Unidad de fuente de calor de acondicionador de aire y acondicionador de aire.

Un acondicionador de aire (201) que comprende una unidad de fuente de calor (2,

102), una pluralidad decircuitos refrigerantes del lado de uso (3a, 303a) y un circuito refrigerante de conexión (7, 207, 307);comprendiendo la unidad de fuente de calor (2, 102) un circuito refrigerante del lado de fuente de calor (2a,102a) conectado a la pluralidad de circuitos refrigerantes del lado de uso (3a, 303a) a través del circuitorefrigerante de conexión (7, 207, 307);

- comprendiendo el circuito refrigerante del lado de fuente de calor (2a, 102a):

unos medios de compresión (21) para comprimir gas refrigerante;

un intercambiador de calor principal (22) que funciona como evaporador y condensador delrefrigerante;

un intercambiador de calor auxiliar (23) conectado en paralelo con dicho intercambiador de calorprincipal (22) y que funciona como evaporador y condensador del refrigerante;

una tubería de líquido refrigerante (25) conectada a dicho circuito refrigerante de conexión (7, 207,20 307);

una primera tubería de gas refrigerante (26) conectada a dicho circuito refrigerante de conexión (7,207, 307);

una segunda tubería de gas refrigerante (28) para distribuir el gas refrigerante desde dicho circuitorefrigerante de conexión (7, 207, 307) hacia el lado de admisión de dichos medios de compresión (21);unos medios de conmutación de refrigerante principales (V2) conectados entre dicha tubería delíquido refrigerante (25) y dicho intercambiador de calor principal (22);

unos medios de conmutación de refrigerante auxiliares (V4) conectados entre dicha tubería delíquido refrigerante (25) y dicho intercambiador de calor auxiliar (23);

unos primeros medios de conmutación (V1) que pueden conmutar entre el estado en el que el ladode gas refrigerante de dicho intercambiador de calor principal (22) está conectado al lado de descarga dedichos medios de compresión (21), el lado de admisión de dichos medios de compresión (21) estáconectado a dicha primera tubería de gas refrigerante (26), y se hace que el gas refrigerante de bajapresión entre en los medios de compresión (21); y el estado en el que el lado de gas refrigerante de dichointercambiador de calor principal (22) está conectado al lado de admisión de dichos medios de compresión(21), el lado de descarga de dichos medios de compresión (21) está conectado a dicha primera tubería degas refrigerante (26), y se hace que el gas refrigerante de alta presión se descargue desde los medios decompresión (21); y

unos segundos medios de conmutación (V3) que pueden conmutar entre el estado en el que ellado de gas refrigerante de dicho intercambiador de calor auxiliar (23) está conectado al lado de descargade dichos medios de compresión (21), y el estado en el que el lado de gas refrigerante de dichointercambiador de calor auxiliar (23) está conectado al lado de admisión de dichos medios de compresión(21).

Unidad de fuente de calor de acondicionador de aire y acondicionador de aire Campo de la invención La presente invención se refiere a un acondicionador de aire que comprende una unidad de fuente de calor que incluye un circuito refrigerante del lado de fuente de calor conectado a una pluralidad de circuitos refrigerantes del lado de uso a través de un circuito refrigerante de conexión.

Técnica relacionada Se conocen acondicionadores de aire convencionales que pueden realizar una operación conmutable de enfriamiento y calefacción o una operación simultánea de enfriamiento y calefacción, e incluyen una pluralidad de unidades de uso, y una unidad de fuente de calor. Cada unidad de uso incluye un circuito refrigerante del lado de uso que incluye un intercambiador de calor del lado de uso y unos medios de expansión del lado de uso. La unidad de fuente de calor incluye un circuito refrigerante del lado de fuente de calor que incluye unos medios de compresión que comprimen un refrigerante, un intercambiador de calor principal, unos primeros medios de conmutación para hacer que el intercambiador de calor principal funcione como evaporador y condensador, y unos medios de conmutación de refrigerante principales que incluyen una válvula de expansión motorizada que puede regular el flujo refrigerante del intercambiador de calor principal. El circuito refrigerante del lado de uso y el circuito refrigerante del lado de fuente de calor están conectados a través de un circuito refrigerante de conexión. En un acondicionador de aire de este tipo, la carga de la unidad de fuente de calor se regula según la carga de la pluralidad de unidades de uso, y el funcionamiento se lleva a cabo de modo que se satisfaga el equilibrio térmico del ciclo de refrigeración completo. Por ejemplo, el acondicionador de aire está constituido de modo que el intercambiador de calor principal se hace funcionar como evaporador durante la operación de calefacción o durante la operación simultánea de enfriamiento y calefacción; por tanto, la cantidad de evaporación del refrigerante se varía en el intercambiador de calor principal mediante la regulación de la apertura de los medios de conmutación de refrigerante principales, equilibrando por tanto la carga de las unidades de uso y la carga de la unidad de fuente de calor. En este punto, se consigue la variación en la cantidad de evaporación del intercambiador de calor principal mediante la regulación de la apertura de los medios de conmutación de refrigerante principales mientras se mantiene de manera fija la presión de refrigerante de alta presión en el lado de descarga de los medios de compresión de la unidad de fuente de calor. En otras palabras, si la cantidad de evaporación del refrigerante en el intercambiador de calor principal es mayor que la cantidad de evaporación del refrigerante correspondiente a la carga de las unidades de uso, entonces se reduce la cantidad de evaporación del refrigerante mediante la restricción de la apertura de los medios de conmutación de refrigerante principales porque existe la tendencia a que aumente la presión de refrigerante de alta presión en el lado de descarga de los medios de compresión de la unidad de fuente de calor. A la inversa, si la cantidad de evaporación del refrigerante en el intercambiador de calor principal es menor que la cantidad de evaporación del refrigerante correspondiente a la carga de las unidades de uso, entonces se aumenta la cantidad de evaporación del refrigerante mediante la ampliación de la apertura de los medios de conmutación de refrigerante principales porque existe la tendencia a que disminuya la presión de refrigerante de alta presión en el lado de descarga de los medios de compresión de la unidad de fuente de calor.

Como ejemplo de otro acondicionador de aire convencional, se conoce uno que proporciona, dentro de la unidad de fuente de calor, un intercambiador de calor auxiliar proporcionado en paralelo con el intercambiador de calor principal y que funciona como condensador. Este acondicionador de aire está constituido de modo que la carga de las unidades de uso y la carga de la unidad de fuente de calor se equilibran mediante la regulación del equilibrio térmico de toda la unidad de fuente de calor mediante el funcionamiento y la detención del intercambiador de calor auxiliar. En otras palabras, si la cantidad de evaporación del refrigerante en el intercambiador de calor principal es mayor que la cantidad de evaporación del refrigerante correspondiente a la carga de las unidades de uso, entonces existe la tendencia a que aumente la presión de refrigerante de alta presión en el lado de descarga de los medios de compresión de la unidad de fuente de calor; por consiguiente, el equilibrio térmico de toda la unidad de fuente de calor se regula mediante el funcionamiento del intercambiador de calor auxiliar para aumentar la cantidad de condensación y para compensar la cantidad de evaporación del refrigerante del intercambiador de calor principal. A la inversa, si la cantidad de evaporación del refrigerante en el intercambiador de calor principal es menor que la cantidad de evaporación del refrigerante correspondiente a la carga de las unidades de uso, entonces existe la tendencia a que disminuya la presión de refrigerante de alta presión en el lado de descarga de los medios de compresión de la unidad de fuente de calor; por consiguiente, el equilibrio térmico de toda la unidad de fuente de calor se regula mediante la detención del intercambiador de calor auxiliar para disminuir la cantidad de condensación.

Se conoce también un acondicionador de aire que incluye tanto los medios de conmutación de refrigerante principales como el intercambiador de calor auxiliar mencionados anteriormente. Tal acondicionador de aire está constituido básicamente de modo que las cargas de las unidades de uso se equilibran mediante el funcionamiento y la detención del intercambiador de calor auxiliar para regular el equilibrio térmico de toda la unidad de fuente de calor, y de modo que el ajuste fino se lleva a cabo mediante la regulación de la apertura de los medios de

conmutación de refrigerante principales.

En un acondicionador de aire que equilibra la carga de las unidades de uso y la carga de la unidad de fuente de calor mediante la regulación del equilibrio térmico a través de los medios de conmutación de refrigerante principales y el intercambiador de calor auxiliar de la unidad de fuente de calor, cuanto mayor es la capacidad de condensación del intercambiador de calor auxiliar con respecto a la capacidad de vaporización del intercambiador de calor principal, desafortunadamente se limitará más intervalo de regulación de la unidad de fuente de calor con respecto a la fluctuación en la carga de las unidades de uso. Por ejemplo, si se aumenta la capacidad del intercambiador de calor auxiliar, entonces las fluctuaciones en la presión de refrigerante en el lado de alta presión pueden aumentar desafortunadamente debido al funcionamiento y a la detención del intercambiador de calor auxiliar. A la inversa, si se disminuye la capacidad del intercambiador de calor auxiliar, entonces, desafortunadamente, aumenta el intervalo sobre el que debe llevarse a cabo la regulación mediante los medios de conmutación de refrigerante principales; por consiguiente, puede ya no ser posible restringir la cantidad de evaporación del intercambiador de calor principal particularmente si la carga de calefacción de las unidades de uso es pequeña.

Por tanto, en un acondicionador de aire convencional que puede realizar una operación conmutable o una operación simultánea de enfriamiento y calefacción, es problemático optimizar el equilibrio térmico de la carga de calefacción de las unidades de uso y el rendimiento de vaporización de la unidad de fuente de calor mientras se mantiene la controlabilidad.

Además, en el acondicionador de aire convencional mencionado anteriormente para la operación conmutable de enfriamiento y calefacción y el acondicionador de aire para la operación simultánea de enfriamiento y calefacción, se comparte el modelo de las unidades de uso, pero varía el modelo de la unidad de fuente de calor, lo que conduce a un aumento en los gastos de fabricación.

Por el documento US-A-5.279.131 se conoce un acondicionador de aire según el preámbulo de la reivindicación 1.

Descripción de la invención Un objeto de la presente invención es proporcionar un acondicionador de aire mejorado para una operación conmutable de calefacción y enfriamiento.

Este objeto se consigue por medio de un acondicionador de aire según la reivindicación 1.

La unidad de fuente de calor convencional para un dispositivo de enfriamiento y calefacción simultáneos está conectada en paralelo con... [Seguir leyendo]

1. Un acondicionador de aire (201) que comprende una unidad de fuente de calor (2, 102) , una pluralidad de

circuitos refrigerantes del lado de uso (3a, 303a) y un circuito refrigerante de conexión (7, 207, 307) ;

5 comprendiendo la unidad de fuente de calor (2, 102) un circuito refrigerante del lado de fuente de calor (2a,

102a) conectado a la pluralidad de circuitos refrigerantes del lado de uso (3a, 303a) a través del circuito

refrigerante de conexión (7, 207, 307) ;

- comprendiendo el circuito refrigerante del lado de fuente de calor (2a, 102a) :

unos medios de compresión (21) para comprimir gas refrigerante;

un intercambiador de calor principal (22) que funciona como evaporador y condensador del

refrigerante;

15

un intercambiador de calor auxiliar (23) conectado en paralelo con dicho intercambiador de calor

principal (22) y que funciona como evaporador y condensador del refrigerante;

una tubería de líquido refrigerante (25) conectada a dicho circuito refrigerante de conexión (7, 207,

307) ;

una primera tubería de gas refrigerante (26) conectada a dicho circuito refrigerante de conexión (7,

207, 307) ;

25 una segunda tubería de gas refrigerante (28) para distribuir el gas refrigerante desde dicho circuito

refrigerante de conexión (7, 207, 307) hacia el lado de admisión de dichos medios de compresión (21) ;

unos medios de conmutación de refrigerante principales (V2) conectados entre dicha tubería de

líquido refrigerante (25) y dicho intercambiador de calor principal (22) ;

unos medios de conmutación de refrigerante auxiliares (V4) conectados entre dicha tubería de

líquido refrigerante (25) y dicho intercambiador de calor auxiliar (23) ;

unos primeros medios de conmutación (V1) que pueden conmutar entre el estado en el que el lado

35 de gas refrigerante de dicho intercambiador de calor principal (22) está conectado al lado de descarga de

dichos medios de compresión (21) , el lado de admisión de dichos medios de compresión (21) está

conectado a dicha primera tubería de gas refrigerante (26) , y se hace que el gas refrigerante de baja

presión entre en los medios de compresión (21) ; y el estado en el que el lado de gas refrigerante de dicho

intercambiador de calor principal (22) está conectado al lado de admisión de dichos medios de compresión

(21) , el lado de descarga de dichos medios de compresión (21) está conectado a dicha primera tubería de

gas refrigerante (26) , y se hace que el gas refrigerante de alta presión se descargue desde los medios de

compresión (21) ; y

unos segundos medios de conmutación (V3) que pueden conmutar entre el estado en el que el

45 lado de gas refrigerante de dicho intercambiador de calor auxiliar (23) está conectado al lado de descarga

de dichos medios de compresión (21) , y el estado en el que el lado de gas refrigerante de dicho

intercambiador de calor auxiliar (23) está conectado al lado de admisión de dichos medios de compresión

(21) ;

en el que dicha primera tubería de gas refrigerante (26) puede hacer fluir el gas refrigerante desde

dicho circuito refrigerante de conexión (7, 207, 307) hacia dichos primeros medios de conmutación (V1) , y

de hacer fluir el gas refrigerante desde dichos primeros medios de conmutación (V1) hacia dicho circuito

refrigerante de conexión (7, 207, 307) ;

55 -la pluralidad de circuitos refrigerantes del lado de uso (3a) incluyen cada uno un intercambiador de calor

del lado de uso (32) y unos medios de expansión del lado de uso (V7) ; y

- en el que la tubería de líquido refrigerante (25) de dicho circuito refrigerante del lado de fuente de calor

(2a, 102a) está conectada al lado de líquido refrigerante de dichos medios de expansión del lado de uso

(V7) de dichos circuitos refrigerantes del lado de uso (3a) a través de dicho circuito refrigerante de conexión

(207) ; y

la primera tubería de gas refrigerante (26) de dicho circuito refrigerante del lado de fuente de calor

(2a, 102a) está conectada a dichos intercambiadores de calor del lado de uso (32) de dichos circuitos

65 refrigerantes del lado de uso (3a) a través de dicho circuito refrigerante de conexión (207) ;

caracterizado porque la segunda tubería de gas refrigerante (28) de dicho circuito refrigerante del lado de fuente de calor (2a, 102a) está constituida de modo que no está conectada a dicho circuito refrigerante de conexión (207) y 5 no fluye gas refrigerante en su interior.

2. El acondicionador de aire (1, 101, 201, 301) según la reivindicación 1, en el que dicho intercambiador de calor principal (22) y dicho intercambiador de calor auxiliar (23) son intercambiadores de calor que usan agua como fuente de calor e intercambian calor con el refrigerante; y el lado de agua de dicho intercambiador de calor principal (22) y el lado de agua de dicho intercambiador de calor auxiliar (23) están conectados en serie.

3. El acondicionador de aire (1, 101, 201, 301) según la reivindicación 1 ó 2, en el que se proporciona una entrada de agua de fuente de calor en el lado superior de dicho intercambiador de calor principal (22) y en el lado superior de dicho intercambiador de calor auxiliar (23) , respectivamente; y se proporciona una salida de agua de fuente de calor en el lado inferior de dicho intercambiador de calor principal (22) y en el lado inferior de dicho intercambiador de calor auxiliar (23) , respectivamente.