UN PROCEDIMIENTO PARA CONTROLAR MÁQUINAS REFRIGERADORAS Y UN SISTEMA PARA LLEVAR A CABO DICHO PROCEDIMIENTO.

Un procedimiento para controlar un sistema (4) de refrigeración,

que comprende un circuito (10) de evaporación, que comprende un evaporador (3), un compresor (9) de refrigeración, y una bomba (2), con un regulador (8) de velocidad, y que está conectado a un circuito (1) de línea que suministra, a través de las válvulas (11, 12, 13) de control, un refrigerante, y derivando el refrigerante desde diversos expositores (18, 19, 20), estando conectados dichos expositores al circuito (10) de evaporación por medio del circuito (1) de línea, caracterizado porque comprende los pasos de: - detectar la temperatura del refrigerante que entra en los expositores (18, 19, 20) y del refrigerante que sale de los expositores (18, 19, 20), utilizando sensores (16, 17) de temperatura; - introducir señales con las temperaturas detectadas, y una señal de datos de funcionamiento desde el regulador (8) de velocidad de la bomba (2), y de sensores (14, 15) de presión dispuestos en la bomba (2), para los medios (5) de proceso; establecer en los medios (5) de proceso, la diferencia de la temperatura entre el refrigerante entrante y la temperatura del refrigerante saliente, y utilizar dicha diferencia de temperatura y la señal de datos de funcionamiento, para el control de la capacidad del sistema de refrigeración, controlando la velocidad del compresor (9) de refrigeración, y permitiendo el ajuste de la velocidad de la bomba (2) por medio del regulador (8) de velocidad, para crear una temperatura dinámica variable del refrigerante introducido en los expositores (18, 19, 20), que está adaptada para una demanda real de refrigeración

La presente invención está dirigida a un procedimiento para controlar un sistema de refrigeración que tiene las características de la primera parte de la reivindicación 1, y a un sistema de refrigeración tal que tiene las características de la primera parte de la reivindicación 8.

Para la persona experta en la técnica, hay disponible una diversidad de principios de control. Una manera es 5 ajustar la temperatura del refrigerante en el depósito de igualación, mediante el control del tiempo de funcionamiento del compresor. Otra manera es ajustar la temperatura de salida del refrigerante haciendo una desviación en el depósito de igualación, véase por ejemplo el documento CH 265303, figura 2, o haciendo una derivación en el disipador de calor, véase por ejemplo el documento US 5 743 102 A, que divulga las características del preámbulo de la reivindicación 1.

Actualmente, no hay procedimientos para controlar el tiempo de funcionamiento del compresor utilizando los 10 requisitos de refrigeración del sistema, por tanto no se puede ajustar la temperatura en el depósito de refrigeración para cumplir con el requisito de refrigeración real.

No es posible ajustar la temperatura del evaporador con la válvula de expansión, ya que una válvula de expansión se construye de tal manera que proporciona una evaporación que es, en cada caso de funcionamiento, lo más eficaz posible. No está construida para regular temperaturas en los evaporadores. Siempre es las dimensiones del 15 evaporador, así como las temperaturas y flujos en el lado secundario del evaporador, en combinación con la capacidad del compresor, lo que determina la temperatura de evaporación. Si por ejemplo la válvula de expansión está cerrada con el fin de reducir la capacidad, el compresor puede atascarse por las altas temperaturas en el compresor, y si la válvula está abierta con el fin, por ejemplo, de aumentar la capacidad, puede extraerse fluido hacia el compresor, lo cual, como resultado, puede originar serios daños en el compresor, en las válvulas o pistones, etc. Uno de los más importantes 20 criterios para dimensionar las plantas de refrigeración, es ajustar el compresor, la válvula de expansión y el evaporador entre sí, con el fin de obtener unas condiciones operativas óptimas en el denominado punto de funcionamiento.

Haciendo una desviación de la temperatura correcta en los objetos de refrigeración, no se consigue ningún ajuste verdadero en la carga de refrigeración, ya que la mayor parte del volumen del sistema se mantiene a una temperatura muy baja, y la unidad de refrigeración trabaja también a bajas temperaturas y por tanto con un COP bajo. 25

Los sistemas de refrigeración conocidos para refrigerar alimentos, por ejemplo, están dimensionados para las peores condiciones posibles. Esto significa que el expositor refrigerado está dimensionado para la mayor carga, tanto de clientes como de enseres, de acuerdo con EN441. De acuerdo con este estándar, los expositores refrigerados están divididos en diferentes clases de temperaturas, dependiendo del campo de aplicación. También se ha definido a qué temperatura ambiente se va a utilizar el sistema de refrigeración. En Suecia, la clase más común es la ISO2, lo cual 30 significa que la temperatura ambiente es +22º y que la humedad relativa es 60%. Además, las máquinas refrigeradoras están dimensionadas para proporcionar el efecto de refrigeración pretendido, incluso durante los días cálidos del verano. Generalmente, la máquina refrigeradora proporcionará el pretendido efecto refrigerador con una temperatura ambiente de +27º, así como también asegurará que no tiene lugar una alta liberación de presión a temperaturas considerablemente más altas. Tomado en su conjunto, esto da como resultado que la planta refrigeradora está 35 considerablemente sobre-dimensionada durante la mayor parte del año. La demanda de potencia nominal es normalmente alrededor del 70% del efecto instalado. Este considerable sobre-dimensionamiento origina serios inconvenientes concernientes a la eficiencia y será innecesariamente costoso para el almacenista y para los clientes.

Las figuras 1 y 1A de la presente solicitud ilustran esquemáticamente cómo están estructurados los sistemas de refrigeración indirecta actuales que conservan la energía. 40

El principio más común de la regulación de una máquina refrigeradora es como sigue:

Se controla la capacidad de los compresores de manera que la temperatura de salida del refrigerante es siempre -8º C, independientemente del refrigerante entrante.

Para asegurar un flujo mínimo en el evaporador de una máquina refrigeradora, se utiliza un sistema de dos circuitos con un flujo fijo entre el evaporador y un depósito de igualación. Una bomba P2 asegura este flujo. La 45 temperatura en los expositores refrigerados está controlada por termostatos que abren y cierran las válvulas V1 - V3 respectivamente, de acuerdo con el requisito del expositor refrigerado.

Para compensar el requisito de aumento o disminución del flujo de las bombas del sistema, se utilizan bombas P3 con múltiples pasos o controladas en velocidad. Se puede utilizar también una bomba fija P2 y las denominadas válvulas de desbordamiento, que desvían el flujo en los expositores refrigerados. Estas válvulas mantienen después la 50 caída de presión a un nivel constante en la máquina, independientemente de la carga del sistema.

La figura 1 divulga una condición general de temperatura de un sistema conocido, durante el funcionamiento normal. Se pueden ver claramente los inconvenientes de dejar que la máquina refrigeradora trabaje a una temperatura de -8º C cuando la necesidad real es de -6º C. Esta condición existe durante la mayor parte del año.

La introducción de medidas de ahorro de energía es seguida a menudo por la instalación de cubiertas o 55

persianas nocturnas en los expositores refrigerados, con el fin de reducir la pérdida de energía. En algunos casos, la demanda de energía en los expositores refrigerados puede reducirse en aproximadamente un 50%. Como se observa en la figura 1A, las condiciones de temperatura del sistema cambian, pero las máquinas refrigeradoras siguen trabajando con las mismas temperaturas que antes.

La razón para eso es que no hay sistema en el mercado que permita una manera fácil de cambiar el ajuste de 5 temperatura de la máquina refrigeradora para ajustarla a los requisitos del sistema. Esta condición operativa es común por las noches y durante los días cuando la tienda está cerrada. Como puede verse claramente, el 80% del tiempo de funcionamiento anual, la máquina refrigeradora trabaja bajo condiciones extremadamente desfavorables, y por tanto no trabaja económicamente.

Por tanto, el objetivo principal de la presente invención es principalmente, con simples medidas y medios, 10 resolver eficazmente y con seguridad dicho problema.

Dicho objeto se alcanza por medio de un procedimiento para controlar un sistema refrigerador como se ha mencionado inicialmente, y que tiene las características de la parte caracterizadora de la reivindicación 1.

Los medios conocidos para el control de la refrigeración no hacen posible conseguir el control deseado, de manera que la temperatura, de una manera eficaz y económica, sea fijada a un nivel correcto. 15

Por tanto, un objeto adicional de la presente invención es encontrar un sistema que pueda resolver el problema anteriormente planteado. El objeto se consigue también por medio de un sistema refrigerador como se ha mencionado inicialmente, que tiene las características de la parte caracterizadora de la reivindicación 8.

Haciendo referencia a los dibujos anexos, se describirá un modo de realización preferido de la invención.

En los dibujos: 20

La figura 1 y la figura 1A ilustran soluciones conocidas para controlar el sistema de refrigeración para expositores refrigerados, y

La figura 2 y la figura 3 ilustran sistemas de control de acuerdo con la presente invención, durante el funcionamiento normal y durante condiciones nocturnas, respectivamente.

De acuerdo con la presente invención, hay conectada una tubería 1, para el suministro de refrigerante, a una 25 bomba presente 2 dispuesta para bombear refrigerante a través de dicha tubería 1, a través de la unidad refrigeradora, y donde la referencia 3 indica su evaporador. Un sistema similar 4, que está dispuesto para permitir un flujo variable,...

1. Un procedimiento para controlar un sistema (4) de refrigeración, que comprende un circuito (10) de evaporación, que comprende un evaporador (3), un compresor (9) de refrigeración, y una bomba (2), con un regulador (8) de velocidad, y que está conectado a un circuito (1) de línea que suministra, a través de las válvulas (11, 12, 13) de control, un refrigerante, y derivando el refrigerante desde diversos expositores (18, 19, 20), estando conectados dichos 5 expositores al circuito (10) de evaporación por medio del circuito (1) de línea,

caracterizado porque comprende los pasos de:

- detectar la temperatura del refrigerante que entra en los expositores (18, 19, 20) y del refrigerante que sale de los expositores (18, 19, 20), utilizando sensores (16, 17) de temperatura;

- introducir señales con las temperaturas detectadas, y una señal de datos de funcionamiento desde el 10 regulador (8) de velocidad de la bomba (2), y de sensores (14, 15) de presión dispuestos en la bomba (2), para los medios (5) de proceso;

establecer en los medios (5) de proceso, la diferencia de la temperatura entre el refrigerante entrante y la temperatura del refrigerante saliente, y utilizar dicha diferencia de temperatura y la señal de datos de funcionamiento, para el control de la capacidad del sistema de refrigeración, controlando la velocidad del 15 compresor (9) de refrigeración, y permitiendo el ajuste de la velocidad de la bomba (2) por medio del regulador (8) de velocidad, para crear una temperatura dinámica variable del refrigerante introducido en los expositores (18, 19, 20), que está adaptada para una demanda real de refrigeración.

2. Un procedimiento, según la reivindicación 1,

caracterizado porque 20

el regulador (8) de velocidad ajusta la capacidad de la bomba (2) al requisito de flujo existente del sistema, cuando se cierran las válvulas (11, 12, 13) de control.

3. Un procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 2,

caracterizado porque

el regulador (8) de velocidad disminuye la velocidad de la bomba (2), ajustando por tanto su capacidad, cuando el flujo 25 del sistema refrigerante (4) disminuye cuando las válvulas (11, 12, 13) de control del sistema (4) empiezan a cerrarse.

4. Un procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 3,

caracterizado porque

cuando el flujo a través del evaporador (3) del sistema (4) disminuye, y por tanto la diferencia de temperatura entre el refrigerante entrante y el refrigerante saliente aumenta, la capacidad del compresor (9) de refrigeración se disminuye 30 con el fin de mantener la diferencia de temperatura entre el refrigerante que entra en los expositores (18, 19, 20) y el refrigerante que sale de los expositores (18, 19, 20), y por tanto se aumenta la temperatura de evaporación.

5. Un procedimiento, según la reivindicación 1,

caracterizado porque

cuando aumenta la necesidad de refrigerar los expositores y las válvulas (11, 12, 13) de control comienzan a abrirse, la 35 capacidad de la bomba (2) se aumenta y la capacidad del compresor (9) de refrigeración se aumenta hasta que se obtiene el equilibrio.

6. Un procedimiento, según la reivindicación 5,

caracterizado porque

la bomba (2) y el compresor (9) de refrigeración están dispuestos para funcionar a su capacidad completa cuando se 40 necesita un máximo de refrigeración, por ejemplo cuando todas las válvulas (11, 12, 13) de control están abiertas.

7. Un procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 1 - 6,

caracterizado porque

los medios (5) de proceso proporcionan límites a la temperatura más alta y más baja permitida para el refrigerante.

8. Un sistema (4) de refrigeración que comprende un circuito (10) de evaporación, que comprende un 45 evaporador (3), un compresor (9) de refrigeración, y una bomba (2) con un regulador (8) de velocidad, y que está

conectado a un circuito (1) de línea dispuesto para alimentar, a través de las válvulas (11, 12, 13) de control, un refrigerante, y para derivar ese refrigerante, hacia diversos expositores (18, 19, 20), estando dichos expositores conectados al circuito (10) de evaporación por medio del circuito (1) de línea,

caracterizado porque

comprende sensores (16, 17) de temperatura adaptados para detectar la temperatura del refrigerante entrante en los 5 expositores (18, 19, 20) y del refrigerante saliente desde los expositores (18, 19, 20), y para proporcionar señales con las temperaturas detectadas a los medios (5) de proceso,

porque el regulador (8) de velocidad de la bomba (2) y los sensores (14, 15) de presión de la bomba (2) están adaptados para proporcionar una señal de datos de funcionamiento a los medios (5) de proceso,

porque los medios (5) de proceso están adaptados para establecer una diferencia entre las temperaturas detectadas y 10 para utilizar una diferencia de temperatura y la señal de datos de funcionamiento para controlar la capacidad del sistema (4) de refrigeración, mediante el control de la velocidad del compresor (9) de refrigeración, y permitiendo el ajuste de la velocidad de la bomba (2) por medio del regulador (8) de velocidad, de forma que el sistema funcionará con una entrada de refrigerante con una temperatura dinámica variable a los expositores (18, 19, 20) que está adaptada para una demanda real de refrigeración. 15