Aparato de aire acondicionado y procedimiento de operación de descongelación del mismo.

Un aparato de aire acondicionado que comprende:

un compresor (11,

13) para comprimir el refrigerante;

una tubería de gas caliente (20) que recibe una parte del refrigerante comprimido en el compresor (11, 13);

una válvula de cuatro vías (30) que recibe el refrigerante restante comprimido en el compresor (11, 13);

un intercambiador de calor interior que recibe el refrigerante desde la válvula de cuatro vías (30) y que intercambia calor con el aire interior;

una pluralidad de intercambiadores de calor exteriores (70, 80, 90), algunos de los cuales ejecutan una operación de calentamiento cuando el refrigerante que ha intercambiado calor es recibido desde el intercambiador de calor interior y pasa a su través, mientras que otros ejecutan una operación de descongelación cuando el refrigerante es recibido desde la tubería de gas caliente (20); que se caracteriza por

una unidad de expansión exterior (40, 50, 60), que se encuentra situada entre la pluralidad de intercambiadores de calor exteriores (70, 80, 90) y el intercambiador de calor interior, para expandir el refrigerante que ha intercambiado calor por el intercambiador de calor interior, en el que la tubería de gas caliente (20) incluye:

una tubería principal (21) con un extremo conectado entre el compresor (11, 13) y la válvula de cuatro vías (30);

una pluralidad de tuberías de conexión (23, 24, 25) para conectar la tubería principal (21) y la pluralidad de intercambiadores de calor exteriores (70, 80, 90) entre sí, y una pluralidad de válvulas de descongelación (27, 28, 29) instaladas en cada una de la pluralidad de tuberías de conexión (23, 24, 25), en el que la pluralidad de intercambiadores de calor exterior (70, 80, 90) incluye un primer intercambiador de calor exterior (80) y un segundo intercambiador de calor exterior (70);

la pluralidad de tuberías de conexión (23, 24, 25) incluye una primera tubería de conexión (23) que comunica con el primer intercambiador de calor exterior (80) y una segunda tubería de conexión (25) que comunica con el segundo intercambiador de calor exterior (70), y la pluralidad de válvulas de descongelación (27, 28, 29) incluye una primera válvula de descongelación (27) instalada en la primera tubería de conexión (23) y una segunda válvula de descongelación (29) instalada en la segunda tubería conexión (25);

en el que la unidad de expansión exterior (40, 50, 60) incluye

- una primera válvula de expansión (41) y una válvula de retención (43) situadas entre el primer intercambiador de calor exterior (80) y el intercambiador de calor interior, y

- una segunda válvula de expansión (51) y una válvula de retención (53) situadas entre el segundo intercambiador de calor exterior (70) y el intercambiador de calor interior, y en el que la relación de apertura de la primera (41) y la segunda (51) válvulas de expansión está limitada a una relación de apertura mínima durante la operación de descongelación del primer (80) y del segundo (70) intercambiadores de calor exteriores.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10000042.

Solicitante: LG ELECTRONICS INC..

Nacionalidad solicitante: República de Corea.

Dirección: 20, YEOUIDO-DONG YEONGDEUNGPO-GU SEOUL 150-721 REPUBLICA DE COREA.

Inventor/es: OH,SAI KEE, JANG,JI-YOUNG, Song,Chi Woo, Chung,Baik Young.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F25B13/00 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F25 REFRIGERACION O ENFRIAMIENTO; SISTEMAS COMBINADOS DE CALEFACCION Y DE REFRIGERACION; SISTEMAS DE BOMBA DE CALOR; FABRICACION O ALMACENAMIENTO DEL HIELO; LICUEFACCION O SOLIDIFICACION DE GASES.F25B MAQUINAS, INSTALACIONES O SISTEMAS FRIGORIFICOS; SISTEMAS COMBINADOS DE CALEFACCION Y DE REFRIGERACION; SISTEMAS DE BOMBA DE CALOR (sustancias para la transferencia, intercambio o almacenamiento de calor, p. ej. refrigerantes, o sustancias para la producción de calor o frío por reacciones químicas distintas a la combustión C09K 5/00; bombas, compresores F04; utilización de bombas de calor para la calefacción de locales domésticos o de otros locales o para la alimentación de agua caliente de uso doméstico F24D; acondicionamiento del aire, humidificación del aire F24F; calentadores de fluidos que utilizan bombas de calor F24H). › Máquinas, instalaciones o sistemas por compresión de ciclo reversible (ciclos de desescarchado F25B 47/02).
  • F25B47/02 F25B […] › F25B 47/00 Disposiciones para prevenir o retirar los depósitos producidos por la corrosión, no previstos en otra subclase. › Ciclos de desescarchado.

PDF original: ES-2380309_T3.pdf

 

Aparato de aire acondicionado y procedimiento de operación de descongelación del mismo.

Fragmento de la descripción:

Aparato de aire acondicionado y procedimiento de operación de descongelación del mismo.

La presente solicitud reivindica prioridad con respecto a la Solicitud Coreana número 10 - 2009 - 0000925 presentada en Corea el 6 de enero de 2009.

5 Antecedentes de la invención

Campo de la invención La presente invención se refiere a un aparato de aire acondicionado y, más en particular, a un aparato de aire acondicionado en el cual algunos de una pluralidad de intercambiadores de calor exteriores pueden ejecutar una operación de descongelación y otros pueden ejecutar una operación de calentamiento.

10 Explicación de la técnica relacionada

En general, un aparato de aire acondicionado es un aparato para refrigerar o calentar una habitación por medio del uso de un ciclo de refrigeración que incluye un compresor, un intercambiador de calor exterior, una unidad de expansión, y un intercambiador de calor interior. Específicamente, el aparato de aire acondicionado puede incluir una unidad de refrigeración para refrigerar una habitación y una unidad de calentamiento para calentar una habitación.

Además, se puede realizar un aparato de aire acondicionado combinado de refrigeración / calentamiento para refrigerar o calentar una habitación.

El aparato de aire acondicionado combinado de refrigeración / calentamiento puede incluir una válvula de cuatro vías para modificar el flujo de refrigerante comprimido desde el compresor dependiendo de que se seleccione una operación de refrigeración o una operación de calentamiento. Durante la operación de refrigeración, el refrigerante com20 primido en el compresor es dirigido al intercambiador de calor exterior por medio de la válvula de cuatro vías actuando el intercambiador de calor exterior como un condensador. El refrigerante condensado, después de haber pasado a través del intercambiador de calor exterior, se expande cuando por la unidad de expansión y posteriormente es introducido en el intercambiador de calor interior. En este caso, el intercambiador de calor interior sirve como un evaporador, y el refrigerante evaporado en el intercambiador de calor interior es retornado al compresor por medio de la válvula de cuatro vías.

Por otra parte, durante una operación de calentamiento, el refrigerante comprimido en el compresor es dirigido al intercambiador de calor interior por medio de la válvula de cuatro vías, sirviendo el intercambiador de calor interior como un condensador. El refrigerante condensado, después de haber pasado a través del intercambiador de calor interior, es introducido en el intercambiador de calor exterior después de haber sido expandido en la unidad de ex

pansión. En este caso, el intercambiador de calor exterior sirve como un evaporador y el refrigerante evaporado en el intercambiador de calor exterior es retornado al compresor por medio de la válvula de cuatro vías.

Durante la operación que se ha descrito más arriba del aparato de aire acondicionado, se puede formar agua condensada sobre la superficie del intercambiador de calor que sirve como evaporador. Específicamente, la operación de refrigeración puede hacer que el agua condensada se forme sobre una superficie del intercambiador de calor interior, mientras que durante la operación de calentamiento, puede hacer que el agua condensada se forme sobre una superficie del intercambiador de calor exterior. Si el agua condensada formada sobre la superficie del intercambiador de calor exterior durante la operación de calentamiento se congela, el suave flujo de aire exterior puede ser impedido, y la eficiencia de intercambio de calor entre el aire exterior y el refrigerante se puede deteriorar, lo que produce un rendimiento de calentamiento pobre.

Por consiguiente, para eliminar el agua condensada generada durante la operación de calentamiento, se podría considerar interrumpir temporalmente la operación de calentamiento y activar el ciclo de refrigeración en sentido inverso (es decir, iniciar una operación de refrigeración) , de manera que el refrigerante a alta temperatura y alta presión fuese dirigido a pasar a través del intercambiador de calor exterior, haciendo que cualquier escarcha formada en la superficie del intercambiador de calor exterior se fundiese debido al calor del refrigerante. Sin embargo, la 45 ejecución de una operación de descongelación como se ha descrito más arriba por medio de la inversión del ciclo de refrigeración presenta el problema de que se detiene el calentamiento de una habitación.

El documento US 2006/0144060 describe un sistema de descongelación del refrigerante líquido del intercambiador de calor. Aquí, una unidad de bomba de calor / aire acondicionado comprende un compresor que suministra refrigerante gaseoso caliente a través de un tubería corta a una válvula de inversión. Desde la válvula de inversión, el refri50 gerante gaseoso caliente se entrega entonces a un subsistema de serpentín interior para el intercambio de calor en un área interior. El refrigerante líquido caliente condensado se entrega entonces a través de una tubería principal de líquido a los subsistemas de serpentín después de pasar por una válvula restrictora de líquido que está siendo deri

vada por un primer solenoide de derivación dispuesto en cada subsistema de serpentín y por una segunda válvula de retención de derivación. Cuando se inicia un ciclo de descongelación, la válvula restrictora de líquido está cerrada y el primer solenoide de derivación en el subsistema de serpentín que debe ser descongelado se abre, con lo cual permite que el refrigerante líquido caliente en la tubería principal de líquido se transmita al subsistema de serpentín. El primer solenoide de derivación en los otros subsistemas de serpentín permanece cerrado. Simultáneamente, el solenoide en la tubería de aspiración en el subsistema de serpentín está cerrado con lo cual transmite refrigerante líquido caliente a través del cuerpo principal a través de la primera válvula de retención de derivación y, eventualmente, en la tubería secundaria de líquido. Desde la tubería secundaria de líquido, el refrigerante líquido caliente continúa circulando a través de dispositivos de medición en el subsistema de serpentín adyacente en donde es sometido a evaporación. En los subsistemas de serpentín adyacentes, los solenoides de tubería de aspiración se abren, permitiendo que el refrigerante en vapor frío se transmita a través de la tubería de tránsito de refrigerante exterior y, finalmente, retorne al acumulador de aspiración y al compresor. El proceso de descongelación que descongela de forma secuencial los subsistemas de serpentín individuales se repite hasta que todos los subsistemas de serpentín se hayan descongelado. El ciclo completo puede ser repetido continuamente o se puede repetir cuando se haya detectado el acceso a la descongelación o haya transcurrido una cantidad específica de tiempo.

El documento US 4.774.813 describe un aparato de aire acondicionado con un modo de descongelación. Aquí, un compresor está conectado en su terminal de salida a una válvula de conmutación de cuatro vías, con lo que el refrigerante gaseoso caliente es guiado a un intercambiador de calor interior. El refrigerante condensado es guiado a través de las válvulas de expansión a intercambiadores de calor exteriores. El refrigerante gaseoso es guiado entonces desde las porciones de salida de los intercambiadores de calor exteriores a través de la válvula de conmutación de cuatro vías a un depósito de aspiración para almacenar un refrigerante líquido. El refrigerante es guiado entonces de nuevo a una porción de entrada del compresor. Entre la válvula de conmutación de cuatro vías y el intercambiador de calor interior, hay conectado un extremo de una tubería de derivación, que está conectada por su otro extremo a una porción de entrada de un primer intercambiador de calor exterior a través de una válvula de conmutación de tres vías. En respuesta a una señal de modo de descongelación, la válvula de conmutación de tres vías funciona de tal manera que una parte del refrigerante a alta temperatura y alta presión es enviada desde el compresor a través de la tubería de derivación, a la unidad exterior del primer intercambiador de calor.

Sumario de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar un aparato de aire acondicionado que pueda calentar una habitación, al mismo tiempo que ejecuta una operación de descongelación.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un aparato de aire acondicionado que comprende:

un compresor (11, 13) para comprimir el refrigerante;

una tubería de gas caliente (20) que recibe una parte del refrigerante comprimido en el compresor (11, 13) ;

una válvula de cuatro vías (30) que recibe el refrigerante restante comprimido en el compresor (11, 13) ;

un intercambiador de calor interior que recibe el refrigerante desde la válvula de cuatro vías (30) y que intercambia calor con el aire interior;

una pluralidad de intercambiadores de calor exteriores (70, 80, 90) , algunos de los cuales ejecutan una operación de calentamiento cuando el refrigerante que ha intercambiado calor es recibido desde el intercambiador de calor interior y pasa a su través, mientras que otros ejecutan una operación de descongelación cuando el refrigerante es recibido desde la tubería de gas caliente (20) ; que se caracteriza por

una unidad de expansión exterior (40, 50, 60) , que se encuentra situada entre la pluralidad de intercambiadores de calor exteriores (70, 80, 90) y el intercambiador de calor interior, para expandir el refrigerante que ha intercambiado calor por el intercambiador de calor interior, en el que la tubería de gas caliente (20) incluye:

una tubería principal (21) con un extremo conectado entre el compresor (11, 13) y la válvula de cuatro vías (30) ;

una pluralidad de tuberías de conexión (23, 24, 25) para conectar la tubería principal (21) y la pluralidad de intercambiadores de calor exteriores (70, 80, 90) entre sí, y una pluralidad de válvulas de descongelación (27, 28, 29) instaladas en cada una de la pluralidad de tuberías de conexión (23, 24, 25) , en el que la pluralidad de intercambiadores de calor exterior (70, 80, 90) incluye un primer intercambiador de calor exterior (80) y un segundo intercambiador de calor exterior (70) ;

la pluralidad de tuberías de conexión (23, 24, 25) incluye una primera tubería de conexión (23) que comunica con el primer intercambiador de calor exterior (80) y una segunda tubería de conexión (25) que comunica con el segundo intercambiador de calor exterior (70) , y la pluralidad de válvulas de descongelación (27, 28, 29) incluye una primera válvula de descongelación (27) instalada en la primera tubería de conexión (23) y una segunda válvula de descongelación (29) instalada en la segunda tubería conexión (25) ;

en el que la unidad de expansión exterior (40, 50, 60) incluye

- una primera válvula de expansión (41) y una válvula de retención (43) situadas entre el primer intercambiador de calor exterior (80) y el intercambiador de calor interior, y

- una segunda válvula de expansión (51) y una válvula de retención (53) situadas entre el segundo intercambiador de calor exterior (70) y el intercambiador de calor interior, y

en el que la relación de apertura de la primera (41) y la segunda (51) válvulas de expansión está limitada a una relación de apertura mínima durante la operación de descongelación del primer (80) y del segundo (70) intercambiadores de calor exteriores.

2. Un procedimiento de descongelación de un aparato de aire acondicionado que comprende:

realizar una operación de calentamiento (S1; S10; S100) enviando el refrigerante comprimido en un compresor (11, 13) al interior de un intercambiador de calor interior;

realizar secuencialmente una operación de descongelación (S3, S5, S30, S50; S300, S500) en una pluralidad de intercambiadores de calor exteriores enviando una parte del refrigerante comprimido desde el compresor (11, 13) a algunos de la pluralidad de intercambiadores de calor exteriores (70, 80, 90) , y reanudando la operación de calentamiento (S7; S70; S700) , enviando todo el refrigerante comprimido desde el compresor al interior del intercambiador de calor interior, en el que la pluralidad de intercambiadores de calor exteriores (70, 80, 90) incluye un primer intercambiador de calor exterior (80) y un segundo intercambiador de calor exterior (70) , y que se caracteriza porque la ejecución de la operación de descongelación incluye:

realizar una primera operación de descongelación (S3; S30; S300) de tal manera que el primer intercambiador de calor exterior (80) realice una operación de descongelación al recibir una parte del refrigerante comprimido en el compresor (11, 13) y el segundo intercambiador de calor exterior (70) realice una operación de calentamiento al recibir el refrigerante descargado desde el intercambiador de calor interior, y realizar una segunda operación de descongelación (S5; S50; S500) de tal manera que el segundo intercambiador de calor exterior (70) realice una operación de descongelación al recibir una parte del refrigerante comprimido en el compresor (11, 13) y el primer intercambiador de calor exterior (80) realice una operación de calentamiento al recibir el refrigerante descargado desde el intercambiador de calor interior, en el que la ejecución de la primera operación de descongelación (S3; S30; S300) incluye:

cerrar una segunda válvula de descongelación (29) y abrir una primera válvula de descongelación (27) para hacer que una parte del refrigerante comprimido en el compresor sea desviado al interior del primer intercambiador de calor exterior (80) , y limitar la relación de apertura de una primera válvula de expansión (41) , situada entre el primer intercambiador de calor exterior (80) y el intercambiador de calor interior, en una relación de apertura mínima; en el que la ejecución de la segunda operación de descongelación (S5; S50; S500) incluye:

cerrar la primera válvula de descongelación (27) y abrir la segunda válvula de descongelación (29) para hacer que una parte del refrigerante comprimido en el compresor (11, 13) se desvíe hacia el segundo intercambiador de calor exterior (70) , y establecer la primera válvula de expansión (41) con una relación de apertura normal y limitar la relación de apertura de una segunda válvula de expansión (51) , situada entre el segundo intercambiador de calor exterior (70) y el intercambiador de calor interior, en una relación de apertura mínima.

3. El procedimiento de la operación de descongelación de la reivindicación 2, que comprende, además, determinar una condición de descongelación mediante la medición de la temperatura del aire exterior en la pluralidad de intercambiadores de calor exteriores o la presión del refrigerante en una entrada del compresor (11, 13) , en el que la operación de descongelación se realiza cuando existe la condición de descongelación.

4. El procedimiento de la operación de descongelación de la reivindicación 2, en el que la ejecución de la operación de descongelación incluye:

determinar (S4, S40, S400) cuando completar la primera operación de descongelación mediante la medición de la temperatura del refrigerante en el primer intercambiador de calor exterior (80) , y determinar (S6, S60, S600) cuando completar la segunda operación de descongelación mediante la medición de la temperatura del refrigerante en el segundo intercambiador de calor exterior (70) .


 

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