Sistema geotérmico de acondicionamiento de aire.

Un sistema geotérmico de acondicionamiento de aire, comprendiendo el sistema geotérmico deacondicionamiento de aire:

una pluralidad de unidades interiores (200) para el acondicionamiento del aire interior;

al menos una unidad exterior (100) que comunica con las unidades interiores a través de una pluralidad detuberías, y que incluye un intercambiador de calor exterior (140) en el que tiene lugar un intercambio de calor, yuna pluralidad de compresores (120, 120') para la compresión del refrigerante;

un intercambiador de calor de tierra (300) conectado con el intercambiador de calor exterior de la unidadexterior, y dispuesto bajo la tierra para permitir que se intercambie calor entre el calor de la tierra y un medio decirculación que circula a través del intercambiador de calor de tierra;

una fuente de calor auxiliar (400, 450, 460) instalada al lado de la unidad exterior para ayudar al intercambio decalor del intercambiador de calor exterior;

una tubería de circulación (310) proporcionada entre el intercambiador de calor exterior (140) de la unidadexterior (100) y el intercambiador de calor de tierra (300) para guiar la circulación del medio de circulación; yuna pluralidad de bombas de circulación (320, 320') instaladas sobre la tubería de circulación (310), para forzarel flujo del medio de circulación, incluyendo la pluralidad de bombas de circulación una bomba de circulacióndel tipo de suministro fijo (320') que tiene un volumen fijo para su suministro y una bomba de circulación deltipo de suministro variable (320) cuyo volumen de suministro es variable.

Sistema geotérmico de acondicionamiento de aire

Campo técnico La presente invención se refiere a un sistema geotérmico de acondicionamiento de aire y, más particularmente, a un sistema de acondicionamiento de aire que incluye una pluralidad de intercambiadores de calor de tierra que tienen una pluralidad de bombas de circulación que pueden funcionar individual y selectivamente para realizar el intercambio de calor usando el calor de la tierra, y que incluye una pluralidad de compresores proporcionados en una unidad exterior y usados selectivamente dependiendo de la carga.

Técnica antecedente Generalmente, un sistema de acondicionamiento de aire denominado un acondicionador de aire, un sistema de refrigeración/calefacción para la refrigeración de un espacio interior a través de la repetición de la absorción del aire interior caliente, intercambio de calor con un refrigerante a baja temperatura y descarga al espacio interior, o para calefacción del espacio interior a través de la operación inversa. El sistema de acondicionamiento de aire proporciona una serie de ciclos de una válvula-evaporadora y compresor-condensador-expansión.

También, recientemente, el sistema de acondicionamiento de aire también proporciona una función de acondicionamiento de aire, de absorción y filtrado del aire contaminado del espacio interior, purificación del aire contaminado en aire limpio y suministro del aire limpio de vuelta al espacio interior, y una variedad de funciones adicionales tales como la función deshumidificación o cambio de aire húmedo en aire seco y suministro del aire seco de vuelta al espacio interior.

Mientras tanto, como es conocido generalmente en la técnica, un acondicionador de aire se clasifica aproximadamente en un acondicionador de aire de tipo dividido en el que la unidad exterior y la unidad interior están instaladas por separado, y un acondicionador de aire de tipo integral en el que la unidad exterior y la unidad interior se instalan de modo integrado.

Sin embargo, un acondicionador de aire de la técnica relacionada mantiene un espacio interior en un estado apropiado a través de una operación de intercambio de calor entre un refrigerante del interior del acondicionador de aire y el aire exterior. Por lo tanto, la temperatura del aire exterior es demasiado baja durante el ciclo de calefacción,

y demasiado alta durante el ciclo de refrigeración en un sistema de intercambio de calor que use el aire.

Por lo tanto, se consume una gran energía en la absorción y expulsión de calor del refrigerante. Cuando la temperatura del aire exterior no es constante, es difícil hacer funcionar establemente un ciclo de refrigeración y un ciclo de calefacción debido a la anormalidad de la fuente de calor requerida para los ciclos de calefacción/refrigeración.

Al mismo tiempo, para resolver los problemas de un sistema de intercambio de calor que use el aire exterior, emerge recientemente un sistema de acondicionamiento de aire básico que realiza el intercambio de calor exterior usando el calor de la tierra como fuente de calor. Por lo tanto, dado que el sistema de acondicionamiento de aire que usa el

calor de la tierra intercambia calor usando el calor de la tierra como fuente de calor sin la influencia producida por la temperatura del aire exterior, proporciona una eficiencia térmica más alta (coeficiente de rendimiento (COP, del inglés “Coefficient Of Performance”) y relación de eficiencia energética (EER, del inglés “Energy Efficiency Ratio”) ) que el de un sistema de acondicionamiento de aire que use el aire.

Sin embargo, un sistema de acondicionamiento de aire que use el calor de la tierra tiene cantidades de problemas. Esto es, a pesar de las ventajas tales como la mejora de la eficiencia térmica, el sistema de acondicionamiento de aire que use el calor de la tierra aún tiene un problema que disminuye la estabilidad y fiabilidad de los ciclos de refrigeración/calefacción cuando el refrigerante que ha circulado a través de un intercambiador de calor exterior después de que intercambie calor en un espacio interior no expulsa/absorbe suficiente calor a/desde la tierra durante 55 los ciclos de refrigeración/calefacción.

También, dado que un sistema de acondicionamiento de aire de la técnica relacionada usa solamente un compresor

o bomba para la circulación de un fluido tal como un refrigerante, el compresor o la bomba no se pueden usar selectivamente dependiendo de la capacidad de la carga. Por tanto, se debe usar siempre un compresor o bomba de alta capacidad en consideración a una carga máxima. En consecuencia, se desperdicia energía en el caso de que se requiera una carga relativamente baja.

El documento US 6.167.715 describe un sistema geotérmico de intercambio de calor de refrigerante directo. El sistema incluye un serpentín interior y un serpentín exterior que se conectan juntos mediante un sistema de tuberías, 65 y se conectan a un intercambiador de calor geotérmico para intercambio de calor con la tierra. Se proporciona un compresor para comprimir el fluido refrigerante a través de las tuberías. Se proporcionan también fuentes de calor

auxiliares.

Descripción de la invención

Problema técnico En consecuencia, la presente invención se dirige a un sistema geotérmico de acondicionamiento de aire que evite sustancialmente uno o más problemas debidos a las limitaciones y desventajas de la técnica relacionada.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de acondicionamiento de aire geotérmico para el intercambio de calor usando el calor de la tierra.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema geotérmico de acondicionamiento de aire que incluya una pluralidad de intercambiadores de calor exteriores e intercambiadores de calor en tierra, en el que se proporcionan distribuidores de circulación entre los intercambiadores de calor exteriores y los intercambiadores de calor en la tierra para controlar el flujo de medios de circulación.

Otro objetivo adicional de la presente invención es proporcionar un sistema geotérmico de acondicionamiento de aire que incluya una pluralidad de bombas de circulación que se puedan usar de modo selectivo dependiendo de una condición de carga.

Otro objetivo adicional más de la presente invención es proporcionar un sistema geotérmico de acondicionamiento de aire que incluya una fuente de calor auxiliar para permitir que se intercambie suficiente calor en un intercambiador de calor exterior.

Aún otro objetivo adicional más de la presente invención es proporcionar un sistema geotérmico de acondicionamiento de aire que incluya una pluralidad de compresores, en el que se use selectivamente un compresor extra dependiendo de la capacidad de carga.

Solución técnica La presente invención proporciona un sistema geotérmico de acondicionamiento de aire como se expone en la reivindicación 1.

Se expondrán en parte ventajas, objetivos y características adicionales de la invención en la descripción que sigue y en parte serán evidentes para los expertos en la materia tras el examen de lo que sigue, o se pueden aprender de la práctica de la invención. Los objetivos y otras ventajas de la invención se pueden realizar y alcanzar mediante la estructura particularmente indicada en la descripción escrita y reivindicaciones de la misma así como en los dibujos adjuntos.

Para conseguir estos objetivos y otras ventajas y de acuerdo con el propósito de la invención, como se realiza y describe ampliamente en el presente documento, se proporciona un sistema geotérmico de acondicionamiento de aire que incluye: una pluralidad de unidades interiores para el acondicionamiento del aire interior; al menos una unidad exterior que comunica con las unidades interiores a través de una pluralidad de tuberías, y que incluye un 45 intercambiador de calor exterior en el que tiene lugar el intercambio de calor, y una pluralidad de compresores para la comprensión del refrigerante; un intercambiador de calor de tierra conectado con el intercambiador de calor exterior de la unidad exterior, y que se dispone bajo la tierra para permitir que se intercambie el calor entre el calor de la tierra y un medio de circulación que circula a través del intercambiador de calor de tierra; una fuente de calor auxiliar instalada en un lado de la unidad exterior para ayudar al intercambio de calor del intercambiador de calor exterior; y una pluralidad de bombas de circulación para forzar el flujo del medio de circulación, incluyendo la pluralidad de bombas una bomba de circulación del tipo de suministro fijo que tienen volumen fijo de suministro y una bomba de circulación del... [Seguir leyendo]

1. Un sistema geotérmico de acondicionamiento de aire, comprendiendo el sistema geotérmico de acondicionamiento de aire:

una pluralidad de unidades interiores (200) para el acondicionamiento del aire interior; al menos una unidad exterior (100) que comunica con las unidades interiores a través de una pluralidad de tuberías, y que incluye un intercambiador de calor exterior (140) en el que tiene lugar un intercambio de calor, y una pluralidad de compresores (120, 120’) para la compresión del refrigerante;

un intercambiador de calor de tierra (300) conectado con el intercambiador de calor exterior de la unidad exterior, y dispuesto bajo la tierra para permitir que se intercambie calor entre el calor de la tierra y un medio de circulación que circula a través del intercambiador de calor de tierra; una fuente de calor auxiliar (400, 450, 460) instalada al lado de la unidad exterior para ayudar al intercambio de calor del intercambiador de calor exterior;

una tubería de circulación (310) proporcionada entre el intercambiador de calor exterior (140) de la unidad exterior (100) y el intercambiador de calor de tierra (300) para guiar la circulación del medio de circulación; y una pluralidad de bombas de circulación (320, 320’) instaladas sobre la tubería de circulación (310) , para forzar el flujo del medio de circulación, incluyendo la pluralidad de bombas de circulación una bomba de circulación del tipo de suministro fijo (320’) que tiene un volumen fijo para su suministro y una bomba de circulación del

tipo de suministro variable (320) cuyo volumen de suministro es variable.

2. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el compresor comprende:

un compresor de velocidad constante (120) que funciona a una velocidad constante; y 25 un compresor inversor (120’) , que es una bomba de calor de velocidad variable.

3. El sistema de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el compresor de velocidad constante se usa selectivamente dependiendo del número de unidades interiores, de entre la pluralidad de unidades interiores, que se requiere que funcionen para un ciclo de refrigeración y un ciclo de calefacción.

4. El sistema de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el compresor de velocidad constante se hace funcionar adicionalmente cuando se incrementa una carga y no es manejada por el compresor inversor en solitario.

5. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que se instalan una pluralidad de intercambiadores de calor

de tierra (300) , que comprenden adicionalmente un distribuidor de circulación (510) instalado entre la pluralidad de intercambiadores de calor exteriores y los intercambiadores de calor de tierra para controlar el flujo del medio de circulación dependiendo de una condición de funcionamiento.

6. El sistema de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el distribuidor de circulación (510) controla el medio de circulación suministrado a la pluralidad de intercambiadores de calor de tierra dependiendo de uno de entre un ajuste del usuario y una condición de carga.

7. El sistema de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el distribuidor de circulación controla el medio de circulación para que fluya selectivamente a los intercambiadores de calor exteriores dependiendo de si funciona la 45 pluralidad de intercambiadores de calor exteriores.

8. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la bomba de circulación del tipo de suministro fijo (320’) se hace funcionar adicionalmente cuando las cargas aplicadas a la pluralidad de intercambiadores de calor exteriores se incrementa y no es manejada por la bomba de circulación del tipo de suministro variable en solitario.

9. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además un distribuidor de refrigerante (500) conectado entre la pluralidad de unidades interiores y unidades exteriores para controlar el flujo de refrigerante dependiendo de una condición de funcionamiento.

10. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la tubería de circulación (310) incluye una tubería de suministro (312) que permite al medio de circulación fluir al interior del intercambiador de calor de tierra (300) , y una tubería de retorno (314) que permite al medio de circulación que ha pasado a través del intercambiador de calor de tierra (300) volver al intercambiador de calor exterior (140) .

11. El sistema de acuerdo con la reivindicación 10, que comprenden adicionalmente un tanque suplementario (330) para el suplemento en una escasez del medio de circulación que fluye a través de la tubería de circulación, estando formado el tanque suplementario para comunicar con otras tuberías mediante la tubería de retorno (314) y una tubería suplementaria (332) en la que se instala una válvula suplementaria (339) , configurada la válvula suplementaria para abrir/cerrar la tubería suplementaria.

12. El sistema de acuerdo con la reivindicación 10, que comprende además un tanque de conservación (340) para el control de la presión del medio de circulación que fluye a través de la tubería de circulación (310) , estando formado el tanque de conservación para comunicar con otras tuberías mediante la tubería de retorno (314) y una tubería de conservación (342) para controlar la presión del medio de circulación que fluye a través de la tubería de circulación.