PROCEDIMIENTO PARA EL FUNCIONAMIENTO DE UN CIRCUITO DE REFRIGERANTE DE UNA INSTALACIÓN DE CLIMATIZACIÓN PARA EL ESPACIO INTERIOR DE UN VEHÍCULO.

Procedimiento para el funcionamiento de un circuito de refrigerante de una instalación de climatización para el espacio interior de un vehículo,

en el que el circuito de refrigerante presenta un compresor (18) para la compresión del refrigerante y un primer evaporador así como al menos un segundo evaporador (12, 14), que están conectados en paralelo y en los que se expande el refrigerante comprimido para la refrigeración del aire que debe alimentarse al espacio interior del vehículo, en el que las corrientes de masas de refrigerante que deben alimentarse en cada caso a los evaporadores (12, 14) están determinadas por órganos de expansión (32, 34) asociados en cada caso a los evaporadores (12, 14), en el que

- se calcula o se estima la capacidad de calor del aire que debe alimentarse al primer evaporador (12) y

- en caso de recalentamiento reconocido o característico del primer evaporador (12), la corriente de masas de refrigerante es regulada por el al menos un segundo evaporador (14) en función de la capacidad de calor calculada o bien estimada del aire que debe alimentarse al primer evaporador (12), de tal manera que la corriente de masas de refrigerante a través del primer evaporador (12) es suficientemente grande para poder refrigerar el aire alimentado al primer evaporador (12) a una temperatura deseada.

Procedimiento para el funcionamiento de un circuito de refrigerante de una instalación de climatización para el espacio interior de un vehículo La invención se refiere a un procedimiento para el funcionamiento de un circuito de refrigerante de una instalación de climatización para el espacio interior de un vehículo, en particular de un automóvil. Especialmente, la invención se refiere a un procedimiento para la detección y/o evitación de un calentamiento excesivo de uno de varios evaporadores en un circuito de refrigeración de varios evaporadores.

Las instalaciones de climatización de vehículos disponen de circuitos de refrigerante para refrigerar el aire que debe alimentarse al espacio interior del vehículo (y también para deshumedecerlo) . Un circuito de refrigerante comprende un compresor, que comprime el refrigerante en forma de gas. El calor que resuelta en este caso es cedido a través de un refrigerador de gas al medio ambiente. El refrigerante (licuado) que está ahora a alta presión llega a través de una válvula a un evaporador, en el que se expande. En este caso, el refrigerante extrae calor de su entorno, lo que se aprovecha en una instalación de climatización para la refrigeración del aire que circula a través del evaporador y que debe alimentarse al espacio de los ocupantes. A continuación, se alimenta el refrigerante expandido de nuevo al compresor.

Para la climatización de vehículos con volúmenes mayores de la cabina y, por lo tanto, para la elevación de la comodidad especialmente de los ocupantes del fondo (ocupantes en el banco trasero o bien, en general, detrás de los asientos delanteros) se emplean circuitos de refrigerante con dos evaporadores, como se muestra, por ejemplo, en la figura 1. Un circuito de refrigerante de este tipo presenta un primer evaporador (delantero) y un segundo evaporador (trasero) . En este caso, el primer evaporador presenta la mayoría de las veces una superficie mayor o bien una capacidad de refrigeración mayor que el segundo evaporador. Un ejemplo de una instalación de climatización de este tipo se describe en el documento DE-A-198 51 907.

Delante de ambos evaporadores están conectadas válvulas o bien órganos de expansión, que son alimentados por un conducto común de alimentación de refrigerante. En el funcionamiento normal del circuito de refrigerante, una parte del refrigerante comprimido circula a través del órgano de expansión que está asociado al primer evaporador delantero, mientras que la parte restante del refrigerante comprimido circula a través del órgano de expansión que está asociado al segundo evaporador trasero. Mientras que el primer órgano de expansión presenta, en general, una sección transversal fija y no se puede bloquear, el segundo órgano de expansión puede adoptar a través de activación externa o bien los estados de funcionamiento "abierto" con sección transversal fija de la abertura o "cerrado". De manera alternativa, se puede emplear como segundo órgano de expansión un órgano de expansión regulable con una sección transversal variable de la abertura.

En el funcionamiento de regulación normal, el compresor es activado externamente, de tal manera que la temperatura del aire que abandona el primer evaporador delantero y que debe alimentarse al espacio interior del vehículo, es regulado a un valor teórico predeterminado por un sistema de regulación de orden superior. La corriente de aire que abandona el segundo evaporador trasero y que debe alimentarse a la zona trasera del espacio interior del vehículo es regulado entonces a través de la activación del segundo órgano de expansión trasero (regulador de dos puntos o regulador continuo) . El caudal de aire a través de cada uno de los dos evaporadores es controlado, respectivamente, a través de un soplante separado.

Para la refrigeración del aire que circula a través de los evaporadores se utiliza, en general, exclusivamente la entalpía de evaporación del refrigerante que está bajo presión y que afluye como líquido al evaporador. Si el refrigerante se ha evaporado ya totalmente antes de la salida desde el evaporador. Se calienta todavía adicionalmente a través de la corriente de aire caliente que debe refrigerarse propiamente y sale de esta manera desde el evaporador con una temperatura que está claramente por encima de la temperatura de evaporación en la fase en forma de gas del refrigerante. En este estado de funcionamiento se habla también de un "recalentamiento" del evaporador. Un recalentamiento del evaporador debe evitarse, a ser posible, con respecto a la eficiencia energética del circuito de refrigerante, puesto que deben alimentarse, en general, más energía al refrigerante en forma de gas a través del compresor, que el que es necesario para la transferencia del refrigerante desde su fase en forma de gas a su fase líquida. Además, un recalentamiento del evaporador repercute también de forma desfavorable con respecto a la comodidad sobre los ocupantes del vehículo, puesto que el aire que afluye al espacio interior del vehículo no se refrigera en una medida suficiente y/o no está refrigerado de forma homogénea igual.

El cometido de la invención es crear un procedimiento para el funcionamiento de un circuito de refrigerante de una instalación de climatización para el espacio interior de un vehículo con un primer evaporador y al menos un segundo evaporador, en el que especialmente a través de medidas sencillas se puede detectar y/o evitar un recalentamiento de uno de los evaporadores.

Para la solución de este cometido se propone con la invención un procedimiento para el funcionamiento de un circuito de refrigerante de una instalación de climatización para el espacio interior de un vehículo según la reivindicación 1.

Para la solución del cometido anterior sirve, además, un procedimiento para la detección de un peligro de recalentamiento de un primero de al menos dos evaporadores, alimentados por un compresor común con refrigerante comprimido, de un circuito de refrigerante de una instalación de climatización para el espacio interior de un vehículo, como se indica en la reivindicación 6.

De acuerdo con el procedimiento según la invención, se calcula o se estima la cantidad de calor por unidad de tiempo, es decir, la capacidad de calor y, por lo tanto, la demanda de capacidad de frío del aire que debe alimentarse al primer evaporador. La cantidad de calor o bien la capacidad de calor es en particular una función de la temperatura del aire que debe alimentarse al evaporador y del caudal de masas de aire (cantidad de aire por unidad de tiempo) , que pasa por evaporador. Después de que el circuito de refrigerante dispone de un (único) compresor, se puede alimentar a los evaporadores, en general, también sólo la corriente de masas de refrigerante comprimido, que es aplicada por la compresión. De acuerdo con la invención, ahora se actúa sobre la distribución de la corriente de masas de refrigerante sobre los compresores individuales y, en concreto, de tal manera que la corriente de masas de refrigerante a través del primer compresor es siempre suficientemente grande para poder refrigerar el aire que debe alimentarse al primer compresor independientemente de su capacidad de calor a una temperatura deseada, predeterminada por un sistema de regulación de orden superior. Esto se consigue de acuerdo con la invención porque la corriente de masas de refrigerante es ajustada de manera correspondiente a través de al menos un segundo evaporador. Por lo tanto, con otras palabras, en el caso de un recalentamiento reconocido o característico del primer evaporador, se actúa sobre la corriente de masas de refrigerante a través de al menos un segundo evaporador de tal forma que se reduce su corriente de masas de refrigerante, de modo que la corriente de masas de refrigerante se eleva a través del primer evaporador (que debe protegerse contra un recalentamiento) . Tan pronto como después de tal intervención en la distribución de las corrientes de masas de refrigerante sobre los evaporadores individuales no existe ya ningún recalentamiento del primer evaporador o bien ningún peligro de un recalentamiento del primer evaporador, se eleva de nuevo la corriente de masas de refrigerante a través de al menos un segundo evaporador, con lo que se reduce de nuevo la corriente de masas de refrigerante a través del primer evaporador.

El concepto de acuerdo con la invención permite diseñar el circuito de refrigerante para conductos de refrigerante comparativamente reducidos y, por lo tanto, ventajosos desde el punto de vista de la energía en el funcionamiento normal, pero sin tener que prescindir... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el funcionamiento de un circuito de refrigerante de una instalación de climatización para el espacio interior de un vehículo, en el que el circuito de refrigerante presenta un compresor (18) para la compresión del refrigerante y un primer evaporador así como al menos un segundo evaporador (12, 14) , que están conectados en paralelo y en los que se expande el refrigerante comprimido para la refrigeración del aire que debe alimentarse al espacio interior del vehículo, en el que las corrientes de masas de refrigerante que deben alimentarse en cada caso a los evaporadores (12, 14) están determinadas por órganos de expansión (32, 34) asociados en cada caso a los evaporadores (12, 14) , en el que

- se calcula o se estima la capacidad de calor del aire que debe alimentarse al primer evaporador (12) y

- en caso de recalentamiento reconocido o característico del primer evaporador (12) , la corriente de masas de refrigerante es regulada por el al menos un segundo evaporador (14) en función de la capacidad de calor calculada

o bien estimada del aire que debe alimentarse al primer evaporador (12) , de tal manera que la corriente de masas de refrigerante a través del primer evaporador (12) es suficientemente grande para poder refrigerar el aire alimentado al primer evaporador (12) a una temperatura deseada.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el órgano de expansión (32) asociado al primer evaporador (12) presenta una sección transversal no variable así como no bloqueable y porque el órgano de expansión (34) asociado al menos a un segundo evaporador (14) se puede activar para la modificación de su sección transversal y/o de la relación de los tiempos de actividad abierto y cerrado.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la capacidad de calor del aire a alimentar al primer evaporador (12) se calcula y/o se estima exclusivamente con la ayuda de la corriente de masas de aire y de la temperatura y/o de la humedad absoluta o bien de la humedad relativa del aire.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque al primer evaporador (12) y al menos al segundo evaporador (14) está asociado en cada caso un soplante (24, 26) y porque a partir de la relación de las capacidades normalizadas actuales del soplante (24, 26) se calcula un índice, que es una medida de la capacidad de calor del aire que debe alimentarse al primer evaporador (12) con respecto a la capacidad de calor del aire a alimentar al menos a un segundo evaporador (14) , y porque en el caso de reconocimiento de un recalentamiento o un recalentamiento característico del primer evaporador (12) , se ajusta la corriente de masas de refrigerante a través del al menos un segundo evaporador (14) en función de la magnitud del índice calculado, de tal manera que la corriente de masas de refrigerante a través del primer evaporador (2) es suficientemente grande para poder refrigerar el aire alimentado al primer evaporador (12) sin recalentamiento del primer evaporador (12) a la temperatura deseada.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque la corriente de masas de refrigerante a través de al menos un segundo evaporador (14) para la elevación de la corriente de masas de refrigerante a través del primer evaporador (12) se reduce tanto más cuanto mayor es la capacidad de calor del primer evaporador (12) con relación a la capacidad de calor del segundo evaporador (14) y, por lo tanto, cuanto mayor es el índice.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque al menos a un segundo evaporador (14) está asociada una regulación de la temperatura del evaporador para la regulación de la temperatura real del aire que circula a través del evaporador y que debe alimentarse al espacio interior del vehículo a una temperatura teórica predeterminada y porque el ajuste de la corriente de masas de refrigerante a través de al menos un segundo evaporador (14) se realiza de tal manera que en el caso de reconocimiento de un recalentamiento o de una recalentamiento característico del primer evaporador (12) , la corriente de masas de refrigerante a través del primer evaporador (12) es suficientemente grande para poder refrigerar el aire que debe alimentarse al primer evaporador (12) sin recalentamiento del primer evaporador (12) a la temperatura deseada, lo que se realiza a través de la modificación de la diferente entre temperatura real y temperatura teórica del aire que circula a través del segundo evaporador (14) y que debe alimentarse al espacio interior del vehículo.

7. Procedimiento para la detección de un peligro de recalentamiento de un primero de al menos dos evaporadores (12, 14) , alimentados desde un compresor común (18) con refrigerante comprimido, de un circuito de refrigerante (10') de una instalación de climatización para el espacio interior de un vehículo, en el que:

- el primer compresor (12) es alimentado con una corriente de masas de refrigerante para la refrigeración del aire que debe alimentarse al primer evaporador (12) a una temperatura predeterminada,

- se calcula o se estima la capacidad de calor actual del aire que debe alimentarse al primer evaporador (12) , y

- se calcula un índice de recalentamiento, que es una medida de la capacidad de calor del aire que debe alimentarse al primer evaporador (12) con respecto a la capacidad de calor del aire a alimentar al menos a un segundo evaporador (14) , y se detecta un peligro de recalentamiento cuando e índice es mayor que un valor umbral

predeterminable.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el índice de recalentamiento representa la relación de los valores normalizados para las capacidades actuales de soplantes (24, 26) asociados a los evaporadores (12, 14) .

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el índice de recalentamiento se calcula a partir de valores normalizados para las tensiones de funcionamiento actuales del soplante (24, 26) .