Acondicionador de aire.

Un acondicionador de aire (1) que comprende:

un circuito de refrigerante (12) que incluye un mecanismo de compresión (21),

un intercambiador de calor de fuente de calor (23) configurado de manera que el refrigerante fluye hacia dentro desde abajo y fluye hacia fuera desde arriba cuando el intercambiador de calor de fuente de calor actúa como evaporador del refrigerante, intercambiadores de calor de utilización (32, 42, 52), una tubería de refrigerante líquido que conecta el intercambiador de calor de fuente de calor y los intercambiadores de calor de utilización, y una válvula de expansión (24) dispuesta en la tubería de refrigerante líquido, pudiendo el circuito de refrigerante conmutar para hacer que el intercambiador de calor de fuente de calor y los intercambiadores de calor de utilización actúen por separado como evaporadores o condensadores del refrigerante;

un circuito de retorno de aceite (101) que conecta una parte inferior del intercambiador de calor de fuente de calor y el lado de admisión del mecanismo de compresión, y caracterizado por

un primer circuito de derivación (102) que puede derivar el refrigerante descargado del mecanismo de compresión a un lado de admisión del mecanismo de compresión;

en el que el acondicionador de aire está configurado de manera que puede llevarse a cabo una operación de recuperación de aceite mediante la cual, cuando el intercambiador de calor de fuente de calor se hace actuar y funciona como evaporador, el refrigerante descargado del mecanismo de compresión se deriva al lado de admisión del mecanismo de compresión a través del primer circuito de derivación, el funcionamiento se conmuta a un funcionamiento que hace que el intercambiador de calor de fuente de calor actúe como condensador y la válvula de expansión se cierra, mediante lo cual el refrigerante descargado del mecanismo de compresión se hace fluir al interior del intercambiador de calor de fuente de calor, y el aceite de máquina de refrigeración que se acumula dentro del intercambiador de calor de fuente de calor se devuelve al lado de admisión del mecanismo de compresión a través del circuito de retorno de aceite.

Acondicionador de aire

Campo técnico

La presente invención se refiere a un acondicionador de aire, y en particular a un acondicionador de aire dispuesto con un circuito de refrigerante que incluye un intercambiador de calor de fuente de calor configurado de manera que el refrigerante fluye hacia dentro desde abajo y fluye hacia fuera desde arriba cuando el intercambiador de calor de fuente de calor actúa como evaporador de refrigerante, pudiendo el circuito de refrigerante conmutar y hacer que el intercambiador de calor de fuente de calor y los intercambiadores de calor de utilización actúen por separado como evaporadores o condensadores del refrigerante.

Antecedentes de la técnica Convencionalmente, ha habido un aparato de refrigeración dispuesto con un circuito de refrigerante de tipo de compresión de vapor que incluye un intercambiador de calor configurado de manera que el refrigerante fluye hacia dentro desde abajo y fluye hacia fuera desde arriba como evaporador del refrigerante (por ejemplo, véase el documento JP-A-S63-204074) . Con el fin de impedir que el aceite de máquina de refrigeración se acumule dentro del evaporador, el aparato de refrigeración está configurado para extraer, de las proximidades de la superficie del refrigerante, el aceite de máquina de refrigeración que se acumula en un estado en el que flota sobre la superficie del refrigerante como resultado de la separación del aceite de máquina de refrigeración y el refrigerante en dos capas debido a que el peso específico del aceite de máquina de refrigeración es menor que el del refrigerante, y para devolver el aceite de máquina de refrigeración al lado de admisión del compresor.

Además, como ejemplo de un aparato de refrigeración dispuesto con un circuito de refrigerante de tipo de compresión de vapor, existe un acondicionador de aire que puede proporcionar un funcionamiento simultáneo de enfriamiento y calefacción y está dispuesto con un circuito de refrigerante de tipo de compresión de vapor que puede conmutar y hacer que los intercambiadores de calor de fuente de calor y los intercambiadores de calor de utilización actúen por separado como evaporadores o condensadores del refrigerante (por ejemplo, véase el documento JP-AH03-260561) . En este acondicionador de aire, está dispuesta una pluralidad de intercambiadores de calor de fuente de calor, y están dispuestas válvulas de expansión de manera que pueden regular el caudal del refrigerante que fluye al interior de los intercambiadores de calor de fuente de calor. De manera adicional, en este acondicionador de aire, cuando los intercambiadores de calor de fuente de calor se hacen actuar como evaporadores durante un funcionamiento de calefacción o durante el funcionamiento simultáneo de enfriamiento y calefacción, por ejemplo, se lleva a cabo un control para reducir la capacidad de evaporación reduciendo las aperturas de las válvulas de expansión a medida que la carga de acondicionamiento de aire de los intercambiadores de calor de utilización pasa a ser más pequeña. Además, cuando la carga de acondicionamiento de aire de los intercambiadores de calor de utilización pasa a ser extremadamente pequeña, se lleva a cabo un control para reducir la capacidad de evaporación cerrando alguna de la pluralidad de válvulas de expansión para reducir el número de intercambiadores de calor de fuente de calor que actúan como evaporadores o para reducir la capacidad de evaporación haciendo que alguno de la pluralidad de intercambiadores de calor de fuente de calor actúe como condensador para compensar la capacidad de evaporación de los intercambiadores de calor de fuente de calor que actúan como evaporadores.

Además, en el acondicionador de aire mencionado anteriormente, cuando los intercambiadores de calor de fuente de calor se hacen actuar como condensadores durante un funcionamiento de enfriamiento o durante el funcionamiento simultáneo de enfriamiento y calefacción, por ejemplo, se lleva a cabo un control para reducir la capacidad de condensación aumentando la cantidad de refrigerante líquido que se acumula dentro de los intercambiadores de calor de fuente de calor y reducir el área de transferencia de calor sustancial reduciendo las aperturas de las válvulas de expansión conectadas a los intercambiadores de calor de fuente de calor a medida que la carga de acondicionamiento de aire de los intercambiadores de calor de utilización pasa a ser más pequeña. Sin embargo, cuando se lleva a cabo un control para reducir las aperturas de las válvulas de expansión, ha habido el problema de que existe una tendencia de la presión de refrigerante aguas abajo de las válvulas de expansión (específicamente, entre las válvulas de expansión y los intercambiadores de calor de utilización) a caer y hacerse inestable, y no puede llevarse a cabo de manera estable un control para reducir la capacidad de condensación de los intercambiadores de calor de fuente de calor. Con el fin de contrarrestar este problema, se ha propuesto un control para elevar la presión de refrigerante aguas abajo de las válvulas de expansión disponiendo un circuito de presurización que hace que el refrigerante gaseoso de alta presión comprimido por el compresor confluya con refrigerante cuya presión se ha reducido en las válvulas de expansión y se envía a los intercambiadores de calor de utilización (por ejemplo, véase el documento JP-A-H03-129259) . Además, el documento US 5 046 323 da a conocer un acondicionador de aire que incluye una unidad para ajustar un modo de descongelación, cuando se determina el modo de funcionamiento de calefacción, una unidad para permitir que el refrigerante que se suministra desde el compresor fluya a través de una o más unidades de interior que requieren del modo de funcionamiento de calefacción, cuando se ajusta el modo de descongelación, y se devuelva al compresor a través de una o más unidades de interior que requieren del modo de funcionamiento de enfriamiento, y una unidad para permitir que una corriente del refrigerante que se suministra desde el compresor pase a través del intercambiador de calor de

exterior, cuando se ajusta el modo de descongelación, y que entre en la corriente del refrigerante que fluye al interior de una o más unidades de interior que requieren del modo de funcionamiento de enfriamiento.

Descripción de la invención En los acondicionadores de aire mencionados anteriormente, existen casos en los que un intercambiador de calor tal como un intercambiador de calor de placas configurado de manera que el refrigerante fluye hacia dentro desde abajo y fluye hacia fuera desde arriba cuando los intercambiadores de calor actúan como evaporadores del refrigerante se usa como los intercambiadores de calor de fuente de calor. En estos casos, con el fin de impedir que el aceite de máquina de refrigeración se acumule dentro de los intercambiadores de calor de fuente de calor, es necesario mantener el nivel del refrigerante dentro de los intercambiadores de calor de fuente de calor a un nivel constante o más. Sin embargo, incluso si se intenta reducir la cantidad de refrigerante que fluye a través de los intercambiadores de calor de fuente de calor reduciendo las aperturas de las válvulas de expansión cuando los intercambiadores de calor de fuente de calor se hacen actuar como evaporadores con poca capacidad de evaporación, tal como cuando la carga de acondicionamiento de aire en los intercambiadores de calor de utilización pasa a ser extremadamente pequeña, la capacidad de evaporación no puede controlarse suficientemente sólo regulando las aperturas de las válvulas de expansión porque las aperturas de las válvulas de expansión no pueden reducirse tanto debido a la restricción del nivel del refrigerante dentro de los intercambiadores de calor de fuente de calor. Como resultado, se hace necesario llevar a cabo un control para reducir la capacidad de evaporación cerrando alguna de la pluralidad de válvulas de expansión para reducir el número de intercambiadores de calor de fuente de calor que actúan como evaporadores o para reducir la capacidad de evaporación haciendo que alguno de la pluralidad de intercambiadores de calor de fuente de calor actúe como condensador para compensar la capacidad de evaporación de los intercambiadores de calor de fuente de calor que actúan como evaporadores.

Por esta razón, existen los problemas de que se producen aumentos en el número de piezas y el coste como resultado de disponer una pluralidad de intercambiadores de calor de fuente de calor, la cantidad del refrigerante comprimido en el compresor aumenta en correspondencia con la cantidad de refrigerante condensado por los intercambiadores de calor de fuente de calor cuando algunos de la pluralidad de intercambiadores de calor de fuente de calor... [Seguir leyendo]

1. Un acondicionador de aire (1) que comprende:

un circuito de refrigerante (12) que incluye un mecanismo de compresión (21) , un intercambiador de calor de fuente de calor (23) configurado de manera que el refrigerante fluye hacia dentro desde abajo y fluye hacia fuera desde arriba cuando el intercambiador de calor de fuente de calor actúa como evaporador del refrigerante, intercambiadores de calor de utilización (32, 42, 52) , una tubería de refrigerante líquido que conecta el intercambiador de calor de fuente de calor y los intercambiadores de calor de utilización, y una válvula de expansión (24) dispuesta en la tubería de refrigerante líquido, pudiendo el circuito de refrigerante conmutar para hacer que el intercambiador de calor de fuente de calor y los intercambiadores de calor de utilización actúen por separado como evaporadores o condensadores del refrigerante;

un circuito de retorno de aceite (101) que conecta una parte inferior del intercambiador de calor de fuente de calor y el lado de admisión del mecanismo de compresión, y caracterizado por

un primer circuito de derivación (102) que puede derivar el refrigerante descargado del mecanismo de compresión a un lado de admisión del mecanismo de compresión;

en el que el acondicionador de aire está configurado de manera que puede llevarse a cabo una operación de recuperación de aceite mediante la cual, cuando el intercambiador de calor de fuente de calor se hace actuar y funciona como evaporador, el refrigerante descargado del mecanismo de compresión se deriva al lado de admisión del mecanismo de compresión a través del primer circuito de derivación, el funcionamiento se conmuta a un funcionamiento que hace que el intercambiador de calor de fuente de calor actúe como condensador y la válvula de expansión se cierra, mediante lo cual el refrigerante descargado del mecanismo de compresión se hace fluir al interior del intercambiador de calor de fuente de calor, y el aceite de máquina de refrigeración que se acumula dentro del intercambiador de calor de fuente de calor se devuelve al lado de admisión del mecanismo de compresión a través del circuito de retorno de aceite.

2. El acondicionador de aire (1) según la reivindicación 1, que comprende:

un mecanismo de conmutación de fuente de calor (22) que puede conmutar entre un estado conmutado de funcionamiento de condensación que hace que el intercambiador de calor de fuente de calor actúe como condensador del refrigerante descargado del mecanismo de compresión y un estado conmutado de funcionamiento de evaporación que hace que el intercambiador de calor de fuente de calor actúe como evaporador del refrigerante que fluye a través de la tubería de refrigerante líquido, una tubería de refrigerante gaseoso de alta presión que está conectada entre un lado de admisión del mecanismo de compresión y el mecanismo de conmutación de fuente de calor y puede ramificar el refrigerante descargado del mecanismo de compresión antes de que el refrigerante fluya al interior del mecanismo de conmutación de fuente de calor, mecanismos de conmutación de utilización (66, 67, 76, 77, 86, 87) que pueden conmutar entre un estado conmutado de funcionamiento de enfriamiento que hace que el intercambiador de calor de fuente de calor actúe como evaporador del refrigerante que fluye a través de la tubería de refrigerante líquido y un estado conmutado de funcionamiento de calefacción que hace que el intercambiador de calor de fuente de calor actúe como condensador del refrigerante que fluye a través de la tubería de refrigerante gaseoso de alta presión, y una tubería de refrigerante gaseoso de baja presión que envía el refrigerante evaporado en los intercambiadores de calor de utilización al lado de admisión del mecanismo de compresión;

en el que el acondicionador de aire está configurado de manera que puede llevarse a cabo una operación de recuperación de aceite mediante la cual, cuando el mecanismo de conmutación de fuente de calor se conmuta al estado conmutado de funcionamiento de evaporación, el refrigerante descargado del mecanismo de compresión se deriva al lado de admisión del mecanismo de compresión a través del primer circuito de derivación, el mecanismo de conmutación de fuente de calor se conmuta al estado conmutado de funcionamiento de condensación y la válvula de expansión se cierra, mediante lo cual el refrigerante descargado del mecanismo de compresión se hace fluir al interior del intercambiador de calor de fuente de calor, y el aceite de máquina de refrigeración que se acumula dentro del intercambiador de calor de fuente de calor se devuelve al lado de admisión del mecanismo de compresión a través del circuito de retorno de aceite.

3. El acondicionador de aire (1) según la reivindicación 1 ó 2, en el que un segundo circuito de derivación (103) que está conectado entre los intercambiadores de calor de utilización (32, 42, 52) y la válvula de expansión (24) y puede ramificar el refrigerante de la tubería de refrigerante líquido y enviar el refrigerante al lado de admisión del mecanismo de compresión (21) está dispuesto en la tubería de refrigerante líquido.

4. El acondicionador de aire según la reivindicación 3, en el que un receptor (25) que está conectado entre los intercambiadores de calor de utilización (32, 42, 52) y la válvula (24) de expansión y acumula el refrigerante que fluye a través de la tubería de refrigerante líquido está dispuesto también en la tubería de refrigerante líquido, y el segundo circuito de derivación (103) está dispuesto de manera que envía el refrigerante de una parte superior del receptor al lado de admisión del mecanismo de compresión (21) .

5. El acondicionador de aire (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el intercambiador de calor de fuente de calor (23) usa, como fuente de calor, agua suministrada a cantidad constante sin relación con un control del caudal del refrigerante que fluye dentro del intercambiador de calor de fuente de calor.

6. El acondicionador de aire (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el intercambiador de calor de fuente de calor (23) es un intercambiador de calor de placas.