Un método para controlar un sistema de aire acondicionado (20) que tiene al menos una unidad exterior (24) con un conjunto de serpentín exterior (26) y una pluralidad de unidades interiores (32,

34, 36, 38) que incluye, cada una, un conjunto de serpentín interior en el que circula selectivamente fluido refrigerante entre la unidad exterior y cada una de las unidades interiores, que comprende las etapas de:

activar la unidad exterior (24); y

activar al menos una de las unidades interiores (32, 34, 36, 38); y caracterizado por las etapas de:

determinar si un nivel de carga del fluido refrigerante en la parte del sistema que incluye la unidad interior activada (32, 34, 36, 38) está a un nivel deseable; y

ajustar una cantidad de flujo de fluido refrigerante entre la unidad exterior (24) y al menos una unidad interior inactiva (32, 34, 36, 38) para situar por ello el nivel de carga más cerca del nivel deseable

Sistema de aire acondicionado con gestión de carga refrigerante.

Esta invención se refiere, de modo general, a sistemas de aire acondicionado que proporcionan una función de calentamiento. Más particularmente, esta invención se refiere a sistemas de aire acondicionado que tienen múltiples unidades interiores en comunicación de fluido con una unidad exterior para proporcionar calor a una pluralidad de habitaciones o secciones dentro de un edificio.

Los sistemas de aire acondicionado en edificios adoptan una variedad de formas. La mayoría de los sistemas tienen una unidad exterior con un compresor y un conjunto de serpentín. Las unidades interiores pueden ser una única unidad que tiene un conjunto de ventilador y un conjunto de serpentín. Otros sistemas tienen múltiples unidades interiores, cada una con sus propios conjuntos de ventilador y serpentín.

Algunos sistemas de aire acondicionado son capaces de proporcionar frío con temperaturas cálidas y calor con temperaturas exteriores más frías. Cuando múltiples sistemas de unidad interior ("sistemas múltiplex") proporcionan una función de calentamiento, es deseable controlar la cantidad de la carga de refrigerante dentro del sistema. Bajo ciertas circunstancias, no todas las unidades interiores tienen que funcionar para calentar adecuadamente las diversas zonas de un edificio y, por lo tanto, parte del sistema global está inactivo. Bajo tales circunstancias, es posible que el nivel de la carga de refrigerante llegue a ser indeseablemente alto o indeseablemente bajo, dentro de la parte activa del sistema. El funcionamiento del sistema puede verse perjudicado cuando hay demasiado refrigerante, o demasiado poco, dentro de la parte activa del sistema (es decir, la parte del sistema que incluye las unidades interiores que se están calentando realmente). Cuando hay demasiado refrigerante dentro de la parte activa del sistema, se pueden presentar presiones de descarga excesivamente altas. Cuando hay demasiado poco refrigerante en la parte activa del sistema, existe típicamente una pérdida de capacidad de calentamiento y la posibilidad mayor de una formación de hielo sobre el serpentín de la unidad exterior.

Un intento de gestión de la carga de refrigerante en la parte activa de dicho sistema es incluir válvulas de cierre aguas arriba de las unidades interiores. Cuando no se requiere que una unidad interior particular esté activa, la válvula de cierre corta el flujo de refrigerante desde la unidad exterior hasta la unidad o unidades interiores inactivas. Mientras que este enfoque es útil, tiene la deficiencia de requerir tiempo adicional de carga en las unidades interiores cuando necesitan finalmente un calentamiento. Otro inconveniente de este enfoque es que el flujo reducido a través del sistema global aumenta la presión en las conducciones activas y hace que el aire más caliente sea descargado por las unidades interiores activas, lo que puede proporcionar un calentamiento no uniforme dentro de un espacio del edificio y un funcionamiento ineficiente del sistema.

El documento de EE.UU. número 5.161.388 describe un aparato multisistema de aire acondicionado en el que la unidad exterior está conectada a una pluralidad de unidades interiores. Las reivindicaciones están caracterizadas por esta descripción.

Existe una necesidad de un enfoque de gestión más eficiente de la carga de refrigerante en sistemas múltiplex de aire acondicionado que proporcionan calor a un espacio del edificio. Esta invención cubre dicha necesidad, puesto que evita las deficiencias y los inconvenientes de enfoques de la técnica anterior.

En términos generales, de acuerdo con la presente invención se proporciona un método según la reivindicación 1. En un aspecto adicional, de acuerdo con la presente invención se proporciona un sistema según la reivindicación 10. Al menos en realizaciones preferentes, el método y el sistema son para controlar el nivel de la carga de refrigerante dentro de un sistema de aire acondicionado que tiene una unidad exterior y múltiples unidades interiores, en el que las unidades interiores se pueden controlar individualmente de manera que no todas ellas están necesariamente activas al mismo tiempo.

Un sistema diseñado según esta invención incluye una unidad exterior que tiene un compresor y un conjunto de serpentín. Una pluralidad de unidades interiores están situadas dentro de un edificio, incluyendo cada una su propio conjunto de ventilador y serpentín. Unas conducciones de suministro y retorno conectan la unidad exterior a las unidades interiores. Un dispositivo de control de flujo vigila la cantidad de flujo de fluido de retorno desde las unidades interiores hasta la unidad exterior. Un controlador vigila el dispositivo de control de flujo para variar selectivamente la cantidad de refrigerante que circula aguas abajo desde cualquier unidad interior inactiva de manera que el nivel total de la carga de refrigerante en la parte activa del sistema está controlado dentro de niveles deseables.

Cada una de las conducciones de retorno desde las unidades interiores incluye una válvula moduladora de expansión. Un controlador vigila cada una de las válvulas para controlar una cantidad de fluido refrigerante que vuelve desde las unidades interiores hasta la unidad exterior y la parte activa del sistema.

Un método de esta invención incluye determinar cuándo el nivel de la carga de refrigerante en la parte activa del sistema está fuera de un intervalo deseable. Se permite que el fluido refrigerante entre en todas las unidades interiores, incluso en las que están inactivas en algún momento dado. La cantidad de flujo de fluido que vuelve desde las unidades inactivas está controlada para vigilar por ello la cantidad de nivel de la carga de refrigerante en la parte activa del sistema.

Cuando la carga de refrigerante en la parte activa del sistema es demasiado baja, se permite un flujo aumentado de retorno desde las unidades inactivas. Cuando el nivel de la carga de refrigerante en la parte activa del sistema es demasiado alto, se almacena eficazmente fluido refrigerante en las unidades inactivas durante al menos algún periodo de tiempo.

Las diversas características y ventajas de esta invención resultarán evidentes para los expertos en la técnica a partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones actualmente preferentes. Los dibujos que acompañan a la descripción detallada se pueden describir brevemente como sigue.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 ilustra de manera esquemática un sistema diseñado según esta invención.

La figura 2 ilustra de manera esquemática, con algo más de detalle, partes seleccionadas de la realización de la figura 1.

La figura 3 ilustra una disposición alternativa a la mostrada en la figura 2.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Un sistema de aire acondicionado 20 proporciona control de temperatura dentro de un edificio 22. Una unidad exterior 24 incluye un conjunto de serpentín 26 y un compresor 28. Un controlador 30 vigila el funcionamiento de la unidad exterior y supervisa los datos relativos a condiciones del sistema global 20. Por conveniencia en la ilustración, el controlador 30 está mostrado de manera esquemática como parte de la unidad exterior 24, no obstante, el controlador puede estar situado en cualquier posición adecuada dentro del edificio 22, siempre que la señal y la comunicación de potencia apropiadas estén disponibles para las partes correspondientes del sistema 20.

Una pluralidad de unidades interiores 32, 34, 36 y 38 incluyen, cada una, su propio conjunto de ventilador y serpentín. Cada una de las unidades interiores es responsable de que la temperatura esté según se requiera dentro de una habitación o sección particular del edificio 22. Cada una de las unidades interiores está en comunicación con la unidad exterior a través de una conducción 40 de suministro de fluido y una conducción de retorno 42.

Preferentemente, el sistema 20 es capaz de proporcionar enfriamiento o calentamiento a las zonas dentro del edificio 22. La descripción siguiente se concentra en el sistema 20 que funciona en un modo de calentamiento.

Como se puede apreciar en la figura 2, que muestra las unidades interiores 32 y 38 como ejemplos de la pluralidad de unidades interiores, el refrigerante circula desde el compresor 28 a través de la conducción de suministro 40 hasta las unidades interiores. En este ejemplo, cada una de las unidades interiores tiene una conducción de retorno 42 específica,...

1. Un método para controlar un sistema de aire acondicionado (20) que tiene al menos una unidad exterior (24) con un conjunto de serpentín exterior (26) y una pluralidad de unidades interiores (32, 34, 36, 38) que incluye, cada una, un conjunto de serpentín interior en el que circula selectivamente fluido refrigerante entre la unidad exterior y cada una de las unidades interiores, que comprende las etapas de:

2. El método según la reivindicación 1, que incluye disminuir la cantidad de flujo de retorno desde al menos la unidad inactiva (32, 34, 36, 38) hasta la unidad exterior (24), cuando el nivel de carga es mayor que el nivel deseable.

3. El método según la reivindicación 1, que incluye aumentar la cantidad de flujo desde al menos la unidad interior (32, 34, 36, 38) hasta la unidad exterior (24) cuando el nivel de carga es menor que el nivel deseable.

4. El método según la reivindicación 1, que incluye precisar el nivel de carga determinando una cantidad de sobrecalentamiento de aspiración de la unidad exterior (24).

5. El método según la reivindicación 1, que incluye determinar una cantidad de sobrecalentamiento de descarga de la unidad exterior (24) y determinar si el sobrecalentamiento de descarga está dentro de un intervalo aceptable predeterminado.

6. El método según la reivindicación 5, que incluye precisar el sobrecalentamiento de descarga determinando una temperatura del refrigerante cuando abandona la unidad exterior (24) y determinando la presión del refrigerante cuando abandona la unidad exterior.

7. El método según la reivindicación 6, que incluye precisar la presión del refrigerante que abandona la unidad exterior (24) determinando una temperatura del serpentín al menos en una de las unidades interiores (32, 34, 36, 38).

8. El método según la reivindicación 1, que incluye precisar el nivel de carga determinando una temperatura o presión de saturación de la unidad interior activada (32, 34, 36, 38) y determinando si una temperatura o presión de descarga de la unidad exterior (24) está dentro de un intervalo aceptable a partir de la temperatura o presión de saturación.

9. El método según la reivindicación 1, en el que el flujo de fluido refrigerante entre la unidad exterior (24) y dicha al menos una unidad interior inactiva (32, 34, 36, 38) está controlado con un dispositivo (50A, 50B) de control de flujo situado aguas abajo de dicha al menos una unidad interior inactiva y entre dicha unidad interior y dicha unidad exterior (24).

10. Un sistema de aire acondicionado (20), que comprende:

11. El sistema según la reivindicación 10, en el que el dispositivo (50A, 50B) de control de flujo comprende una válvula moduladora de expansión.

12. El sistema según la reivindicación 10, que incluye conductos de fluido (42, 42A, 42B) aguas abajo de cada unidad interior (32, 34, 36, 38), entre las unidades interiores y la unidad exterior (24), y en el que el dispositivo (50A, 50B) de control de flujo comprende una válvula moduladora de expansión asociada con cada uno de los conductos de fluido.

13. El sistema según la reivindicación 10, que incluye conductos de fluido (40A, 40B) aguas arriba de cada unidad interior (32, 34, 36, 38), entre las unidades interiores y la unidad exterior (24), y en el que el dispositivo de control de flujo incluye al menos una válvula (52A, 52B) asociada con cada conducto aguas arriba, que controla selectivamente el flujo de fluido aguas arriba de las unidades interiores respectivas.

14. El sistema según la reivindicación 10, en el que el dispositivo (50A, 50B) de control de flujo variable está situado entre la unidad interior (32, 34, 36, 38) respectiva y la unidad exterior (24) aguas abajo de la unidad interior (32, 34, 36, 38) respectiva.