Sistema de acondicionamiento de aire.

Sistema (1) de acondicionamiento de aire que puede conmutar entre calefacción y enfriamiento del interior;

comprendiendo el sistema de acondicionamiento de aire:

un compresor (21) para comprimir un refrigerante hasta la presión crítica o más;

un primer intercambiador de calor (22) del lado de fuente de calor para calentar o enfriar el refrigerante;

un segundo intercambiador de calor (23) del lado de fuente de calor para intercambiar calor entre el refrigerante y un medio caloportador;

un primer intercambiador de calor (41) del lado de utilización que puede realizar enfriamiento del interior usando el refrigerante enfriado en el primer intercambiador de calor del lado de fuente de calor;

un segundo intercambiador de calor (51) del lado de utilización; y

un mecanismo de conexión (24) que puede conmutar entre un primer estado de conexión en el que el refrigerante descargado del compresor se hace circular secuencialmente a través del primer intercambiador de calor del lado de fuente de calor, el primer intercambiador de calor del lado de utilización y el compresor, y un segundo estado de conexión en el que el refrigerante descargado del compresor se hace circular secuencialmente a través del segundo intercambiador de calor del lado de fuente de calor, el primer intercambiador de calor del lado de fuente de calor y el compresor;

en el que el compresor, el primer intercambiador de calor del lado de fuente de calor, el segundo intercambiador de calor del lado de fuente de calor y el mecanismo de conexión constituyen una unidad (2) de fuente de calor;

el primer intercambiador de calor del lado de utilización constituye una unidad (4) de utilización;

la unidad de utilización y la unidad de fuente de calor están conectadas a través de tuberías (6, 7) de comunicación de refrigerante;

el mecanismo de conexión (24) tiene un primer mecanismo de conexión (27) y un segundo mecanismo de conexión (28);

caracterizado porque dicho segundo intercambiador de calor del lado de utilización puede realizar una calefacción del interior usando el medio caloportador sometido a intercambio de calor en el segundo intercambiador de calor del lado de fuente de calor y porque

primer mecanismo de conexión puede conmutar entre un primer estado de conmutación en el que están conectados el lado de descarga del compresor (21) y un extremo (22a) del primer intercambiador de calor (22) del lado de fuente de calor y están conectados el lado de admisión del compresor y un extremo (41a) del primer intercambiador de calor (41) del lado de utilización en el primer estado de conexión, y un segundo estado de conmutación en el que están conectados el lado de descarga del compresor y un extremo (23a) del segundo intercambiador de calor (23) del lado de fuente de calor y están conectados el lado de admisión del compresor y el extremo del primer intercambiador de calor del lado de fuente de calor en el segundo estado de conexión; y porque

el segundo mecanismo de conexión puede conmutar entre un primer estado de reducción de presión en el que se reduce la presión del refrigerante enfriado en el primer intercambiador de calor del lado de fuente de calor y se envía al primer intercambiador de calor del lado de utilización en el primer estado de conexión, y un segundo estado de reducción de presión en el que se reduce la presión del refrigerante sometido a intercambio de calor en el segundo intercambiador de calor del lado de fuente de calor y se envía al primer intercambiador de calor del lado de fuente de calor en el segundo estado de conexión.

Sistema de acondicionamiento de aire Campo técnico La presente invención se refiere a un sistema de acondicionamiento de aire y, particularmente, a un sistema de acondicionamiento de aire que puede usar un ciclo de refrigeración en el que un refrigerante se comprime hasta la presión crítica o más, y conmutar entre calefacción y enfriamiento del interior.

Antecedentes de la técnica En la técnica anterior se usan acondicionadores de aire que pueden conmutar entre calefacción y enfriamiento del interior. Un ejemplo de un acondicionador de aire de este tipo es un denominado acondicionador de aire de tipo dividido en el que un circuito de refrigerante se configura conectando una unidad de fuente de calor que tiene un compresor, una válvula de conmutación de cuatro vías y un intercambiador de calor del lado de fuente de calor, y una unidad de utilización que tiene una válvula de expansión y un intercambiador de calor del lado de utilización, estableciéndose la conexión a través de dos tuberías de comunicación de refrigerante.

En un acondicionador de aire de tipo dividido que puede conmutar entre calefacción y enfriamiento del interior, el uso de dióxido de carbono, que tiene poco efecto sobre el ambiente, se considera deseable como refrigerante sellado dentro del circuito de refrigerante en lugar de un refrigerante de CFC, un refrigerante de HCFC o un refrigerante de HFC, que se han usado hasta ahora.

Sin embargo, en el acondicionador de aire descrito anteriormente, cuando se usa dióxido de carbono como refrigerante, el dióxido de carbono como refrigerante se comprime por el compresor hasta que se alcanza la presión crítica o más. Durante la operación de enfriamiento, se realiza una operación de ciclo de refrigeración en la que el refrigerante comprimido hasta la presión crítica o más en el compresor fluye al intercambiador de calor del lado de fuente de calor a través de la válvula de conmutación de cuatro vías, el refrigerante se enfría en el intercambiador de calor del lado de fuente de calor, el refrigerante se envía a la válvula de expansión a través de la primera tubería de comunicación de refrigerante, se reduce la presión del refrigerante hasta que se alcanza una presión baja, el refrigerante fluye al intercambiador de calor del lado de utilización y el refrigerante se calienta en el intercambiador de calor del lado de utilización, después de lo cual el refrigerante vuelve al compresor a través de la segunda tubería de comunicación de refrigerante y la válvula de conmutación de cuatro vías. Durante la operación de calefacción, se realiza un ciclo de refrigeración en el que el refrigerante comprimido hasta la presión crítica o más en el compresor fluye al intercambiador de calor del lado de utilización a través de la válvula de conmutación de cuatro vías y la segunda tubería de comunicación de refrigerante, el refrigerante se enfría en el intercambiador de calor del lado de utilización, el refrigerante se envía a la válvula de expansión, se reduce la presión del refrigerante hasta que se alcanza una presión baja, el refrigerante fluye al intercambiador de calor del lado de fuente de calor a través de la primera tubería de comunicación de refrigerante y el refrigerante se calienta en el intercambiador de calor del lado de fuente de calor, después de lo cual el refrigerante vuelve al compresor a través de la válvula de conmutación de cuatro vías. Específicamente, durante la operación de enfriamiento, el dióxido de carbono comprimido hasta la presión crítica o más pasa por un tramo que conduce desde el compresor hasta la válvula de expansión a través de la válvula de conmutación de cuatro vías, el intercambiador de calor del lado de fuente de calor y la primera tubería de comunicación de refrigerante; y durante la operación de calefacción, el dióxido de carbono comprimido hasta la presión crítica o más pasa por un tramo que conduce desde el compresor hasta la válvula de expansión a través de la válvula de conmutación de cuatro vías, la segunda tubería de comunicación de refrigerante y el intercambiador de calor del lado de utilización.

Por tanto, cuando un acondicionador de aire está configurado de modo que puede usar un ciclo de refrigeración en el que el refrigerante se comprime hasta la presión crítica o más y puede conmutar entre calefacción y enfriamiento del interior, sustancialmente todos los componentes que constituyen el circuito de refrigerante, incluyendo las tuberías de comunicación de refrigerante, deben estar diseñados a una presión máxima determinada basándose en la presión hasta la que se comprime el refrigerante por el compresor, ocasionando los problemas de costes aumentados de materiales debido a un aumento en el grosor de las tuberías de comunicación de refrigerante, una trabajabilidad reducida debido al grosor aumentado y costes aumentados adicionales debido a la trabajabilidad reducida.

En el documento de patente 1 se da a conocer un procedimiento en el que la válvula de expansión está conectada al lado de la unidad de fuente de calor, se reduce la presión del refrigerante enfriado en el intercambiador de calor del lado de fuente de calor mediante la válvula de expansión y el refrigerante se envía entonces al intercambiador de calor del lado de utilización a través de una primera tubería de comunicación de refrigerante, suprimiendo de ese modo aumentos en el grosor de las tuberías de comunicación de refrigerante.

<Documento de patente 1>

Solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público nº 2003-139422

El documento EP-A-0 240 441 da a conocer un sistema de bomba de calor de tres funciones para proporcionar un modo de calefacción, un modo de enfriamiento y un modo de producción de agua caliente independientemente de los modos de calefacción y enfriamiento. El sistema comprende medios compresores para comprimir refrigerante, medios de conducción de refrigerante de flujo reversible para proporcionar una comunicación en serie entre un primer intercambiador de calor, medios de estrangulación para reducir la presión del refrigerante y un intercambiador de calor externo, y medios de válvula de inversión para determinar selectivamente el sentido de flujo en los medios de conducción de flujo reversible en respuesta a un modo de calefacción o de enfriamiento deseado. En un modo de calefacción, los medios de válvula de inversión dirigen el flujo de refrigerante en un primer sentido al primer intercambiador de calor para condensar el refrigerante antes de dirigir el refrigerante a través de los medios de estrangulación al intercambiador de calor externo para evaporar el refrigerante. En un modo de enfriamiento, los medios de válvula de inversión dirigen el flujo de refrigerante en un segundo sentido opuesto al primer sentido al intercambiador de calor externo para condensar el refrigerante antes de dirigir el refrigerante a través de los medios de estrangulación al primer intercambiador de calor para evaporar el refrigerante. El sistema comprende además medios condensadores dobles para producir agua caliente independientemente de los modos de calefacción y enfriamiento, incluyendo los medios condensadores dobles un segundo intercambiador de calor que tiene medios de válvula de derivación para la derivación selectiva del primer intercambiador de calor, proporcionando los medios condensadores dobles comunicación en serie entre el segundo intercambiador de calor y el primer intercambiador de calor cuando se desea agua caliente con los modos de calefacción y enfriamiento y para la derivación del primer intercambiador de calor cuando se desea agua caliente sin modos de calefacción y enfriamiento, funcionando el segundo intercambiador de calor como condensador para el sistema.

Descripción de la invención Sin embargo, el procedimiento en el documento de patente 1 puede aplicarse en última instancia sólo a un acondicionador de aire de tipo dividido sólo para enfriamiento, y no puede aplicarse a un acondicionador de aire de tipo dividido que puede conmutar entre calefacción y enfriamiento del interior.

Un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de acondicionamiento de aire que pueda usar un ciclo de refrigeración en el que un refrigerante se comprime hasta la presión crítica o más, y conmutar entre calefacción y enfriamiento del interior, en el que se reduce un aumento en el grosor de las tuberías de comunicación de refrigerante.

El sistema de acondicionamiento de aire según un primer aspecto de la presente invención es un sistema de acondicionamiento de aire que puede conmutar entre calefacción y enfriamiento del interior; comprendiendo el sistema de acondicionamiento de aire un compresor para comprimir... [Seguir leyendo]

1. Sistema (1) de acondicionamiento de aire que puede conmutar entre calefacción y enfriamiento del interior; comprendiendo el sistema de acondicionamiento de aire:

un compresor (21) para comprimir un refrigerante hasta la presión crítica o más; un primer intercambiador de calor (22) del lado de fuente de calor para calentar o enfriar el refrigerante; un segundo intercambiador de calor (23) del lado de fuente de calor para intercambiar calor entre el refrigerante y un medio caloportador;

un primer intercambiador de calor (41) del lado de utilización que puede realizar enfriamiento del interior usando el refrigerante enfriado en el primer intercambiador de calor del lado de fuente de calor; un segundo intercambiador de calor (51) del lado de utilización; y un mecanismo de conexión (24) que puede conmutar entre un primer estado de conexión en el que el refrigerante descargado del compresor se hace circular secuencialmente a través del primer intercambiador de calor del lado de fuente de calor, el primer intercambiador de calor del lado de utilización y el compresor, y un segundo estado de conexión en el que el refrigerante descargado del compresor se hace circular secuencialmente a través del segundo intercambiador de calor del lado de fuente de calor, el primer intercambiador de calor del lado de fuente de calor y el compresor; en el que el compresor, el primer intercambiador de calor del lado de fuente de calor, el segundo intercambiador de calor del lado de fuente de calor y el mecanismo de conexión constituyen una unidad (2) de fuente de calor; el primer intercambiador de calor del lado de utilización constituye una unidad (4) de utilización; la unidad de utilización y la unidad de fuente de calor están conectadas a través de tuberías (6, 7) de comunicación de refrigerante; el mecanismo de conexión (24) tiene un primer mecanismo de conexión (27) y un segundo mecanismo de conexión (28) ; caracterizado porque dicho segundo intercambiador de calor del lado de utilización puede realizar una calefacción del interior usando el medio caloportador sometido a intercambio de calor en el segundo intercambiador de calor del lado de fuente de calor y porque el primer mecanismo de conexión puede conmutar entre un primer estado de conmutación en el que están conectados el lado de descarga del compresor (21) y un extremo (22a) del primer intercambiador de calor (22) del lado de fuente de calor y están conectados el lado de admisión del compresor y un extremo (41a) del primer intercambiador de calor (41) del lado de utilización en el primer estado de conexión, y un segundo estado de conmutación en el que están conectados el lado de descarga del compresor y un extremo (23a) del segundo intercambiador de calor (23) del lado de fuente de calor y están conectados el lado de admisión del compresor y el extremo del primer intercambiador de calor del lado de fuente de calor en el segundo estado de conexión; y porque el segundo mecanismo de conexión puede conmutar entre un primer estado de reducción de presión en el que se reduce la presión del refrigerante enfriado en el primer intercambiador de calor del lado de fuente de calor y se envía al primer intercambiador de calor del lado de utilización en el primer estado de conexión, y un segundo estado de reducción de presión en el que se reduce la presión del refrigerante sometido a intercambio de calor en el segundo intercambiador de calor del lado de fuente de calor y se envía al primer intercambiador de calor del lado de fuente de calor en el segundo estado de conexión.

2. Sistema (1) de acondicionamiento de aire según la reivindicación 1, en el que es posible conmutar el primer 45 mecanismo de conexión (27) al primer estado de conmutación y conmutar el segundo mecanismo de conexión (28) a un tercer estado de reducción de presión en el que se reduce la presión del refrigerante enfriado en el primer intercambiador de calor (22) del lado de fuente de calor y se envía al primer intercambiador de calor (41) del lado de utilización, y en el que se reduce la presión del refrigerante sometido a intercambio de calor en el primer intercambiador de calor (22) del lado de fuente de calor y se 50 envía al segundo intercambiador de calor (23) del lado de fuente de calor.

3. Sistema (1) de acondicionamiento de aire según la reivindicación 1 o 2, en el que el medio caloportador es agua.

4. Sistema (1) de acondicionamiento de aire según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el refrigerante es dióxido de carbono.