DISPOSITIVO DE CONTROL PARA UNA MÁQUINA DE REFRIGERACIÓN.

Dispositivo de control para una maquina de refrigeración (3) que comprende un compresor (12),

en donde el dispositivo de control (19) comprende unos medios (20) de sensores de temperatura para proporcionar una primera señal (SDLV), que representa la temperatura de suministro (TLDV) de un fluido de servicio (5) en la salida de la maquina de refrigeración (3), una unidad de control (21) adecuada para conmutar el compresor (12) a la puesta en marcha y a la parada de acuerdo con la primera señal (SDLV), unos medios de amortiguación de la señal (22) para recibir la primera señal (SDLV), y para suministrar una segunda señal amortiguada correspondiente (SCTRL) obtenida por el amortiguamiento de las dinámicas de la primera señal (SDLV) y adecuada para ser alimentada en la entrada de la unidad de control (21) para controlar la mencionada conmutación a la puesta en marcha y para la parada del compresor (12), caracterizado porque los mencionados medios de amortiguación comprenden un filtro de primer orden (22) con retardo para simular una acumulación del mencionado fluido de servicio (5)

La presente descripción está relacionada con un dispositivo de control para una máquina de refrigeración de acuerdo con la reivindicación 1.

En particular, la presente invención encuentra una aplicación útil, aunque no exclusiva, en la regulación de la temperatura de suministro de un fluido de servicio que sale de un enfriador de agua para los sistemas de aire acondicionado centralizados, para los cuales la siguiente descripción hará referencia explícita sin no obstante ninguna pérdida de generalidad.

Tal como es conocido, el sistema de aire acondicionado centralizado para el control de la temperatura ambiente en un edificio comprende una pluralidad de serpentines con ventiladores, distribuidos oportunamente dentro del edificio y conectados entre si por medio de un circuito hidráulico, y una maquina de refrigeración centralizada adecuada para enfriar un fluido de servicio, en particular un liquido refrigerante substancialmente compuesto por agua, y para transportar este fluido de servicio a las distintas serpentinas de ventiladores por medio del mencionado circuito hidráulico.

La maquina de refrigeración, normalmente indicada por el término “enfriador”, comprende un circuito interno en el cual circula un fluido de trabajo que comprende un refrigerante, un circuito de salida que conecta el circuito hidráulico del sistema de aire acondicionado con la entrada y salida de la unidad para formar, conjuntamente con el mencionado circuito hidráulico, el denominado circuito hidrónico, un intercambiador de calor a través del cual el circuito interno y el circuito de salida pasan por el intercambio de calor entre el fluido de trabajo y el fluido de servicio, y uno o más compresores para implementar un ciclo de refrigeración en el fluido de trabajo a través de la compresión del propio fluido de trabajo.

Los dispositivos de control electrónico son conocidos también para controlar el encendido y apagado de los compresores sobre la base de una comparación directa entre una medida de la temperatura del fluido de servicio en la salida de la maquina de refrigeración, o más bien la temperatura de suministro del fluido de servicio, y un par de umbrales de temperatura, de forma tal que la temperatura de suministro pueda converger con un valor del punto de configuración predeterminado. Por ejemplo, la solicitud de la patente de los EE.UU., publicada con el numero US 2005/0235669 A1 expone un dispositivo de control de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 para controlar la conmutación de encendido y apagado del compresor, como una función de la comparación entre la temperatura detectada de una tubería de evaporación y un par de temperaturas de umbral.

Además de ello, la maquina de refrigeración está equipada típicamente con un depósito de almacenamiento aplicado en la rama de suministro del circuito hidrónico a una corta distancia del intercambiador de calor para producir una inercia térmica en el circuito hidrónico que ralentice las dinámicas del sistema de aire acondicionado en los términos de velocidad de la variación de la temperatura en el fluido de servicio, con el fin de evitar los fenómenos que podrían inducir una inestabilidad en el sistema., tal como unos fenómenos de oscilaciones no deseables en las válvulas del regulador de los serpentines con ventiladores. La temperatura de suministro, sobre cuya base se controla la conmutación de encendido y apagado de los compresores, se toma típicamente en la zona de aguas abajo del depósito de almacenamiento.

El depósito de almacenamiento está alojado usualmente dentro de armazón de metal que encierra varios componentes mecánicos de la maquina de refrigeración, y por tanto la dimensión y el costo de la maquina de refrigeración dependen en gran medida de su presencia. En consecuencia, por razones de coto y de las dimensiones globales, se intenta con frecuencia reducir o incluso eliminar el depósito de almacenamiento, fabricando en consecuencia una maquina de refrigeración potencialmente capaz de inducir los inconvenientes antes mencionados.

El objeto de la presente invención es crear un dispositivo de control para una maquina de refrigeración y una maquina de refrigeración que permita que puedan solucionarse los inconvenientes provocados por la ausencia del depósito de almacenamiento, y que al mismo tiempo sea simple y económica de fabricar.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un dispositivo de control para una maquina de refrigeración y una maquina de refrigeración de acuerdo con las reivindicaciones adjuntas.

La presente invención se describirá a continuación con referencia a los dibujos adjuntos, los cuales ilustran un ejemplo no limitante de la realización, en donde:

• la figura 1 muestra un diagrama de bloques de un sistema de acondicionamiento de aire que comprende una maquina de refrigeración equipada con un dispositivo de control de acuerdo con la presente invención, y

• la figura 2 muestra una tabla de valores con los cuales se configuran ciertos parámetros del dispositivo del dispositivo de control en la figura 1.

En la figura 1, el numeral de referencia 1 designa en general un diagrama de bloques que muestran los principios de un sistema de acondicionamiento de aire, que comprende una pluralidad de serpentines con ventiladores 2

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distribuidos oportunamente dentro de un edificio (no mostrado) para el cual se desea controlar la temperatura ambiente, y una maquina de refrigeración 3 adecuada para enfriar un fluido de servicio 5, en particular un liquido refrigerante compuesto substancialmente por agua, y hacer que circule por un circuito hidráulico 4 que conecte los serpentines con ventilador 2 con la maquina de refrigeración 3.

La maquina de refrigeración 3 comprende un circuito interno 6, en donde circula un fluido de trabajo 7 que comprende un refrigerante, y un circuito de salida 8, el cual conecta con el circuito hidráulico 4 del sistema 1 en correspondencia con una entrada 9 y una salida 10 de la maquina de refrigeración 3. Una serie de dispositivos se encuentran dispuestos a lo largo del circuito interno 6 para implementar un ciclo de refrigeración del fluido de trabajo 7, y en particular un primer intercambiador de calor 11 a través del cual pasan el circuito interno 6 y el circuito de salida 8 y que funcionan como un evaporador para hacer que el fluido de trabajo 7 se evapore a baja presión, absorbiendo calor del fluido de servicio 5; un compresor 12, preferiblemente del tipo de desplazamiento para llevar a cabo la compresión adiabática sobre el fluido de trabajo 7 en el estado de vapor; un segundo intercambiador de calor 13 que funcione como un condensador, es decir para que el fluido de trabajo 7 se condense para liberar el calor absorbido previamente hacia el exterior, y una válvula de expansión 14 para enfriar el fluido de trabajo 7 y hacer que parcialmente se evapore, de forma que esté preparado para otro ciclo.

El circuito hidráulico 4 del sistema 1 y el circuito de salida 8 de la maquina de refrigeración 3 forman el denominado circuito hidrónico 15, que comprende una rama de suministro 16, a lo largo de la cual circula el fluido de servicio 5 en una direccion D desde el intercambiador de calor 11 hacia los serpentines 2 con ventilador, y una rama de retorno 17, a lo largo de la cual el fluido 5 de servicio retorna al intercambiador de calor 11. La circulación del fluido de servicio 5 en la direccion D está garantizada por una bomba 18 colocada a lo largo de la rama de retorno 17.

Además de ello, la maquina de refrigeración 3 comprende un dispositivo de control 19 para controlar la conmutación de puesta en marcha y parada del compresor 12 basándose en la temperatura de suministro TLDV del fluido de servicio 5. Con un mayor detalle, el dispositivo de control 19 comprende un sensor de temperatura 20 colocado a lo largo de la rama de suministro 16 en la salida 10 de la maquina de refrigeración 3, para proporcionar una primera señal SDLV que representa la temperatura de suministro TDLV y una unidad 21 de control electrónico adecuada para poder conmutar el compresor 12 para la puesta en marcha y la parada, sobre la base de una comparación entre una medida de la temperatura de suministro TDLV provista por medio de una señal SDLV, y un par de umbrales de temperatura, tal que la temperatura de suministro TDLV converja a un punto de ajuste de la temperatura de suministro entre los dos umbrales de temperatura.

De acuerdo con la presente invención, el dispositivo de control... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de control para una maquina de refrigeración (3) que comprende un compresor (12), en donde el dispositivo de control (19) comprende unos medios (20) de sensores de temperatura para proporcionar una primera señal (SDLV), que representa la temperatura de suministro (TLDV) de un fluido de servicio (5) en la salida de la 5 maquina de refrigeración (3), una unidad de control (21) adecuada para conmutar el compresor (12) a la puesta en marcha y a la parada de acuerdo con la primera señal (SDLV), unos medios de amortiguación de la señal (22) para recibir la primera señal (SDLV), y para suministrar una segunda señal amortiguada correspondiente (SCTRL) obtenida por el amortiguamiento de las dinámicas de la primera señal (SDLV) y adecuada para ser alimentada en la entrada de la unidad de control (21) para controlar la mencionada conmutación a la puesta en marcha y para la parada del compresor (12), caracterizado porque los mencionados medios de amortiguación comprenden un filtro de primer orden (22) con retardo para simular una acumulación del mencionado fluido de servicio (5).

2. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el mencionado filtro (22) tiene una función de transferencia en el dominio de la transformada de Laplace dada por:

**(Ver fórmula)**

15 en donde T define un retardo entre la mencionada primera señal (SDLV) en la entrada al filtro y la mencionada segunda señal (SCTRL) en la salida del filtro (22), y en donde P es un parámetro de acumulación proporcional al volumen de almacenamiento del fluido de servicio (5), que se desea simular y a un coeficiente de mezcla del fluido de servicio (5) en el mencionado volumen de almacenamiento.

3. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el mencionado filtro (22) está dimensionado para un 20 valor del mencionado volumen de almacenamiento para simular en el rango de 4 a 6 L/kW.

4. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, en donde el mencionado retardo (T) entre la mencionada segunda señal (SDLV) y la mencionada segunda señal (SCTRL) es igual a 32,6 s y el mencionado parámetro (P) de acumulación es igual a 70,8 s.

5. Una máquina de refrigeración (3) que comprende un compresor (12) y un dispositivo de control (19) para

25 conmutar el compresor (12) a la puesta en marcha o a la parada de acuerdo con una medida de la temperatura de suministro (TDLV) de un fluido de servicio (5) en la salida de la maquina de refrigeración (3), y caracterizada porque el dispositivo de control (19) es del tipo expuesto en una de las reivindicaciones 1 a 4.