Detección y estimación de un gas no condensable en un sistema de refrigeración subambiente.

Un procedimiento para estimar un gas no condensable en un sistema de refrigeración (10),

que comprende:

realizar lo siguiente para una pluralidad de concentraciones de un gas no condensable en un sistema derefrigeración (10) en un ambiente controlado:

establecer la concentración del gas no condensable en el sistema de refrigeración (10); y

realizar lo siguiente para una pluralidad de cargas térmicas de un condensador (41) para obtener una pluralidadde mediciones:

establecer la carga térmica del condensador (41) del sistema de refrigeración (10); y

medir una propiedad que se puede usar para estimar un gas no condensable en el sistema de refrigeración(10); y

almacenar las mediciones en un conjunto de datos.

Detección y estimación de un gas no condensable en un sistema de refrigeración subambiente Campo técnico de la divulgación Esta divulgación se refiere, en general, al campo de los sistemas de refrigeración, y más concretamente, a la detección y estimación de un gas no condensable en un sistema de refrigeración subambiente.

Antecedentes Una variedad de diferentes tipos de estructuras pueden generar en funcionamiento calor o energía térmica. Para evitar que tales estructuras se recalienten se puede utilizar una variedad de diferentes tipos de sistemas de refrigeración para disipar la energía térmica, incluyendo sistemas de refrigeración subambiente (SACS) .

Teóricamente, un bucle de refrigeración debe contener tan sólo un refrigerante. En la práctica, sin embargo, posiblemente se pueden filtrar gases no condensables, tales como aire exterior (aire infiltrado) , en el bucle de refrigeración por diversas razones tales como, por ejemplo, daños en el sistema, juntas envejecidas, o fugas en conectores. Así pues, para un sistema grande con potencialmente muchas más conexiones y conectores, un SACS tendrá casi con seguridad filtraciones de aire en el sistema. En la medida en que los gases no condensables, tales como aire, se acumulan en el sistema, estos pueden disminuir significativamente la capacidad de retirada de calor y la eficiencia del sistema. Adicionalmente, la presencia de tales gases no condensables (esto es, aire infiltrado) dentro del sistema puede afectar al nivel de refrigerante en un intercambiador de calor de condensación.

El documento GB2276229 describe sistemas y procedimientos para purgar gases no condensables de una unidad de refrigeración. La purga a través de una válvula responde a una comparación en un controlador programable entre la presión de vapor real medida en un punto seleccionado y la presión conocida de un refrigerante sin contaminar en el punto seleccionado.

El documento DE3517220 describe una instalación de refrigeración que tiene un sistema de soplado que contiene un conmutador de seguridad de soplado que tiene sensores de temperatura para detectar la diferencia de temperatura entre el refrigerante en un evaporador y el refrigerante en un condensador, y para emitir señales eléctricas (que indican las temperaturas detectadas) a un conjunto de control electrónico.

El documento US 4531375 describe un sistema de refrigeración que tiene un sistema de purga con un sistema de control de microordenador para monitorizar el funcionamiento de una bomba de purga para determinar si la bomba de purga ha funcionado de modo continuo durante un periodo de tiempo superior a un periodo de tiempo predeterminado, y para anular el funcionamiento normal de la bomba de purga si este es el caso.

El documento US4484453 describe un procedimiento para mantener una concentración preseleccionada de gases no condensables en un condensador. Un elemento de temperatura detecta una temperatura de amoníaco condensado y envía una señal, en base a la temperatura, a un controlador de presión, que utiliza la señal para reducir la presión del condensador de un valor predeterminado a un valor calculado. El controlador de presión detecta asimismo la presión real en el condensador, compara la presión real con el valor calculado, y realiza ajustes en la válvula automática hasta que la presión real en el condensador es aproximadamente igual al valor calculado.

El documento JP3001058 describe un refrigerador de absorción que incluye un sensor de detección de concentración para detectar la presión parcial de gas de hidrógeno en una cámara de almacenamiento de gas, y un comparador.

El documento JP54054355 describe un dispositivo de purga automática para un refrigerador de absorción.

Finalmente, el documento JP1088074 describe un descargador de gas no condensable para un refrigerador de absorción.

Sumario de la divulgación De acuerdo con la presente invención, se propone un procedimiento para estimar un gas no condensable en un sistema de refrigeración en la reivindicación 1, y se propone un sistema para estimar un gas no condensable en un sistema de refrigeración en la reivindicación 9.

En ciertos modos de realización, se pueden tomar mediciones de un nivel de líquido de un condensador, un diferencial de temperatura entre un evaporador y el condensador, un diferencial de presión entre el evaporador y el condensador, un gradiente de temperatura del condensador, y/o un gradiente de presión del condensador. En ciertos modos de realización, se pueden tomar mediciones en una entrada del condensador y en una salida del evaporador. En ciertos modos de realización, se pueden tomar mediciones dentro del condensador y entre medias del condensador y el evaporador.

Ciertos modos de realización de la descripción pueden proporcionar numerosas ventajas técnicas. Por ejemplo, una

ventaja técnica de un modo de realización puede incluir la capacidad de detectar y estimar filtraciones de gas no condensable en un sistema de refrigeración subambiente. Otras ventajas técnicas de otros modos de realización pueden incluir la capacidad de determinar cuándo se debe retirar aire infiltrado de un sistema de refrigeración subambiente. Ventajas técnicas adicionales de otros modos de realización pueden incluir la capacidad de permitir que los sistemas de refrigeración funcionen durante períodos más largos con una eficiencia mejorada. Otras ventajas técnicas de otros modos de realización pueden incluir la capacidad de retirar selectivamente aire de una sección o secciones de un sistema de refrigeración subambiente. Todavía otras ventajas técnicas de otros modos de realización pueden incluir una capacidad mejorada de monitorizar y controlar un sistema de refrigeración.

Aunque se han enumerado anteriormente ventajas específicas, diversos modos de realización pueden incluir todas, algunas, o ninguna de las ventajas enumeradas. Adicionalmente, otras ventajas técnicas pueden volverse fácilmente aparentes para aquellos expertos en la técnica tras revisar las siguientes figuras y descripción.

Breve descripción de los dibujos Para una comprensión más completa de modos de realización ejemplares de la presente invención y de sus ventajas, se hace referencia a continuación a la siguiente descripción, tomada conjuntamente con los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de refrigeración ejemplar que se puede usar junto con los modos de realización divulgados aquí; y

la figura 2 es un diagrama de flujo del procedimiento para estimar un gas no condensable en un sistema de refrigeración de acuerdo con la invención.

Descripción detallada Se debe entender al comienzo que, aunque se ilustran a continuación modos de realización de la presente descripción, la presente descripción se puede implementar utilizando cualquier número de técnicas, ya sean conocidas en la actualidad o en existencia. La presente descripción no debe limitarse en modo alguno a los modos de realización, dibujos y técnicas ilustradas a continuación, incluyendo los modos de realización e implementación ilustrados y descritos aquí. Adicionalmente, los dibujos no están dibujados necesariamente a escala.

Un sistema de refrigeración subambiente (SACS) incluye generalmente un bucle cerrado de fluido con un evaporador, un condensador, y una bomba. El evaporador hierve el líquido y alimenta la mezcla de líquido/vapor al condensador. El condensador retira calor (energía térmica) mientras condensa el vapor, y alimenta el líquido condensado a la bomba. La bomba devuelve el líquido al evaporador para completar el bucle. El evaporador absorbe calor (energía térmica) de una fuente, tal como una electrónica caliente, y el condensador transfiere calor (energía térmica) a una fuente de refrigeración, tal como el aire ambiental.

Un SACS puede estar diseñado para transferir calor por ebullición forzada bifásica desde una fuente de calor a mayor temperatura a un sumidero de calor a menor temperatura. En muchos casos, el aire ambiental es un sumidero de calor deseable. Pueden surgir dificultades con sistema de refrigeración, tal como un SACS, cuando el sumidero de calor disponible (por ejemplo, el aire ambiental) tiene una temperatura superior a la temperatura deseada de la fuente de calor (por ejemplo, la electrónica caliente) .

La figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de refrigeración 10 ejemplar que se puede usar en ciertos modos de realización. Aunque los detalles de un sistema de refrigeración se describen a continuación, se debe entender expresamente que otros sistemas de refrigeración se pueden usar junto con modos de realización de la descripción.

1. Un procedimiento para estimar un gas no condensable en un sistema de refrigeración (10) , que comprende: realizar lo siguiente para una pluralidad de concentraciones de un gas no condensable en un sistema de refrigeración (10) en un ambiente controlado: 5 establecer la concentración del gas no condensable en el sistema de refrigeración (10) ; y realizar lo siguiente para una pluralidad de cargas térmicas de un condensador (41) para obtener una pluralidad

de mediciones: establecer la carga térmica del condensador (41) del sistema de refrigeración (10) ; y medir una propiedad que se puede usar para estimar un gas no condensable en el sistema de refrigeración (10) ; y almacenar las mediciones en un conjunto de datos.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, comprendiendo además el establecimiento de la concentración del gas no condensable en el sistema de refrigeración (10) :

controlar el volumen del gas no condensable en el sistema de refrigeración (10) .

3. El procedimiento de la reivindicación 1, comprendiendo además la medición de la propiedad que se puede usar para estimar el gas no condensable en el sistema de refrigeración (10) cualquiera de: medir un nivel de líquido del condensador (41) ;

medir un gradiente de temperatura del condensador (41) ; medir un gradiente de presión del condensador (41) .

4. El procedimiento de la reivindicación 1, comprendiendo además la medición de la propiedad que se puede usar para estimar el gas no condensable en el sistema de refrigeración (10) cualquiera de:

medir un diferencial de temperatura entre el condensador (41) y un evaporador (23) del sistema de refrigeración (10) ;

medir un diferencial de presión entre el condensador (41) y el evaporador (23) del sistema de refrigeración.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, comprendiendo además la medición de la propiedad que se puede usar para estimar el gas no condensable en un sistema de refrigeración (10) :

tomar una primera medición de la propiedad en una entrada del condensador (41) ; y

tomar una segunda medición de la propiedad en una salida de un evaporador (23) del sistema de refrigeración (10) .

6. El procedimiento de la reivindicación 1, comprendiendo además la medición de la propiedad que se puede usar para estimar el gas no condensable en un sistema de refrigeración (10) :

tomar una primera medición de la propiedad dentro del condensador (41) ; y

tomar una segunda medición de la propiedad entre el condensador (41) y un evaporador (23) del sistema de refrigeración.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además: generar una tabla de referencia a partir del conjunto de datos.

8. Un medio legible por ordenador que incluye un código para estimar un gas no condensable en un sistema de refrigeración (10) , siendo el código operable para realizar el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1

7.

9. Un sistema para estimar un gas no condensable en un sistema de refrigeración (10) , que comprende: medios para realizar lo siguiente para una pluralidad de concentraciones de un gas no condensable en un sistema

de refrigeración (10) en un ambiente controlado:

establecer la concentración del gas no condensable en el sistema de refrigeración (10) ; y

realizar lo siguiente para una pluralidad de cargas térmicas de un condensador (41) para obtener una pluralidad

de mediciones: establecer la carga térmica del condensador (41) del sistema de refrigeración (10) ; y medir una propiedad que se puede usar para estimar un gas no condensable en el sistema de refrigeración (10) ; y medios para almacenar las mediciones en un conjunto de datos.

10. El sistema de la reivindicación 9, en el que los medios para establecer la concentración del gas no condensable en el sistema de refrigeración (10) incluyen medios para controlar el volumen del gas no condensable en el sistema de refrigeración (10) .

11. El sistema de la reivindicación 9, en el que los medios para medir la propiedad que se puede usar para estimar el gas no condensable en el sistema de refrigeración (10) incluyen cualquiera de: medios para medir un nivel de líquido del condensador (41) ;

medios para medir un gradiente de temperatura del condensador (41) ; medios para medir un gradiente de presión del condensador (41) .

12. El sistema de la reivindicación 9, en el que los medios para medir la propiedad que se puede usar para estimar el gas no condensable en el sistema de refrigeración (10) incluyen cualquiera de:

medios para medir un diferencial de temperatura entre el condensador (41) y un evaporador (23) del sistema de refrigeración (10) ;

medios para medir un diferencial de presión entre el condensador (41) y el evaporador (23) del sistema de refrigeración (10) .

13. El sistema de la reivindicación 9, en el que los medios para medir la propiedad que se puede usar para estimar el gas no condensable en el sistema de refrigeración (10) incluyen:

medios para tomar una primera medición de la propiedad en una entrada del condensador (41) ; y

medios para tomar una segunda medición de la propiedad en una salida de un evaporador (23) del sistema de refrigeración (10) .

14. El sistema de la reivindicación 9, en el que los medios para medir la propiedad que se puede usar para estimar el gas no condensable en un sistema de refrigeración (10) incluyen:

medios para tomar una primera medición de la propiedad dentro del condensador (41) ; y

medios para tomar una segunda medición de la propiedad entre el condensador (41) y un evaporador (23) del sistema de refrigeración (10) .

15. El sistema de la reivindicación 9, que comprende además: medios para generar una tabla de referencia a partir del conjunto de datos.