ES2966337T3 - Unidad de fuente de calor y aparato de refrigeración - Google Patents

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Abstract

Según la presente invención, una operación de recuperación de petróleo comprende una primera operación de reducir el grado de apertura de una válvula de expansión de la fuente de calor (28) y una segunda operación de aumentar el grado de apertura de la válvula de expansión de la fuente de calor (28) después de la primera operación. . Un controlador (80) está configurado para ejecutar la segunda operación cuando se cumple una primera condición durante la primera operación. La primera condición incluye al menos una condición en la que una diferencia ΔP entre la presión de un refrigerante en el lado aguas abajo de la válvula de expansión de la fuente de calor (28) en una tubería de líquido (43) y la presión de un refrigerante de succión de un elemento de compresión. (C) es menor que un valor predeterminado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Unidad de fuente de calor y aparato de refrigeración
Campo técnico
La presente invención se refiere a una unidad de lado de fuente de calor y a un aparato de refrigeración.
Antecedentes de la técnica
El documento de literatura patente 1 describe un aparato de refrigeración configurado para llevar a cabo un funcionamiento de recuperación de aceite para devolver un aceite almacenado en un intercambiador de calor de lado de utilización a un compresor. Específicamente, el funcionamiento de recuperación de aceite implica reducir un grado de apertura de una primera válvula de expansión en un conducto de líquido. El aparato de refrigeración reduce de esta forma un caudal y una presión de un refrigerante que circula a través del intercambiador de calor de lado de utilización, y aumenta un grado de sobrecalentamiento de succión. Por consiguiente, aumenta gradualmente un grado de apertura de una válvula de expansión de lado de utilización. El funcionamiento de recuperación de aceite también implica aumentar el grado de apertura de la primera válvula de expansión después del transcurso de un primer tiempo predeterminado t1 desde la reducción del grado de apertura de la primera válvula de expansión. El aparato de refrigeración aumenta de esta forma el caudal del refrigerante que circula a través del intercambiador de calor de lado de utilización. El refrigerante es compatibilizado con el aceite de máquina de refrigeración en el intercambiador de calor de lado de utilización, y es devuelto junto con el aceite de máquina de refrigeración al compresor. El documento de solicitud internacional de patente PCT n° WO 2018/097138 A1 describe una unidad de lado de fuente de calor según el preámbulo de la reivindicación 1.
Lista de citación
Literatura patente
Documento de literatura patente 1: documento de patente de Japón n° JP 2018-084376 A.
Compendio de la invención
<Problema técnico>
Tal y como se describe en el documento de literatura patente 1, el aparato de refrigeración reduce el grado de apertura de la primera válvula de expansión y, después del transcurso del primer tiempo predeterminado t1, determina que el grado de apertura de la válvula de expansión de lado de utilización ha aumentado. El aparato de refrigeración aumenta entonces el grado de apertura de la primera válvula de expansión. Sin embargo, esta determinación que utiliza un temporizador carece de precisión en la determinación de que el grado de apertura de la válvula de expansión de lado de utilización ha aumentado.
Un objeto de la presente invención es mejorar la precisión de la determinación de que un grado de apertura de una válvula de expansión de lado de utilización ha aumentado en una primera operación para reducir un grado de apertura de una válvula de expansión de lado de fuente de calor, en un funcionamiento de recuperación de aceite.
<Solución al problema>
Una unidad de lado de fuente de calor según la presente invención se define en la reivindicación 1. Un primer aspecto está dirigido a una unidad de lado de fuente de calor que incluye un elemento de compresión (C), un conducto de líquido (43), una válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) conectada al conducto de líquido (43), y un intercambiador de calor de lado de fuente de calor (25). La unidad de lado de fuente de calor está conectada a una unidad de lado de utilización (70) que incluye un intercambiador de calor de lado de utilización (73) y una válvula de expansión de lado de utilización (72) para constituir, junto con la unidad de lado de utilización (70), un circuito de refrigerante (10) configurado para realizar un ciclo de refrigeración en el que el intercambiador de calor de lado de fuente de calor (25) se comporta como un radiador y el intercambiador de calor de lado de utilización (73) se comporta como un evaporador. La unidad de lado de fuente de calor incluye además una unidad de control (80) configurada para controlar la unidad de lado de fuente de calor (20) para llevar a cabo un funcionamiento de recuperación de aceite para recuperar aceite del intercambiador de calor de lado de utilización (73) en el ciclo de refrigeración. El funcionamiento de recuperación de aceite incluye una primera operación de reducción de un grado de apertura de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28), y una segunda operación de aumento del grado de apertura de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) después de la primera operación. La unidad de control (80) realiza la segunda operación cuando se cumple una primera condición en la primera operación. La primera condición incluye al menos una condición de que una diferencia AP entre una presión de un refrigerante aguas abajo de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) en el conducto de líquido (43) y una presión del refrigerante succionado en el elemento de compresión (C) tenga un valor menor que un valor predeterminado.
Según el primer aspecto, en la primera operación, la primera condición incluye la condición de que la diferencia AP entre la presión del refrigerante aguas abajo de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) en el conducto de líquido (43) y la presión del refrigerante succionado en el elemento de compresión (C) tenga un valor menor que el valor predeterminado. Esta configuración mejora de esta forma la precisión de la determinación de que el grado de apertura de la válvula de expansión de lado de utilización ha aumentado.
Según un segundo aspecto, en el primer aspecto, la primera condición incluye una condición de que un grado de sobrecalentamiento de succión tenga un valor superior a un primer valor.
Según el segundo aspecto, en la primera operación, la primera condición incluye la condición de que el grado de sobrecalentamiento de succión sea grande. Esta configuración hace posible mejorar la precisión de la determinación de que el grado de apertura de la válvula de expansión de lado de utilización (72) ha aumentado.
Según un tercer aspecto, en el primer o segundo aspecto, la unidad de control (80) realiza una tercera operación de cambio del grado de apertura de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) al grado de apertura de inmediatamente antes del inicio de la primera operación cuando se cumple una segunda condición en la segunda operación, y la segunda condición incluye una condición de que un grado de sobrecalentamiento de succión tenga un valor menor que un segundo valor.
Según el tercer aspecto, en la segunda operación, la segunda condición incluye la condición de que el grado de sobrecalentamiento de succión tenga un valor menor que el segundo valor. Esta configuración hace posible mejorar la precisión de la determinación de que el aceite ha sido devuelto al elemento de compresión (C).
Según un cuarto aspecto, en cualquiera de los aspectos primero a tercero, la unidad de control (80) realiza una tercera operación de cambio del grado de apertura de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) al grado de apertura de inmediatamente antes del inicio de la primera operación cuando se cumple una segunda condición en la segunda operación, y la segunda condición incluye una condición de que la presión del refrigerante aguas abajo de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) en el conducto de líquido (43) tenga un valor superior a un valor predeterminado.
Según el cuarto aspecto, en la segunda operación, la segunda condición incluye la condición de que la presión del refrigerante aguas abajo de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) tenga un valor superior al valor predeterminado. Esta configuración hace posible mejorar la precisión de la determinación de que el aceite ha sido devuelto al elemento de compresión (C).
Según un quinto aspecto, en cualquiera de los aspectos primero a cuarto, una velocidad de crecimiento del grado de apertura de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) en la segunda operación es mayor que una velocidad de decrecimiento del grado de apertura de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) en la primera operación.
Según el quinto aspecto, en la segunda operación, con la condición de que el grado de apertura de la válvula de expansión de lado de utilización (72) aumente, el aceite del intercambiador de calor de lado de utilización (73) puede ser devuelto rápidamente junto con el refrigerante al compresor (21,22, 23).
Un sexto aspecto está dirigido a un aparato de refrigeración que incluye la unidad de lado de fuente de calor (20) según cualquiera de los aspectos primero a quinto, y una unidad de lado de utilización (70) que incluye un intercambiador de calor de lado de utilización (73) y una válvula de expansión de lado de utilización (72). La unidad de lado de fuente de calor (20) y la unidad de lado de utilización (70) están conectadas para constituir un circuito de refrigerante (10) configurado para realizar un ciclo de refrigeración en el que el intercambiador de calor de lado de fuente de calor (25) se comporta como un radiador y el intercambiador de calor de lado de utilización (73) se comporta como un evaporador.
Un séptimo aspecto está dirigido al aparato de refrigeración según el sexto aspecto, en el que la válvula de expansión de lado de utilización (72) es una válvula de expansión termostática.
Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1 es un diagrama de un sistema de conductos de un aparato de refrigeración que incluye una unidad de lado de fuente de calor según la invención.
La FIG. 2 es un diagrama (equivalente a la FIG. 1) de un flujo de un refrigerante durante un funcionamiento de instalación de enfriamiento.
La FIG. 3 es un diagrama (equivalente a la FIG. 1) de un flujo del refrigerante durante un funcionamiento de descongelación.
La FIG. 4 es un diagrama de flujo de un funcionamiento de retorno de aceite.
Descripción de realizaciones
A continuación, se describirán realizaciones de la invención haciendo referencia a los dibujos. Las siguientes realizaciones son ejemplos de carácter preferible y no pretenden limitar el alcance de la presente invención, los productos a los que se aplica la presente invención, ni el uso de la presente invención.
<Configuración general>
Un aparato de refrigeración (1) según una primera realización está configurado para enfriar aire como objetivo de enfriamiento. El término "objetivo de enfriamiento", tal como se usa en la presente memoria, puede implicar el aire de una instalación tal como un refrigerador, un congelador o una vitrina.
Como se ilustra en la FIG. 1, el aparato de refrigeración (1) incluye una unidad de exterior (20) instalada en el exterior y dos unidades de instalación de enfriamiento (70), cada una configurada para enfriar el aire interior. El aparato de refrigeración (1) no incluye necesariamente dos unidades de instalación de enfriamiento (70). Por ejemplo, el aparato de refrigeración (1) puede incluir una unidad de instalación de enfriamiento (70). Alternativamente, el aparato de refrigeración (1) puede incluir tres o más unidades de instalación de enfriamiento (70). La unidad de exterior (20) está conectada a las dos unidades de instalación de enfriamiento (70) a través de un conducto de conexión de líquido (14) y de un conducto de conexión de gas (13). De este modo, se constituye un circuito de refrigerante (10) en el aparato de refrigeración (1). Se obtiene un ciclo de refrigeración por compresión de vapor, de tal manera que un refrigerante circula a través del circuito de refrigerante (10).
<Esquema de la unidad de exterior>
La unidad de exterior (20) es una unidad de lado de fuente de calor. La unidad de exterior (20) se instala al aire libre. La unidad de exterior (20) incluye un circuito de lado de fuente de calor (20a) y un ventilador exterior (F1). El circuito de lado de fuente de calor (20a) incluye principalmente tres compresores (21, 22, 23) que constituyen un elemento de compresión (C), una válvula de conmutación de cuatro vías (24), un intercambiador de calor de exterior (25), un receptor (26), un intercambiador de calor de subenfriamiento (27) y una válvula de expansión exterior (28).
El circuito de lado de fuente de calor (20a) incluye una válvula de cierre de gas (11) y una válvula de cierre de líquido (12). El conducto de conexión de gas (13) está conectado a la válvula de cierre de gas (11). El conducto de conexión de líquido (14) está conectado a la válvula de cierre de líquido (12).
<Elemento de compresión y su estructura periférica>
En la primera realización, el elemento de compresión (C) incluye los tres compresores (21, 22, 23). En el circuito de lado de fuente de calor (20a), los tres compresores (21, 22, 23) están conectados en paralelo. Los tres compresores (21,22, 23) incluyen un primer compresor (21), un segundo compresor (22) y un tercer compresor (23). Cada uno de los compresores (21, 22, 23) es, por ejemplo, un compresor de espiral. El primer compresor (21) es de tipo de capacidad variable. En el primer compresor (21), se suministra energía desde una fuente de energía a un motor eléctrico a través de un circuito inversor. El segundo compresor (22) y el tercer compresor (23) son, cada uno, de un tipo de capacidad fija.
El primer compresor (21) tiene una parte de descarga a la que está conectado un primer conducto de descarga (31). El primer compresor (21) tiene una parte de succión a la que está conectado un primer conducto de succión (34). El segundo compresor (22) tiene una parte de descarga a la que está conectado un segundo conducto de descarga (32). El segundo compresor (22) tiene una parte de succión a la que está conectado un segundo conducto de succión (35). El tercer compresor (23) tiene un conducto de descarga (33) al que está conectado un tercer conducto de descarga (33). El tercer compresor (23) tiene una parte de succión a la que está conectado un tercer conducto de succión (36).
El primer conducto de descarga (31), el segundo conducto de descarga (32) y el tercer conducto de descarga (33) tienen, cada uno, un extremo de salida al que está conectado un extremo de entrada de un conducto de descarga principal (37). El primer conducto de succión (34), el segundo conducto de succión (35) y el tercer conducto de succión (36) tienen, cada uno, un extremo de entrada al que está conectado un extremo de salida de un conducto de succión principal (38).
Una primera válvula de retención (CV1) está conectada al primer conducto de descarga (31). Una segunda válvula de retención (CV2) está conectada al segundo conducto de descarga (32). Una tercera válvula de retención (CV3) está conectada al tercer conducto de descarga (33). La primera válvula de retención (CV1), la segunda válvula de retención (CV2) y la tercera válvula de retención (CV3) permiten, cada una, un flujo de refrigerante desde la parte de descarga del compresor correspondiente (21,22, 23) hasta el conducto de descarga principal (37) y prohíben, cada una, un flujo de refrigerante desde el conducto de descarga principal (37) hasta la parte de descarga del compresor correspondiente (21,22, 23).
El conducto de descarga principal (37) está provisto de un separador de aceite (39). El separador de aceite (39) está configurado para separar aceite del refrigerante comprimido por el elemento de compresión (C). El separador de aceite (39) está conectado a un extremo de entrada de un conducto de retorno de aceite (39a). El conducto de retorno de aceite (39a) tiene un extremo de salida conectado a un circuito de inyección (I). El conducto de retorno de aceite (39a) también está conectado a una válvula de retorno de aceite (39b), tal como una válvula eléctrica. El aceite separado por el separador de aceite (39) es devuelto a una cámara de compresión (una parte de presión intermedia) de cada compresor (21,22, 23) a través del conducto de retorno de aceite (39a) y del circuito de inyección (I).
<Válvula de conmutación de cuatro vías>
La válvula de conmutación de cuatro vías (24) tiene un primer puerto (P1), un segundo puerto (P2), un tercer puerto (P3) y un cuarto puerto (P4). El primer puerto (P1) está conectado a un extremo de salida del conducto de descarga principal (37). El segundo puerto (P2) está conectado a un extremo de entrada del conducto de succión principal (38). El tercer puerto (P3) está conectado a un extremo de gas del intercambiador de calor de exterior (25). El cuarto puerto (P4) está conectado a la válvula de cierre de gas (11).
La válvula de conmutación de cuatro vías (24) conmuta entre un primer estado (un estado indicado por una línea continua en la FIG. 1) y un segundo estado (un estado indicado por una línea discontinua en la FIG. 1). En la válvula de conmutación de cuatro vías (24) conmutada al primer estado, el primer puerto (P1) se comunica con el tercer puerto (P3) y el segundo puerto (P2) se comunica con el cuarto puerto (P4). En la válvula de conmutación de cuatro vías (24) conmutada al segundo estado, el primer puerto (P1) se comunica con el cuarto puerto (P4) y el segundo puerto (P2) se comunica con el tercer puerto (P3).
<Intercambiador de calor de exterior y su estructura periférica>
El intercambiador de calor de exterior (25) es un intercambiador de calor de lado de fuente de calor. El intercambiador de calor de exterior (25) es un intercambiador de calor de aletas y tubos. El ventilador exterior (F1) está dispuesto cerca del intercambiador de calor de exterior (25). El ventilador exterior (F1) proporciona aire exterior que pasa a través del intercambiador de calor de exterior (25). El intercambiador de calor de exterior (25) hace que el aire exterior proporcionado por el ventilador exterior (F1) intercambie calor con el refrigerante.
<Receptor, intercambiador de calor de subenfriamiento y sus estructuras periféricas>
El receptor (26) está configurado para almacenar el refrigerante. El receptor (26) es un recipiente hermético alargado verticalmente.
El intercambiador de calor de subenfriamiento (27) incluye una primera trayectoria de flujo (27a) y una segunda trayectoria de flujo (27b). El intercambiador de calor de subenfriamiento (27) hace que el refrigerante que circula a través de la primera trayectoria de flujo (27a) intercambie calor con el refrigerante que circula a través de la segunda trayectoria de flujo (27b).
Un primer conducto (41) está conectado entre un extremo de líquido del intercambiador de calor de exterior (25) y una parte superior del receptor (26). Una cuarta válvula de retención (CV4) está conectada al primer conducto (41). La cuarta válvula de retención (CV4) permite un flujo de refrigerante desde el intercambiador de calor de exterior (25) hacia el receptor (26) y prohíbe un flujo de refrigerante desde el receptor (26) hacia el intercambiador de calor de exterior (25).
Un segundo conducto (42) está conectado entre una parte inferior del receptor (26) y un primer extremo de la primera trayectoria de flujo (27a) del intercambiador de calor de subenfriamiento (27). Una tercer conducto (43) está conectado entre un segundo extremo de la primera trayectoria de flujo (27a) y la válvula de cierre de líquido (12). El tercer conducto (43) forma parte de un conducto de líquido. Una quinta válvula de retención (CV5) está conectada al tercer conducto (43). La quinta válvula de retención (CV5) permite un flujo de refrigerante desde el segundo extremo de la primera trayectoria de flujo (27 a) hacia la válvula de cierre de líquido (12) y prohíbe un flujo de refrigerante desde la válvula de cierre de líquido (12) hacia el segundo extremo de la primera trayectoria de flujo (27a).
La válvula de expansión exterior (28) está dispuesta entre el segundo extremo de la primera trayectoria de flujo (27a) y la quinta válvula de retención (CV5) y está conectada al tercer conducto (43). La válvula de expansión exterior (28) es una válvula de expansión de lado de fuente de calor. La válvula de expansión exterior (28) es un mecanismo de descompresión configurado para descomprimir el refrigerante. La válvula de expansión exterior (28) es una válvula de expansión electrónica.
Un cuarto conducto (44) está conectado al tercer conducto (43). El cuarto conducto (44) tiene un primer extremo conectado al tercer conducto (43) y situado entre la quinta válvula de retención (CV5) y la válvula de cierre de líquido (12). El cuarto conducto (44) tiene un segundo extremo conectado al primer conducto (41) y situado entre la cuarta válvula de retención (CV4) y el receptor (26). Una sexta válvula de retención (CV6) está conectada al cuarto conducto (44). La sexta válvula de retención (CV6) permite un flujo de refrigerante desde el tercer conducto (43) hacia el primer conducto (41) y prohíbe un flujo de refrigerante desde el primer conducto (41) hacia el tercer conducto (43).
Un quinto conducto (45) está conectado al tercer conducto (43). El quinto conducto (45) tiene un primer extremo conectado al tercer conducto (43) y situado entre la válvula de expansión exterior (28) y la quinta válvula de retención (CV5). El quinto conducto (45) tiene un segundo extremo conectado al primer conducto (41) y situado entre la cuarta válvula de retención (CV4) y el intercambiador de calor de exterior (25). Una séptima válvula de retención (CV7) está conectada al quinto conducto (45). La séptima válvula de retención (CV7) permite un flujo de refrigerante desde el tercer conducto (43) hacia el primer conducto (41) y prohíbe un flujo de refrigerante desde el primer conducto (41) hacia el tercer conducto (43).
<Circuito de inyección>
El circuito de lado de fuente de calor (20a) incluye el circuito de inyección (I). El circuito de inyección (I) está configurado para guiar el refrigerante de presión intermedia a la parte de presión intermedia del elemento de compresión (C). El circuito de inyección (I) incluye un conducto de ramificación (51), un conducto de regulación (52) y tres conductos de inyección (53, 54, 55).
El conducto de ramificación (51) tiene un extremo de entrada conectado al tercer conducto (43) y situado entre la primera trayectoria de flujo (27 a) y la válvula de expansión exterior (28). El conducto de ramificación (51) tiene un extremo de salida conectado a un extremo de entrada de la segunda trayectoria de flujo (27b). Una válvula de inyección (59) está conectada al conducto de ramificación (51). La válvula de inyección (59) es una válvula de expansión electrónica.
El conducto de regulación (52) tiene un extremo de entrada conectado a un extremo de salida de la segunda trayectoria de flujo (27b). El conducto de regulación (52) está conectado al extremo de salida del conducto de retorno de aceite (39a). El conducto de regulación (52) tiene una parte de salida conectada a un extremo de entrada respectivo del primer conducto de inyección (53), del segundo conducto de inyección (54) y del tercer conducto de inyección (55).
El primer conducto de inyección (53) tiene un extremo de salida que comunica con la cámara de compresión del primer compresor (21). El segundo conducto de inyección (54) tiene un extremo de salida que comunica con la cámara de compresión del segundo compresor (22). El tercer conducto de inyección (55) tiene un extremo de salida que comunica con la cámara de compresión del tercer compresor (23).
Una primera válvula eléctrica (56) está conectada al primer conducto de inyección (53). Una segunda válvula eléctrica (57) está conectada al segundo conducto de inyección (54). Una tercera válvula eléctrica (58) está conectada al tercer conducto de inyección (55). Cada válvula eléctrica (56, 57, 58) es una válvula de ajuste de caudal. Cada válvula eléctrica (56, 57, 58) ajusta el caudal del refrigerante que circula a través del correspondiente conducto de inyección (53, 54, 55).
<Sensores de la unidad de lado de fuente de calor>
La unidad de lado de fuente de calor (20) incluye una pluralidad de sensores para medir magnitudes físicas del refrigerante en el circuito de lado de fuente de calor (20a). Los sensores incluyen al menos un primer sensor de temperatura de descarga (61), un segundo sensor de temperatura de descarga (62), un tercer sensor de temperatura de descarga (63), un sensor de presión alta (64), un sensor de temperatura de succión (65), un sensor de presión baja (67), un sensor de presión de lado de líquido (68) y un sensor de presión intermedia (69).
El primer sensor de temperatura de descarga (61) está configurado para medir una temperatura (Td1) del refrigerante en el primer conducto de descarga (31). El segundo sensor de temperatura de descarga (62) está configurado para medir una temperatura (Td2) del refrigerante en el segundo conducto de descarga (32). El tercer sensor de temperatura de descarga (63) está configurado para medir una temperatura (Td3) del refrigerante en el tercer conducto de descarga (33). El sensor de presión alta (64) está configurado para medir una presión de descarga en el elemento de compresión (C) (es decir, una presión alta (HP) en el circuito de refrigerante (10)). El sensor de temperatura de succión (65) está configurado para medir una temperatura del refrigerante succionado en el elemento de compresión (C). El sensor de presión baja (67) está configurado para medir una presión de succión en el elemento de compresión (C) (es decir, una presión baja (LP) en el circuito de refrigerante (10)). El sensor de presión de lado de líquido (68) está configurado para medir una presión (una presión de líquido (Ps)) del refrigerante líquido en el tercer conducto (43). El sensor de presión intermedia (69) está configurado para medir una presión (MP) del refrigerante en el conducto de regulación (52) del circuito de inyección (I).
El sensor de presión baja (67) y el sensor de temperatura de succión (66) constituyen una unidad de medición de grado de sobrecalentamiento de succión para medir un grado de sobrecalentamiento de succión (SSH) del elemento de compresión (C). Específicamente, el controlador (80) obtiene el grado de sobrecalentamiento de succión (SSH) a partir de una diferencia entre una temperatura de saturación asociada con la presión baja (LP) medida por el sensor de presión baja (67) y la temperatura medida por el sensor de temperatura de succión (66).
El sensor de presión alta (64) y los tres sensores de temperatura de descarga (61, 62, 63) constituyen una unidad de medición de grado de sobrecalentamiento de descarga para medir un grado de sobrecalentamiento de descarga (DSH) del elemento de compresión (C). Específicamente, el controlador (80) obtiene el grado de sobrecalentamiento de descarga (DSH) a partir de una diferencia entre una temperatura de saturación asociada con la presión alta (HP) medida por el sensor de presión alta (64) y las temperaturas medidas por los respectivos sensores de temperatura de descarga (61,62, 63) (por ejemplo, un valor promedio de estas temperaturas).
<Unidad de instalación de enfriam iento
Cada unidad de instalación de enfriamiento (70) es una unidad de lado de utilización. Cada unidad de instalación de enfriamiento (70) incluye un circuito de lado de utilización (70a) y un ventilador interior (F2).
Los circuitos de lado de utilización (70a) están conectados en paralelo entre el conducto de conexión de líquido (14) y el conducto de conexión de gas (13). Cada circuito de lado de utilización (70a) incluye una válvula de apertura-cierre (71), una válvula de expansión interior (72) y un intercambiador de calor de interior (73) dispuestos en este orden desde el extremo de líquido hacia el extremo de gas.
La válvula de apertura-cierre (71) es una válvula de apertura-cierre electromagnética para abrir y cerrar el circuito de lado de utilización (70a). La válvula de apertura-cierre (71) está abierta durante un funcionamiento normal.
La válvula de expansión interior (72) es una válvula de expansión de lado de utilización. La válvula de expansión interior (72) es una válvula de expansión automática sensible a temperatura. La válvula de expansión interior (72) tiene un grado de apertura ajustable de acuerdo al grado de sobrecalentamiento del refrigerante que circula hacia afuera del intercambiador de calor de lado de utilización (73) que se comporta como evaporador. Este grado de sobrecalentamiento corresponde al grado de sobrecalentamiento de succión (SSH) del refrigerante succionado en el elemento de compresión (C).
Como se ilustra en la FIG. 1, más específicamente, la válvula de expansión interior (72) incluye un cuerpo principal de válvula de expansión (72a), un bulbo termostático (72b) y un conducto capilar (72c). El cuerpo principal de válvula de expansión (72a) está conectado entre la válvula de apertura-cierre (71) y el intercambiador de calor de interior (73) del circuito de lado de utilización (70a). El bulbo termostático (72b) está en contacto con un conducto de extremo de gas del intercambiador de calor de lado de utilización (73). El cuerpo principal de válvula de expansión (72a) y el bulbo termostático (72b) están conectados entre sí por medio del conducto capilar (72c) interpuesto entre ellos. Un cambio en el grado de sobrecalentamiento del refrigerante que circula hacia afuera del intercambiador de calor de interior (73) que se comporta como evaporador provoca un cambio en la presión del fluido de trabajo encerrado en cada bulbo termostático (72b) y conducto capilar (72c). Este cambio de presión interna provoca un desplazamiento de un diafragma del cuerpo principal de válvula de expansión (72a), de modo que se ajusta el grado de apertura de la válvula de expansión interior (72).
El intercambiador de calor de interior (73) es un intercambiador de calor de lado de utilización. El intercambiador de calor de interior (73) es un intercambiador de calor de aletas y tubos. El ventilador interior (F2) está dispuesto cerca del intercambiador de calor de interior (73). El ventilador interior (F2) proporciona aire interior que pasa a través del intercambiador de calor de interior (73). El intercambiador de calor de interior (73) hace que el aire interior proporcionado por el ventilador interior (F2) intercambie calor con el refrigerante.
<Controlador>
La unidad de exterior (20) incluye un controlador (80). El controlador (80) incluye un microordenador montado en una consola de control, y un dispositivo de memoria (específicamente, una memoria semiconductora) que almacena un software para hacer funcionar el microordenador.
El controlador (80) está configurado para controlar cada componente de la unidad de exterior (21,22, 23), en base a un comando de funcionamiento y a una señal de medición de cada sensor. El controlador (80) controla cada componente para hacer cambiar un funcionamiento de instalación de enfriamiento, un funcionamiento de descongelación y un funcionamiento de retorno de aceite. El funcionamiento de instalación de enfriamiento es un funcionamiento para hacer que cada unidad de instalación de enfriamiento (70) enfríe el aire interior. El funcionamiento de descongelación es un funcionamiento para derretir la escarcha de una superficie de cada intercambiador de calor de interior (73). El funcionamiento de retorno de aceite es un funcionamiento para recuperar el aceite (es decir, el aceite de máquina de refrigeración) de cada intercambiador de calor de interior (73) y devolver el aceite a cada compresor (21, 22, 23).
Durante el funcionamiento de retorno de aceite, el controlador (80) controla la unidad de exterior (20) para realizar una primera operación, una segunda operación y una tercera operación. La primera operación es una operación para reducir el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28). La segunda operación es una operación para aumentar el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28). La tercera operación es una operación para devolver el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28) al grado de apertura de inmediatamente antes del inicio de la primera operación.
El controlador (80) determina si se realiza la segunda operación en la primera operación. Esta determinación se realiza en base a una primera condición (los detalles de la misma se describirán más adelante). El controlador (80) determina si se realiza la tercera operación en la segunda operación. Esta determinación se realiza en base a una segunda condición (los detalles de la misma se describirán más adelante).
-Funcionamientos-
A continuación, se proporcionará una descripción de los funcionamientos que son llevados a cabo por el aparato de refrigeración (1) según la primera realización.
<Funcionamiento de instalación de enfriamiento>
Durante el funcionamiento de instalación de enfriamiento, cada compresor (21, 22, 23), el ventilador exterior (F1) y cada ventilador interior (F2) están en funcionamiento. La válvula de conmutación de cuatro vías (24) es conmutada al primer estado y la válvula de expansión exterior (28) se abre completamente. Cada válvula de apertura-cierre (71) se abre. El grado de apertura de cada válvula de expansión interior (72) se ajusta apropiadamente. Específicamente, el grado de apertura de cada válvula de expansión interior (72) se ajusta de manera que el grado de sobrecalentamiento del refrigerante que circula hacia afuera del intercambiador de calor de interior (73) se mantenga en un valor predeterminado. Los grados de apertura de la válvula de inyección (59), de la primera válvula eléctrica (56), de la segunda válvula eléctrica (57) y de la tercera válvula eléctrica (58) se ajustan apropiadamente.
Durante el funcionamiento de instalación de enfriamiento, se alcanza un primer ciclo de refrigeración, en el que el intercambiador de calor de exterior (25) se comporta como un radiador o un condensador y cada intercambiador de calor de interior (73) se comporta como un evaporador.
Como se ilustra en la FIG. 2, durante el funcionamiento de instalación de enfriamiento, cuando cada compresor (21, 22, 23) comprime el refrigerante, entonces el refrigerante circula hacia el intercambiador de calor de exterior (25). En el intercambiador de calor de exterior (25), el refrigerante disipa calor hacia el aire exterior. Después de que el refrigerante disipe calor en el intercambiador de calor de exterior (25), el refrigerante circula a través del primer conducto (41), del receptor (26) y del segundo conducto (42). A continuación, el refrigerante circula a través de la primera trayectoria de flujo (27a) del intercambiador de calor de subenfriamiento (27).
Cuando se abre la válvula de inyección (59), una parte del refrigerante del tercer conducto (43) circula hacia el conducto de ramificación (51). Después de que la válvula de inyección (59) descomprime el refrigerante del conducto de ramificación (51), el refrigerante circula hacia la segunda trayectoria de flujo (27b) del intercambiador de calor de subenfriamiento (27). En el intercambiador de calor de subenfriamiento (27), el refrigerante de la segunda trayectoria de flujo (27b) intercambia calor con el refrigerante de la primera trayectoria de flujo (27a). El refrigerante de la segunda trayectoria de flujo (27b) se evapora por succión de calor del refrigerante de la primera trayectoria de flujo (27a). El refrigerante de la primera trayectoria de flujo (27a) se enfría de esta forma, de modo que aumenta el grado de subenfriamiento del refrigerante.
A continuación, el refrigerante circula a través de la segunda trayectoria de flujo (27b), del conducto de regulación (52) y de cada conducto de inyección (53, 54, 55). A continuación, el refrigerante circula hacia el interior de la cámara de compresión de cada compresor (21,22, 23).
El refrigerante enfriado de la primera trayectoria de flujo (27a) circula a través del tercer conducto (43) y del conducto de conexión de líquido (14), y a continuación circula hacia cada unidad de instalación de enfriamiento (70).
En cada unidad de instalación de enfriamiento (70), después de que la válvula de expansión interior (72) descomprime el refrigerante, el refrigerante circula hacia el intercambiador de calor de interior (73). En el intercambiador de calor de interior (73), el refrigerante se evapora por succión de calor del aire interior. De este modo se enfría el aire interior.
Después de que cada intercambiador de calor de lado de utilización (73) evapora el refrigerante, el refrigerante circula hacia la unidad de exterior (20) a través del conducto de conexión de gas (13). A continuación, el refrigerante circula a través del conducto de succión principal (38) y circula hacia el interior de cada compresor (21,22, 23).
<Funcionamiento de descongelación>
Durante el funcionamiento de descongelación, cada compresor (21,22, 23), el ventilador exterior (F1) y cada ventilador interior (F2) están en funcionamiento. La válvula de conmutación de cuatro vías (24) es conmutada al segundo estado y cada válvula de expansión interior (72) se abre completamente. Cada válvula de apertura-cierre (71) se abre. Se ajusta el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28). Como se ilustra en la FIG. 3, durante el funcionamiento de descongelación, el refrigerante puede circular a través del circuito de inyección (I) de manera similar a como lo hace durante el funcionamiento de instalación de enfriamiento. Sin embargo, el refrigerante no circula necesariamente a través del circuito de inyección (I) de tal manera que la válvula de inyección (59) esté completamente cerrada.
Durante el funcionamiento de descongelación, se alcanza un segundo ciclo de refrigeración, en el que cada intercambiador de calor de interior (73) se comporta como un radiador o un condensador y el intercambiador de calor de exterior (25) se comporta como un evaporador.
Como se ilustra en la FIG. 3, durante el funcionamiento de descongelación, cuando cada compresor (21, 22, 23) comprime el refrigerante, entonces el refrigerante circula hacia cada unidad de instalación de enfriamiento (70) a través del conducto de conexión de gas (13). En cada unidad de instalación de enfriamiento (70), el refrigerante circula a través del intercambiador de calor de interior (73). En el intercambiador de calor de interior (73), el refrigerante derrite la escarcha de la superficie del intercambiador de calor de interior (73). Cuando el refrigerante disipa calor en cada intercambiador de calor de interior (73), entonces el refrigerante circula hacia la unidad de exterior (20) a través del conducto de conexión de líquido (14).
En la unidad de exterior (20), el refrigerante circula a través del cuarto conducto (44), del receptor (26), del segundo conducto (42), de la primera trayectoria de flujo (27a) del intercambiador de calor de subenfriamiento (27) y del tercer conducto (43), en este orden. Cuando el refrigerante sale del tercer conducto (43), la válvula de expansión exterior (28) descomprime el refrigerante. A continuación, el refrigerante circula a través del quinto conducto (45) y del intercambiador de calor de exterior (25), en este orden. En el intercambiador de calor de exterior (25), el refrigerante se evapora por succión de calor del aire exterior. Después de que el intercambiador de calor de exterior (25) evapora el refrigerante, el refrigerante circula hacia el interior de cada compresor (21, 22, 23) a través del conducto de succión principal (38).
<Funcionamiento de recuperación de aceite>
A continuación, se proporcionará una descripción específica del funcionamiento de recuperación de aceite. El funcionamiento de retorno de aceite se lleva a cabo cuando se cumple una condición predeterminada en el funcionamiento de instalación de enfriamiento. Durante el funcionamiento de retorno de aceite, cada compresor (21, 22, 23), el ventilador exterior (F1) y cada ventilador interior (F2) están en funcionamiento. La válvula de conmutación de cuatro vías (24) es conmutada al primer estado. Cada válvula de apertura-cierre (71) se abre. El grado de apertura de cada válvula de expansión interior (72) se ajusta apropiadamente. Específicamente, el grado de apertura de cada válvula de expansión interior (72) se ajusta de manera que el grado de sobrecalentamiento del refrigerante que circula hacia afuera del intercambiador de calor de interior (73) se mantenga en un valor predeterminado. Los grados de apertura de la válvula de inyección (59), de la primera válvula eléctrica (56), de la segunda válvula eléctrica (57) y de la tercera válvula eléctrica (58) se ajustan apropiadamente.
Se ha de observar que el funcionamiento de recuperación de aceite que se describe a continuación es un ejemplo de recuperación simultánea de los aceites de todos los intercambiadores de calor de interior (73).
Como se ilustra en la FIG. 4, cuando el controlador (80) recibe un comando de llevar a cabo el funcionamiento de recuperación de aceite, en la etapa ST1, una unidad de almacenamiento del controlador (80) almacena un grado de apertura actual (pls1) de la válvula de expansión exterior (28). Este grado de apertura actual (Pls1) corresponde, por ejemplo, a un grado de apertura máximo de la válvula de expansión exterior (28). A continuación, en la etapa ST2, el controlador (80) realiza la primera operación.
El controlador (80) lleva a cabo la primera operación para reducir gradualmente el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28). Específicamente, el controlador (80) realiza la primera operación para reducir el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28) en forma de escalón cada periodo de tiempo predeterminado AT1. Se supone en la presente memoria que EV1 representa el siguiente grado de apertura (pulso) de la válvula de expansión exterior (28) después del transcurso del periodo de tiempo predeterminado AT1, y EV1' representa un grado de apertura actual (pulso) de la válvula de expansión exterior (28). El controlador (80) lleva a cabo la primera operación para reducir el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28) de manera que se satisfaga una relación de EV1 = a x EV1' cada periodo de tiempo predeterminado AT1. El periodo de tiempo predeterminado AT1 se fija, por ejemplo, en 15 segundos. En esta relación, a se fija en 0,75. Dicho de otro modo, en la primera operación, el grado de apertura (pulso) de la válvula de expansión exterior (28) se reduce en un 25 % cada 15 segundos. El controlador (80) lleva a cabo la primera operación hasta que se cumple la primera condición en la etapa ST3.
En la primera operación, cuando el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28) disminuye, la válvula de expansión exterior (28) descomprime el refrigerante. La descompresión del refrigerante reduce el caudal y la presión del refrigerante que circula a través de cada intercambiador de calor de lado de utilización (73). Esto da como resultado un aumento del grado de sobrecalentamiento del refrigerante que circula hacia afuera de cada intercambiador de calor de interior (73), de modo que el grado de apertura de cada válvula de expansión interior (72) aumenta gradualmente.
En la etapa ST3, el controlador (80) determina si la primera condición para realizar la segunda operación se cumple en la primera operación. La primera condición incluye las siguientes condiciones (a) a (e). Según la primera realización, cuando se cumple una de las condiciones (a) a (e), el procesamiento avanza a las etapas ST4 a S6, en las que el controlador (80) lleva a cabo la segunda operación.
(a) Una diferencia AP (= Ps - LP) entre la presión de líquido (Ps) medida por el sensor de presión de lado de líquido (68) y la presión baja (LP) medida por el sensor de presión baja (67) tiene un valor menor que un valor predeterminado. Este valor predeterminado se fija, por ejemplo, en varios cientos de kilopascales.
(b) El grado de sobrecalentamiento de succión (SSH) tiene un valor mayor que un valor predeterminado (un primer valor). Este primer valor se fija, por ejemplo, en varias decenas de grados centígrados.
(c) La presión baja (LP) tiene un valor menor que un valor predeterminado. Este valor predeterminado se fija en varias decenas de kilopascales.
(d) La presión alta (HP) tiene un valor mayor que un valor predeterminado. Este valor predeterminado se fija en varios cientos de megapascales.
(e) Ha transcurrido un tiempo predeterminado t1 después de llevar a cabo la primera operación. El tiempo predeterminado t1 se fija, por ejemplo, en varios minutos.
La condición (a) es una condición para determinar que el grado de apertura de cada válvula de expansión interior (72) ha aumentado satisfactoriamente en la primera operación. La presión de líquido (Ps) del refrigerante aguas abajo de la válvula de expansión exterior (28) corresponde a la presión en el lado de entrada de cada válvula de expansión interior (72). La presión baja (LP) corresponde a la presión en el lado de salida de cada válvula de expansión interior (72). Por tanto, la diferencia AP corresponde a la presión del refrigerante descomprimido por cada válvula de expansión interior (72). El controlador (80) determina así con precisión que el grado de apertura de cada válvula de expansión interior (72) aumenta, a condición de que la diferencia AP tenga un valor menor que el valor predeterminado.
Además, la condición (a) emplea la presión del refrigerante como índice para la determinación. La presión del refrigerante tiene una capacidad de respuesta mayor que la temperatura del refrigerante. Por lo tanto, el controlador (80) determina rápidamente que el grado de apertura de cada válvula de expansión interior (72) aumenta, con la condición (a) establecida como primera condición.
La condición (b) es una condición para determinar que el grado de apertura de cada válvula de expansión interior (72) ha aumentado satisfactoriamente en la primera operación. Tal y como se ha descrito anteriormente, cuando el controlador (80) lleva a cabo la primera operación para aumentar el grado de sobrecalentamiento del refrigerante que circula hacia afuera de cada intercambiador de calor de interior (73), el grado de apertura de cada válvula de expansión interior (72) aumenta gradualmente. Sin embargo, cuando el grado de sobrecalentamiento de succión (SSH) tiene un valor mayor que el primer valor, se puede estimar que el grado de apertura de cada válvula de expansión interior (72) aumenta satisfactoriamente o que cada válvula de expansión interior (72) está abierta por completo. El controlador (80) determina así con precisión que el grado de apertura de cada válvula de expansión interior (72) aumenta, a condición de que el grado de sobrecalentamiento de succión (SSH) tenga un valor mayor que el primer valor.
La condición (c) es una condición establecida desde el punto de vista de la protección del aparato de refrigeración (1). Cuando el controlador (80) lleva a cabo la primera operación para reducir el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28), la presión baja (LP) puede caer excesivamente. En vista de esto, cuando la presión baja (LP) cae por debajo de un valor predeterminado en la primera operación, el procesamiento avanza a las etapas ST4 a ST6, en las que el controlador (80) realiza la segunda operación. El controlador (80) aumenta de esta forma el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28) para suprimir la caída de la presión baja (LP).
La condición (d) es una condición establecida desde el punto de vista de la protección del aparato de refrigeración (1). Cuando el controlador (80) lleva a cabo la primera operación para reducir el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28), la presión alta (HP) puede aumentar excesivamente. En vista de esto, cuando la presión alta (HP) excede el valor predeterminado en la primera operación, el procesamiento avanza a las etapas ST4 a ST6, en las que el controlador (80) realiza la segunda operación.
La condición (e) es una condición para determinar que el grado de apertura de cada válvula de expansión interior (72) ha aumentado satisfactoriamente en la primera operación. En la primera operación, el grado de apertura de cada válvula de expansión interior (72) aumenta en cada periodo de tiempo. Por tanto, el controlador (80) determina que el grado de apertura de cada válvula de expansión interior (72) aumenta, siempre y cuando que la condición (d) se haya establecido como primera condición y que haya transcurrido el tiempo predeterminado t1. Este tiempo predeterminado t1 se establece adecuadamente largo hasta el punto de que las condiciones (a) y (b) se cumplan primero. La condición (e) es una condición de protección que hace que el controlador (80) realice la segunda operación incluso cuando las condiciones (a) a (d) no se hayan cumplido en un caso en el que, por ejemplo, un sensor funciona mal o mide erróneamente un valor.
En la etapa ST3, cuando se cumple una de las condiciones (a) a (e), el procesamiento avanza a la etapa ST4. Después del transcurso de un tiempo predeterminado t2, el procesamiento avanza a la etapa ST5. El tiempo predeterminado t2 es de aproximadamente varios segundos. Se ha de observar que se puede omitir la etapa S4 y el procesamiento puede avanzar desde la etapa ST3 a la etapa ST5. En la etapa ST5, la unidad de almacenamiento del controlador (80) almacena la presión de líquido (Ps1) medida por el sensor de presión de lado de líquido (68). A continuación, en la etapa ST6, el controlador (80) realiza la segunda operación.
El controlador (80) lleva a cabo la segunda operación para aumentar gradualmente el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28). Específicamente, el controlador (80) lleva a cabo la segunda operación para aumentar el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28) en forma de escalón cada periodo de tiempo predeterminado AT2. Se supone en la presente memoria que EV2 representa el siguiente grado de apertura (pulso) de la válvula de expansión exterior (28) después del transcurso de un periodo de tiempo predeterminado AT2, y EV2' representa un grado de apertura actual (pulso) de la válvula de expansión exterior (28). El controlador (80) realiza la segunda operación para aumentar el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28) de modo que se satisfaga una relación de EV2 = p x EV2' cada periodo de tiempo predeterminado AT2. El periodo de tiempo predeterminado AT2 se fija, por ejemplo, en 10 segundos. En esta relación, p se fija en 1,5. Dicho de otro modo, en la segunda operación, el grado de apertura (pulso) de la válvula de expansión exterior (28) aumenta un 50 % cada 10 segundos. El controlador (80) lleva a cabo la segunda operación hasta que se cumple la segunda condición de la etapa ST7.
Según la primera realización, tal y como se ha descrito anteriormente, la velocidad de crecimiento del grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28) en la segunda operación es mayor que la velocidad de decrecimiento del grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28) en la primera operación.
El controlador (80) lleva a cabo la segunda operación para aumentar el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28), aumentando de esta forma el caudal y la presión del refrigerante que circula a través de cada intercambiador de calor de interior (73). La segunda operación se realiza cuando se cumple la condición de que el grado de apertura de cada válvula de expansión interior (72) ha aumentado, excepto en el caso en el que las condiciones (c) y (d) se cumplen en la etapa ST3. Por lo tanto, esta configuración garantiza satisfactoriamente el caudal del refrigerante que circula a través de cada intercambiador de calor de interior (73). El aceite de cada intercambiador de calor de interior (73) se compatibiliza con el refrigerante líquido o con el refrigerante en estado bifásico gas-líquido, y a continuación es succionado hacia el interior de cada compresor (21,22, 23). Esta configuración hace posible una rápida recuperación del aceite de cada intercambiador de calor de interior (73).
Tal y como se ha descrito anteriormente, la velocidad de crecimiento del grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28) en la segunda operación es mayor que la velocidad de decrecimiento del grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28) en la primera operación. Por lo tanto, esta configuración hace posible un rápido suministro del refrigerante a cada intercambiador de calor de interior (73) y una rápida recuperación y retorno del aceite de cada intercambiador de calor de interior (73) hacia cada compresor (21, 22, 23) en una situación en la que el grado de apertura de la válvula de expansión interior (72) es grande.
El controlador (80) realiza la segunda operación hasta que se cumple la segunda condición de la etapa ST7.
En la etapa ST7, el controlador (80) determina si la segunda condición para realizar la tercera operación se cumple en la segunda operación. La segunda condición incluye las siguientes condiciones (f) a (i). Según la primera realización, cuando se cumple una de las condiciones (f) a (i), el procesamiento avanza a los etapas ST8 a ST9 en las que el controlador (80) realiza la tercera operación.
(f) La presión de líquido actual (Ps) tiene un valor mayor que un valor predeterminado. Específicamente, la presión de líquido actual (Ps) es mayor que la presión de líquido (Ps1) x A. La presión de líquido (Ps1) es la presión de inmediatamente antes del inicio de la segunda operación y se almacena en la etapa ST5. El coeficiente A se fija, por ejemplo, en 2,0.
(g) El grado de sobrecalentamiento de succión (SSH) tiene un valor menor que un segundo valor. Específicamente, un estado en el que el grado de sobrecalentamiento de succión (SSH) tiene un valor menor que el segundo valor continúa durante un tiempo predeterminado t3. El segundo valor se fija, por ejemplo, en unos cuantos grados centígrados hasta aproximadamente 10°C. El tiempo predeterminado t3 se fija, por ejemplo, en aproximadamente varias decenas de segundos.
(h) El grado de sobrecalentamiento de descarga (DSH) tiene un valor menor que un valor predeterminado. Específicamente, un estado en el que el grado de sobrecalentamiento de descarga (DSH) tiene un valor menor que el valor predeterminado continúa durante un tiempo predeterminado t4. El valor predeterminado se fija, por ejemplo, en aproximadamente varias decenas de grados centígrados. El tiempo predeterminado t4 se fija, por ejemplo, en varias decenas de segundos.
(i) Se deja que transcurra un tiempo predeterminado t5 después de realizar la segunda operación. El tiempo predeterminado t5 se fija, por ejemplo, en aproximadamente varios minutos. El tiempo predeterminado t5 es más corto que el tiempo predeterminado t1 de la condición (e).
La condición (f) es una condición para determinar que el aceite se recupera de cada intercambiador de calor de interior (73) y se devuelve a cada compresor (21,22, 23) en la segunda operación. El estado en el que la presión (la presión de líquido (Ps)) del refrigerante aguas abajo de la válvula de expansión exterior (28) tiene un valor superior al valor predeterminado indica que el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28) es grande. Específicamente, el estado en el que la presión de líquido (Ps) es mayor que la presión de líquido (Ps1) de inmediatamente antes del inicio de la segunda operación x A (A = 2,0) indica que el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28) ha aumentado satisfactoriamente en la segunda operación. Por lo tanto, se puede estimar que, cuando se cumple la condición (f), se suministra la cantidad adecuada de refrigerante líquido a cada intercambiador de calor de interior (73), de modo que el aceite se recupera de cada intercambiador de calor de interior (73) y se devuelve a cada compresor (21, 22, 23). Por lo tanto, el controlador (80) determina con precisión que el aceite se recupera de cada intercambiador de calor de interior (73) y que se devuelve a cada compresor (21,22, 23) por medio del establecimiento de la condición de que la presión de líquido (Ps) tenga un valor superior al valor predeterminado (es decir, a la presión de líquido (Ps1) x A).
Además, la condición (f) emplea la presión del refrigerante como índice. La presión del refrigerante tiene una capacidad de respuesta mayor que la temperatura del refrigerante. Por lo tanto, el controlador (80) determina rápidamente que el aceite se recupera de cada intercambiador de calor de interior (73) y que se devuelve a cada compresor (21, 22, 23) con la condición (f) establecida como segunda condición.
La condición (g) es una condición para determinar que el aceite se recupera de cada intercambiador de calor de interior (73) y se devuelve a cada compresor (21, 22, 23) en la segunda operación. El estado en el que el grado de sobrecalentamiento de succión (SSH) tiene un valor menor que el valor predeterminado indica que el refrigerante líquido se suministra satisfactoriamente a cada intercambiador de calor de interior (73). Se puede estimar que, cuando el estado en el que el grado de sobrecalentamiento de succión (SSH) tiene un valor menor que el valor predeterminado continúa durante el tiempo predeterminado t3, el refrigerante líquido se suministra continuamente a cada intercambiador de calor de interior (73), de modo que el aceite es devuelto junto con el refrigerante a cada compresor (21,22, 23). Por lo tanto, el controlador (80) determina con precisión que el aceite se recupera de cada intercambiador de calor de interior (73) y se devuelve a cada compresor (21, 22, 23), por medio del establecimiento de la condición de que el grado de sobrecalentamiento de succión (SSH) tenga un valor menor que el valor predeterminado, específicamente, que este estado continúe durante el tiempo predeterminado t3.
La condición (h) es una condición establecida desde el punto de vista de la protección del aparato de refrigeración (1). Cuando el controlador (80) lleva a cabo la segunda operación para aumentar el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28), cada compresor (21,22, 23) puede succionar el refrigerante en estado húmedo. En este caso, el aceite de cada compresor (21, 22, 23) se diluye, lo que puede provocar un fallo de lubricación de una parte deslizante. En vista de esto, el controlador (80) finaliza la segunda operación a condición de que el grado de sobrecalentamiento de descarga (DSH) tenga un valor menor que el valor predeterminado, específicamente, que este estado continúe durante el tiempo predeterminado t4. Cada compresor (21,22, 23) queda así protegido.
La condición (i) es una condición para determinar que el aceite se recupera de cada intercambiador de calor de interior (73) y se devuelve a cada compresor (21, 22, 23) en la segunda operación. En la segunda operación, el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28) aumenta con el transcurso del tiempo. Por lo tanto, el controlador (80) determina que el aceite se recupera de cada intercambiador de calor de interior (73) y que se devuelve a cada compresor (21,22, 23) con la condición (i) establecida como segunda condición y en la que haya transcurrido el tiempo predeterminado t5. Este tiempo predeterminado t5 se establece adecuadamente largo hasta el punto de que las condiciones (f) y (g) se cumplen primero. La condición (l) es una condición de protección que hace que el controlador (80) termine la segunda operación incluso cuando las condiciones (f) y (g) no se hayan cumplido en un caso en el que, por ejemplo, un sensor funciona mal o mide erróneamente un valor.
En la etapa ST7, cuando se cumple una de las condiciones (f) a (i), el procesamiento avanza a la etapa ST8 en la que el controlador (80) determina si se debe realizar continuamente la segunda operación. Cuando se cumple una de las condiciones (j) a (l) en la etapa ST8, el procesamiento avanza a la etapa ST9. La condición (j) es una condición en la que la presión alta (HP) tiene un valor superior a un valor predeterminado. El valor predeterminado se fija en varios megapascales. La condición (k) es una condición en la que una temperatura máxima de descarga (TdMAX) tiene un valor menor que un valor predeterminado. La temperatura máxima de descarga (TdMAX) se refiere a un valor máximo de entre las temperaturas (Td1, Td2, Td3) del refrigerante medidas por los respectivos sensores de temperatura de descarga (61,62, 63). Este valor predeterminado se establece, por ejemplo, en aproximadamente 100 °C. La condición (i) es una condición en la que ha transcurrido un tiempo predeterminado t6 después de que el procesamiento haya avanzado a la etapa ST8. El tiempo predeterminado t6 se fija en aproximadamente varios minutos. Cuando se cumple la segunda condición en la etapa ST7, el procesamiento puede avanzar a la etapa ST9 sin la determinación de ST8.
A continuación, en la etapa ST9, el controlador (80) lleva a cabo la tercera operación. El controlador (80) lleva a cabo la tercera operación para devolver el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28) al grado de apertura (Psl1) de inmediatamente antes del inicio de la primera operación. Este grado de apertura (Psl1) es igual al grado de apertura almacenado en la etapa ST1. En la primera realización, el grado de apertura (Psl1) corresponde al grado de apertura máximo de la válvula de expansión exterior (28). De este modo finaliza el funcionamiento de recuperación de aceite y en ese momento comienza el funcionamiento de instalación de enfriamiento.
-Efectos ventajosos de la realización-
La primera realización proporciona una unidad de lado de fuente de calor que incluye un elemento de compresión (C), un conducto de líquido (43) (un tercer conducto), una válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) (una válvula de expansión exterior) conectada al conducto de líquido (43), y un intercambiador de calor de lado de fuente de calor (25) (un intercambiador de calor de exterior). La unidad de lado de fuente de calor está conectada a una unidad de lado de utilización (70) (una unidad de instalación de enfriamiento) que incluye un intercambiador de calor de lado de utilización (73) (un intercambiador de calor de interior) y una válvula de expansión de lado de utilización (72) (una válvula de expansión interior) para constituir, junto con la unidad de lado de utilización (70), un circuito de refrigerante (10) configurado para realizar un ciclo de refrigeración en el que el intercambiador de calor de lado de fuente de calor (25) se comporta como un radiador y el intercambiador de calor de lado de utilización (73) se comporta como un evaporador. La unidad de lado de fuente de calor incluye además una unidad de control (80) (un controlador) configurada para controlar la unidad de lado de fuente de calor (20) para llevar a cabo un funcionamiento de recuperación de aceite para recuperar aceite del intercambiador de calor de lado de utilización (73) en el ciclo de refrigeración. El funcionamiento de recuperación de aceite incluye una primera operación de reducir un grado de apertura de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28), y una segunda operación de aumentar el grado de apertura de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) después de la primera operación. La unidad de control (80) realiza la segunda operación cuando se cumple una primera condición en la primera operación. La primera condición incluye al menos una condición de que una diferencia AP entre una presión de un refrigerante aguas abajo de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) en el conducto de líquido (43) y una presión del refrigerante succionado en el elemento de compresión (C) tiene un valor menor que un valor predeterminado.
Según la primera realización, la primera condición incluye la condición de que la diferencia AP entre la presión de líquido (Ps) y la presión baja (Ps) tiene un valor menor que el valor predeterminado. Por lo tanto, esta configuración hace posible una determinación precisa de que el grado de apertura de la válvula de expansión interior (72) aumenta.
Además, esta condición emplea una presión como índice y, por lo tanto, tiene una capacidad de respuesta mayor que una condición que emplea una temperatura como índice. Por lo tanto, esta configuración hace posible una determinación rápida de que el grado de apertura de la válvula de expansión interior (72) aumenta.
Además, la diferencia AP es obtenida por medio del sensor de presión baja (67) y del sensor de presión de lado de líquido (68) de la unidad de lado de fuente de calor (20). Por lo tanto, esta configuración hace posible la determinación de que la primera condición se cumple, con independencia de las especificaciones de la unidad de instalación de enfriamiento (70). Se realiza una determinación similar a esta determinación incluso cuando la unidad de instalación de enfriamiento (70) es reemplazada.
Según la primera realización, la primera condición incluye una condición de que un grado de sobrecalentamiento de succión (SSH) tenga un valor mayor que un primer valor.
Según la primera realización, la primera condición incluye la condición de que el grado de sobrecalentamiento de succión (SSH) tenga un valor mayor que el primer valor. Por lo tanto, esta configuración hace posible una determinación precisa de que el grado de apertura de la válvula de expansión interior (72) aumenta.
Además, el grado de sobrecalentamiento de succión (SSH) es obtenido por medio del sensor de temperatura de succión (66) y del sensor de presión baja (67) de la unidad de lado de fuente de calor (20). Por lo tanto, esta configuración hace posible la determinación de que la primera condición se cumple, con independencia de las especificaciones de la unidad de instalación de enfriamiento (70). Se realiza una determinación similar a esta determinación incluso cuando la unidad de instalación de enfriamiento (70) es reemplazada.
Según la primera realización, la unidad de control (80) realiza una tercera operación de cambio del grado de apertura de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) al grado de apertura de inmediatamente antes del inicio de la primera operación cuando se cumple una segunda condición en la segunda operación, y la segunda condición incluye una condición de que un grado de sobrecalentamiento de succión (SSH) tenga un valor menor que un segundo valor.
Según la primera realización, la segunda condición incluye la condición de que el grado de sobrecalentamiento de succión (SSH) tenga un valor menor que el segundo valor. Por lo tanto, esta configuración hace posible una determinación precisa de que el aceite se recupera del intercambiador de calor de interior (73) y se devuelve al compresor (21,22, 23).
Además, el grado de sobrecalentamiento de succión (SSH) es obtenido por medio del sensor de temperatura de succión (66) y del sensor de presión baja (67) de la unidad de lado de fuente de calor (20). Por lo tanto, esta configuración hace posible la determinación de que la primera condición se cumple, con independencia de las especificaciones de la unidad de instalación de enfriamiento (70). Se realiza una determinación similar a esta determinación incluso cuando la unidad de instalación de enfriamiento (70) es reemplazada.
Según la primera realización, la unidad de control (80) realiza una tercera operación de cambio del grado de apertura de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) al grado de apertura de inmediatamente antes del inicio de la primera operación cuando se cumple una segunda condición en la segunda operación, y la segunda condición incluye una condición de que la presión del refrigerante aguas abajo de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) en el conducto de líquido (43) tenga un valor superior a un valor predeterminado.
Según la primera realización, la segunda condición incluye la condición de que la presión de líquido (Ps) del refrigerante aguas abajo de la válvula de expansión exterior (28) en el tercer conducto (43) tenga un valor superior al valor predeterminado. Por lo tanto, esta configuración hace posible la determinación de que el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28) aumenta satisfactoriamente. Esta configuración permite así una determinación precisa de que el aceite se recupera del intercambiador de calor de interior (73) y se devuelve al compresor (21, 22, 23).
Además, esta condición emplea una presión como índice y, por lo tanto, tiene una capacidad de respuesta mayor que una condición que emplea una temperatura como índice. Por lo tanto, esta configuración hace posible una determinación rápida de que el aceite es devuelto al compresor (21,22, 23).
Además, la presión (Ps) es obtenida por medio del sensor de presión baja (67) y del sensor de presión de lado de líquido (68) de la unidad de lado de fuente de calor (20). Por lo tanto, esta configuración hace posible la determinación de que la primera condición se cumple, con independencia de las especificaciones de la unidad de instalación de enfriamiento (70). Se realiza una determinación similar a esta determinación incluso cuando la unidad de instalación de enfriamiento (70) es reemplazada.
Particularmente, en la primera realización la presión de líquido actual (Ps) es comparada con la presión de líquido (Ps1) de inmediatamente antes del inicio de la segunda operación. Por lo tanto, esta configuración hace posible una determinación fiable de que el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28) ha aumentado satisfactoriamente en la segunda operación.
Según la primera realización, una velocidad de crecimiento del grado de apertura de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) en la segunda operación es mayor que una velocidad de decrecimiento del grado de apertura de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) en la primera operación.
Según la primera realización, en la segunda operación, la unidad de control (80) aumenta rápidamente el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28) en la situación en la que el grado de apertura de la válvula de expansión interior (72) es grande. Por lo tanto, esta configuración hace posible una rápida recuperación y retorno del aceite desde el intercambiador de calor de interior (73) hasta el compresor (21,22, 23).
Además, en la primera operación, el controlador (80) reduce gradualmente el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28). Por lo tanto, esta configuración hace posible evitar un aumento excesivo de la presión alta (HP) y una caída excesiva de la presión baja (LP) debidos a una reducción excesiva del grado de apertura de la válvula de expansión exterior (28).
<<Otras realizaciones»
La primera condición sólo tiene que incluir al menos la condición (a), y preferiblemente incluye la condición (b). La segunda condición incluye preferiblemente la condición (f) o la condición (g).
El aparato de refrigeración (1) según la primera realización está configurado para enfriar aire interior. El aparato de refrigeración (1) puede ser alternativamente un aparato de aire acondicionado configurado para acondicionar aire interior o un aparato de refrigeración configurado para enfriar aire interior y acondicionar aire interior al mismo tiempo. La válvula de expansión de lado de utilización (72) es una válvula de expansión automática sensible a temperatura. La válvula de expansión de lado de utilización (72) puede ser alternativamente una válvula de expansión configurada para ajustar el grado de apertura en base al grado de sobrecalentamiento del refrigerante evaporado. La válvula de expansión de lado de utilización (72) puede ser alternativamente una válvula de expansión electrónica.
El intercambiador de calor de lado de utilización (73) es un intercambiador de calor de aire configurado para hacer que el refrigerante intercambie calor con el aire. El intercambiador de calor de lado de utilización (73) puede ser alternativamente un intercambiador de calor configurado para hacer que el refrigerante intercambie calor con un medio de calentamiento predeterminado (por ejemplo, agua).
A pesar de que se han descrito anteriormente en la presente memoria las realizaciones y modificaciones, debe apreciarse que se pueden realizar diferentes cambios en la forma y los detalles sin salirse del alcance de la presente invención, tal y como se define en las reivindicaciones adjuntas.
Aplicabilidad industrial
Como se ha descrito anteriormente, la presente invención es útil para una unidad de lado de fuente de calor y para un aparato de refrigeración.
Lista de signos de referencia
10: circuito de refrigerante
20: unidad de exterior (unidad de lado de fuente de calor)
20a: circuito de lado de fuente de calor
25: intercambiador de calor de exterior (intercambiador de calor de lado de fuente de calor)
28: válvula de expansión exterior (válvula de expansión de lado de fuente de calor)
43: tercer conducto (conducto de líquido)
: unidad de instalación de enfriamiento (unidad de lado de utilización)
: válvula de expansión interior (válvula de expansión de lado de utilización) : Intercambiador de calor de interior (intercambiador de calor de lado de utilización) : controlador (unidad de control)

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Una unidad de lado de fuente de calor que comprende:
un elemento de compresión (C);
un conducto de líquido (43);
una válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) conectada al conducto de líquido (43); y
un intercambiador de calor de lado de fuente de calor (25),
siendo la unidad de lado de fuente de calor conectable a una unidad de lado de utilización (70) que incluye un intercambiador de calor de lado de utilización (73) y una válvula de expansión de lado de utilización (72) para constituir, junto con la unidad de lado de utilización (70), un circuito de refrigerante (10) configurado para realizar un ciclo de refrigeración en el que el intercambiador de calor de lado de fuente de calor (25) se comporta como un radiador y el intercambiador de calor de lado de utilización (73) se comporta como un evaporador,
comprendiendo la unidad de lado de fuente de calor además:
una unidad de control (80) configurada para controlar la unidad de lado de fuente de calor (20) para llevar a cabo un funcionamiento de recuperación de aceite para recuperar aceite del intercambiador de calor de lado de utilización (73) en el ciclo de refrigeración,
en el que
el funcionamiento de recuperación de aceite incluye
una primera operación de reducción de un grado de apertura de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28), y
una segunda operación de aumento del grado de apertura de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) después de la primera operación, caracterizada por que
la unidad de control (80) realiza la segunda operación cuando se cumple una primera condición en la primera operación, y por que
la primera condición incluye al menos una condición de que una diferencia AP entre una presión de un refrigerante aguas abajo de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) en el conducto de líquido (43) y una presión del refrigerante succionado en el elemento de compresión (C) tenga un valor menor que un valor predeterminado.
2. La unidad de lado de fuente de calor según la reivindicación 1, en la que
la primera condición incluye una condición de que un grado de sobrecalentamiento de succión tenga un valor superior a un primer valor.
3. La unidad de lado de fuente de calor según la reivindicación 1 o 2, en la que
la unidad de control (80) realiza una tercera operación de cambio del grado de apertura de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) al grado de apertura de inmediatamente antes del inicio de la primera operación cuando se cumple una segunda condición en la segunda operación, y
la segunda condición incluye una condición de que un grado de sobrecalentamiento de succión tenga un valor menor que un segundo valor.
4. La unidad de lado de fuente de calor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que
la unidad de control (80) realiza una tercera operación de cambio del grado de apertura de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) al grado de apertura de inmediatamente antes del inicio de la primera operación cuando se cumple una segunda condición en la segunda operación, y
la segunda condición incluye una condición de que la presión del refrigerante aguas abajo de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) en el conducto de líquido (43) tenga un valor superior a un valor predeterminado.
5. La unidad de lado de fuente de calor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que
una velocidad de crecimiento del grado de apertura de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) en la segunda operación es mayor que una velocidad de decrecimiento del grado de apertura de la válvula de expansión de lado de fuente de calor (28) en la primera operación.
6. Un aparato de refrigeración que comprende:
la unidad de lado de fuente de calor (20) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5; y
una unidad de lado de utilización (70) que incluye un intercambiador de calor de lado de utilización (73) y una válvula de expansión de lado de utilización (72),
en el que
la unidad de lado de fuente de calor (20) y la unidad de lado de utilización (70) están conectadas para constituir un circuito de refrigerante (10) configurado para realizar un ciclo de refrigeración en el que el intercambiador de calor de lado de fuente de calor (25) se comporta como un radiador y el intercambiador de calor de lado de utilización (73) se comporta como un evaporador.
7. El aparato de refrigeración según la reivindicación 6, en el que
la válvula de expansión de lado de utilización (72) es una válvula de expansión termostática.
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