Un separador para un sistema de refrigeración.

Un separador (5) que comprende un contenedor sustancialmente cilíndrico (19) que tiene salidas superior (8) einferior (7) y una entrada (6) entre las mismas para separar los componentes de vapor y líquido de un refrigeranterecibido desde un evaporador (4) en un sistema de refrigeración,

hacia dichas salidas superior e inferior (7, 8)respectivamente, estando dicha entrada (6) dirigida tangencialmente dentro del contenedor cilíndrico (19); en el queuna división foraminosa (23), sustancialmente cilíndrica, que tiene una anchura menor que el contenedor (19), estásituada dentro del contenedor (19) y se extiende hacia abajo de dicha entrada (6) y hacia dentro de la superficieinterior de dicho contenedor (19) para delimitar uno de otro el espacio central y el espacio periférico del contenedor(19); caracterizado porque el separador (5) comprende además un limitador de remolino (25) por encima de la salidainferior (7) del contenedor (19) y por debajo del nivel deseado del refrigerante líquido del mismo, para reducir elriesgo de introducir refrigerante vapor dentro del líquido en la sección inferior del contenedor (19).

Un separador para un sistema de refrigeración

La presente invención se refiere a un separador para un sistema de refrigeración, siendo dicho separador tal como se define en el preámbulo de la reivindicación 1. Tal separador se conoce por el documento US-A-4506523, que desvela una unidad separadora de aceite para uso en la separación de aceite para el medio compresor de un sistema de refrigeración. La entrada del separador está conectada a la salida del compresor.

Más particularmente, la presente invención está dirigida a un separador para uso en un sistema de refrigeración que tiene un evaporador sobrealimentado, es decir, un evaporador que es alimentado con un refrigerante líquido a un ritmo tal que el refrigerante no se evapora totalmente en la salida del evaporador.

Más particularmente, la invención se refiere a un separador de pequeño volumen para uso en tal sistema de 15 refrigeración.

En tal sistema de refrigeración sobrealimentado convencional, se usa un separador de gran volumen, a menudo combinado con una bomba de refrigerante, y se conecta mediante tuberías largas con el evaporador para suministrar el refrigerante líquido separado a la entrada del evaporador y para recibir el refrigerante líquido y refrigerante vapor procedentes de la salida del evaporador, estando una salida del separador conectada a la entrada del medio de compresión para suministrar el gas de refrigerante vapor separado al mismo. Por lo tanto, el volumen total del refrigerante en el sistema convencional es grande en comparación con el volumen del refrigerante evaporado al máximo en el evaporador.

También, las pérdidas de presión son grandes en el sistema convencional, lo cual hace difícil lograr una temperatura tan baja como la que sería posible, si no, en el evaporador y requiere el uso de un compresor de superior capacidad. Además, normalmente es necesaria una bomba para transportar el refrigerante líquido al evaporador, bomba que quedará expuesta fácilmente a cavitación como consecuencia de las bajas temperaturas del refrigerante y las fluctuaciones de carga. Bajar estas temperaturas además aumentaría el riesgo de cavitación en la bomba y también tendría como resultado mayores pérdidas de presión en las líneas de aspiración de retorno húmedas.

El separador según la invención podría usarse en un sistema de refrigeración que comprende un medio de compresión, un medio de condensación y recepción y un evaporador, teniendo cada uno una entrada y una salida; y un separador que tiene una entrada y una primera y una segunda salida; en el que la primera salida del separador

está conectada a la entrada del evaporador, la salida del evaporador está conectada a la entrada del separador, la segunda salida del separador está conectada a la entrada del medio de compresión, la salida del medio de compresión está conectada a la entrada del medio de condensación y recepción, y la salida del medio de condensación y recepción está conectada con la entrada del separador;

en el que el separador está situado de manera sustancialmente lateral al evaporador y más cerca del evaporador que del medio de compresión; y

en el que un medio de control asegura la sobrealimentación del evaporador regulando el ritmo de alimentación de refrigerante líquido al separador desde el medio de condensación y recepción de manera que el separador está

45 alimentando al evaporador con refrigerante líquido en proporción a la demanda y salvaguardando la sobrealimentación deseada.

El medio de control comprende preferentemente un sensor para detectar el nivel del refrigerante líquido en el separador, una válvula de expansión colocada en una línea que conecta la salida del medio de condensación y recepción con la entrada del separador, y una unidad de control que regula el flujo de refrigerante líquido a través de la válvula de expansión en respuesta al nivel detectado por el sensor.

El medio de control también podría comprender un medio de detección de diferencia de temperatura para detectar la diferencia de temperatura entre la temperatura del evaporador y la temperatura del medio que es enfriado por el

55 evaporador, en cada lado del evaporador, o para detectar la diferencia de temperatura entre la temperatura de entrada y la temperatura de salida del medio que es enfriado por el evaporador, y una unidad de control que regula el flujo de refrigerante líquido, a través de la válvula de expansión descrita anteriormente, en respuesta a la diferencia de temperatura detectada por el medio de detección de diferencia de temperatura.

Además, podría eliminarse la necesidad de una bomba para suministrar el refrigerante al evaporador.

Esto podría lograrse porque el medio de control durante el funcionamiento del sistema está manteniendo el nivel del refrigerante líquido en el separador entre un límite superior situado por debajo de la salida del evaporador y un límite inferior situado por encima de la entrada del evaporador.

65 Un objeto de la invención es proporcionar un separador para una separación sustancialmente completa de los componentes de vapor y líquido del refrigerante expulsado desde el evaporador.

Este objeto se logra mediante un separador que comprende un contenedor sustancialmente cilíndrico que tiene salidas superior e inferior y una entrada entre las mismas para separar los componentes de vapor y líquido de un

refrigerante recibido desde un evaporador en un sistema de refrigeración, hacia dichas salidas superior e inferior, respectivamente, estando dicha entrada dirigida tangencialmente dentro del contenedor cilíndrico; en el que una división foraminosa, sustancialmente cilíndrica que tiene una anchura menor que el contenedor, está situada dentro del contenedor y se extiende hacia abajo de dicha entrada y hacia dentro de la superficie interior de dicho contenedor para delimitar uno de otro el espacio central y el espacio periférico del contenedor, y en el que el separador comprende además un limitador de remolino por encima de la salida inferior del contenedor y por debajo del nivel deseado del refrigerante líquido del mismo, para reducir el riesgo de introducir refrigerante vapor dentro del refrigerante líquido en la sección inferior del contenedor.

Preferentemente, el separador está situado en el espacio que es enfriado por el evaporador lo cual, por supuesto, 15 hará un uso más eficiente del refrigerante.

Además, el sistema de refrigeración puede comprender una unidad de control adicional para regular el nivel del refrigerante líquido en el separador para que esté por debajo de un límite máximo superior que está situado por debajo o al mismo nivel que la línea de retorno del evaporador al separador. Normalmente, esta unidad de control adicional sólo está operativa en el arranque del sistema de refrigeración y puede estar adaptada para reducir la capacidad del medio compresor y bajar así el nivel del refrigerante líquido en el separador por debajo de dicho límite máximo superior.

En una realización preferida del sistema de refrigeración, la salida del medio de condensación y recepción está

conectada a la entrada del separador por medio de una tubería que conecta la salida del evaporador a la entrada del separador, por lo que el flujo de refrigerante líquido desde el medio de condensación y recepción soporta el flujo de refrigerante vapor y refrigerante líquido fuera del evaporador.

Para obtener una separación completamente eficiente de los componentes de vapor y líquido del refrigerante expulsado desde el evaporador, la entrada al separador puede tener una restricción para aumentar la velocidad de flujo del refrigerante que entra en el separador.

En una realización preferida del separador según la invención, la división foraminosa sustancialmente cilíndrica también se extiende por encima de dicha entrada. La división puede comprender una red que comprende aberturas

que tienen un tamaño de 0, 2-0, 5 mm.

Resumiendo, la presente invención usa el refrigerante con elevada eficiencia separando eficazmente el componente líquido del refrigerante que sale del evaporador. Esto tiene como resultado el beneficio de un gas de retorno seco al medio de compresión y una baja carga de refrigerante, es decir, el volumen total del refrigerante puede reducirse drásticamente.... [Seguir leyendo]

1. Un separador (5) que comprende un contenedor sustancialmente cilíndrico (19) que tiene salidas superior (8) e inferior (7) y una entrada (6) entre las mismas para separar los componentes de vapor y líquido de un refrigerante 5 recibido desde un evaporador (4) en un sistema de refrigeración, hacia dichas salidas superior e inferior (7, 8) respectivamente, estando dicha entrada (6) dirigida tangencialmente dentro del contenedor cilíndrico (19) ; en el que una división foraminosa (23) , sustancialmente cilíndrica, que tiene una anchura menor que el contenedor (19) , está situada dentro del contenedor (19) y se extiende hacia abajo de dicha entrada (6) y hacia dentro de la superficie interior de dicho contenedor (19) para delimitar uno de otro el espacio central y el espacio periférico del contenedor

(19) ; caracterizado porque el separador (5) comprende además un limitador de remolino (25) por encima de la salida inferior (7) del contenedor (19) y por debajo del nivel deseado del refrigerante líquido del mismo, para reducir el riesgo de introducir refrigerante vapor dentro del líquido en la sección inferior del contenedor (19) .

2. Un separador según la reivindicación 1, en el que la división foraminosa (23) , sustancialmente cilíndrica, también 15 se extiende por encima del dicha entrada (6) .

3. Un separador según la reivindicación 1, en el que dicha entrada descarga dentro de dicho espacio central.

4. Un separador según la reivindicación 1, en el que la división (23) comprende una red. 20

5. Un separador según la reivindicación 1, en el que la división foraminosa (23) comprende aberturas que tienen un tamaño de 0, 2-5, 0 mm.

6. Un separador según la reivindicación 1, en el que el limitador de remolino (25) comprende al menos una división 25 foraminosa (23) que se extiende axial y radialmente.