Procedimiento para el funcionamiento de una instalación de refrigeración.

Procedimiento para el funcionamiento de una instalación de refrigeración que comprende en un circuito de medio refrigerante un compresor (5),

un condensador, una válvula de inyección (6), así como un evaporador (1), a través del que circula, en el lado secundario, un medio secundario que se va a enfriar, caracterizado por que mediante un intercambiador térmico (4), que funciona entre el conducto de líquido refrigerante hacia la válvula de inyección (6) y el tubo de alimentación del medio secundario, se mantiene constante la temperatura del líquido refrigerante (A) delante de la válvula de inyección (6) y porque se logran condiciones estables en el circuito de regulación y refrigeración al mantenerse constante la temperatura del líquido refrigerante (A) delante de la válvula de inyección (6).

Procedimiento para el funcionamiento de una instalación de refrigeración.

Campo de la técnica Instalaciones generadoras de frío en instalaciones frigoríficas e instalaciones frigoríficas de baja temperatura, técnica de refrigeración, máquina frigorífica para refrigeración y calefacción, plantas de refrigeración, unidades de refrigeración, bombas de calor, equipos de aire acondicionado, etc.

Estado de la técnica

En la técnica de refrigeración es conocido en primer lugar el sistema de expansión seca, en el que el medio refrigerante experimenta una reducción de la presión mediante una válvula de inyección y pasa de un estado líquido a una mezcla de líquido/vapor para evaporarse completamente en el evaporador, abandonar a continuación el evaporador con vapor ligeramente sobrecalentado y enfriar así por absorción térmica un segundo medio, y es conocido en segundo lugar el sistema de termosifón, en el que el medio refrigerante se alimenta en estado líquido al evaporador mediante un recipiente compensador y separador, ya sea por la fuerza de gravedad o con ayuda de una bomba, y en el que tras salir del evaporador pueden quedar partes de líquido en el vapor y de este modo no se produce generalmente un sobrecalentamiento del medio refrigerante en la salida del evaporador.

El documento US6293123B1 da a conocer un procedimiento para el funcionamiento de una instalación de refrigeración según el preámbulo de la reivindicación 1 o una instalación de refrigeración según el preámbulo de la reivindicación 4.

En condiciones prácticas, todos estos sistemas tienen en mayor o menor medida grandes desventajas que se eliminan por medio de la invención, obteniéndose así un ahorro considerable de energía y costes.

Los sistemas de expansión seca tienen la ventaja de presentar una construcción simple y un contenido pequeño de medio refrigerante.

En el grado de eficiencia del evaporador influye esencialmente un sobrecalentamiento del evaporador lo más pequeño posible.

Sin embargo, esto es desventajoso para el compresor que requiere un sobrecalentamiento correspondientemente alto (mejoramiento del rendimiento volumétrico, lubricación, etc.)

El punto medio de estos dos requerimientos (sobrecalentamiento óptimo para el evaporador y el compresor que son óptimos de manera opuesta) indica la curva máxima del sistema (funcionamiento más económico) .

Mediante la invención se logra por primera vez eliminar esta dependencia entre el sobrecalentamiento mínimo para el evaporador y el sobrecalentamiento grande para el compresor.

Se consigue ejecutar el proceso para una potencia frigorífica dada Qo con el menor flujo másico físicamente posible, que es necesario con este fin, lográndose así ventajas económicas y energéticas considerables.

Nuestra innovación se aplica en primer lugar al sistema de expansión seca (6) (1) , al sistema de expansión seca (6)

(1) con IWT (2) conectado a continuación (intercambiador térmico interno, o sea, con un intercambio de calor entre el conducto de líquido refrigerante delante de la válvula de expansión, por una parte, y el vapor de aspiración después del evaporador, por la otra parte) , al sistema de evaporación de dos etapas (6) (1+2) (una combinación de sistema de expansión seca y sistema de termosifón, evaporador con IWT) y otras instalaciones de refrigeración construidas sobre esta base.

En dependencia de las condiciones de funcionamiento, todos estos sistemas tienen como característica las fluctuaciones de temperatura relativamente grandes en el lado del refrigerante delante de la válvula de inyección (6)

(A) y delante del compresor (5) (B) .

Estas temperaturas del medio refrigerante (delante de la válvula de inyección (A) y delante del compresor (B) ) no se mantienen constantes ni se regulan de manera exacta en la actualidad.

A menudo se regula y/o se mantiene constante, en todo caso, sólo la presión alta o la presión de aspiración (Pc/Po) .

Esto produce fluctuaciones y retroalimentaciones más o menos grandes (crecimiento) del sistema de refrigeración y, por tanto, pérdidas en el grado de eficiencia y circuitos de regulación inestables.

Los factores principales de estas fluctuaciones son, por una parte, el valor x, modificado con la temperatura modificada del medio refrigerante (A) (el valor x es el valor que indica la parte de medio refrigerante ya evaporado al iniciarse el proceso de evaporación) , del estado del medio refrigerante en la válvula de inyección (6) y al inicio del evaporador (1) , lo que influye sobre la potencia de la válvula de inyección (6) y del evaporador (1) , así como sobre el comportamiento de regulación de la válvula de inyección (6) y su potencia o el flujo másico de medio refrigerante y, por la otra parte, en el caso del vapor de aspiración al entrar en el compresor (5) , donde la temperatura modificada (B) influye, debido al volumen específico asignado a la temperatura respectiva (y la presión) , sobre el volumen de transporte del compresor (5) , o sea, del flujo másico transportado.

Estos flujos másicos, que varían constantemente como resultado de los cambios de temperatura, originan factores perturbadores más o menos grandes en el circuito de regulación de la instalación de refrigeración, lo que produce fluctuaciones en el proceso y, por tanto, una reducción de la potencia.

Representación detallada de la invención Es objetivo de la invención obtener un funcionamiento estable de la instalación en el caso de instalaciones frigoríficas/de baja temperatura, máquinas frigoríficas para refrigeración y calefacción, plantas de refrigeración, unidades de refrigeración, bombas de calor y todos los equipos que usen medios refrigerantes y medios refrigerantes secundarios, al mantenerse constante la temperatura del medio refrigerante delante de la válvula de inyección (6) (A) a un valor de temperatura definido (A) .

La temperatura constante del medio refrigerante delante de la válvula de inyección y, dado el caso, la diferencia de presión/nivelación de la válvula de inyección proporcionan un funcionamiento estable de las instalaciones de refrigeración (incluso con grandes cambios de la potencia) .

Si se usa un evaporador de dos etapas (1+2) , se pueden obtener adicionalmente diferencias mínimas de temperatura entre el medio que se va a enfriar, por una parte, (C/D) y la temperatura de evaporación to (presión de aspiración) , por la otra parte.

Esta diferencia de temperatura puede ser en cada caso menor que cuando el medio refrigerante abandona en estado “sobrecalentado” el evaporador (1) durante la expansión seca (P8/T22) .

Lo novedoso de la invención es que la temperatura del medio refrigerante líquido delante de la válvula de inyección se mantiene constante a un valor predefinido (A) .

Este valor constante se mantiene mediante un intercambiador térmico (4) en el conducto de líquido refrigerante delante de la válvula de inyección que mantiene constante la temperatura de salida del medio refrigerante líquido mediante un segundo medio. Se puede usar cualquier medio (gaseoso, líquido, etc.) para mantener constante la temperatura del líquido refrigerante.

Para mantener constante la temperatura del líquido refrigerante delante de la válvula de inyección (A) , el tubo de alimentación (D) del medio que se va a enfriar, por ejemplo, agua, salmuera, etc., se conduce a través de un intercambiador térmico (4) , en el que el medio refrigerante se guía en corriente continua, corriente cruzada o corriente inversa, etc., en la segunda parte del intercambiador térmico.

La temperatura del líquido refrigerante delante de la válvula de inyección (A) se puede regular también con la regulación del flujo másico del líquido refrigerante (9) mediante el IWT (2) o con el vapor de aspiración (12) mediante el IWT (2) (en dependencia de las condiciones existentes circulan en parte sólo flujos másicos parciales a través del IWT (2) ) .

Lo novedoso de la invención es que la temperatura del líquido refrigerante delante de la válvula de inyección (6) (A) , especialmente durante un proceso de evaporación de dos etapas (1+2) , se mantiene constante a un valor muy bajo, cerca o en la curva límite izquierda del diagrama log (p) - h para medio refrigerante (el medio refrigerante entra en estado líquido, como en un sistema de termosifón, o con un contenido de vapor mínimo en el evaporador (1) ) .

Además, hay sistemas de refrigeración con IWT insertados (2) (evaporadores de dos etapas, sistemas semiinundados) que sobreenfrían el medio refrigerante líquido delante de la válvula... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el funcionamiento de una instalación de refrigeración que comprende en un circuito de medio refrigerante un compresor (5) , un condensador, una válvula de inyección (6) , así como un evaporador (1) , a través del que circula, en el lado secundario, un medio secundario que se va a enfriar, caracterizado por que mediante un intercambiador térmico (4) , que funciona entre el conducto de líquido refrigerante hacia la válvula de inyección (6) y el tubo de alimentación del medio secundario, se mantiene constante la temperatura del líquido refrigerante (A) delante de la válvula de inyección (6) y porque se logran condiciones estables en el circuito de regulación y refrigeración al mantenerse constante la temperatura del líquido refrigerante (A) delante de la válvula de inyección (6) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el flujo másico del medio secundario enfriado se conduce completa o parcialmente a través del intercambiador térmico (4) en corriente continua, corriente inversa o corriente cruzada con respecto al líquido refrigerante.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que mediante el uso de una válvula de regulación

(9) entre el conducto de líquido refrigerante hacia la válvula de inyección (6) y un intercambiador térmico interior (2) que corresponde a la segunda etapa de evaporación, sólo una parte determinada del flujo másico del medio refrigerante se conduce a través del intercambiador térmico interno (2) y el flujo másico restante se conduce directamente hacia la válvula de inyección (6) y de esta manera se mantiene constante adicionalmente la temperatura del líquido refrigerante (A) delante de la válvula de inyección (6) .

4. Instalación de refrigeración para la ejecución del procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, comprendiendo la instalación de refrigeración en un circuito de medio refrigerante un compresor (5) , un condensador, una válvula de inyección (6) , así como un evaporador (1) , a través del que circula, en el lado secundario, un medio secundario que se va a enfriar, caracterizada por que entre el conducto de líquido refrigerante hacia la válvula de inyección (6) y el tubo de alimentación del medio secundario está dispuesto un intercambiador térmico (4) , a través del que circula en el lado primario el líquido refrigerante y en el lado secundario el medio secundario enfriado.