ES2964488T3

ES2964488T3 - Unidad exterior y dispositivo de ciclo de refrigeración

Info

Publication number: ES2964488T3
Application number: ES19944704T
Authority: ES
Inventors: Tomotaka Ishikawa; Yusuke Arii; Motoshi Hayasaka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-09-09
Filing date: 2019-09-09
Publication date: 2024-04-08
Anticipated expiration: 2039-09-09
Also published as: EP4030116A1; WO2021048901A1; JPWO2021048901A1; CN114341567A; EP4030116B1; JP7224480B2; FI4030116T3; EP4030116A4; DK4030116T3; CN114341567B

Abstract

Una unidad exterior (2) está provista de: un primer canal de flujo (F1); un segundo canal de flujo (F2); un segundo dispositivo de expansión (71), un receptor de líquido (73) y una válvula reguladora de flujo (72) colocada en el segundo canal de flujo (F2) en orden desde un punto de ramificación; un intercambiador de calor (30); y un dispositivo de control (100). El intercambiador de calor (30) realiza el intercambio de calor entre un refrigerante que fluye a través de un primer paso (H1) y un refrigerante que fluye a través de un segundo paso (H2). Si se inicia una operación de bombeo para recuperar refrigerante al receptor de líquido (73), el dispositivo de control (100): controla, en un primer momento, un estado de control de un compresor (10) y la válvula reguladora de flujo (72) a un primer estado en el que la válvula reguladora de flujo (72) está cerrada mientras el compresor (10) está en funcionamiento; y hace la transición, en un segundo momento de la operación de bombeo posterior al primer momento, el estado de control del primer estado a un segundo estado en el que la válvula reguladora de flujo (72) se abre mientras el compresor (10) es operado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Unidad exterior y dispositivo de ciclo de refrigeración

Campo técnico

La presente divulgación se refiere a una unidad exterior y a un aparato de ciclo de refrigeración.

Técnica anterior

La patente japonesa abierta a inspección pública n.° 2014-01917 (PTL 1) divulga un aparato de refrigeración que tiene una vía de flujo de inyección intermedia y una vía de flujo de inyección de succión. En este aparato de refrigeración, una parte de refrigerante que fluye desde un condensador hacia un evaporador se puede fusionar con el refrigerante de presión intermedia en un compresor usando la vía de flujo de inyección intermedia, y también se puede fusionar con el refrigerante a presión baja para succionarse en el compresor en una vía de flujo de succión usando la vía de flujo de inyección de succión. En consecuencia, en un caso en el que usar la vía de flujo de inyección intermedia dé lugar a un deterioro de la eficacia de funcionamiento, la vía de flujo de inyección de succión se puede usar para disminuir la temperatura de descarga del compresor.

Lista de citas

Literatura de patente

PTL 1: patente japonesa abierta a inspección pública n.° 2014-01917

Sumario de la invención

Problema técnico

Una operación de vaciado con bomba es una operación para transferir refrigerante desde un dispositivo de carga a una unidad exterior y almacenar el refrigerante en la misma, colocando una válvula de cierre o similar en un tubo a través del que fluye refrigerante líquido en un circuito de refrigerante principal, y hacer funcionar un compresor con el tubo bloqueado.

En el aparato de refrigeración descrito en la patente japonesa abierta a inspección pública n.° 2014-01917 (PTL 1), cuando, por ejemplo, se detiene la operación de un dispositivo de carga, y, de este modo, se bloquea la circulación del refrigerante en el lado de la unidad interior y se inicia una operación de vaciado con bomba que se va a realizar en el lado del dispositivo de carga, el refrigerante en el dispositivo de carga se recupera en la unidad exterior. En esta ocasión, si la recuperación de refrigerante prosigue y el refrigerante en una parte de presión alta disminuye, la temperatura de condensación se acerca a la temperatura del aire exterior y el refrigerante se vuelve menos licuado en el condensador. En consecuencia, se precisa tiempo para recuperar el refrigerante, lo que da lugar a un tiempo incrementado para la operación de vaciado con bomba.

El documento US 2015/338121 describe un aparato de aire acondicionado que incluye: un primer tubo de derivación conectado a un canal del lado de entrada de un acumulador a través de un segundo dispositivo de expansión, un segundo canal de un intercambiador de calor de subenfriamiento para intercambiar calor entre el refrigerante que fluye a través del segundo canal del intercambiador de calor de subenfriamiento y el refrigerante que fluye a través de un primer canal del intercambiador de calor de subenfriamiento, y un primer dispositivo de apertura y cierre; un segundo tubo de derivación ramificado desde el primer tubo de derivación entre el intercambiador de calor de subenfriamiento y el primer dispositivo de apertura y cierre y conectado a un orificio de inyección de un compresor a través de un segundo dispositivo de apertura y cierre; y un tercer tubo de derivación ramificado desde un tubo de refrigerante entre un intercambiador de calor del lado de la fuente de calor y un intercambiador de calor del lado de uso y conectado a un tubo de refrigerante entre un lado de entrada del compresor y un lado de salida del acumulador a través de un tercer dispositivo de expansión.

El documento WO 2008/130357 describe un sistema de compresión de vapor de refrigerante que incluye un economizador de depósito de expansión que define una cámara de separación que se dispone en el circuito de refrigerante entremedias de un intercambiador de calor de rechazo de calor de refrigerante y un intercambiador de calor de absorción de calor de refrigerante.

El documento JP 2009-156531 A divulga una unidad exterior de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar una unidad exterior y un aparato de ciclo de refrigeración con un tiempo de recuperación de refrigerante reducido durante una operación de vaciado con bomba.

Solución al problema

La presente invención está definida por las reivindicaciones adjuntas. La presente divulgación se refiere a una

unidad exterior de un aparato de ciclo de refrigeración, pudiendo conectarse la unidad exterior a un dispositivo de

carga que incluye un primer dispositivo de expansión y un evaporador. La unidad exterior incluye: una primera vía

de flujo configurada para formar una vía de flujo de circulación a través de la que circula refrigerante, al conectarse

al dispositivo de carga; un compresor y un condensador dispuestos en la primera vía de flujo; una segunda vía de

flujo configurada para ramificarse desde un punto de ramificación en la primera vía de flujo corriente abajo del condensador en una dirección en la que circula el refrigerante, y para devolver, al compresor, el refrigerante que

ha pasado a través del condensador; un segundo dispositivo de expansión, un receptor y una válvula de control

de caudal dispuestos en la segunda vía de flujo en orden desde el punto de ramificación; y un intercambiador de

calor que tiene un primer canal y un segundo canal y configurado para intercambiar calor entre el refrigerante que

fluye en el primer canal y el refrigerante que fluye en el segundo canal. El primer canal del intercambiador de calor

está dispuesto entre el condensador y el punto de ramificación en el primer canal de flujo. El segundo canal del intercambiador de calor está dispuesto entre la válvula de control de caudal y el compresor en el segundo canal

de flujo. La válvula de control de caudal está configurada para ajustar el caudal de expulsión de refrigerante líquido

desde el receptor. Cuando se inicia una operación de vaciado con bomba para recuperar el refrigerante en el

receptor, se establece un estado de control del compresor y de la válvula de control de caudal, en un primer punto

de tiempo, en un primer estado en el que la válvula de control de caudal está cerrada mientras el compresor está

en funcionamiento. Durante la operación de vaciado con bomba, en un segundo punto de tiempo después del

primer punto de tiempo, el estado de control pasa del primer estado a un segundo estado en el que la válvula de

control de caudal está abierta mientras el compresor está en funcionamiento.

Efectos ventajosos de la invención

De acuerdo con la unidad exterior de la presente invención, incluso cuando la recuperación de refrigerante prosigue

y la temperatura de condensación se acerca a la temperatura del aire exterior durante una operación de vaciado

con bomba, el refrigerante se condensa manteniéndose la eficacia del intercambiador de calor. Esto puede reducir

el tiempo requerido para la recuperación de refrigerante.

Breve descripción de los dibujos

La fig. 1 es un diagrama de configuración global de un aparato de ciclo de refrigeración de acuerdo con el

presente modo de realización.

La fig. 2 es un diagrama e flujo para ilustrar el control de una segunda válvula de expansión 71.

La fig. 3 es un diagrama e flujo para ilustrar el control de una válvula de control de caudal 72.

La fig. 4 es un diagrama e flujo para ilustrar control durante una operación de vaciado con bomba.

Descripción de modos de realización

A continuación en el presente documento, se describirán en detalle modos de realización de la presente divulgación

con referencia a los dibujos. Aunque a continuación se describirán una pluralidad de modos de realización, desde

el momento de presentación de la presente solicitud, se pretende originalmente combinar los rasgos característicos

descritos en los modos de realización según sea apropiado. Cabe destacar que las piezas idénticas o correspondientes en los dibujos se designarán con los mismos caracteres de referencia y no se repetirá la descripción de las mismas.

La fig. 1 es un diagrama de configuración global de un aparato de ciclo de refrigeración de acuerdo con el presente

modo de realización. Cabe destacar que la fig. 1 muestra funcionalmente la relación de conexión y la configuración

de disposición de dispositivos en el aparato del ciclo de refrigeración, y no muestra necesariamente una disposición

en un espacio físico.

En referencia a la fig. 1, un aparato de ciclo de refrigeración 1 incluye una unidad exterior 2, un dispositivo de carga

3 y tubos 84 y 88. La unidad exterior 2 tiene un orificio de salida de refrigerante PO2 y un orificio de entrada de

refrigerante PI2 para conectarse al dispositivo de carga 3. El dispositivo de carga 3 tiene un orificio de salida de

refrigerante PO3 y un orificio de entrada de refrigerante PI3 para conectarse a la unidad exterior 2. El tubo 84

conecta el orificio de salida de refrigerante PO2 de la unidad exterior 2 al orificio de entrada de refrigerante PI3 del dispositivo de carga 3. El tubo 88 conecta el orificio de salida de refrigerante PO3 del dispositivo de carga 3 al

orificio de entrada de refrigerante PI2 de la unidad exterior 2.

La unidad exterior 2 del aparato de ciclo de refrigeración 1 se puede conectar al dispositivo de carga 3. La unidad

exterior 2 incluye un compresor 10 que tiene un orificio de succión G1, un orificio de descarga G2 y un orificio de

presión intermedia G3, un condensador 20, un ventilador 22, un intercambiador de calor 30 y tubos de 80 a 82 y

89. El intercambiador de calor 30 tiene un primer canal H1 y un segundo canal H2, y está configurado para

intercambiar calor entre el refrigerante que fluye en el primer canal H1 y el refrigerante que fluye en el segundo canal H2.

El dispositivo de carga 3 incluye una primera válvula de expansión 50, un evaporador 60, tubos 85, 86 y 87 y una válvula de cierre 28. El evaporador 60 está configurado para realizar un intercambio de calor entre el aire y el refrigerante. En el aparato de ciclo de refrigeración 1, el evaporador 60 evapora el refrigerante absorbiendo calor del aire en un espacio que se va a enfriar. La primera válvula de expansión 50, por ejemplo, es una válvula de expansión de temperatura controlada independientemente de la unidad exterior 2. Cabe destacar que la primera válvula de expansión 50 puede ser una válvula de expansión electrónica que pueda descomprimir el refrigerante. La válvula de cierre 28 se cierra cuando el dispositivo de carga 3 detiene su funcionamiento, para bloquear el refrigerante.

El compresor 10 comprime el refrigerante succionando del tubo 89 y descarga el refrigerante comprimido al tubo 80. El compresor 10 puede cambiar arbitrariamente una frecuencia de accionamiento por control del inversor. Además, el compresor 10 está provisto de un orificio de presión intermedia G3 y permite que el refrigerante del orificio de presión intermedia G3 fluya hacia una parte intermedia de un proceso de compresión. El compresor 10 está configurado para ajustar una velocidad de rotación de acuerdo con una señal de control de un controlador 100. Ajustando la velocidad de rotación del compresor 10, se ajusta una cantidad de circulación del refrigerante y se puede ajustar la capacidad del aparato de ciclo de refrigeración 1. Como compresor 10, se pueden adoptar diversos tipos de compresores y, por ejemplo, se puede adoptar un compresor de tipo espiral, de tipo rotativo, de tipo tornillo o similares.

El condensador 20 está configurado de modo que el refrigerante gaseoso a temperatura alta y presión alta descargado desde el compresor 10 realice un intercambio de calor con el aire exterior (disipación de calor). Por este intercambio de calor, el refrigerante se condensa y se transforma en una fase líquida. El refrigerante descargado desde el compresor 10 al tubo 80 se condensa y se licúa en el condensador 20 y fluye hacia el tubo 81. El ventilador 22 para soplar el aire exterior está acoplado al condensador 20 para incrementar la eficacia del intercambio de calor. El ventilador 22 suministra al condensador 20 el aire exterior con el que el refrigerante realiza el intercambio de calor en el condensador 20. Ajustando el número de revoluciones del ventilador 22, se puede ajustar la presión del refrigerante en un lado de descarga del compresor 10 (la presión del lado de presión alta).

Aquí, se supone que el refrigerante usado para un circuito de refrigerante del aparato de ciclo de refrigeración 1 es CO<2>. Sin embargo, cuando se produce un estado en el que es menos probable que se garantice un subenfriamiento, se puede usar otro refrigerante.

Cabe destacar que, en la presente memoria descriptiva, para facilitar la descripción, un dispositivo que enfría el refrigerante, tal como CO<2>en un estado supercrítico también se denominará condensador 20. Además, en la presente memoria descriptiva, para facilitar la descripción, una cantidad de disminución desde una temperatura de referencia del refrigerante en el estado supercrítico también se denominará subenfriamiento.

Se forma una primera vía de flujo F1 desde el orificio de entrada de refrigerante PI2 hasta el orificio de salida de refrigerante PO2 por medio del compresor 10, el condensador 20 y el primer canal H1 del intercambiador de calor 30, junto con una vía de flujo en la que están dispuestos la primera válvula de expansión 50 y el evaporador 60 del dispositivo de carga 3, una vía de flujo de circulación a través de la que circula el refrigerante. A continuación en el presente documento, esta vía de flujo de circulación también se denominará "circuito de refrigerante principal" de un ciclo de refrigeración.

La unidad exterior 2 incluye además los tubos 91, 92 y 94 configurados para provocar que el refrigerante fluya desde una parte de la vía de flujo de circulación entre una salida del primer canal H1 y el orificio de salida de refrigerante PO2 hasta una entrada del segundo canal H2, y el tubo 96 configurado para provocar que el refrigerante fluya desde una salida del segundo canal H2 al orificio de presión intermedia G3 del compresor 10. A continuación en el presente documento, una segunda vía de flujo F2 que se ramifica desde el circuito de refrigerante principal y suministra el refrigerante al compresor 10 por medio del segundo canal H2 también se denominará "vía de flujo de inyección".

La unidad exterior 2 incluye además un receptor 73 dispuesto en la segunda vía de flujo F2 y configurado para almacenar el refrigerante. Una segunda válvula de expansión 71 está dispuesta entre los tubos 91 y 92, ramificándose el tubo 91 desde la parte de la vía de flujo de circulación entre la salida del primer canal H1 y el orificio de salida de refrigerante PO2, y el tubo 92 está conectado a una entrada del receptor 73. La unidad exterior 2 incluye además un tubo de desgasificación 93 que conecta una salida de expulsión de gas del receptor 73 al segundo canal H2 y está configurada para expulsar un gas refrigerante dentro del receptor 73, un dispositivo obturador 70 dispuesto entre el tubo de desgasificación 93 y el tubo 94 que da lugar al segundo canal H2, y una válvula de control de caudal 72 configurada para ajustar un caudal del refrigerante en el tubo 94 conectada a una salida de expulsión de refrigerante líquido del receptor 73.

El tubo 91 es un tubo que se ramifica desde el circuito de refrigerante principal y provoca que el refrigerante fluya hacia el receptor 73. La segunda válvula de expansión 71 es una válvula de expansión electrónica que puede disminuir la presión del refrigerante en una parte de presión alta del circuito de refrigerante principal a una presión intermedia. El receptor 73 es un recipiente en el que el refrigerante descomprimido y que tiene dos fases se separa en una fase gaseosa y una fase líquida, y que puede almacenar el refrigerante y ajustar la cantidad del circulación del refrigerante en el circuito de refrigerante principal. El tubo de desgasificación 93 conectado a una parte superior del receptor 73 y el tubo 94 conectado a una parte inferior del receptor 73 son tubos para sacar el refrigerante separado en refrigerante gaseoso y refrigerante líquido dentro del receptor 73, en un estado separado. La válvula de control de caudal 72 ajusta la cantidad del refrigerante líquido que se va a expulsar del tubo 94 y, de este modo, puede ajustar la cantidad del refrigerante en el receptor 73.

Al proporcionar el receptor 73 en la vía de flujo de inyección como se describe anteriormente, resulta fácil garantizar un subenfriamiento en los tubos 82 y 83, que son tubos de líquido. Esto se debe a que, puesto que el receptor 73, en general, incluye el refrigerante gaseoso en el mismo y la temperatura de refrigerante alcanza la temperatura de saturación, no es posible garantizar un subenfriamiento si el receptor 73 está dispuesto en el tubo 82.

Además, si el receptor 73 está provisto en una parte de presión intermedia, resulta posible almacenar el refrigerante líquido de presión intermedia dentro del receptor 73 incluso cuando la presión en la parte de presión alta del circuito de refrigerante principal es alta y el refrigerante está en el estado supercrítico. Por tanto, se puede establecer la presión de diseño del recipiente de receptor 73 para que sea menor que la de la parte de presión alta, y también se puede lograr una reducción de costes disminuyendo el espesor del recipiente.

La unidad exterior 2 incluye además sensores de presión 110 y 111, sensores de temperatura 120 a 123 y un controlador 100 configurado para controlar el compresor 10, la segunda válvula de expansión 71 y la válvula de control de caudal 72.

El sensor de presión 110 detecta una presión PL en la parte de orificio de succión del compresor 10 y envía un valor de detección de la misma al controlador 100. El sensor de presión 111 detecta una presión de descarga PH del compresor 10 y envía un valor de detección de la misma al controlador 100.

El sensor de temperatura 120 detecta la temperatura de descarga TH del compresor 10 y envía un valor de detección de la misma al controlador 100. El sensor de temperatura 121 detecta la temperatura de refrigerante T1 en el tubo 81 en una salida del condensador 20, y envía un valor de detección de la misma al controlador 100. El sensor de temperatura 122 detecta la temperatura de refrigerante T2 en la salida del primer canal H1 en un lado enfriado del intercambiador de calor 30 y envía un valor de detección de la misma al controlador 100. El sensor de temperatura 123 detecta la temperatura del aire exterior TA, que es la temperatura ambiente de la unidad exterior 2, y envía un valor de detección de la misma al controlador 100.

En el presente modo de realización, la segunda vía de flujo F2 controla la temperatura de descarga TH del compresor 10 haciendo que el refrigerante se descomprima y haciendo que dos fases fluyan hacia el compresor 10. Además, la cantidad del refrigerante en el circuito de refrigerante principal se puede ajustar por el receptor 73 colocado en la segunda vía de flujo F2. Además, la segunda vía de flujo F2 también garantiza el sobreenfriamiento del refrigerante en el circuito de refrigerante principal por el intercambio de calor por el intercambiador de calor 30.

El controlador 100 incluye una CPU (unidad central de procesamiento) 102, una memoria 104 (una ROM (memoria de solo lectura) y una RAM (memoria de acceso aleatorio)), memorias intermedias de entrada/salida (no mostradas) para introducir/enviar diversas señales, y similares. La CPU 102 expande los programas almacenados en la ROM en la RAM o similares y ejecuta los programas. Los programas almacenados en la ROM son programas que describen procedimientos de procesamiento del controlador 100. De acuerdo con estos programas, el controlador 100 realiza el control de los dispositivos en la unidad exterior 2. Este control se puede procesar no solo por un programa informático, sino también por un equipo informático especializado (circuitos electrónicos).

Control durante la operación normal

El controlador 100 controla por realimentación la segunda válvula de expansión 71 de modo que la temperatura de descarga TH del compresor 10 coincida con la temperatura objetivo.

La fig. 2 es un diagrama de flujo para ilustrar el control de la segunda válvula de expansión 71. Cuando la temperatura de descarga TH del compresor 10 es mayor que la temperatura objetivo (SÍ en S21), el controlador 100 incrementa el grado de apertura de la segunda válvula de expansión 71 (S22). De este modo, se incrementa el refrigerante que fluye hacia el orificio de presión intermedia G3 por medio del receptor 73 y, por tanto, la temperatura de descarga TH disminuye.

Por otra parte, cuando la temperatura de descarga TH del compresor 10 es menor que la temperatura objetivo (NO en S21 y SÍ en S23), el controlador 100 disminuye el grado de apertura de la segunda válvula de expansión 71 (S24). De este modo, disminuye el refrigerante que fluye hacia el orificio de presión intermedia G3 por medio del receptor 73 y, por tanto, la temperatura de descarga<t>H se incrementa.

Cuando la temperatura de descarga TH es igual a la temperatura objetivo (NO en S21 y NO en S23), el controlador 100 mantiene el grado de apertura de la segunda válvula de expansión 71 en el estado actual.

Por tanto, el controlador 100 controla el grado de apertura de la segunda válvula de expansión 71 de modo que la temperatura de descarga TH del compresor 10 se aproxime a la temperatura objetivo.

Además, en una operación normal, el controlador 100 controla por retroalimentación la válvula de control de caudal 72 de modo que la temperatura de refrigerante T1 en la salida del condensador 20 coincida con la temperatura objetivo, para garantizar un subenfriamiento SC del refrigerante en la salida del condensador 20.

La fig. 3 es un diagrama de flujo para ilustrar el control de la válvula de control de caudal 72. Cuando el subenfriamiento SC determinado por la temperatura de refrigerante T1 en la salida del condensador 20 y la presión en el condensador 20 (aproximada por PH) sea mayor que un valor objetivo (SÍ en S31), el controlador 100 disminuye un grado de apertura de la válvula de control de caudal 72 (S32). De este modo, la cantidad del refrigerante líquido que se va a expulsar del receptor 73 disminuye y la cantidad del refrigerante líquido dentro del receptor 73 se incrementa y, por tanto, disminuye la cantidad del refrigerante que circula a través del circuito de refrigerante principal. En consecuencia, se incrementa la temperatura de refrigerante T1 y, por tanto, disminuye el subenfriamiento SC.

Por otra parte, cuando el subenfriamiento SC determinado por la temperatura de refrigerante T1 en la salida del condensador 20 y la presión en el condensador 20 (aproximada por PH) es inferior al valor objetivo (NO en S31 y SÍ en S33), el controlador 100 incrementa el grado de apertura de la válvula de control de caudal 72 (S34). De este modo, la cantidad del refrigerante líquido que se va a expulsar del receptor 73 se incrementa y la cantidad del refrigerante líquido almacenado en el receptor 73 disminuye y, por tanto, se incrementa la cantidad del refrigerante que circula a través del circuito de refrigerante principal. En consecuencia, disminuye la temperatura de refrigerante T1 y, por tanto, se incrementa el subenfriamiento SC.

Cuando el subenfriamiento SC es igual al valor objetivo (NO en S31 y NO en S33), el controlador 100 mantiene el grado de apertura de la válvula de control de caudal 72 en el estado actual.

Por lo tanto, el controlador 100 controla el grado de apertura de la válvula de control de caudal 72 de modo que la temperatura de refrigerante T1 en la salida del condensador 20 se aproxime a la temperatura objetivo.

Control durante la operación de vaciado con bomba

Además, en la operación normal, el controlador 100 controla por retroalimentación la válvula de control de caudal 72 de modo que la temperatura de refrigerante T1 en la salida del condensador 20 coincida con la temperatura objetivo, para garantizar el subenfriamiento SC del refrigerante en la salida del condensador 20, y, en una operación de vaciado con bomba, el controlador 100 cierra la válvula de control de caudal 72 para recuperar el refrigerante líquido en el receptor 73.

La operación de vaciado con bomba es una operación para transferir el refrigerante desde el dispositivo de carga 3 a la unidad exterior 2 y almacenar el refrigerante en la misma, colocando la válvula de cierre 28 o similar en el tubo 85 a través del fluye el refrigerante líquido en el circuito de refrigerante principal y hacer funcionar el compresor 10 con el tubo 85 bloqueado. La operación de vaciado con bomba se realiza, por ejemplo, cerrando la primera válvula de expansión 50 o la válvula de cierre 28 antes de detener la operación, y, después de esto, haciendo funcionar el compresor 10.

En general, una señal para dar instrucciones para iniciar la operación de vaciado con bomba no se transmite, en particular, desde el dispositivo de carga 3 a la unidad exterior 2, y la operación de vaciado con bomba se realiza en la unidad exterior 2 continuando la operación normal cuando disminuye la presión PL en la parte de presión baja detectada por el sensor de presión 110 hasta un valor umbral PA.

En la operación de vaciado con bomba, cuando la válvula de cierre 28 está cerrada y la presión PL en la parte de presión baja detectada por el sensor de presión 110 disminuye a un valor umbral PB, el controlador 100 está configurado para detener el compresor 10 y detener el vaciado con bomba. Puesto que el compresor 10 está configurado de modo que el refrigerante no pueda pasar a través del mismo cuando está detenido, el refrigerante no fluye de nuevo al dispositivo de carga 3.

La fig. 4 es un diagrama de flujo para ilustrar el control durante la operación de vaciado con bomba. En primer lugar, en la etapa S41, el controlador 100 determina si la presión PL en la parte de presión baja detectada por el sensor de presión 110 es menor que el valor umbral PA. Cuando se satisface PL < valor umbral PA (SÍ en S41), se realiza la operación de vaciado con bomba en y después de la etapa S42. Por otra parte, cuando no se satisface PL < valor umbral PA (NO en S41), no se realiza la operación de vaciado con bomba y el control se devuelve al procesamiento en la operación normal en la etapa S47.

En la etapa S42, el controlador 100 determina si la temperatura de refrigerante T1 en el condensador 20 es menor que TA+a. Aquí, a indica una diferencia de temperatura entre el refrigerante y el aire exterior que puede provocar una reducción significativa de la eficacia de condensación del refrigerante en el condensador 20 si la diferencia de temperatura es incluso inferior, y es un valor determinado según sea apropiado.

Cuando no se satisface T1 < TA+a (NO en S42), en la etapa S43, el controlador 100 cierra la válvula de control de caudal 72. De este modo, el refrigerante gaseoso se expulsa del receptor 73 a través del tubo de desgasificación 93, y el refrigerante líquido se recupera en el receptor 73.

Por otra parte, cuando se satisface T1 < TA+a (SÍ en S42), en la etapa S44, el controlador 100 incrementa ligeramente el grado de apertura de la válvula de control de caudal 72. De este modo, el refrigerante líquido almacenado en el receptor 73 fluye al segundo canal H2 del intercambiador de calor 30. Cuando la válvula de control de caudal 72 está cerrada, el refrigerante gaseoso fluye al segundo canal H2 del intercambiador de calor 30 a través del tubo de desgasificación 93. En el estado en el que fluye el refrigerante gaseoso, el coeficiente de transferencia de calor entre el intercambiador de calor y el refrigerante en el segundo canal H2 es bajo.

Aquí, si el refrigerante líquido se mezcla abriendo ligeramente la válvula de control de caudal 72, el coeficiente de transferencia de calor entre el intercambiador de calor y el refrigerante en el segundo canal H2 se mejora 10 veces o más. De este modo, se condensa el refrigerante que se ha vuelto menos condensado en el condensador 20 en una fase en la que la recuperación del refrigerante líquido ha proseguido hasta cierto punto en el intercambiador de calor 30 y, por tanto, la recuperación del refrigerante líquido puede proseguir. Cabe destacar que, puesto que la cantidad del refrigerante líquido recuperado no se incrementa si el grado de apertura de la válvula de control de caudal 72 se incrementa demasiado, el grado de apertura de la válvula de control de caudal 72 en la etapa S44 se establece para que caiga dentro de un intervalo en el que se incrementa la cantidad del refrigerante líquido recuperado en el receptor 73.

Preferentemente, además, en la etapa S45, el controlador 100 incrementa la velocidad de rotación del compresor 10, aunque el controlador 100 no necesariamente tiene que realizar esta etapa. Esto puede reducir el tiempo para recuperar el refrigerante restante que se ha vuelto menos condensado debido a que la recuperación ha proseguido.

Posteriormente, en la etapa S46, el controlador 100 determina si la presión PL en la parte de presión baja detectada por el sensor de presión 110 disminuye hasta el valor umbral PB. El valor umbral p B es un valor menor que el valor umbral PA, y es un valor de determinación para determinar que se completa la recuperación del refrigerante en el dispositivo de carga 3. Mientras la presión PL no disminuya hasta el valor umbral PB (NO en S46), el controlador 100 continúa el funcionamiento del compresor 10 y continúa la operación de vaciado con bomba.

Por otra parte, cuando la presión PL disminuye al valor umbral PB (SÍ en S46), en la etapa S47, el controlador 100 detiene el compresor 10 y finaliza el vaciado con bomba.

A través de dicho control, en un primer punto de tiempo cuando se inicia la operación de vaciado con bomba, el controlador 100 cierra la válvula de control de caudal 72 para almacenar el refrigerante líquido en el receptor 73. A continuación, en un segundo punto de tiempo cuando la cantidad del refrigerante líquido en el receptor 73 se incrementa y la eficacia del condensador 20 disminuye, el controlador 100 abre ligeramente la válvula de control de caudal 72 para mejorar la eficacia del intercambiador de calor 30 y promover la condensación del refrigerante en el primer canal H1. Esto puede reducir el tiempo que se precisa para completar la operación de vaciado con bomba.

Finalmente, el presente modo de realización se resumirá, de nuevo, con referencia a los dibujos. Como se muestra en la fig. 1, la presente divulgación se refiere a la unidad exterior 2 del aparato de ciclo de refrigeración 1, pudiendo conectarse la unidad exterior 2 al dispositivo de carga 3 que incluye la primera válvula de expansión 50 correspondiente al "primer dispositivo de expansión" y un evaporador 60. La unidad exterior 2 incluye: primera vía de flujo F1 configurada para formar una vía de flujo de circulación a través de la que circula refrigerante, al conectarse al dispositivo de carga 3; compresor 10 y condensador 20 dispuestos en la primera vía de flujo F1; segunda vía de flujo F2 configurada para ramificarse desde un punto de ramificación en la primera vía de flujo F1 corriente abajo del condensador 20 en una dirección en la que circula el refrigerante, y para devolver, al compresor 10, el refrigerante que ha pasado a través del condensador 20; segunda válvula de expansión 71 correspondiente al "segundo dispositivo de expansión", receptor 73 y válvula de control de caudal 72 dispuestos en la segunda vía de flujo F2 en orden desde el punto de ramificación; intercambiador de calor 30 que tiene un primer canal H1 y un segundo canal H2 y configurado para intercambiar calor entre el refrigerante que fluye en el primer canal H1 y el refrigerante que fluye en el segundo canal H2; y controlador 100.

El primer canal H1 del intercambiador de calor 30 está dispuesto entre el condensador 20 y el punto de ramificación en la primera vía de flujo F1. El segundo canal H2 del intercambiador de calor 30 está dispuesto entre la válvula de control de caudal 72 y el compresor 10 en la segunda vía de flujo F2. La válvula de control de caudal 72 está configurada para ajustar un caudal de expulsión de refrigerante líquido del receptor 73.

El controlador 100 está configurado para controlar el compresor 10 y la válvula de control de caudal 72. Cuando se inicia una operación de vaciado con bomba para recuperar el refrigerante en el receptor 73, el controlador 100 está configurado para controlar un estado de control del compresor 10 y la válvula de control de caudal 72, en un primer punto de tiempo, en un primer estado en el que la válvula de control de caudal 72 está cerrada mientras el compresor 10 está en funcionamiento. Durante la operación de vaciado con bomba, el controlador 100 está configurado para pasar, en un segundo punto de tiempo después del primer punto de tiempo, el estado de control del primer estado a un segundo estado en el que la válvula de control de caudal 72 está abierta mientras el compresor 10 está en funcionamiento.

A medida que prosigue la operación de vaciado con bomba, prosigue la recuperación del refrigerante en el receptor 73 y, por tanto, la cantidad del refrigerante líquido en el receptor 73 se incrementa gradualmente. En consecuencia, la cantidad del refrigerante líquido en el receptor 73 en el segundo punto de tiempo es mayor que la cantidad del refrigerante líquido en el receptor 73 en el primer punto de tiempo.

Preferentemente, cuando una diferencia entre la temperatura del aire exterior y la temperatura de condensación del refrigerante en el condensador 20 es inferior a un valor umbral, el controlador 100 controla el estado de control del compresor 10 y la válvula de control de caudal 72 en el segundo estado. De este modo, incluso cuando la diferencia entre la temperatura del aire exterior TA y la temperatura de refrigerante T1 en el condensador 20 es inferior y la eficacia del condensador 20 se reduce en la fase en la que ha proseguido la recuperación del refrigerante líquido en el receptor 73, es posible mejorar la eficacia del intercambiador de calor 30 y proseguir además en la recuperación del refrigerante líquido.

Cabe destacar que, cuando el grado de apertura de la válvula de control de caudal 72 en el segundo estado se establece en apertura total durante un tiempo prolongado, la cantidad del refrigerante líquido en el receptor 73 disminuye. En consecuencia, en el segundo estado, solo es necesario abrir la válvula de control de caudal 72 por un ligero grado de apertura que puede provocar un flujo anular del refrigerante líquido en el segundo canal H2 del intercambiador de calor 30, o repetir la apertura de la válvula de control de caudal 72 durante un corto periodo de tiempo y cerrar la válvula de control de caudal 72. De este modo, se mejora la eficacia del intercambio de calor en el intercambiador de calor 30 y se condensa el refrigerante que pasa a través del primer canal H1 en el intercambiador de calor 30, promoviendo la recuperación del refrigerante líquido.

Más preferentemente, el controlador 100 está configurado para establecer la velocidad de rotación del compresor 10 en el segundo estado para que sea mayor que la velocidad de rotación del compresor 10 en el primer estado. Esto puede reducir el tiempo para recuperar el refrigerante restante que se ha vuelto menos condensado debido a que la recuperación ha proseguido.

Aunque el presente modo de realización se ha descrito ilustrando una máquina de refrigeración que incluye un aparato de ciclo de refrigeración 1, el aparato de ciclo de refrigeración 1 se puede utilizar en un acondicionador de aire o similares.

Se debe entender que el modo de realización divulgado en el presente documento es ilustrativo y no restrictivo en cada respecto. El alcance de la presente invención está definido por el alcance de las reivindicaciones, en lugar de por la descripción del modo de realización descrito anteriormente, y se pretende que incluya cualquier modificación dentro del alcance definido por las reivindicaciones.

Lista de signos de referencia

1: aparato de ciclo de refrigeración; 2: unidad exterior; 3: dispositivo de carga; 10: compresor; 20: condensador; 22: ventilador; 28: válvula de cierre; 30: intercambiador de calor; 71: segunda válvula de expansión; 50: primera válvula de expansión; 60: evaporador; 70: dispositivo obturador; 72: válvula de control de caudal; 73: receptor; 80, 81, 82, 83, 84, 85, 88, 89, 91, 92, 94, 96: tubo; 93: tubo de desgasificación; 100: controlador; 104: memoria; 110, 111: sensor de presión; 120, 121, 122, 123: sensor de temperatura; F1: primera vía de flujo; F2: segunda vía de flujo; G1: orificio de succión; G2: orificio de descarga; G3: orificio de presión intermedia; H1: primer canal; H2: segundo canal.

Claims

REIVINDICACIONES

1 . Una unidad exterior (2) de un aparato de ciclo de refrigeración (1), pudiendo conectarse la unidad exterior (2) a un dispositivo de carga (3) que incluye un primer dispositivo de expansión (50) y un evaporador (60), comprendiendo la unidad exterior (2):

una primera vía de flujo (F1) configurada para formar una vía de flujo de circulación a través de la que circula refrigerante, al conectarse al dispositivo de carga (3);

un compresor (10) y un condensador (20) dispuestos en la primera vía de flujo (F1);

una segunda vía de flujo (F2) configurada para ramificarse desde un punto de ramificación en la primera vía de flujo (F1) corriente abajo del condensador (20) en una dirección en la que circula el refrigerante, y para devolver, al compresor (10), el refrigerante que ha pasado a través del condensador (20);

un segundo dispositivo de expansión (71), un receptor (73) y una válvula de control de caudal (72) dispuestos en la segunda vía de flujo (F2) en orden desde el punto de ramificación;

un intercambiador de calor (30) que tiene un primer canal (H1) y un segundo canal (H2) y configurado para intercambiar calor entre el refrigerante que fluye en el primer canal (H1) y el refrigerante que fluye en el segundo canal (H2), y

un controlador (100) configurado para controlar el compresor (10) y la válvula de control de caudal (72);

en la que

el primer canal (H1) del intercambiador de calor (30) está dispuesto entre el condensador (20) y el punto de ramificación en la primera vía de flujo (F1),

el segundo canal (H2) del intercambiador de calor (30) está dispuesto entre la válvula de control de caudal (72) y el compresor (10) en la segunda vía de flujo (F2), y

el controlador (100) está configurado para controlar la válvula de control de caudal (72) para ajustar un caudal de expulsión de refrigerante líquido desde el receptor (73),caracterizada por que

el controlador (100) está configurado para, cuando se inicia una operación de vaciado con bomba para recuperar el refrigerante en el receptor (73), establecer un estado de control del compresor (10) y de la válvula de control de caudal (72), en un primer punto de tiempo, en un primer estado en el que la válvula de control de caudal (72) está cerrada mientras el compresor (10) está en funcionamiento, y

el controlador (100) está configurado para, durante la operación de vaciado con bomba, en un segundo punto de tiempo después del primer punto de tiempo, pasar el estado de control del primer estado a un segundo estado en el que la válvula de control de caudal (72) está abierta mientras el compresor (10) está en funcionamiento.
2 . La unidad exterior (2) de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el controlador (100) está configurado para, cuando una diferencia entre la temperatura del aire exterior y la temperatura de condensación del refrigerante en el condensador (20) es inferior a un valor umbral, establecer el estado de control del compresor (10) y la válvula de control de caudal (72) en el segundo estado.
3 . La unidad exterior (2) de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el controlador (100) está configurado para controlar el compresor (10) de modo que una velocidad de rotación del compresor (10) en el segundo estado sea mayor que una velocidad de rotación del compresor (10) en el primer estado.
4 . La unidad exterior (2) de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el controlador (100) está configurado para controlar el compresor (10) y la válvula de control de caudal (72) de modo que una cantidad del refrigerante líquido en el receptor (73) en el segundo punto de tiempo sea mayor que una cantidad del refrigerante líquido en el receptor (73) en el primer punto de tiempo.
5 . Un aparato de ciclo de refrigeración que comprende:

la unidad exterior (2) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4; y

el dispositivo de carga (3).