Equipo de refrigeración.

Dispositivo de refrigeración (1, 101, 201), que comprende:

un circuito refrigerante principal (10,

110, 210) que tiene un compresor (21), un intercambiador de calor (24) de lado de fuente de calor y un intercambiador de calor (52) de lado de usuario;

un circuito refrigerante auxiliar (42, 242) dispuesto entre el compresor del circuito refrigerante principal y el intercambiador de calor de lado de usuario, y que puede devolver una parte del refrigerante que se comprime en el compresor y se envía al intercambiador de calor de lado de usuario al circuito refrigerante principal tras condensarse, en el que el circuito refrigerante auxiliar (42, 242) comprende un circuito ramificado (42a) que sirve para ramificar una parte del refrigerante comprimido en el compresor (21) y enviarla al intercambiador de calor (52) de lado de usuario desde el circuito refrigerante principal (10, 110, 210), un condensador (42b, 242b) que puede condensar el refrigerante ramificado, y un circuito de enlace (42c) que puede devolver el refrigerante condensado al circuito refrigerante principal; y

una válvula de conmutación de cuatro vías (23) para conmutar la dirección del flujo de refrigerante al conmutar entre operaciones de enfriamiento y operaciones de calefacción;

caracterizado porque

el circuito refrigerante auxiliar (42, 242) comprende además un circuito de derivación (42f) que puede evitar el condensador (42b, 242b) y propagar refrigerante desde el compresor (21) al intercambiador de calor (52) de lado de usuario; y

el circuito refrigerante principal (10, 110, 210) comprende además un mecanismo antirretorno (44), que se proporciona entre un conector que conecta el circuito ramificado (42a) al circuito refrigerante principal y un conector que conecta el circuito de enlace (42c) al circuito refrigerante principal, y que sólo deja pasar el flujo de refrigerante del intercambiador de calor de lado de usuario al compresor.

Equipo de refrigeración

Campo técnico

La presente invención se refiere a un equipo de refrigeración, y más particularmente a un equipo de refrigeración que tiene un circuito refrigerante de tipo de compresión de vapor.

Técnica anterior Un ejemplo de un equipo de refrigeración convencional que incluye un circuito de refrigeración por compresión de vapor es un acondicionador de aire que se emplea para proporcionar acondicionamiento de aire para edificios y similares. Este tipo de acondicionador de aire incluye principalmente una unidad de fuente de calor, una pluralidad de unidades de usuario, y un conducto de enlace de gas refrigerante y un conducto de enlace de líquido refrigerante que sirven para conectar estas unidades entre sí. El conducto de enlace de gas refrigerante y el conducto de enlace de líquido refrigerante del acondicionador de aire están colocados de modo que conectan la unidad de fuente de calor y la pluralidad de unidades de usuario, y por tanto los conductos son largos y tienen una forma de conducto complejo que incluye muchas curvas y ramificaciones a lo largo de la longitud de los mismos. Debido a esto, cuando ha de renovarse el acondicionador de aire, habrá muchas ocasiones en las que sólo se renuevan la unidad de fuente de calor y las unidades de usuario, y el conducto de enlace de gas refrigerante y el conducto de enlace de líquido refrigerante del dispositivo preexistente se dejan en su sitio.

Además, muchos acondicionadores de aire convencionales usan un refrigerante de HCFC tal como R22. Los conductos, dispositivos y similares que forman el circuito refrigerante de este tipo de acondicionador de aire tienen una resistencia que corresponde a la presión de saturación del refrigerante de funcionamiento a una temperatura normal. Sin embargo, debido a problemas medioambientales que están tomándose en consideración en los últimos años, están realizándose continuos esfuerzos para sustituir los refrigerantes de HCFC por refrigerantes de HFC o HC. Debido a esto, los acondicionadores de aire que se emplean para el acondicionamiento de aire de edificios o similares están renovándose sustituyendo la unidad de fuente de calor y las unidades de usuario preexistentes que usan R22 como refrigerante de funcionamiento por dispositivos que usan refrigerantes de HFC tales como R407C que se aproximan a las características de presión de saturación del R22 como refrigerante de funcionamiento, y reutilizando el conducto de enlace de gas refrigerante y el conducto de enlace de líquido refrigerante del acondicionador de aire preexistente.

Por otro lado, es deseable que el acondicionador de aire mencionado anteriormente tenga una eficiencia de refrigeración mejorada y un consumo de potencia reducido. Para satisfacer estas necesidades, se ha considerado usar refrigerantes de HFC tales como R410A y R32 que tienen características de presión de saturación que son superiores a las de R22 o R407C. Sin embargo, si se intenta usar un refrigerante tal como R410A o R32 como refrigerante de funcionamiento, no sólo tendrán que sustituirse la unidad de fuente de calor y las unidades de usuario, sino que el conducto de enlace de gas refrigerante y el conducto de enlace de líquido refrigerante también tendrán que sustituirse por conductos que tengan resistencias correspondientes a las características de presión de saturación de los mismos, y por tanto la tarea de instalar el acondicionador de aire será más laboriosa que antes.

Un ejemplo de un acondicionador de aire que es capaz de solucionar estos tipos de problemas es el acondicionador de aire divulgado en la solicitud de patente japonesa publicada n.º 2002-106984. Este acondicionador de aire tiene un circuito de refrigeración que incluye un compresor, un intercambiador de calor de lado de fuente de calor e intercambiadores de calor de lado de usuario, y un intercambiador de calor auxiliar de lado de fuente de calor que está conectado en paralelo al intercambiador de calor de lado de fuente de calor. Cuando la presión de refrigerante en el lado de descarga del compresor del acondicionador de aire aumenta durante operaciones de enfriamiento, el refrigerante en el lado de descarga del compresor se introduce en el intercambiador de calor auxiliar de lado de fuente de calor y se condensa, y por tanto puede reducirse la presión de refrigerante del circuito refrigerante entre el lado de descarga del compresor y los intercambiadores de calor de lado de usuario (incluyendo el conducto de enlace de líquido refrigerante) . Esto permite sustituir la unidad de fuente de calor y las unidades de usuario por aquéllas que usan R410A como refrigerante de funcionamiento, y permite dejar en su sitio y reutilizar el conducto de enlace de líquido refrigerante del acondicionador de aire preexistente que emplea R22 y similares.

Sin embargo, el intercambiador de calor auxiliar de lado de fuente de calor del acondicionador de aire mencionado anteriormente se proporciona con el fin de ajustar la presión de refrigerante del circuito refrigerante entre el intercambiador de calor de lado de fuente de calor y los intercambiadores de calor de lado de usuario que incluye el conducto de enlace de líquido refrigerante durante operaciones de enfriamiento, y no está diseñado para ajustar la presión de refrigerante del conducto de enlace de gas refrigerante durante operaciones de calefacción. Debido a esto, se supone que, durante operaciones de calefacción, el acondicionador de aire se hará funcionar de modo que mantenga la capacidad de calefacción en cada unidad de usuario, mientras hace que la presión de descarga del compresor sea menor que la presión máxima admisible del conducto de enlace de gas refrigerante. Más específicamente, para mantener la capacidad de calefacción en cada unidad de usuario, el acondicionador de aire

debe hacerse funcionar de modo que la temperatura de gas refrigerante en el lado de descarga del compresor se mantenga a una temperatura predeterminada, y la presión de descarga del compresor se hace menor que la presión máxima admisible del conducto de enlace de gas refrigerante.

Sin embargo, debido a que el R410A tiene características de presión de saturación que son superiores a las del R22 y similares, cuando la temperatura de admisión del compresor es la misma, sólo puede obtenerse una temperatura de descarga que es menor que la temperatura de descarga obtenida con R22 y similares, incluso si la presión se eleva por medio del compresor hasta la misma que la presión de descarga. Por tanto, en la medida de lo posible, las operaciones de calefacción deben realizarse con la presión de descarga del compresor elevada hasta casi la presión máxima admisible del conducto de enlace de gas refrigerante con el fin de aumentar la temperatura de refrigerante. Por un lado, cuando el acondicionador de aire se hace funcionar para elevar la presión de descarga del compresor hasta casi la presión máxima admisible del conducto de enlace de gas refrigerante, se necesitará un control de presión superior que responda a aumentos de presión, particularmente fluctuaciones de presión rápidas tales como cambios en la carga de calefacción.

Por otro lado, es deseable que el acondicionador de aire mencionado anteriormente tenga una eficiencia de refrigeración mejorada y un consumo de potencia reducido. Para satisfacer estas necesidades, se ha considerado usar refrigerantes de HFC tales como R410A y R32 que tienen características de presión de saturación que son superiores a las de R22 o R407C. Sin embargo, si se intenta usar un refrigerante tal como R410A o R32 como refrigerante de funcionamiento, no sólo tendrán que sustituirse la unidad de fuente de calor y las unidades de usuario, sino que el conducto de enlace de gas refrigerante y el conducto de enlace de líquido refrigerante también tendrán que sustituirse por conductos que tengan resistencias correspondientes a las características de presión de saturación de los mismos, y por tanto la tarea de instalar el acondicionador de aire será más laboriosa que antes.

Además, como se indicó anteriormente, no sólo habrá situaciones en las que el conducto de enlace de gas refrigerante y el conducto de enlace de líquido refrigerante preexistentes de un acondicionador de aire que usaba R22, R407C y similares se dejarán en su sitio y se reutilizarán, y se usarán una unidad de fuente de calor y unidades de usuario nuevas que usan refrigerante tal como R410A, R32 y similares que tienen características de presión de saturación que son superiores a las de R22 y R407C con los conductos preexistentes, sino que también habrá situaciones en las que no puedan prepararse los conductos de enlace de gas refrigerante y los conductos de enlace de líquido refrigerante que tienen características... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de refrigeración (1, 101, 201) , que comprende:

un circuito refrigerante principal (10, 110, 210) que tiene un compresor (21) , un intercambiador de calor (24) de lado de fuente de calor y un intercambiador de calor (52) de lado de usuario;

un circuito refrigerante auxiliar (42, 242) dispuesto entre el compresor del circuito refrigerante principal y el intercambiador de calor de lado de usuario, y que puede devolver una parte del refrigerante que se 10 comprime en el compresor y se envía al intercambiador de calor de lado de usuario al circuito refrigerante principal tras condensarse, en el que el circuito refrigerante auxiliar (42, 242) comprende un circuito ramificado (42a) que sirve para ramificar una parte del refrigerante comprimido en el compresor (21) y enviarla al intercambiador de calor (52) de lado de usuario desde el circuito refrigerante principal (10, 110, 210) , un condensador (42b, 242b) que puede condensar el refrigerante ramificado, y un circuito de enlace (42c) que puede devolver el refrigerante condensado al circuito refrigerante principal; y una válvula de conmutación de cuatro vías (23) para conmutar la dirección del flujo de refrigerante al conmutar entre operaciones de enfriamiento y operaciones de calefacción;

caracterizado porque el circuito refrigerante auxiliar (42, 242) comprende además un circuito de derivación (42f) que puede evitar el condensador (42b, 242b) y propagar refrigerante desde el compresor (21) al intercambiador de calor (52) de lado de usuario; y el circuito refrigerante principal (10, 110, 210) comprende además un mecanismo antirretorno (44) , que se proporciona entre un conector que conecta el circuito ramificado (42a) al circuito refrigerante principal y un conector que conecta el circuito de enlace (42c) al circuito refrigerante principal, y que sólo deja pasar el flujo de refrigerante del intercambiador de calor de lado de usuario al compresor.

2. Dispositivo de refrigeración (1, 101, 201) según la reivindicación 1, en el que el circuito refrigerante auxiliar (42, 242) comprende además un mecanismo de apertura/cierre (42d) que puede propagar/interrumpir el flujo de refrigerante al condensador (42b, 242b) .

3. Dispositivo de refrigeración (1, 101, 201) según la reivindicación 1 ó 2, en el que se proporciona un mecanismo de detección de presión (42e) en el circuito refrigerante principal (10, 110, 210) o el circuito refrigerante auxiliar (42, 242) , y sirve para detectar la presión de refrigerante entre el condensador (42b, 242b) y el intercambiador de calor (52) de lado de usuario.

4. Dispositivo (201) de refrigeración según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el condensador (242b) es un intercambiador de calor que usa refrigerante que fluye dentro del circuito refrigerante principal

(210) como fuente de enfriamiento.

5. Dispositivo de refrigeración (1, 101, 201) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el 45 refrigerante que fluye en el circuito refrigerante principal (10, 110, 210) y el circuito refrigerante auxiliar (42, 242) es R410A o R32.