Instalación de calefacción/climatización con condensador y evaporador externos y contiguos para el calentamiento del evaporador externo.

Instalación de calefacción/climatización (IC) que comprende un compresor (CP) apropiado para calentar y presurizar un fluido frigorígeno,

un condensador interno (CDI) apropiado, en modo calefacción, para contribuir al calentamiento de un aire denominado interior por intercambio con el citado fluido frigorígeno procedente del citado compresor (CP), un reductor de presión externo (DTE) apropiado, en modo calefacción, para enfriar el citado fluido frigorígeno, y un evaporador externo (EE) apropiado, en modo calefacción, para recalentar el citado fluido frigorígeno procedente del citado reductor de presión externo (DTE) por intercambio con un aire denominado exterior para alimentar al citado compresor (CP), comprendiendo la citada instalación además un condensador externo (CDE) contiguo con el citado evaporador externo (EE) y apropiado, en modo calefacción, para recoger el citado fluido frigorígeno procedente del citado condensador interno (CDI) para alimentar al citado reductor de presión externo (DTE) y constituir una fuente de calor para el citado evaporador externo (EE) contiguo, de manera que se reduzca la probabilidad de que ese último (EE) se forme hielo en presencia de un aire exterior que presente una temperatura baja y que comprende un reductor de presión interno (DTI) apropiado, en modo refrigeración, para enfriar el citado fluido frigorígeno, estando caracterizada la citada instalación por que comprende un evaporador interno (EI) apropiado, en modo refrigeración, para enfriar el citado aire interior por intercambio con el citado fluido frigorígeno procedente del citado reductor de presión interno (DTI) y por que el citado condensador externo (CDE) es apropiado, en modo refrigeración, para preenfriar el citado fluido frigorígeno procedente del citado compresor (CP) por intercambio con el citado aire exterior, con miras a alimentar de fluido frigorígeno preenfriado al citado reductor de presión interno (DTI).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2011/050920.

Solicitante: PEUGEOT CITROEN AUTOMOBILES SA.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: ROUTE DE GISY 78140 VELIZY VILLACOUBLAY FRANCIA.

Inventor/es: BACH, PATRICK.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B60H1/32 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B60 VEHICULOS EN GENERAL.B60H DISPOSICIONES O ADAPTACIONES DE DISPOSITIVOS DE CALEFACCION, REFRIGERACION, VENTILACION O DE OTROS TRATAMIENTOS DEL AIRE, ESPECIALMENTE PARA PARTES DE VEHICULOS DESTINADAS A PASAJEROS O MERCANCIAS.B60H 1/00 Dispositivos de calefacción, refrigeración o ventilación (dispositivos de calefacción, refrigeración o ventilación que efectúan otro tratamiento del aire, en la medida que el otro tratamiento es más importante B60H 3/00; ventilación obtenida únicamente por abrir ventanas, puertas, partes del techo o similares, B60J; dispositivos de calefacción o ventilación para asientos de vehículos B60N 2/56; dispositivos de limpieza de ventanas o parabrisas que emplean aire, p. ej. aparatos para quitar el hielo B60S 1/54). › Dispositivos de refrigeración (vehículos adaptados para transportar mercancías refrigeradas B60P 3/20).
  • F25B41/04 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F25 REFRIGERACION O ENFRIAMIENTO; SISTEMAS COMBINADOS DE CALEFACCION Y DE REFRIGERACION; SISTEMAS DE BOMBA DE CALOR; FABRICACION O ALMACENAMIENTO DEL HIELO; LICUEFACCION O SOLIDIFICACION DE GASES.F25B MAQUINAS, INSTALACIONES O SISTEMAS FRIGORIFICOS; SISTEMAS COMBINADOS DE CALEFACCION Y DE REFRIGERACION; SISTEMAS DE BOMBA DE CALOR (sustancias para la transferencia, intercambio o almacenamiento de calor, p. ej. refrigerantes, o sustancias para la producción de calor o frío por reacciones químicas distintas a la combustión C09K 5/00; bombas, compresores F04; utilización de bombas de calor para la calefacción de locales domésticos o de otros locales o para la alimentación de agua caliente de uso doméstico F24D; acondicionamiento del aire, humidificación del aire F24F; calentadores de fluidos que utilizan bombas de calor F24H). › F25B 41/00 Circulación del fluido, p. ej. para la transmisión del líquido del evaporador al hervidor (bombas en sí , empaquetaduras para ello F04). › Disposición de las válvulas (válvulas en sí F16K).

PDF original: ES-2534919_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Instalación de calefacción/climatización con condensador y evaporador externos y contiguos para el calentamiento del evaporador externo

La invención concierne a las instalaciones de calefacción/climatización que equipan a ciertos vehículos, eventualmente de tipo automóvil, y a ciertos edificios.

Como conoce el especialista en la materia, ciertas instalaciones de calefacción/climatización constituyen bombas de calor reversibles capaces de funcionar en modo calefacción como en modo refrigeración. A tal efecto, éstas comprenden especialmente un condensador interno encargado, en modo calefacción, de contribuir al calentamiento de un aire interior por intercambio con un fluido frigorígeno calentado y a presión, y un evaporador externo encargado, en modo calefacción, de recalentar el fluido frigorígeno enfriado y despresurizado por intercambio con un aire denominado exterior.

Se entiende aquí por "externo" un equipo que interviene en el proceso de intercambio de calorías con el aire exterior (como por ejemplo un evaporador externo o un reductor de presión externo que alimenta a un evaporador externo) y por "interno" un equipo que interviene en el proceso de intercambio de calorías con el aire interior (como por ejemplo un condensador interno o un evaporador interno o también un reductor de presión interno que alimenta a un evaporador interno).

Cuando hace frío o mucho frío, es decir cuando la temperatura del aire exterior es negativa o está situada en la proximidad de cero grados centígrados ( °C), el contacto entre el aire exterior y el fluido frigorígeno parcialmente enfriado, que sale del condensador interno y que circula por el evaporador externo, provoca frecuentemente la formación de hielo en este último, lo que es perjudicial para su funcionamiento y por tanto hace la instalación menos rentable.

Para intentar poner remedio a este inconveniente, han sido propuestas varias soluciones.

Así, una primera solución, especialmente descrita en el documento de patente FR 252533, consiste en añadir al evaporador externo conductos dedicados al deshielo por los cuales circula un fluido caloportador procedente de un circuito de enfriamiento (por ejemplo de un motor de vehículo). El inconveniente de esta primera solución reside en el hecho de que ésta necesita una modificación importante del evaporador externo. Además, ésta se considera difícilmente utilizable cuando el fluido caloportador es prácticamente inexistente o energéticamente indisponible en modo calentamiento, como es el caso especialmente en los vehículos denominados "todo eléctrico" o "híbridos" o en los edificios.

Una segunda solución, especialmente descrita en el documento de patente GB 988874, consiste en implantar el evaporador externo en el mismo recinto que el condensador interno, a fin de que el primero pueda recalentarse gracias al líquido frigorígeno que circula por el segundo. El inconveniente de esta segunda solución reside en el hecho de que ésta es muy difícil, incluso imposible, de poner en práctica en un vehículo automóvil, y perjudica el rendimiento global.

Una tercera solución, descrita especialmente en el documento de patente US 5.586.448, consiste en utilizar un radiador eléctrico adicional para recalentar un fluido caloportador que se hace circular por el evaporador externo. El inconveniente de esta tercera solución reside en el hecho de que ésta necesita no solamente una modificación del evaporador externo, sino igualmente un dispositivo de calentamiento eléctrico adicional, lo que se considera voluminoso y consumidor de energía (lo que es penalizante en términos de autonomía en el caso de un vehículo eléctrico o híbrido).

Por el documento EP16176 se conoce igualmente una instalación de calefacción/climatización de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

La invención por tanto tiene por objetivo proponer una instalación de calefacción/climatización que optimice el modo refrigeración.

A tal efecto, ésta propone de modo más preciso una instalación de calefacción/climatización de acuerdo con la parte caracterizante de la reivindicación 1.

La instalación de acuerdo con la invención puede comprender otras características que pueden ser tomadas separadamente o en combinación, y especialmente:

- esta puede comprender una primera válvula de tipo de tres vías y que comprende una entrada acoplada a la salida del compresor, una primera salida acoplada a la entrada del condensador interno y una segunda salida acoplada a una primera entrada/salida del condensador externo;

- ésta puede comprender una segunda válvula de tipo de tres vías y que comprende una entrada acoplada a la salida del condensador interno, una salida acoplada a la entrada del evaporador interno, y una entrada/salida acoplada a una segunda entrada/salida del condensador externo;

- ésta puede comprender una tercera válvula de tipo de tres vías y que comprende una primera entrada acoplada a la segunda salida de la primera válvula, una salida acoplada a la entrada del reductor de presión externo, y una entrada/salida acoplada a la primera entrada/salida del citado condensador externo;

- ésta puede comprender una cuarta válvula de tipo de tres vías y que comprende una primera entrada acoplada a la salida del evaporador interno, una segunda entrada acoplada a la salida del evaporador externo, y una salida acoplada a la entrada del compresor;

- su condensador interno puede ser apropiado, en modo calefacción, para calentar el aire interior por intercambio con el fluido frlgorígeno procedente del compresor;

- en variante, su condensador Interno puede ser apropiado, en modo calefacción, para recalentar, por Intercambio con el fluido frigorígeno que procede del compresor, un fluido caloportador que está destinado a alimentar un aerotermo apropiado para calentar el aire Interior por Intercambio térmico.

La invención propone igualmente un vehículo, eventualmente de tipo automóvil, que comprenda una Instalación de calefacción/climatización del tipo de la presentada anteriormente.

Otras características y ventajas de la invención se pondrán de manifiesto en el examen de la descripción detallada que sigue, y de los dibujos anejos, en los cuales:

- la figura 1 ¡lustra esquemática y funclonalmente un primer ejemplo de realización de una Instalación de calefacción/climatización de acuerdo con la Invención, en modo calefacción,

- la figura 2 ¡lustra esquemática y funclonalmente un segundo ejemplo de realización de una Instalación de calefacción/climatización de acuerdo con la Invención, en modo calefacción, y

- la figura 3 ¡lustra esquemática y funclonalmente la Instalación de calefacción/climatización de la figura 1 en modo refrigeración.

Los dibujos anejos podrán no solamente servir para completar la invención, sino también, llegado el caso, para contribuir a su definición.

La invención tiene por objetivo proponer una instalación de calefacción/climatización (IC), de tipo bomba de calor reversible.

En lo que sigue, se considera a título de ejemplo no limitativo, que la instalación de calefacción/climatización (IC) forma parte de un vehículo automóvil, como por ejemplo un coche, eventualmente de tipo "todo eléctrico" o "híbrido". Pero, la Invención no está limitada a esta aplicación. Ésta, en efecto, concierne a cualquier instalación de calefacción/climatización de tipo bomba de calor reversible, esté destinada ésta a ser instalada en un vehículo o en un edificio.

En las figuras 1 a 3 se han representado esquemáticamente dos ejemplos de realización de instalación de calefacción/climatización IC, de acuerdo con la invención. El primer ejemplo de realización, ilustrado en las figuras 1 y 3, está destinado por ejemplo a ser implantado en un vehículo automóvil eléctrico o en un edificio. El segundo ejemplo de realización, ilustrado en la figura 2, está destinado por ejemplo a ser implantado en un vehículo automóvil híbrido.

Una instalación de calefacción/climatización IC, de acuerdo con la invención, está destinada a funcionar en modo calefacción o en modo refrigeración según las necesidades. A tal efecto, ésta comprende especialmente un compresor CP, un condensador interno CDI, un reductor de presión externo DTE, un evaporador externo EE, y un condensador externo CDE que intervienen todos al menos en el modo calefacción.

El compresor CP está encargado de calentar y presurizar un fluido frigorígeno que, en modo calefacción, procede del evaporador externo EE.

El condensador interno CDI interviene solamente en el modo calefacción. Éste está encargado de contribuir al calentamiento de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Instalación de calefacclón/cllmatización (IC) que comprende un compresor (CP) apropiado para calentar y presurizar un fluido frlgorfgeno, un condensador interno (CDI) apropiado, en modo calefacción, para contribuir al calentamiento de un aire denominado interior por intercambio con el citado fluido frigorigeno procedente del citado compresor (CP), un reductor de presión externo (DTE) apropiado, en modo calefacción, para enfriar el citado fluido frigorigeno, y un evaporador externo (EE) apropiado, en modo calefacción, para recalentar el citado fluido frigorigeno procedente del citado reductor de presión externo (DTE) por intercambio con un aire denominado exterior para alimentar al citado compresor (CP), comprendiendo la citada instalación además un condensador externo (CDE) contiguo con el citado evaporador externo (EE) y apropiado, en modo calefacción, para recoger el citado fluido frigorigeno procedente del citado condensador interno (CDI) para alimentar al citado reductor de presión externo (DTE) y constituir una fuente de calor para el citado evaporador externo (EE) contiguo, de manera que se reduzca la probabilidad de que ese último (EE) se forme hielo en presencia de un aire exterior que presente una temperatura baja y que comprende un reductor de presión interno (DTI) apropiado, en modo refrigeración, para enfriar el citado fluido frigorigeno, estando caracterizada la citada instalación por que comprende un evaporador interno (El) apropiado, en modo refrigeración, para enfriar el citado aire interior por intercambio con el citado fluido frigorigeno procedente del citado reductor de presión interno (DTI) y por que el citado condensador externo (CDE) es apropiado, en modo refrigeración, para preenfriar el citado fluido frigorigeno procedente del citado compresor (CP) por intercambio con el citado aire exterior, con miras a alimentar de fluido frigorigeno preenfriado al citado reductor de presión interno (DTI).

2. Instalación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que comprende una primera válvula (V1) de tipo de tres vias y que comprende una entrada acoplada a la salida del citado compresor (CP), una primera salida acoplada a la entrada del citado condensador interno (CDI) y una segunda salida acoplada a una primera entrada/salida del citado condensador externo (CDE).

3. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada por que comprende una segunda válvula (V2) de tipo de tres vías y que comprende una entrada acoplada a la salida del citado condensador interno (CDI), una salida acoplada a la entrada del citado evaporador interno (El), y una entrada/salida acoplada a una segunda entrada/salida del citado condensador externo (CDE).

4. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 o 3, caracterizada por que comprende una tercera válvula (V3) de tipo de tres vías y que comprende una primera entrada acoplada a la segunda salida de la citada primera válvula (V1), una salida acoplada a la entrada del citado reductor de presión externo (DTE), y una entrada/salida acoplada a la citada primera entrada/salida del citado condensador externo (CDE).

5. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que comprende una cuarta válvula (V4) de tipo de tres vías y que comprende una primera entrada acoplada a la salida del citado evaporador interno (El), una segunda entrada acoplada a la salida del citado evaporador externo (EE), y una salida acoplada a la entrada del citado compresor (CP)

6. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que el citado condensador interno (CDI) es apropiado, en modo calefacción, para calentar el citado aire interior por intercambio con el citado fluido frigorigeno procedente del citado compresor (CP).

7. Instalación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que el citado condensador interno (CDI) es apropiado, en modo calefacción, para recalentar, por intercambio con el citado fluido frigorigeno procedente del citado compresor (CP), un fluido caloportador destinado a alimentar un aerotermo (AR) apropiado para calentar el citado aire interior por intercambio térmico.

8. Vehículo, caracterizado por que comprende una instalación de calefacción/climatización (IC) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes.


 

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