ES3055857T3

ES3055857T3 - Refrigeration apparatus

Info

Publication number: ES3055857T3
Application number: ES19944361T
Authority: ES
Inventors: Takahiro Yamaguchi; Yousuke Matsuda
Original assignee: Daikin Europe NV; Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Europe NV; Daikin Industries Ltd
Priority date: 2019-09-04
Filing date: 2019-09-04
Publication date: 2026-02-16
Anticipated expiration: 2039-09-04
Also published as: EP4027073C0; US12169084B2; EP4027073A4; CN114364932A; EP4027073A1; WO2021044548A1; JP7645187B2; JPWO2021044548A1; EP4027073B1; US20220268499A1

Abstract

Una unidad compresora (20) comprende una primera carcasa (20a), un compresor (21), un puerto de conexión (60) y una válvula de cierre (67). El puerto de conexión (60) incluye un primer puerto de conexión (23) y un segundo puerto de conexión (28). La válvula de cierre (67) incluye dos primeras válvulas de cierre (23a, 23b) y dos segundas válvulas de cierre (28a, 28b). Un intercambiador de calor de fuente de calor (11) se aloja en una segunda carcasa (10a). Un intercambiador de calor de utilización (52) se aloja en una tercera carcasa (50a). La unidad compresora (20) está ubicada dentro de un edificio (B). El primer puerto de conexión (23) está conectado al intercambiador de calor de fuente de calor (11) a través de un primer tubo de conexión (30). El segundo puerto de conexión (28) está conectado al intercambiador de calor de utilización (52) a través de un segundo tubo de conexión (40). Las primeras válvulas de cierre (23a, 23b) bloquean el paso del refrigerante (R0) entre el primer puerto de conexión (23) y el intercambiador de calor de la fuente de calor (11). Las segundas válvulas de cierre (28a, 28b) bloquean el paso del refrigerante (R0) entre el segundo puerto de conexión (28) y el intercambiador de calor de utilización (52). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Aparato de refrigeración

[0003] CAMPO TÉCNICO

[0004] La presente invención se refiere a un aparato de refrigeración que incluye una unidad compresora.

[0005] ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA

[0006] La publicación abierta a la inspección pública de la solicitud de patente japonesa N.º 2018-511771 divulga un acondicionador de aire que incluye una unidad compresora, una unidad de intercambiador de calor de fuente de calor y una unidad de utilización.

[0007] El documento EP 3081881 A1 se refiere a una unidad compresora para un acondicionador de aire y una unidad de fuente de calor para un acondicionador de aire que comprende la unidad compresora y una unidad de fuente de calor.

[0008] El documento JP 2009204268 A se refiere a un equipo de fuente de calor. El equipo de fuente de calor incluye una unidad exterior y una unidad interior. La unidad exterior comprende un compresor y un intercambiador de calor exterior, que intercambia calor entre el aire y un refrigerante. La unidad interior comprende un intercambiador de calor interior. Se forma un ciclo de refrigeración al conectar la unidad exterior y la unidad interior para tuberías de refrigerante-enfriador. Se proporcionan una válvula de prevención de bloqueos de lado de gas para tuberías de refrigerante-enfriador, y una válvula de prevención de bloqueos de lado de líquido para tuberías que conectan la unidad exterior y la unidad interior.

[0009] El documento JP 2012137290 A se refiere a un sistema de utilización para aguas residuales domésticas. Un sistema de aire acondicionado con bomba de calor incluye una unidad interior dispuesta dentro de la casa, una unidad exterior dispuesta fuera de la casa, un depósito de almacenamiento proporcionado en el suelo y tuberías de conexión. La unidad exterior incluye un compresor, una bomba de circulación y un intercambiador de calor exterior. Un refrigerante y un medio de fuente de calor fluyen de manera opuesta en el intercambiador de calor de exterior para realizar intercambio de calor entre el refrigerante y el medio de fuente de calor. El medio de fuente de calor se hace circular en una trayectoria que incluye el depósito, la bomba de circulación y el intercambiador de calor exterior. La unidad interior incluye un intercambiador de calor interior. El refrigerante se hace circular en una trayectoria que incluye el compresor, el intercambiador de calor interior y el intercambiador de calor exterior. La unidad interior y la unidad exterior están conectadas a través de tuberías de conexión.

[0010] El documento EP 3 361 192 A1 se refiere a una unidad de fuente de calor. Un acondicionador de aire comprende una pluralidad de unidades interiores que incluyen respectivamente un intercambiador de calor interior. Una unidad de fuente de calor, que usa agua como fuente de calor y se dispone en una sala de instalación de un edificio de oficinas, incluye una carcasa externa, un compresor y un intercambiador de calor de fuente de calor. El intercambiador de calor de fuente de calor está conectado adicionalmente a un circuito de agua como fuente de calor. Una unidad exterior, que está conectada al circuito de agua, puede estar dispuesta en el techo o puede ser un circuito geotérmico. Un circuito refrigerante comprende el compresor, el intercambiador de calor de fuente de calor y el intercambiador de calor interior. La unidad de fuente de calor y la unidad interior se proporcionan en habitaciones separadas, y el fluido circula entre el intercambiador de calor de fuente de calor y la unidad exterior a través de tuberías de conexión.

[0011] COMPENDIO DE LA INVENCIÓN

[0012] <Problema técnico>

[0013] La unidad compresora incluye un compresor. El compresor es una fuente generadora de vibraciones. Cuando la vibración o similar causa daños en una tubería o similar, se produce una fuga de refrigerante en un circuito de refrigerante. Por consiguiente, se solicita a la unidad compresora impedir la fuga de refrigerante.

[0014] <Soluciones al problema>

[0015] Un aparato de refrigeración de la presente invención se define en la reivindicación 1 y comprende una unidad compresora de descarga dentro de un edificio. La unidad compresora incluye una primera carcasa, un compresor, un intercambiador de calor fluido-refrigerante, un orificio de conexión, una bomba, una válvula de cierre, un sensor de detección de fugas y una unidad de control. El compresor está alojado en la primera carcasa. El intercambiador de calor fluido-refrigerante está alojado en la primera carcasa e intercambia calor entre el fluido y un refrigerante, siendo el fluido agua o salmuera. El sensor de detección de fugas está alojado en la primera carcasa y configurado para detectar fugas del refrigerante. La unidad de control está configurada para cerrar la válvula de cierre cuando el sensor de detección de fugas detecta fugas del refrigerante. El aparato de refrigeración comprende además una fuente de calor de descarga fuera del edificio, en donde la fuente de calor, el intercambiador de calor de refrigerante fluido y la bomba constituyen un circuito configurado para hacer circular el fluido, y una unidad de utilización que incluye una segunda carcasa y un intercambiador de calor de utilización. El compresor, el intercambiador de calor fluido-refrigerante y el intercambiador de calor de utilización constituyen un ciclo de refrigerante. El ciclo de refrigerante adopta el intercambiador de calor fluido-refrigerante como una fuente de calor y provoca la circulación del refrigerante. El intercambiador de calor de utilización está alojado en la segunda carcasa proporcionada por separado de la primera carcasa. El orificio de conexión está conectado al intercambiador de calor de utilización a través de una tubería de conexión. La válvula de cierre cierra el movimiento del refrigerante entre el orificio de conexión y el intercambiador de calor de utilización. La válvula de cierre puede cerrar en esta configuración un tubería de conexión que se extiende desde la unidad compresora. Cuando la unidad compresora tiene una fuga interna de refrigerante, esta configuración puede impedir así que un refrigerante que fuga alcance el exterior de la unidad compresora.

[0016] Además, el sensor de detección de fugas detecta fugas de refrigerante en esta configuración. La válvula de cierre puede cerrarse de este modo de acuerdo con una señal de salida del sensor de detección de fugas. Además, la unidad de control en esta configuración cierra automáticamente la válvula de cierre tras la detección de fugas de refrigerante. Esto permite una rápida inhibición de la fuga de refrigerante.

[0017] La unidad de control puede estar dispuesta fuera de la primera carcasa.

[0018] La unidad de control está dispuesta fuera de la primera carcasa en esta configuración. Esto permite una liberación efectiva del calor generado por una placa de circuito que constituye la unidad de control.

[0019] El aparato de refrigeración puede incluir además una tubería de refrigerante de enfriamiento. La tubería de refrigerante de refrigeración puede estar alojada en la primera carcasa. La unidad de control puede estar dispuesta dentro de la primera carcasa y puede ser enfriada por la tubería de refrigerante de enfriamiento. La unidad de control se enfría mediante la tubería de refrigerante de enfriamiento en esta configuración. Esto permite la liberación efectiva del calor generado por la placa de circuito que constituye la unidad de control mediante el uso de la tubería de refrigerante de enfriamiento.

[0020] El aparato de refrigeración puede incluir además un componente eléctrico, un disipador de calor y un ventilador. El componente eléctrico puede estar alojado en la primera carcasa. El disipador de calor puede estar alojado en la primera carcasa y puede estar configurado para enfriar el componente eléctrico. El ventilador puede estar alojado en la primera carcasa y puede estar configurado para formar un flujo de aire de circulación. La unidad de control puede estar dispuesta dentro de la primera carcasa y puede ser enfriada por el flujo de aire de circulación.

[0021] La unidad de control en esta configuración se enfría mediante el flujo de aire de circulación formado por el ventilador. Esto permite una liberación eficaz del calor generado por el componente eléctrico con el flujo de aire de circulación.

[0022] El sensor de detección de fugas puede ser un sensor de detección de refrigerante. El sensor de detección de refrigerante puede detectar la presencia del refrigerante.

[0023] El sensor de detección de fugas es el sensor de detección de refrigerante en esta configuración. Esto logra, por consiguiente, la detección directa de un refrigerante que fuga.

[0024] La primera carcasa puede presentar estanqueidad.

[0025] La primera carcasa tiene estanqueidad en esta configuración. Esta configuración puede impedir así que un refrigerante que se fuga en la unidad compresora alcance el exterior de la unidad compresora.

[0026] El sensor de detección de fugas puede ser un sensor de presión. El sensor de presión puede detectar presión en la primera carcasa.

[0027] El sensor de detección de fugas es el sensor de presión en esta configuración. Esto permite la detección de fugas de refrigerante de acuerdo con el cambio de presión.

[0028] La primera carcasa puede incluir un disco de ruptura. El disco de ruptura puede ser destruido por una presión que exceda un valor predeterminado.

[0029] La primera carcasa en esta configuración incluye el disco de ruptura. De este modo, se puede impedir que la primera carcasa, que tiene una estanqueidad alta, se rompa por una presión interna elevada.

[0030] El refrigerante puede ser R32 o dióxido de carbono.

[0031] El refrigerante es un refrigerante natural en esta configuración.

[0032] BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0033] La FIG. 1 es un diagrama de circuito de un aparato de refrigeración 100 de acuerdo con un primer ejemplo comparativo, que no forma parte de la invención reivindicada.

[0034] La FIG.2 es una vista externa de una unidad compresora 20.

[0035] La FIG.3 es una vista externa de las unidades interiores 501 y 502.

[0036] La FIG.4 es un diagrama de circuito del aparato de refrigeración 100 según un ejemplo de modificación 1A del primer ejemplo comparativo.

[0037] La FIG.5 es una vista esquemática del aparato de refrigeración 100 según un ejemplo de modificación 1B del primer ejemplo comparativo.

[0038] La FIG. 6 es un diagrama de circuito de un aparato de refrigeración 100 de acuerdo con un segundo ejemplo comparativo, que no forma parte de la invención reivindicada.

[0039] La FIG.7 es un diagrama de circuito del aparato de refrigeración 100 según un ejemplo de modificación 2A del segundo ejemplo comparativo.

[0040] La FIG. 8 es un diagrama de circuito de un aparato de refrigeración 100 de acuerdo con una primera realización según la invención reivindicada.

[0041] DESCRIPCIÓN DE REALIZACIONES

[0042] Los siguientes ejemplos comparativos primero y segundo no son acordes con la invención reivindicada, pero se consideran útiles para comprender la invención.

[0043] <Primer ejemplo comparativo>

[0044] (1) Configuración general

[0045] La FIG.1 es un diagrama de circuito de un aparato de refrigeración 100 según el primer ejemplo comparativo. El aparato de refrigeración 100 se ejemplifica típicamente por un acondicionador de aire, pero no se limita a esto. Por ejemplo, el aparato de refrigeración 100 puede ser un refrigerador, un congelador y una fuente de agua caliente. El aparato de refrigeración 100 incluye una unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 10, una unidad compresora 20, una primera tubería de conexión 30, unas unidades de utilización 501 y 502 y una segunda tubería de conexión 40. El aparato de refrigeración 100 maneja un refrigerante R0. Por ejemplo, el refrigerante R0 puede ser R32 o dióxido de carbono.

[0046] (2) Configuraciones detalladas

[0047] (2-1) Unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 10

[0048] La unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 10 está dispuesta fuera de un edificio B. La unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 10 incluye una carcasa 10a, un intercambiador de calor de fuente de calor 11, un ventilador de fuente de calor 12, una válvula de expansión de unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 13 y una unidad de control de unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 19. (2-1-1) Carcasa 10

[0049] La carcasa 10a aloja componentes que constituyen la unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 10. La carcasa 10a está hecha de un metal o similar.

[0050] (2-1-2) Intercambiador de calor de fuente de calor 11

[0051] El intercambiador de calor de fuente de calor 11 funciona como una fuente de calor. El intercambiador de calor de fuente de calor 11 intercambia calor entre el aire de fuera del edificio B y el refrigerante R0. Durante el funcionamiento de utilización de calor frío, el intercambiador de calor de fuente de calor 11 funciona como un radiador de calor (o un condensador) para el refrigerante R0. Durante el funcionamiento de utilización de calor caliente, el intercambiador de calor de fuente de calor 11 funciona como un absorbedor de calor (o un evaporador) para el refrigerante R0.

[0052] (2-1-3) Ventilador de fuente de calor 12

[0053] El ventilador de fuente de calor 12 genera un flujo de aire para promover el intercambio de calor en el intercambiador de calor de fuente de calor 11.

[0054] (2-1-4) Válvula de expansión unidad de intercambiador de unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 13

[0055] La válvula de expansión de unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 13 descomprime el refrigerante R0. La válvula de expansión de unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 13 está configurada para ajustar su grado de apertura.

[0056] (2-1-5) Unidad de control de unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 19

[0057] La unidad de control de unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 19 incluye un microordenador y una memoria. La unidad de control de unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 19 controla el ventilador de fuente de calor 12, la válvula de expansión de unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 13 y similares. La memoria almacena software para el control de estos componentes.

[0058] La unidad de control de unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 19 transmite y recibe datos y una orden, a través de una línea de comunicación (no representada), hacia y desde cada una de una unidad de control de unidad compresora 29 y una unidad de control de unidad de utilización 59, que se describirá más adelante.

[0059] (2-2) Unidad compresora 20

[0060] La unidad compresora 20 tiene una apariencia externa representada en la FIG.2. Como se representa en la FIG. 1, la unidad compresora 20 está dispuesta dentro del edificio B. La unidad compresora 20 incluye una carcasa 20a, un compresor 21, una válvula de conmutación de cuatro vías 22, un orificio de conexión 60, un sensor de detección de fugas 61, la unidad de control de unidad compresora 29 y un ventilador 69.

[0061] (2-2-1) Carcasa 20a

[0062] La carcasa 20a aloja componentes que constituyen la unidad compresora 20. La carcasa 20a está hecha de un metal o similar.

[0063] (2-2-2) Compresor 21

[0064] El compresor 21 comprime el refrigerante R0 que es aspirado y está en un estado de gas a baja presión para obtener el refrigerante R0 en un estado de gas a alta presión. El compresor 21 incluye un motor de compresor 21a. El motor de compresor 21a genera la fuerza motriz necesaria para la compresión.

[0065] El compresor 21 es una fuente de vibración y puede provocar así una fuga de refrigerante desde el compresor 21 y un componente adyacente al mismo.

[0066] (2-2-3) Válvula de conmutación de cuatro vías 22

[0067] La válvula de conmutación de cuatro vías 22 conmuta la conexión de un circuito de refrigerante. Durante el funcionamiento de utilización de calor frío, la válvula de conmutación de cuatro vías 22 logra la conexión representada por líneas continuas en la FIG. 1. Durante el funcionamiento de utilización de calor caliente, la válvula de conmutación de cuatro vías 22 logra la conexión representada por líneas discontinuas en la FIG.1. (2-2-4) Orificio de conexión 60

[0068] El orificio de conexión 60 se proporciona para la conexión de una tubería de conexión. El orificio de conexión 60 incluye un primer orificio de conexión 23 y un segundo orificio de conexión 28.

[0069] El primer orificio de conexión 23 está conectado con la primera tubería de conexión 30 que se describirá más adelante. El primer orificio de conexión 23 está provisto de una primera válvula de cierre de lado de líquido 23a y una primera válvula de cierre de lado de gas 23b.

[0070] El segundo orificio de conexión 28 está conectado con la segunda tubería de conexión 40 que se describirá más adelante. El segundo orificio de conexión 28 está provisto de una segunda válvula de cierre de lado de líquido 28a y una segunda válvula de cierre de lado de gas 28b.

[0071] La primera válvula de cierre de lado de líquido 23a, la primera válvula de cierre de lado de gas 23b, la segunda válvula de cierre de lado de líquido 28a y la segunda válvula de cierre de lado de gas 28b cierran una trayectoria de flujo de refrigerante en respuesta a una orden recibida. La primera válvula de cierre de lado de líquido 23a, la primera válvula de cierre de lado de gas 23b, la segunda válvula de cierre de lado de líquido 28a y la segunda válvula de cierre de lado de gas 28b pueden denominarse colectivamente válvula de cierre 67 en la presente descripción.

[0072] (2-2-5) Sensor de detección de fugas 61

[0073] El sensor de detección de fugas 61 detecta la fuga del refrigerante R0. El sensor de detección de fugas 61 es un sensor de detección de refrigerante 61a configurado para detectar la presencia del refrigerante R0.

[0074] (2-2-6) Unidad de control de unidad compresora 29

[0075] La unidad de control de unidad compresora 29 incluye una placa de circuito, un microordenador, una memoria, un componente eléctrico 74 y un disipador de calor 75, que están montados en la placa de circuito. El componente eléctrico 74 genera calor. El disipador de calor 75 libera de manera efectiva, en el aire, el calor generado por el componente eléctrico 74.

[0076] La unidad de control de unidad compresora 29 controla el motor de compresor 21a, la válvula de conmutación de cuatro vías 22, la primera válvula de cierre de lado de líquido 23a, la primera válvula de cierre de lado de gas 23b, la segunda válvula de cierre de lado de líquido 28a, la segunda válvula de cierre de lado de gas 28b, el ventilador 69, y similares. La unidad de control de unidad compresora 29 recibe una señal del sensor de detección de fugas 61. La memoria almacena software para el control de estos componentes.

[0077] La unidad de control de unidad compresora 29 transmite y recibe datos y una orden, a través de una línea de comunicación (no representada), hacia y desde cada una de la unidad de control de unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 19 y la unidad de control de unidad de utilización 59 que se describirá más adelante. (2-2-7) Ventilador 69

[0078] El ventilador 69 está configurado para formar un flujo de aire de circulación. El flujo de aire de circulación incide en la placa de circuito para enfriar el microordenador, la memoria, el componente eléctrico 74 y el disipador de calor 75 que constituyen la unidad de control de unidad compresora 29.

[0079] (2-3) Primera tubería de conexión 30

[0080] La primera tubería de conexión 30 conecta la unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 10 y la unidad compresora 20. La primera tubería de conexión 30 incluye una primera tubería de conexión de líquido 31 y una primera tubería de conexión de gas 32.

[0081] (2-3-1) Primera tubería de conexión de líquido 31

[0082] La primera tubería de conexión de líquido 31 conecta la unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 10 y la primera válvula de cierre de lado de líquido 23a. La primera tubería de conexión de líquido 31 guía el refrigerante R0 principalmente en un estado líquido a alta presión o en un estado bifásico gas-líquido a baja presión.

[0083] (2-3-2) Primera tubería de conexión de gas 32

[0084] La primera tubería de conexión de gas 32 conecta la unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 10 y la primera válvula de cierre de lado de gas 23b. La primera tubería de conexión de gas 32 guía el refrigerante R0 principalmente en el estado de gas a alta presión o en el estado de gas a baja presión.

[0085] (2-4) Unidades de utilización 501 y 502

[0086] Las unidades 501 y 502 de utilización tienen cada una apariencia externa representada en la FIG.3. Como se representa en la FIG.1, las unidades de utilización 501 y 502 están dispuestas dentro del edificio B. La unidad de utilización 501 y la unidad de utilización 502 están configuradas de manera idéntica entre ellas. La siguiente descripción se hará, por lo tanto, solo para la unidad de utilización 501 sin describir repetidamente la unidad de utilización 502. La unidad de utilización 501 incluye una carcasa 50a, una válvula de expansión de unidad de utilización 51, un intercambiador de calor de utilización 5252, un ventilador de utilización 53 y la unidad de control de unidad de utilización 59.

[0087] (2-4-1) Carcasa 50a

[0088] La carcasa 50a aloja componentes que constituyen la unidad de utilización 501.

[0089] (2-4-2) Válvula de expansión de unidad de utilización 51

[0090] La válvula de expansión de unidad de utilización 51 descomprime el refrigerante R0. La válvula de expansión de unidad de utilización 51 controla un caudal del refrigerante R0. La válvula de expansión de unidad de utilización 51 está configurada para ajustar su grado de apertura.

[0091] (2-4-3) Intercambiador de calor de utilización 52

[0092] El intercambiador de calor de utilización 52 proporciona a un usuario calor a baja temperatura o calor a alta temperatura. El intercambiador de calor de utilización 52 intercambia calor entre el aire dentro del edificio B y el refrigerante R0. Durante el funcionamiento de utilización de calor frío, el intercambiador de calor de utilización 52 funciona como un absorbedor de calor (o un evaporador) para el refrigerante R0. Durante el funcionamiento de utilización de calor caliente, el intercambiador de calor de utilización 52 funciona como radiador de calor (o condensador) para el refrigerante R0.

[0093] (2-4-4) Ventilador de utilización 53

[0094] El ventilador de utilización 53 genera un flujo de aire para promover el intercambio de calor en el intercambiador de calor de utilización 52.

[0095] (2-4-5) Unidad de control de unidad de utilización 59

[0096] La unidad de control de unidad de utilización 59 incluye un microordenador y una memoria. La unidad de control de unidad de utilización 59 controla la válvula de expansión de unidad de utilización 51, el ventilador de utilización 53 y similares. La memoria almacena software para el control de estos componentes.

[0097] La unidad de control de unidad de utilización 59 transmite y recibe datos y una orden, a través de una línea de comunicación (no representada), hacia y desde cada una de la unidad de control de unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 19 y la unidad de control de unidad compresora 29.

[0098] (2-5) Segunda tubería de conexión 40

[0099] La segunda tubería de conexión 40 conecta la unidad compresora 20 y las unidades de utilización 501 y 502. La segunda tubería de conexión 40 incluye una segunda tubería de conexión de líquido 41 y una segunda tubería de conexión de gas 42.

[0100] (2-5-1) Segunda tubería de conexión de líquido 41

[0101] La segunda tubería de conexión de líquido 41 conecta la segunda válvula de cierre de lado de líquido 28a y las unidades de utilización 501 y 502. La segunda tubería de conexión de líquido 41 guía el refrigerante R0 principalmente en el estado líquido a alta presión o en el estado bifásico gas-líquido a baja presión.

[0102] (2-5-2) Segunda tubería de conexión de gas 42

[0103] La segunda tubería de conexión de gas 42 conecta la segunda válvula de cierre de lado de gas 28b y las unidades de utilización 501 y 502. La segunda tubería de conexión de gas 42 guía el refrigerante R0 principalmente en el estado de gas a alta presión o en el estado de gas a baja presión.

[0104] (3) Configuración del circuito de refrigerante

[0105] El aparato de refrigeración 100 constituye completamente un único ciclo de refrigerante C0. El ciclo de refrigerante C0 provoca la circulación del refrigerante R0. El ciclo refrigerante C0 adopta el intercambiador de calor de fuente de calor 11 como una fuente de calor. El ciclo de refrigerante C0 está constituido por componentes tales como el compresor 21, la válvula de conmutación de cuatro vías 22, la primera válvula de cierre de lado de gas 23b, el intercambiador de calor de fuente de calor 11, la válvula de expansión de la unidad del intercambiador de calor de fuente de calor 13, la primera válvula de cierre de lado de líquido 23a, la segunda válvula de cierre de lado de líquido 28a, la válvula de expansión de unidad de utilización 51, el intercambiador de calor de utilización 52 y la segunda válvula de cierre de lado de gas 28b.

[0106] (4) Funcionamiento del aparato de refrigeración 100

[0107] En lo sucesivo, supongamos que el refrigerante R0 tiene una reacción acompañada de una transición de fase (condensación o evaporación) durante el intercambio de calor. El refrigerante R0 no se limita a éstos en términos de su estado, y puede tener una reacción sin ninguna transición de fase.

[0108] (4-1) Funcionamiento de utilización de calor frío

[0109] El compresor 21 descarga el refrigerante R0 en el estado de gas a alta presión. El refrigerante R0 en el estado de gas a alta presión pasa a través de la válvula de conmutación de cuatro vías 22 y la primera válvula de cierre de lado de gas 23b para alcanzar el intercambiador de calor de fuente de calor 11. El refrigerante R0 se condensa para entrar en el estado líquido a alta presión en el intercambiador de calor de fuente de calor 11. El refrigerante R0 en el estado líquido a alta presión alcanza la válvula de expansión de unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 13. En la válvula de expansión de unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 13, el refrigerante R0 se descomprime para entrar en el estado bifásico gas-líquido de baja presión. El refrigerante R0 en el estado bifásico gas-líquido a baja presión pasa a través de la primera válvula de cierre de lado de líquido 23a y la segunda válvula de cierre de lado de líquido 28a para alcanzar la válvula de expansión de unidad de utilización 51. El refrigerante R0 se descomprime adicionalmente en la válvula de expansión de unidad de utilización 51. El refrigerante R0 alcanza el intercambiador de calor de utilización 52. El refrigerante R0 se evapora para entrar en el estado de gas a baja presión en el intercambiador de calor de utilización 52. El refrigerante R0 proporciona al usuario calor a baja temperatura en este proceso. El refrigerante R0 en el estado de gas a baja presión pasa a través de la segunda válvula de cierre de lado de gas 28b y la válvula de conmutación de cuatro vías 22 para alcanzar el compresor 21. El compresor 21 aspira el refrigerante R0 en el estado de gas a baja presión.

[0111] (4-2) Operación de utilización de calor caliente

[0113] El compresor 21 descarga el refrigerante R0 en el estado de gas a alta presión. El refrigerante R0 en el estado de gas a alta presión pasa a través de la válvula de conmutación de cuatro vías 22 y la segunda válvula de cierre de lado de gas 28b para alcanzar el intercambiador de calor de utilización 52. El refrigerante R0 se condensa para entrar en el estado líquido a alta presión en el intercambiador de calor de utilización 52. El refrigerante R0 proporciona al usuario calor a alta temperatura en este proceso. El refrigerante R0 en el estado líquido a alta presión alcanza la válvula de expansión de unidad de utilización 51. En la válvula de expansión de unidad de utilización 51, el refrigerante R0 se descomprime para entrar en el estado bifásico gas-líquido de baja presión. El refrigerante R0 en el estado bifásico gas-líquido a baja presión pasa a través de la segunda válvula de cierre de lado de líquido 28a y la primera válvula de cierre de lado de líquido 23a para alcanzar la válvula de expansión de la unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 13. El refrigerante R0 se descomprime adicionalmente en la válvula de expansión de unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 13. El refrigerante R0 alcanza el intercambiador de calor de fuente de calor 11. El refrigerante R0 se evapora para entrar en el estado de gas a baja presión en el intercambiador de calor de fuente de calor 11. El refrigerante R0 en el estado de gas a baja presión pasa a través de la primera válvula de cierre de lado de gas 23b y la válvula de conmutación de cuatro vías 22 para alcanzar el compresor 21. El compresor 21 aspira el refrigerante R0 en el estado de gas a baja presión.

[0115] (4-3) Funcionamiento tras la fuga de refrigerante

[0117] Cuando se produce una fuga de refrigerante en la unidad compresora 20, el sensor de detección de refrigerante 61a detecta el refrigerante R0. El sensor de detección de refrigerante 61a envía una señal de salida, que luego es recibida por un microordenador de la unidad compresora 20. El microordenador transmite, a la válvula de cierre 67, una orden (o una señal de control) para el cierre. La válvula de cierre 67 que ha recibido la orden cierra la trayectoria de flujo de refrigerante.

[0119] (5) Características

[0121] (5-1)

[0122] La válvula de cierre 67 puede cerrar la primera tubería de conexión 30 y la segunda tubería de conexión 40 que se extiende desde la unidad compresora 20. Cuando el refrigerante R0 se fuga dentro de la unidad compresora 20, esta configuración puede impedir así que el refrigerante R0 fugado alcance el exterior de la unidad compresora 20.

[0124] La unidad compresora 20 y la unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 10 están constituidas como unidades separadas en la presente configuración. El aparato de refrigeración 100 incluye, por consiguiente, la primera tubería de conexión 30 (la primera tubería de conexión de líquido 31 y la primera tubería de conexión de gas 32) que conecta la unidad compresora 20 y la unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 10. El aparato de refrigeración 100 que incluye la primera tubería de conexión 30, que tiene una gran longitud, usa más refrigerante en comparación con un aparato de refrigeración que incluye el compresor 21 y el intercambiador de calor de fuente de calor 11 que pertenece a una unidad idéntica. También en este caso, la válvula de cierre 67 así proporcionada puede impedir la dispersión de la fuga de refrigerante.

[0126] (5-2)

[0127] El sensor de detección de fugas 61 detecta la fuga del refrigerante R0. La válvula de cierre 67 puede cerrarse de este modo de acuerdo con una señal de salida del sensor de detección de fugas 61.

[0128] El sensor de detección de fugas 61 es el sensor de detección de refrigerante 61a. Por consiguiente, esta configuración logra la detección directa del refrigerante con fugas R0.

[0129] (5-3)

[0130] La unidad de control de unidad compresora 29 cierra automáticamente la válvula de cierre 67 cuando se detecta una fuga del refrigerante R0. Esto permite una rápida inhibición de la fuga de refrigerante. Esta configuración también puede contener el refrigerante R0 en la primera tubería de conexión 30 o la unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 10 para impedir la dispersión de la fuga de refrigerante.

[0131] (5-4)

[0132] La unidad de control de unidad compresora 29 se enfría mediante el flujo de aire de circulación formado por el ventilador 69. Esto permite una liberación efectiva del calor generado por el componente eléctrico 74 con el flujo de aire de circulación.

[0133] (6) Ejemplos de modificación

[0134] (6-1) Ejemplo de modificación 1A

[0135] La FIG.4 representa el aparato de refrigeración 100 según el ejemplo de modificación 1A del primer ejemplo comparativo. A diferencia del primer ejemplo comparativo anterior, la unidad de control de unidad compresora 29 en el aparato de refrigeración 100 está dispuesta fuera de la carcasa 20a.

[0136] Esta configuración permite una liberación efectiva del calor generado por la placa de circuito que constituye la unidad de control de unidad compresora 29.

[0137] (6-2) Ejemplo de modificación 1B

[0138] La unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 10 de acuerdo con el primer ejemplo comparativo anterior se dispone fuera del edificio B. La unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 10 puede disponerse alternativamente dentro del edificio B y estar en comunicación de fluido con el exterior del edificio B. Como se representa ejemplarmente en la FIG.5, la unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 10 puede disponerse en un conducto proporcionado al edificio B. El conducto está en comunicación de fluido con el exterior del edificio B, y envía y recibe aire hacia y desde el exterior del edificio B.

[0139] Esta configuración no afecta a la calidad en el aspecto exterior del edificio B.

[0140] (6-3) Ejemplo de modificación 1C

[0141] El primer ejemplo comparativo anterior proporciona dos unidades de utilización, concretamente, las unidades de utilización 501 y 502. El número de unidades de utilización puede ser alternativamente distinto de dos. Por ejemplo, el número de unidades de utilización puede ser uno, tres o cuatro.

[0142] <Segundo ejemplo comparativo>

[0143] (1) Configuración

[0144] La FIG.6 es un diagrama de circuito de un aparato de refrigeración 100 según el segundo ejemplo comparativo. A diferencia del primer ejemplo comparativo, el aparato de refrigeración 100 incluye un intercambiador de calor en cascada 24 y constituye completamente dos ciclos de refrigerante.

[0145] El primer ciclo de refrigerante C1 provoca la circulación del primer refrigerante R1. El primer refrigerante R1 tiene preferiblemente un valor de potencial de calentamiento global (GWP) bajo. Los ejemplos del primer refrigerante R1 incluyen R32 y dióxido de carbono. El primer ciclo refrigerante C1 adopta el intercambiador de calor de fuente de calor 11 como una fuente de calor. El primer ciclo de refrigerante C1 está constituido por componentes tales como el primer compresor 21, la primera válvula de conmutación de cuatro vías 22, la primera válvula de cierre de lado de gas 23b, el intercambiador de calor de fuente de calor 11, la válvula de expansión de unidad de intercambiador de calor de fuente de calor 13, la primera válvula de cierre de lado de líquido 23a y el intercambiador de calor en cascada 24.

[0146] El segundo ciclo de refrigerante C2 provoca la circulación del segundo refrigerante R2. El segundo refrigerante R2 tiene preferiblemente un valor de GWP bajo. Los ejemplos del segundo refrigerante R2 incluyen R410A, R32 y dióxido de carbono. El segundo ciclo refrigerante C2 adopta el intercambiador de calor en cascada 24 como una fuente de calor. El segundo ciclo de refrigerante C2 está constituido por componentes tales como un segundo compresor 25, una segunda válvula de conmutación de cuatro vías 26, el intercambiador de calor en cascada 24, una válvula de expansión de la unidad compresora 27, la válvula de expansión de unidad de utilización 51, el intercambiador de calor de utilización 52 y la primera válvula de cierre de lado de gas 23b. (2) Características

[0147] También en esta configuración, la válvula de cierre 67 puede cerrar la primera tubería de conexión 30 y la segunda tubería de conexión 40 que se extiende desde la unidad compresora 20. Cuando el refrigerante R0 se fuga dentro de la unidad compresora 20, esta configuración puede impedir así que el refrigerante R0 fugado alcance el exterior de la unidad compresora 20.

[0148] (3) Ejemplos de modificación

[0149] (3-1) Ejemplo de modificación 2A

[0150] La FIG.7 representa el aparato de refrigeración 100 según el ejemplo de modificación 2A del segundo ejemplo comparativo. A diferencia del segundo ejemplo comparativo anterior, el aparato de refrigeración 100 incluye unidades de control de unidad compresora 291 y 292 que se enfrían enfriando las tuberías de refrigerante 641 y 642 a través de camisas de refrigerante 651 y 652, respectivamente. Además, la carcasa 20a de la unidad compresora 20 tiene estanqueidad al aire. El sensor de detección de fugas 61 es el sensor de presión 61b. La carcasa 20a está provista de un disco de ruptura 66. El disco de ruptura 66 se destruye por una presión que supera un valor predeterminado.

[0151] En esta configuración, la carcasa 20a de la unidad compresora 20 tiene estanqueidad, de modo que es probable que la carcasa 20a contenga el calor generado por una placa de circuito. Sin embargo, las tuberías 641 y 642 de refrigerante de enfriamiento pueden lograr una liberación eficaz del calor generado por las placas de circuito que constituyen las unidades de control de unidad compresora 291 y 292, respectivamente. Alternativamente, el enfriamiento de las placas de circuito puede lograrse disponiendo la unidad de control de unidad compresora 29 fuera de la carcasa 20a, en lugar de las tuberías de refrigerante de enfriamiento 641 y 642. Todavía alternativamente, el enfriamiento de las placas de circuito puede lograrse cuando se adopta un ventilador configurado para generar un flujo de aire de circulación en lugar de las tuberías de refrigerante de enfriamiento 641 y 642.

[0152] Además, la carcasa 20a tiene estanqueidad para impedir que el refrigerante R0 que se fuga dentro de la unidad compresora 20 alcance el exterior de la unidad compresora 20.

[0153] Además, el sensor de detección de fugas 61 es el sensor de presión 61b para detectar fugas del refrigerante R0 de acuerdo con el cambio de presión.

[0154] Además, la carcasa 20a incluye el disco de ruptura 66, de modo que se puede evitar la carcasa 20a, que tiene alta estanqueidad, se rompa por alta presión interna.

[0155] Además, la carcasa 20a que tiene estanqueidad puede impedir el ruido de la unidad compresora 20.

[0156] La carcasa 20a logra un efecto de atenuación de ruido electromagnético más alto cuando la carcasa 20a está hecha de un metal.

[0157] (3-2) Ejemplo de modificación 2B

[0158] Uno cualquiera de los ejemplos de modificación del primer ejemplo comparativo puede aplicarse al segundo ejemplo comparativo.

[0159] <Primera realización>

[0160] (1) Configuración

[0161] La FIG.8 es un diagrama de circuito de un aparato de refrigeración 100 de acuerdo con la primera realización de la invención reivindicada. A diferencia del primer ejemplo comparativo, el aparato de refrigeración 100 incluye una fuente de calor 71, un intercambiador de calor fluido-refrigerante 72 y una bomba 73. La fuente de calor 71 está dispuesta fuera del edificio B. El intercambiador de calor fluido-refrigerante 72 y la bomba 73 están provistos en la unidad compresora 20.

[0162] La fuente de calor 71, el intercambiador de calor fluido-refrigerante 72 y la bomba 73 constituyen un circuito configurado para hacer circular fluido F, tal como agua o salmuera.

[0163] El ciclo de refrigerante C0 provoca la circulación del refrigerante R0. El ciclo de refrigerante C0 adopta el intercambiador de calor fluido-refrigerante 72 como una fuente de calor. El intercambiador de calor fluidorefrigerante 72 intercambia calor entre el fluido F y el refrigerante R0.

[0164] La unidad compresora 20 incluye la segunda válvula de cierre de lado de líquido 28a y la segunda válvula de cierre de lado de gas 28b dispuestas en el segundo orificio de conexión 28.

[0165] (2) Características

[0166] En esta configuración, la segunda tubería de conexión 40 que se extiende desde la unidad compresora 20 puede cerrarse por la segunda válvula de cierre de lado de líquido 28a y la segunda válvula de cierre de lado de gas 28b. Cuando el refrigerante R0 se fuga dentro de la unidad compresora 20, esta configuración puede impedir así que el refrigerante R0 fugado alcance el exterior de la unidad compresora 20.

[0167] (3) Ejemplos de modificación

[0168] Uno cualquiera de los ejemplos de modificación de los ejemplos comparativos primero o segundo puede aplicarse a la primera realización.

[0169] <Conclusión>

[0170] Se han descrito anteriormente los ejemplos comparativos y la realización de la presente invención, que se define por las reivindicaciones adjuntas. Diversas modificaciones a los modos y detalles de las realizaciones de ejemplo anteriores deben estar disponibles dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

[0171] LISTA DE SIGNOS DE REFERENCIA

[0172] 10: unidad de intercambiador de calor de fuente de calor

[0173] 10a: carcasa (segunda carcasa)

[0174] 11: intercambiador de calor de fuente de calor

[0175] 20: unidad compresora

[0176] 20a: carcasa (primera carcasa)

[0177] 21: compresor

[0178] 23: primer orificio de conexión

[0179] 23a: primera válvula de cierre de lado de líquido (primera válvula de cierre)

[0180] 23b: primera válvula de cierre de lado de gas (primera válvula de cierre)

[0181] 28: segundo orificio de conexión

[0182] 28a: segunda válvula de cierre de lado de líquido (segunda válvula de cierre) (válvula de cierre)

[0183] 28b: segunda válvula de cierre de lado de gas (segunda válvula de cierre) (válvula de cierre)

[0184] 29: unidad de control de unidad compresora (unidad de control)

[0185] 30: primera tubería de conexión

[0186] 40: segunda tubería de conexión (tubería de conexión)

[0187] 50a: carcasa (tercera carcasa)

[0188] 50b: carcasa

[0189] 52: utilización de intercambiador de calor

[0190] 60: orificio de conexión

[0191] 61: sensor de detección de fugas

[0192] 61a: sensor de detección de refrigerante

[0193] 61b: sensor de presión

[0194] 64: refrigerante de la tubería de refrigerante

[0195] 66: disco de ruptura

[0196] 67: válvula de corte

[0197] 69: ventilador

[0198] 72: intercambiador de calor fluido-refrigerante

[0199] 74: componente eléctrico

[0200] 75: disipador de calor

[0201] 100: aparato de refrigeración

[0202] 501: unidad de utilización

[0203] 502: unidad de utilización

[0204] B: edificio

[0205] C0: ciclo de refrigerante

[0206] C1: primer ciclo de refrigerante (ciclo de refrigerante)

[0207] C2: segundo ciclo de refrigerante (ciclo de refrigerante)

[0208] F: fluido

[0209] R0: refrigerante

[0210] R1: primer refrigerante (refrigerante)

[0211] R2: segundo refrigerante (refrigerante)

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un aparato de refrigeración (100) que comprende:

una unidad compresora (20) de descarga en el interior de un edificio (B) y que comprende:

una primera carcasa (20a);

un compresor (21) alojado en la primera carcasa (20a);

un intercambiador de calor fluido-refrigerante (72) alojado en la primera carcasa (20a) y configurado para intercambiar calor entre el fluido (F) y un refrigerante (R0), siendo el fluido (F) agua o salmuera;

un orificio de conexión (28);

una bomba (73); y

una válvula de cierre (28a, 28b),

un sensor de detección de fugas (61) alojado en la primera carcasa y configurado para detectar fugas del refrigerante (RO), y

una unidad de control (29) configurada para cerrar la válvula de cierre (28a, 28b) cuando el sensor de detección de fugas (61) detecta fugas del refrigerante (RO),

una fuente de calor (71) de descarga en el exterior del edificio (B), en el que la fuente de calor (71), el intercambiador de calor fluido-refrigerante (72) y la bomba (73) constituyen un circuito configurado para hacer circular fluido (F), y

una unidad de utilización (501, 502) que comprende una segunda carcasa (50a) y el intercambiador de calor de utilización (52),

en el que

el compresor (21), el intercambiador de calor fluido-refrigerante (72) y el intercambiador de calor de utilización (52) constituyen un ciclo de refrigerante (C0) que adopta el intercambiador de calor fluidorefrigerante (72) como fuente de calor y configurado para provocar la circulación del refrigerante (RO), el intercambiador de calor de utilización (52) está alojado en la segunda carcasa (50a) proporcionada por separado de la primera carcasa (20a),

el orificio de conexión (28) está conectado al intercambiador de calor de utilización (52) a través de una tubería de conexión (40), y

la válvula de cierre (28a, 28b) cierra el desplazamiento del refrigerante (RO) entre el orificio de conexión (28) y el intercambiador de calor de utilización (52).

2. El aparato de refrigeración (100) según la reivindicación 1, en el que la unidad de control (29) está dispuesta fuera de la primera carcasa (20a).

3. El aparato de refrigeración (100) según la reivindicación 1 o 2, que comprende además una tubería de refrigerante de enfriamiento (64) alojada en la primera carcasa (20a), en el que la unidad de control (29) está dispuesta dentro de la primera carcasa (20a) y se enfría por la tubería de refrigerante (64).

4. El aparato de refrigeración (100) según la reivindicación 1 o 2, que comprende además:

un componente eléctrico (74) alojado en la primera carcasa;

un disipador de calor (75) alojado en la primera carcasa y configurado para enfriar el componente eléctrico (74); y

un ventilador (69) alojado en la primera carcasa (20a) y configurado para formar un flujo de aire de circulación, en el que

la unidad de control (29) está dispuesta dentro de la primera carcasa (20a) y es enfriada por el flujo de aire de circulación.

5. El aparato de refrigeración (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el sensor de detección de fugas (61) es un sensor de detección de refrigerante (61a) configurado para detectar la presencia del refrigerante (RO).

6. El aparato de refrigeración (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la primera carcasa (20a) tiene estanqueidad al aire.

7. El aparato de refrigeración (100) según la reivindicación 6, en el que el sensor de detección de fugas (61) es un sensor de presión (61b) configurado para detectar presión en la primera carcasa (20a).

8. El aparato de refrigeración (100) según la reivindicación 6 o 7, en el que la primera carcasa (20a) comprende un disco de ruptura (66) destruido por una presión superior a un valor predeterminado.

9. El aparato de refrigeración (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el refrigerante (RO) es R32 o dióxido de carbono.