número de revoluciones de las bombas 34, 54 y 74 a través del dispositivo de regulación 42, 62 y 82, como el número de revoluciones de los ventiladores 40, 60 y 80. En la forma de realización representada a modo de ejemplo en la figura 1, se puede lograr una temperatura interna de los productos 92 colocados en la zona de refrigeración 30 de 2 grados centígrados, mientras que en la segunda zona de refrigeración 50 se puede ajustar una temperatura interna de los productos 92 de 4 grados centígrados y en la tercer zona de refrigeración 70 una temperatura interna de los productos 92 de 3 grados centígrados. El aumento del número de revoluciones de los ventiladores 40, 60 y 80 en caso de un aumento del número de revoluciones de las bombas 34, 54 y 74 favorece la refrigeración de los productos 92 colocados en el espacio de mercancías 12, por lo que la temperatura interna de los productos 92 se alcanza con mayor rapidez. Por lo tanto, por unidad de tiempo el caudal de aire que pasa por los productos 92 es mayor, con lo que se extrae una mayor cantidad de calor de los productos 92 y los productos 92 se refrigeran. En cambio, con caudales más bajos de aire enfriado, el aire se calienta más antes de llegar a la zona inferior del espacio de mercancías 12. Por lo tanto, la capacidad de absorción de calor es menor. Además, la cantidad de aire enfriado también es menor, con lo que se necesita más tiempo para alcanzar la temperatura interna deseada que en el caso de un caudal de aire enfriado mayor logrado a través de un aumento del número de revoluciones de los ventiladores 40, 60 y 80.
La figura 2 muestra un corte esquemático de una instalación de refrigeración 10. En la figura 2, la instalación de refrigeración 10 se representa con vista sobre la tercera zona de refrigeración 70. La instalación de refrigeración 10 presenta en el elemento de techo 18 dos conexiones 88 y 90. La conexión 88 está conectada al conducto de suministro de refrigerante 22 y la conexión 90 al conducto de descarga de refrigerante 24. Las flechas muestran la dirección del flujo del refrigerante. En la pared trasera 16 o dentro de la disposición de la pared trasera se han dispuesto la bomba 74 y la unidad de refrigeración 76 representada esquemáticamente. El dispositivo de regulación 82 se encuentra por la cara exterior de la pared trasera 16. Sin embargo, se advierte que la representación mostrada en la figura 2 es
esquemática y que sólo muestra una posibilidad de realización entre una pluralidad de variantes. Así, el dispositivo de regulación 82 también se puede disponer, por ejemplo, dentro de la instalación de refrigeración 10 en diferentes posiciones. Por medio de las líneas discontinuas se ilustran las líneas de control entre el dispositivo de regulación 82 y la bomba 74 así como la unidad de refrigeración 76. También se indican esquemáticamente los conductos de suministro y de retorno del refrigerante. Los dispositivos de medición 72, 84 y 86 no se representan en la figura 2. La disposición de la unidad de refrigeración 76 también puede ser diferente de la mostrada en la figura 2. Sólo la disposición de la bomba 74 delante de la unidad de refrigeración 76 en dirección del flujo de refrigerante es necesaria para la instalación de refrigeración 10 para que, a través de la bomba 74, se pueda controlar o regular la aportación de refrigerante al intercambiador de calor 78 en función de una demanda de refrigeración. Las zonas de la disposición de la pared trasera orientadas hacia el espacio de mercancías 12 se pueden acoplar al intercambiador de calor 78 o formar parte del intercambiador de calor 78. El ventilador 80 se dispone de manera que el aire pase por el intercambiador de calor 78 y se enfríe. La dirección del flujo de aire se representa en parte esquemáticamente por medio de la flecha 96. Para ello, la instalación de refrigeración 10 presenta canales de refrigeración que se extienden dentro de la instalación de refrigeración 10. La instalación de refrigeración 10 presenta además en el elemento de techo 18 un orificio de salida o una zona de salida para el aire enfriado. A través de esta zona de salida superior, el aire enfriado fluye, como muestra la flecha 96, hacia abajo, siendo absorbido a través de un orificio de entrada de aire en el elemento de suelo 20 a través del ventilador 80. El ventilador 80 hace pasar el aire calentado por el intercambiador de calor 78 y lo lleva de nuevo al elemento de techo 18, fluyendo el aire enfriado a lo largo de la pared trasera, con lo que enfría la pared trasera. Se produce una circulación del espacio de refrigeración 12 en la dirección indicada por la flecha 96. Si se detecta un aumento de la demanda de refrigeración de los productos 92 colocados en el espacio de mercancías 12, se aumenta el número de revoluciones de la bomba 74 de modo que se suministre un caudal de refrigerante mayor al intercambiador de calor 78. Además, a través del dispositivo de regulación 82 se incrementa el número de revoluciones del ventilador 80, con lo que se obtiene un mayor caudal de aire enfriado. El aire enfriado no se calienta tanto con un caudal más fuerte, por lo que el calor se puede seguir absorbiendo incluso en una zona inferior del espacio de mercancías 12.
Además de una circulación del aire por el espacio de mercancías 12 y el elemento inferior 20, la disposición de la pared trasera y el elemento del techo 18, la disposición de la pared trasera puede presentar por el lado orientado hacia el espacio de mercancías 12 unas ranuras de apertura, de modo que el aire enfriado también pueda entrar en el compartimento de mercancías 12 a través de las ellas. El elemento del techo 18, el elemento del suelo 20 y las paredes laterales también pueden presentar orificios a través de las cuales el aire pueda entrar y salir.
La instalación de refrigeración 10 presenta además un dispositivo de cierre 94. El dispositivo de cierre 94 sirve para cerrar el espacio de mercancías 12, de modo que no se produzca ningún intercambio de calor entre el aire del espacio de mercancías 12 así como los productos 92 situados en el espacio de mercancías 12 y el entorno de la instalación de refrigeración 10, o que éste intercambio sea muy reducido.
La figura 3 muestra un corte esquemático de la instalación de refrigeración 10 con un espacio de mercancías cerrado 12. Para ello se ha bajado una persiana 98, que cierra el espacio de mercancías 12. La persiana 98 puede ser aislante para reducir o evitar el intercambio de calor entre el espacio de mercancías 12 y el entorno de la instalación de refrigeración 10. Dado que sólo se produce una entrada reducida de calor en el espacio de mercancías 12 a través del entorno de la instalación de refrigeración 10, la demanda de refrigeración también es reducida. Por consiguiente, se reduce el número de revoluciones de la bomba 74 y, al mismo tiempo, se reduce el número de revoluciones del ventilador 78. El número de revoluciones del ventilador 80 se adapta siempre al caudal de la bomba 74. Si el caudal de la bomba 74 así como de las bombas 34 y 54 es alto, se activan debidamente los ventiladores 40, 60 y 80. Un aumento del caudal a través de los ventiladores 40, 60 y 80 da lugar a una refrigeración más rápida del espacio de mercancías 12 y, especialmente, de los productos 92 colocados en el espacio de mercancías 12. Si los ventiladores 40, 60 y 80 conducen un caudal mayor de aire enfriado por el espacio de mercancías 12, se necesita una reducción menor de la temperatura de avance del refrigerante para conseguir una mayor capacidad frigorífica, por ejemplo, a la hora de introducir nuevos productos 92. En los dispositivos de refrigeración convencionales del estado de la técnica, la temperatura de avance siempre se tiene que reducir en gran medida cuando se introducen nuevos productos 92. Por el contrario, los dispositivos de refrigeración 10 y los procedimientos de funcionamiento de los dispositivos de refrigeración 10 aquí descritos permiten la refrigeración de nuevos productos 92 introducidos en el espacio de mercancías 12 incluso con una reducción menor de la temperatura de avance del refrigerante. Adicional o alternativamente, en caso de una reducción de la temperatura de avance del refrigerante también se puede reducir más rápidamente la temperatura interna de los productos 92 que en las instalaciones de refrigeración del estado de la técnica. Por lo tanto, la reducción de la temperatura de flujo del refrigerante requiere un período de tiempo más corto que en los dispositivos de refrigeración según el estado de la técnica. Como consecuencia, se reduce el coste de funcionamiento de la instalación de refrigeración 10. Además, los componentes, por ejemplo, las bombas 24, 54 y 74, pueden presentar un caudal menor si a través de los ventiladores 40, 60 y 80 se conduce un caudal de aire enfriado mayor por el espacio de mercancías 12.
Lista de referencias
10 Instalación de refrigeración
12 Espacio de mercancías
Pared lateral
Pared trasera
Elemento de techo
Elemento del suelo
Conducto de suministro de refrigerante Conducto de descarga de refrigerante Zona de refrigeración
Dispositivo de medición
Bomba
Unidad de refrigeración Intercambiador de calor
Ventilador
Dispositivo de regulación Dispositivo de medición
Zona de refrigeración
Dispositivo de medición
Bomba
Unidad de refrigeración Intercambiador de calor
Ventilador
Dispositivo de regulación Dispositivo de medición
Dispositivo de medición
Zona de refrigeración
Dispositivo de medición
Bomba
Unidad de refrigeración Intercambiador de calor
Ventilador
Dispositivo de regulación Dispositivo de medición
Dispositivo de medición
Conexión
Conexión
Producto
Dispositivo de cierre
Flecha
Persiana
Flecha
Claims (7)
1. instalación de refrigeración con paredes laterales (14) que rodean un espacio de mercancías (12) a refrigerar, una pared trasera (16) así como un elemento de techo (18) y un elemento de suelo (20), siendo el espacio de mercancías (12) accesible, al menos temporalmente, a través del lado opuesto a la pared trasera (16), que presenta al menos un conducto de suministro de refrigerante (22) y un conducto de descarga de refrigerante (24) e intercambiadores de calor (38; 58; 78) conectados al conducto de suministro de refrigerante (22) y al conducto de descarga de refrigerante (24), dispositivos de transporte de refrigerante y ventiladores (40; 60; 80) para la circulación de aire enfriado a través de los intercambiadores de calor (38; 58; 78),
- presentando la instalación de refrigeración (10) al menos dos zonas de refrigeración (30; 50; 70) dispuestas una al lado de la otra, asignándose a cada zona de refrigeración (30; 50; 70) al menos un dispositivo de transporte de refrigerante, un intercambiador de calor (38; 58; 78) y un ventilador (40; 60; 80),
caracterizado por que
- el caudal de refrigerante se puede regular a través de los dispositivos de transporte de refrigerante y el caudal de aire puesto en circulación por los ventiladores (40; 60; 80) se puede regular a través de al menos un dispositivo de regulación (42; 62; 82),
- el caudal de aire puesto en circulación por los ventiladores (40; 60; 80) se puede regular en función del caudal de refrigerante,
y por que
- los dispositivos de transporte de refrigerante son bombas de velocidad controlada (34; 54; 74).
2. Instalación de refrigeración según la reivindicación 1, en la que los ventiladores (40; 60; 80) son ventiladores de velocidad controlada.
3. Instalación de refrigeración según la reivindicación 1 o 2, que presenta un elemento de cierre (94) configurado para cerrar el lado opuesto a la pared trasera (16).
4. Procedimiento de funcionamiento de una instalación de refrigeración que presenta paredes laterales (14) que rodean un espacio de mercancías (12) a refrigerar, una pared trasera (16) así como un elemento de techo (18) y un elemento de suelo (20), siendo en espacio de mercancías (12) accesible, al menos temporalmente, a través del lado opuesto a la pared trasera (16), presentando la instalación de refrigeración (10) al menos un conducto de suministro de refrigerante (22) y un conducto de descarga de refrigerante (24) e intercambiadores de calor (38; 58; 78) conectados al conducto de suministro de refrigerante (22) y al conducto de descarga de refrigerante (24), dispositivos de transporte de refrigerante y ventiladores (40; 60; 80) para la circulación de aire enfriado a través de los intercambiadores de calor (38; 58; 78),
- presentando la instalación de refrigeración (10) al menos dos zonas de refrigeración (30; 50; 70) dispuestas una al lado de la otra, asignándose a cada zona de refrigeración (30; 50; 70) al menos un dispositivo de regulación (42; 62; 82), un dispositivo de transporte de refrigerante, un intercambiador de calor (38; 58; 78) y un ventilador (40; 60; 80), siendo posible controlar los dispositivos de transporte de refrigerante y los ventiladores (40; 60; 80) de las zonas de refrigeración contiguas (30; 50; 70) de forma independiente el uno del otro dentro de la instalación de refrigeración (10),
caracterizado por que
- el caudal de refrigerante se puede regular a través de los elementos de aportación de refrigerante y la cantidad de aire puesta en circulación por los ventiladores (40; 60; 80) se puede regular de los dispositivos de regulación (42; 62; 82),
- el caudal de refrigerante aportado a través de los dispositivos de transporte de refrigerante se regula en función de la demanda de refrigeración para el espacio de mercancías (12),
- el caudal de refrigerante puesto en circulación por los ventiladores (40; 60; 80) se regula en función del caudal del refrigerante
y por que
- los dispositivos de transporte de refrigerante son bombas de velocidad controlada (34; 54; 74), regulándose el caudal de refrigerante mediante un cambio del número de revoluciones de las bombas (34; 54; 74).
5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que los ventiladores (40; 60; 80) son ventiladores de velocidad controlada y el caudal de aire enfriado se regula cambiando la velocidad de los ventiladores (40; 60; 80).
6. Procedimiento según la reivindicación 4 o 5, en el que la instalación de refrigeración (10) presenta un dispositivo de cierre (94) configurado para cerrar el lado opuesto a la pared trasera (16), controlándose el caudal de refrigerante y de aire enfriado en función de una posición de apertura o cierre del dispositivo de cierre (94).
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 4 a 6, en el que el caudal de aire enfriado se incrementa al aumentar el caudal de refrigerante.
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