SISTEMA DE PROTECCIÓN DE COMPRESORES FRIGORÍFICOS EN SISTEMAS REFRIGERANTES Y SISTEMAS DE CALEFACCIÓN POR BOMBA DE CALOR.

Sistema de protección de compresores frigoríficos en sistemas refrigerantes y sistemas de calefacción por bomba de calor con un sistema de control

(8) que tiene como entradas al sistema la señal de un sensor de presión colocado en la entrada del intercambiador (6) en el circuito secundario (2) y de un sensor de presión colocado en la salida del intercambiador (7) en el circuito primario (1) y que tiene una salida conectada al compresor (4) y a unas válvulas automáticas (9) colocadas en la entrada y la salida del compresor (4). En el sistema de control (8) se realiza una comparación de las señales recibidas desde los sensores de presión (6, 7) a la entrada y la salida del intercambiador con un valor predeterminado y si difieren los valores envía una señal para parar el compresor (4) y las válvulas automáticas (9).

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201231453.

Solicitante: UNIVERSIDAD DE CORDOBA.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: ALCÁNTARA CARMONA,Antonio, ALCAIDE MORAL,Antonio Mariano.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > REFRIGERACION O ENFRIAMIENTO; SISTEMAS COMBINADOS... > MAQUINAS, INSTALACIONES O SISTEMAS FRIGORIFICOS;... > Disposición o montaje de los dispositivos de control... > F25B49/02 (para máquinas, instalaciones o sistemas del tipo de compresión)
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SISTEMA DE PROTECCIÓN DE COMPRESORES FRIGORÍFICOS EN SISTEMAS REFRIGERANTES Y SISTEMAS DE CALEFACCIÓN POR BOMBA DE CALOR.

Fragmento de la descripción:

Sistema de protección de compresores frigoríficos en sistemas refrigerantes y sistemas de calefacción por bomba de calor

La presente invención se enmarca dentro de los sistemas industriales de producción de frío y de producción de calor. Está especialmente diseñado para ser implantado en instalaciones en las que hay un circuito primario con un compresor frigorífico y un circuito secundario por el que circule un fluido calorportador que pueda pasar accidentalmente al circuito primario y dañar los componentes del compresor.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR

En los sistemas de refrigeración en los que existe un circuito primario por el que circula un refrigerante y un circuito secundario por el que circula un fluido calorportador el intercambio de energía entre ambos se hace a través de un intercambiador que suele ser el propio condensador o el evaporador.

El intercambiador es el elemento que establece la frontera entre ambos fluidos, el refrigerante y el fluido calorportador. Es en el intercambiador donde se realiza la transferencia térmica. Si por alguna razón el intercambiador se perfora desaparece la frontera entre ambos fluidos y entran en contacto. En función de la presión estática del fluido en cada circuito primero uno de los fluidos invadirá al otro y posteriormente ocurrirá la situación inversa. La velocidad de la invasión dependerá de la velocidad, del caudal de cada fluido en el correspondiente circuito y del tamaño de la perforación.

El mayor problema que se tiene es que la perforación del intercambiador puede producirse por múltiples causas (corrosión, congelación, vibración…) y esta perforación no se detecta hasta que no se inunda el circuito primario con el fluido calorportador. En ese momento el compresor queda inservible y la reparación de la instalación pasa por la sustitución de dicho elemento.

Del estado de la técnica se conocen documentos que describen sistemas anti-inundaciones para bombas de calor para el calentamiento de piscinas que mide el descenso en la presión de freón y lanza una señal de alarma cuando dicha presión disminuye de forma inesperada. Esa disminución de presión puede ser consecuencia de múltiples fallos diferentes y no hay manera de saber a qué elementos afecta la fuga.

Así pues, debido a las importantes consecuencias que conlleva que haya una fuga en el intercambiador, y la ausencia de sistemas que permitan identificar de forma inequívoca dichas fugas, se hace necesario un sistema de protección de los compresores frigoríficos que actúe en los intercambiadores en circuitos de intercambio de calor.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención propone un sistema de protección de compresores frigoríficos en sistemas refrigerantes y en sistemas de calefacción por bomba de calor. Los sistemas refrigerantes y los sistemas de calefacción por bomba de calor en los que se aplica la invención tienen un circuito primario en el que está el compresor frigorífico, que se protege, y por el que circula un fluido refrigerante, un circuito secundario en el que está un elemento de consumo por el que circula un fluido calorportador y el intercambio de energía entre ambos circuitos se realiza mediante un intercambiador de energía.

El sistema desarrollado se basa en el control de la presión del circuito primario a la salida del intercambiador y de la presión del circuito secundario a la entrada del intercambiador. Al detectar una diferencia de presión entre la presión medida en dichos puntos y la presión teórica en dichos puntos, se activa un control que actúa sobre el compresor parándolo y actúa sobre unas válvulas automáticas colocadas a la entrada y a la salida del compresor blindándolo. De esta forma se independiza del resto del circuito primario y se evita así que en caso de que haya un paso del fluido calorportador del circuito secundario al circuito primario, este fluido llegue al compresor.

El sistema de protección desarrollado comprende un sensor de presión situado en circuito primario, a la salida del intercambiador, un sensor de presión situado en el circuito secundario, a la entrada del intercambiador, un sistema de control que tiene como entradas las señales de los sensores de presión mencionados y que realiza los cálculos necesarios para comparar los valores recibidos de presión con los valores teóricos de presión en dichos puntos. La salida del sistema de control está conectada a una válvula situada en el circuito primario a la entrada del compresor, a una válvula situada en el circuito primario a la salida del compresor y al propio compresor. En caso de detectar diferencias de presión respecto a los valores esperados manda una señal para parar el compresor y cerrar las válvulas, cerrando así la entrada y la salida del compresor y blindándolo del resto del circuito. Asimismo en este caso el sistema de control lanza una señal de aviso para alertar a los operarios o usuarios de la situación. El sistema de control trabaja con la presión diferencial entre el circuito primario y el circuito secundario. Esta señal se puede emitir de forma local, de forma remota o combinando las dos opciones.

El sistema de control puede comprender una tarjeta de adquisición de datos y un ordenador o bien puede contener un autómata programable.

La ventaja más importante que se obtiene con la utilización de este sistema es que garantiza la protección del compresor frente a posibles inundaciones del circuito primario con el fluido calorportador del circuito secundario. Además el presente sistema de protección es independiente del sistema del sistema de control que se utilice para controlar la producción frigorífica de la instalación por lo que se puede colocar en cualquier instalación que esté en fase de diseño o que esté ya en funcionamiento.

El sistema propuesto manda una señal de alarma cuando hay una fuga en el intercambiador y solo lanza la señal de alarma bajo esa circunstancia, de forma que se evitan las falsas alarmas por disminución de la presión de freón que podrían tener otras causas diferentes.

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención. Además, la presente invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aquí indicadas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

FIG. 1 muestra una representación del sistema de protección del compresor frigorífico instalado en una instalación de sistema frigorífico o de calefacción por bomba de calor.

Referencias:

1:Circuito primario; 2:Circuito secundario; 3:Intercambiador; 4:Compresor; 5:Elemento de consumo; 6:Sensor de presión en la entrada del intercambiador; 7:Sensor de presión en la salida del intercambiador; 8:Sistema de control; 9:Válvula automática EXPOSICION DETALLADA DE MODOS DE REALIZACIÓN

La presente invención propone un sistema de protección de compresores frigoríficos en sistemas refrigerantes y sistemas de calefacción por bomba de calor siendo estos sistemas refrigerantes y sistemas de calefacción por bomba de calor de los que comprenden un circuito primario (1) en el que hay un compresor frigorífico (4) y por el que circula un fluido refrigerante, un circuito secundario (2) en el que hay un elemento de consumo (5) y por el que circula un fluido calorportador. Ambos circuitos...

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de protección de compresores frigoríficos en sistemas refrigerantes y sistemas de calefacción por bomba de calor siendo estos sistemas refrigerantes y sistemas de calefacción por bomba de calor de los que 5 comprenden un circuito primario (1) en el que hay un compresor frigorífico (4) y por el que circula un fluido refrigerante, un circuito secundario (2) en el que hay un elemento de consumo (5) y por el que circula un fluido calorportador, estando ambos circuitos relacionados mediante un intercambiador (3) en el que se realiza el intercambio de energía entre los dos circuitos, caracterizado por que comprende un sistema de control (8) que tiene como entradas al sistema la señal de un sensor de presión colocado en la entrada del intercambiador (6) en el circuito secundario (2) y de un sensor de presión colocado en la salida del intercambiador (7) en el circuito primario (1) y que tiene una salida conectada al compresor (4) y a unas válvulas automáticas (9) colocadas en la entrada y la salida del compresor (4) .

2. Método de protección de compresores frigoríficos en sistemas refrigerantes y sistemas de calefacción por

bomba de calor utilizando el sistema de la reivindicación 1 que comprende una etapa de comparación de las señales recibidas del sensor de presión colocado en la entrada del intercambiador (6) en el circuito secundario (2) y del sensor de presión colocado en la salida del intercambiador (7) colocado en el circuito primario (1) con un valor predeterminado de presión para dichos puntos, realizándose dicha comparación en el sistema de control (8) , tal que si dichos valores difieren el sistema de control envía una señal al compresor (4) para que deje de funcionar y el sistema de control (8) envía una señal a las válvulas automáticas (9) para cerrarlas blindando al compresor (4) del resto del circuito primario (1) .

FIG. 1