Procedimiento de control de una potencia de calentamiento en un bucle termodinámico de una instalación de climatización.

Procedimiento de control de una potencia de calentamiento (PAo) en un bucle termodinámico (1) de una instalación de climatización,

particularmente de un vehículo automóvil, y que comprende al menos un evaporador (12), un órgano de expansión, un compresor (10) y un condensador auxiliar (11, 11’) y/o un radiador de intercambio térmico (14’), estando colocados el evaporador (12) y el condensador auxiliar (11, 11’) y/o el radiador de intercambio térmico (14’) en un conducto de circulación de aire (20) de un flujo de aire (Ai, Ao) adecuado para ser calentado, comprendiendo el procedimiento de control:

• una etapa de medición de una presión (Pd) a la salida del compresor (10),

• una etapa de medición de una temperatura (Tev) del flujo de aire antes o después del evaporador (12), o una etapa de estimación de una temperatura (Tev) del flujo de aire antes o después del evaporador (12),

• una etapa de estimación de una temperatura (TAo) del flujo de aire (Ao) a la salida del conducto de circulación de aire (20) calentado por el condensador auxiliar (11, 11’) y/o el radiador de intercambio térmico (14’), a partir de la medición de la presión (Pd) a la salida del compresor (10) y de la medición de la temperatura (Tev) del flujo de aire antes o después del evaporador (12), y

• una etapa de regulación de la temperatura (TAo) del flujo de aire (Ao) calentado por el condensador auxiliar (11, 11’) y/o el radiador de intercambio térmico (14’) comparada con un control C (TAo) de la temperatura (TAo) del flujo de aire acondicionado (Ao) a la salida del conducto de circulación de aire (20) .

Procedimiento de control de una potencia de calentamiento en un bucle termodinámico de una instalación de climatización

La presente invención se refiere al campo general de los procedimientos de control de una potencia de calentamiento en un bucle termodinámico de una instalación de climatización, particularmente del tipo “aire/aire” o “aire/fluido portador de calor”, de un vehículo.

Este bucle termodinámico comprende al menos un compresor, un evaporador, un órgano de expansión y un órgano de calentamiento.

En la estructura clásica de loas instalaciones de climatización, el evaporador y el órgano de calentamiento, como un condensador auxiliar o un radiador térmico, se colocan en un conducto de circulación de aire que canaliza un flujo de aire adecuado para ser tratado térmicamente o climatizado previamente a la distribución en el habitáculo de un vehículo automóvil.

Actualmente, los bucles termodinámicos son controlados por medio de dos detectores: un detector de presión colocado a la salida del condensador, para medir el valor de la alta presión en el bucle termodinámico, y un detector de temperatura, para medir la temperatura del flujo de aire después de haber atravesado el evaporador.

Generalmente, las instalaciones de climatización susceptibles de funcionar en modo “calefacción” están provistas además de un detector de circulación de aire en la que circula el flujo de aire que va a ser climatizado.

Un procedimiento de control de un tipo conocido es divulgado por el documento US 6.314.750 B1, que constituye la técnica anterior más próxima.

La presente invención tiene como objetivo principal evitar la instalación de un detector complementario proponiendo controlar la potencia de calefacción suministrada por el bucle termodinámico, adecuada para funcionar en el modo “calefacción”, por medio de los datos suministrados por los dos detectores anteriormente citados, generalmente siempre instalados en los bucles termodinámicos.

Para esto, la invención propone un procedimiento de control de una potencia de calefacción en un bucle termodinámico de una instalación de climatización, particularmente de un vehículo automóvil, y que comprende al menos un evaporador, un órgano de expansión, en particular un descompresor, un compresor y un condensador auxiliar y/o un radiador de intercambio térmico, el evaporador, por una parte, y el condensador auxiliar y/o el radiador de intercambio térmico, por otra parte, están colocados en un conducto de circulación de aire de un flujo de aire adecuado para ser calentado. Más particularmente, independientemente de la presencia de un detector de la temperatura del flujo de aire a la salida del conducto de circulación de aire, el procedimiento comprende:

• una etapa de medición de la presión a la salida del compresor,

• una etapa de medición de la temperatura del aire antes o después de atravesar el evaporador,

• una etapa de estimación de la temperatura del flujo de aire a la salida del conducto de circulación de aire calentado por el condensador auxiliar y/o el radiador de intercambio térmico, o una etapa de estimación de la potencia de calentamiento del condensador auxiliar, a partir de la medición de la presión a la salida del compresor y la medición de la temperatura de flujo del aire antes o después atravesar el evaporador, utilizando una expresión del equilibrio de potencia del condensador auxiliar y la temperatura de saturación a la presión medida,

• una etapa de regulación de la temperatura del flujo de aire calentado por el condensador auxiliar y/o el radiador de intercambio térmico, o sobre la potencia de calentamiento del condensador auxiliar y/o el radiador de intercambio térmico, comparada respectivamente con un ajuste de la temperatura del flujo de aire acondicionado a la salida del conducto de circulación de aire o un ajuste de la potencia de calentamiento del condensador auxiliar.

La medición de la temperatura del aire en las proximidades el evaporador es necesario para controlar el bucle de climatización en modo “climatización”. Por tanto, es particularmente ventajoso medir la temperatura del flujo de aire después de atravesar el evaporador.

Preferentemente, el procedimiento comprende una etapa de estimación de la temperatura del flujo de aire calentado por el condensador auxiliar y/o el radiador de intercambio térmico y/o la potencia de calentamiento del condensador auxiliar y/o el radiador de intercambio térmico, a partir de la presión medida a la salida del comprensor, de una tensión de alimentación de un ventilador adecuado para generar el flujo de aire en el conducto de circulación de aire, de una velocidad del vehículo y de la temperatura del flujo de aire después de atravesar el evaporador.

Además, según una alternativa, la etapa de estimación de la temperatura del flujo de aire o la etapa de estimación de la potencia de calentamiento comprende una etapa intermedia de cálculo de un caudal de aire del flujo de aire que transita por el conducto de circulación de aire y destinado a ser calentado atravesando el condensador auxiliar y/o el radiador de intercambio térmico a partir de una tensión de alimentación de un ventilador adecuado para

generar el flujo de aire en el conducto de circulación de aire, de una velocidad del vehículo y un dato relativo a la posición de una válvula de salida de aire del flujo de aire fuera del conducto de circulación de aire destinado al habitáculo, puede ser utilizado en la etapa intermedia de cálculo de un caudal de aire de flujo de aire que transita por el conducto de circulación de aire.

La invención permite obtener así, para el modo “calefacción”, la misa arquitectura eléctrica que en el modo “climatización”. La invención utiliza el equilibrio de potencia de una parte y otra del condensador auxiliar o del radiador térmico. Utiliza también el conocimiento de la temperatura de saturación a la presión medida a la salida del compresor. Para realizar una estimación de la temperatura a la salida del conducto de circulación de aire adecuada para canalizar el flujo de aire destinado a ser calentado, es necesario además considerar que la temperatura del flujo de aire, después de su paso a través del evaporador, es igual a la temperatura del flujo de aire antes de su paso a

través del condensador auxiliar o el radiador de intercambio térmico.

Alternativamente, el procedimiento de control comprende:

• una etapa de medición de la presión a la salida del compresor,

• una etapa de medición de la temperatura del flujo de aire después de atravesar el evaporador, y

• una etapa de regulación de la presión en comparación con un ajuste de presión.

Ventajosamente, el procedimiento comprende una etapa de cálculo de un ajuste de presión a partir de una tensión de alimentación de un ventilador adecuado para generar el flujo de aire en el conducto de circulación de aire, de una velocidad del vehículo y de la temperatura del flujo de aire antes o después de atravesar el evaporador.

En una realización particular de la invención, el conducto de circulación de aire comprende una válvula de entrada, la etapa de medición de la temperatura del flujo de aire después de atravesar el evaporador es sustituida por una

etapa de estimación de la temperatura del flujo de aire después de atravesar el evaporador a partir de un dato relativo a una posición de la válvula de entrada de aire, de una medición de la temperatura del habitáculo del vehículo y de una medición de la temperatura exterior.

En diversos modos de realización de la presente invención, la temperatura en el interior del conducto de circulación de aire es estimada a partir de datos conocidos por otra parte en la instalación de climatización. Esta realización evita incluso la desventaja de recurrir a detectores distintos de los que son generalmente utilizados en los vehículos.

El fluido refrigerante que circula en el bucle termodinámico es, por ejemplo, un hidrofluorocarburo, en particular el fluido conocido con la denominación R134a, o un compuesto basado en hidrofluoro-olefina, particularmente el fluido... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de control de una potencia de calentamiento (PAo) en un bucle termodinámico (1) de una instalación de climatización, particularmente de un vehículo automóvil, y que comprende al menos un evaporador (12) , un órgano de expansión, un compresor (10) y un condensador auxiliar (11, 11’) y/o un radiador de intercambio térmico (14’) , estando colocados el evaporador (12) y el condensador auxiliar (11, 11’) y/o el radiador de intercambio térmico (14’) en un conducto de circulación de aire (20) de un flujo de aire (Ai, Ao) adecuado para ser calentado, comprendiendo el procedimiento de control:

• una etapa de medición de una presión (Pd) a la salida del compresor (10) ,

• una etapa de medición de una temperatura (Tev) del flujo de aire antes o después del evaporador (12) , o una etapa de estimación de una temperatura (Tev) del flujo de aire antes o después del evaporador (12) ,

• una etapa de estimación de una temperatura (TAo) del flujo de aire (Ao) a la salida del conducto de circulación de aire (20) calentado por el condensador auxiliar (11, 11’) y/o el radiador de intercambio térmico (14’) , a partir de la medición de la presión (Pd) a la salida del compresor (10) y de la medición de la temperatura (Tev) del flujo de aire antes o después del evaporador (12) , y

• una etapa de regulación de la temperatura (TAo) del flujo de aire (Ao) calentado por el condensador auxiliar (11, 11’) y/o el radiador de intercambio térmico (14’) comparada con un control C (TAo) de la temperatura (TAo) del flujo de aire acondicionado (Ao) a la salida del conducto de circulación de aire (20) .

2. Procedimiento de control de una potencia de calentamiento (PAo) en un bucle termodinámico (1) de una instalación de climatización, particularmente de un vehículo automóvil, y que comprende al menos un evaporador (12) , un compresor (10) y un condensador auxiliar (11, 11’) y/o un radiador de intercambio térmico (14’) , estando colocados el evaporador (12) y el condensador auxiliar (11, 11’) y/o el radiador de intercambio térmico (14’) en un conducto de circulación de aire (20) de un flujo de aire (Ai, Ao) adecuado para ser calentado,

caracterizado porque el procedimiento de control comprende:

• una etapa de medición de una presión (Pd) a la salida del compresor (10) ,

• una etapa de medición de una temperatura (Tev) del flujo de aire antes o después del evaporador (12) , o una etapa de estimación de una temperatura (Tev) del flujo de aire antes o después del evaporador (12) ,

• una etapa de estimación de la potencia de calentamiento (PAo) del condensador auxiliar (11, 11’) y/o del radiador de intercambio térmico (14’) a partir de la medición de la presión (Pd) a la salida del compresor

(10) y de la medición de la temperatura (Tev) del flujo de aire antes o después del evaporador (12) , y

• una etapa de regulación de la potencia de calentamiento (PAo) del condensador auxiliar (11, 11’) y/o el radiador de intercambio térmico (14’) comparada con un control C (PAo) de la potencia de calentamiento (PAo) del condensador auxiliar (11) .

3. Procedimiento de control según una de las reivindicaciones 1 a 2, en que el procedimiento comprende una etapa de estimación de la temperatura (Tao) del flujo de aire (Ao) calentado por el condensador auxiliar (11, 11’) y/o el radiador de intercambio térmico (14’) a partir de la medición de la presión (Pd) a la salida del compresor (10) , de una tensión de alimentación (U21) de un ventilador (21) , adecuado para generar el flujo de aire en el conducto de circulación de aire (20) , de una velocidad del vehículo (V) y de la medición de la temperatura (Tev) del flujo de aire antes o después del evaporador (12) .

4. Procedimiento de control según una de las reivindicaciones 1 a 3, en que el procedimiento comprende una etapa de estimación de la potencia de calentamiento (PAo) del condensador auxiliar (11, 11’) y/o el radiador de intercambio térmico (14’) a partir de la medición de la presión (Pd) a la salida del compresor (10) , de una tensión de alimentación (U21) de un ventilador (21) adecuado para generar el flujo de aire en el conducto de circulación de aire (20) , de una velocidad del vehículo (V) y de la medición de la temperatura (Tev) del flujo de aire antes o después del evaporador (12) .

5. Procedimiento de control según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la etapa de estimación de la temperatura (Tao) del flujo de aire (Ao) o la etapa de estimación de la potencia de calentamiento (PAo) comprende una etapa intermediaria de cálculo de un caudal de aire (QA) del flujo de aire, que transita en el conducto de circulación de aire (20) y destinado a ser calentado por el condensador auxiliar (11) o el radiador de intercambio térmico (14’) , a partir de una tensión de alimentación (U21) de un ventilador (21) adecuado para generar el flujo de aire en el conducto de circulación de aire (20) , de una velocidad del vehículo (V) y de un dato relativo a la posición (P22) de una válvula de entrada de aire (22) del flujo de aire en el conducto de circulación de aire (20) .

6. Procedimiento de control de una potencia de calentamiento (PAo) en un bucle termodinámico (1) de una instalación de climatización para un vehículo automóvil, y que comprende al menos un evaporador (12) , un compresor (10) y un condensador auxiliar (11, 11’) y/o un radiador de intercambio térmico (14’) , estando colocados el evaporador (12) y el condensador auxiliar (11, 11’) y/o el radiador de intercambio térmico (14’) en un conducto de

circulación de aire (20) de un flujo de aire (Ai, Ao) adecuado para ser calentado, caracterizado porque el procedimiento de control comprende:

• una etapa de medición de una presión (Pd) a la salida del compresor (10) ,

• una etapa de medición de una temperatura (Tev) del flujo de aire antes o después del evaporador (12) , o una etapa de estimación de une temperatura (Tev) del flujo de aire antes o después del evaporador (12) , y

• una etapa de regulación de la presión (Pd) comparada con un control de presión C (Pd) calculada a partir de una tensión de alimentación (U21) de un ventilador (21) , adecuada para generar el flujo de aire (Ai, Ao) en el conducto de circulación de aire (20) , de una velocidad del vehículo (V) y de la medición de la temperatura (Tev) del flujo de aire antes o después del evaporador (12) .

7. Procedimiento de control según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la etapa de estimación de la

temperatura (Tev) del flujo de aire antes o después del evaporador (12) se realiza a partir de un dato relativo a una posición (P22) de una válvula de entrada de aire (22) , de una medición de la temperatura del habitáculo (Th) del vehículo y de una medición de la temperatura exterior.