MXPA06013529A

MXPA06013529A - Sistema de enfriamiento y almacenamiento de energia termica basado en refrigerante con capacidad mejorada de intercambio de calor.

Info

Publication number: MXPA06013529A
Application number: MXPA06013529A
Authority: MX
Inventors: Robert S Hicks; Ramachandran Narayanamurthy
Original assignee: Ice Energy Inc
Priority date: 2004-05-25
Filing date: 2005-05-25
Publication date: 2007-08-21
Also published as: US7503185B2; CN101027525A; US20110048058A1; US7827807B2; KR101236121B1; WO2005116547A1; JP2008500511A; JP5203702B2; US20090183518A1; CN100575801C; US20050262870A1; KR20070046789A

Abstract

Se describe un metodo y dispositivo para incrementar la carga de enfriamiento que se puede proporcionar por un sistema de enfriamiento y almacenamiento de energia termica basado en refrigerante con un arreglo mejorado de intercambiadores de calor. Este incremento de carga se logra al hacer circular agua fria que circunda un bloque de hielo, usado como el medio de almacenamiento de energia termica, a traves de un intercambiador (162) de calor secundario que condensa vapor de refrigerante que regresa de una carga. El refrigerante entonces se hace circular a traves de un intercambiador (160) de calor primario dentro del bloque de hielo donde se enfria y condensa de forma adicional. Este sistema se conoce como un sistema de fusion interno/externo debido a la energia termica, almacenada en la forma de hielo, se funde de manera interna por un intercambiador primario de calor y de manera externa al hacer circular agua fria desde la periferia del bloque a traves de un intercambiador de calor secundario.

Description

SISTEMA DE ENFRIAMIENTO Y ALMACENAMIENTO DE ENERGÍA TÉRMICA BASADO EN REFRIGERANTE CON CAPACIDAD MEJORADA DE INTERCAMBIO DE CALOR Campo de la Invención La presente invención se refiere en general a sistemas que proporcionan energía térmica almacenada en la forma de hielo, y de manera más específica a sistemas de refrigeración y enfriamiento con almacenamiento de hielo.

Antecedentes de la Invención Con el incremento de las demandas en el consumo de energía de mayor demanda, se ha utilizado almacenamiento de hielo para alternar las cargas de energía de acondicionamiento de aire a los momentos y tasas de baja demanda. Existe la necesidad no sólo de alternar la carga de los periodos de alta demanda a los periodos de baja demanda, sino también incrementar la eficiencia y capacidad de las unidades de acondicionamiento de aire. Las unidades actuales de acondicionamiento de aire que tienen sistemas de almacenamiento de energía han tenido éxito limitado debido a las varias deficiencias que incluyen la confianza en los enfriadores de agua que son prácticos sólo en grandes construcciones comerciales y difíciles en el logro de la alta eficiencia. A fin de comercializar las ventajas del almacenamiento de energía térmica en las construcciones comerciales grandes y pequeñas, los sistemas de almacenamiento de energía térmica deben tener costos mínimos de fabricación, mantener una eficiencia máxima bajo condiciones variadas de operación, emanar simplicidad en el diseño de manejo de refrigerante, y mantener flexibilidad en múltiples aplicaciones de refrigeración o acondicionamiento de aire. Los sistemas para proporcionar energía térmica almacenada se han contemplado anteriormente en la Patente de los Estados Unidos No. 4,735,064, Patente de los Estados Unidos No. 4,916,916, ambas emitidas a Harry Fischer, Patente de los Estados Unidos No. 5,647,225 emitida a Fischer et al, y Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. 10/967,114 presentada el 15 de Octubre del 2004 por Narayanamurthy et al. Todas estas patentes utilizan almacenamiento de hielo para alternar las cargas de acondicionamiento de aire de las tasas eléctricas de alta demanda a las de baja demanda para proporcionar justificación económica y se incorporan de este modo como referencia en la presente para todo lo que enseñan y describen.

Breve Descripción de la Invención Una modalidad de la presente invención puede comprender un sistema de enfriamiento y almacenamiento de energía térmica basado en refrigerante que comprende: una unidad de condensación, la unidad de condensación que comprende un compresor y un condensador; una unidad de manejo de refrigerante conectada a la unidad de condensación, la unidad de manejo de refrigerante que regula, acumula y bombea refrigerante; un intercambiador de calor de carga conectado a la unidad de manejo de refrigerante que proporciona enfriamiento a una carga de enfriamiento al incrementar la entalpia del refrigerante; un tanque lleno con un fluido capaz de un cambio de fase entre líquido y sólido y que contiene un intercambiador de calor primario en el mismo, el intercambiador de calor primario que se conecta a la unidad de manejo de refrigerante que usa el refrigerante de la unida de manejo de refrigerante para enfriar el fluido y para congelar al menos una porción del fluido dentro del tanque; y un intercambiador de calor secundario conectado al intercambiador de calor de carga que facilita el contacto térmico entre el fluido enfriado y el refrigerante, reduciendo de este modo la entalpia del refrigerante, y retorna el fluido calentado al tanque. Una modalidad de la presente invención también puede comprender un método para proporcionar enfriamiento de carga con un sistema de enfriamiento y almacenamiento de energía térmica basado en refrigerante que comprende los pasos de: condensar un primer refrigerante expandido con una unidad de condensación para crear un primer refrigerante condensado; suministrar el primer refrigerante condensado a una unidad de evaporación restringida dentro de un tanque lleno con un fluido capaz de un cambio de fase entre el líquido y sólido; expandir el primer refrigerante condensado durante un primer periodo de tiempo dentro de la unidad de evaporación para congelar una porción del fluido dentro del tanque y crear un fluido enfriado, un fluido congelado y un segundo refrigerante expandido; hacer circular al menos una porción del fluido enfriado a través de un intercambiador de calor secundario en un segundo periodo de tiempo para reducir la entalpia del segundo refrigerante expandido para crear un refrigerante de menor entalpia; hacer circular el refrigerante de menor entalpia a través de la unidad de evaporación dentro del fluido congelado para condensar el refrigerante de menor entalpia y crear un segundo refrigerante condensado; y, expandir el segundo refrigerante condensado para proporcionar el enfriamiento de carga.

Breve Descripción de las Figuras En las Figuras: La Figura 1 ilustra una modalidad de un sistema de enfriamiento y almacenamiento de energía térmica basado en refrigerante con capacidad mejorada de intercambio de calor.

La Figura 2 ilustra una modalidad de un sistema de enfriamiento y almacenamiento de energía térmica basado en refrigerante con capacidad mejorada de intercambio de calor. La Figura 3 ilustra una modalidad de un sistema de enfriamiento y almacenamiento de energía térmica basado en refrigerante con múltiples intercambiadores de calor, mejorados . La Figura 4 ilustra una modalidad de un sistema de enfriamiento y almacenamiento de energía térmica basado en refrigerante con capacidad mejorada de intercambio de calor que utiliza un baño de fluido compartido. La Figura 5 ilustra una modalidad de un sistema de enfriamiento y almacenamiento de energía térmica basado en refrigerante con capacidad mejorada de intercambio de calor que utiliza un baño de fluido compartido.

Descripción Detallada de la Invención En tanto que esta invención es susceptible a modalidad en muchas formas diferentes, se muestra en las figuras y se describirán en la presente en detalle modalidades específicas de la misma con el entendimiento que la presente descripción se va a considerar como un ejemplo de los principios de la invención y no se va a limitar a las modalidades específicas descritas. Como se muestra en la Figura 1, se representa una modalidad de un sistema de enfriamiento y almacenamiento de energía térmica basado en refrigerante que comprende los cinco componentes principales que definen el sistema. La unidad 102 acondicionadora de aire utiliza un compresor 110 y un condensador 111 para producir refrigerante líquido de alta presión distribuido a través de una línea 112 de suministro de líquido de alta presión a la unidad 104 de manejo de refrigeración. La unidad 104 de manejo de refrigeración se conecta a una unidad 106 de almacenamiento de energía térmica que comprende un tanque aislado 140 lleno con fluido (es decir, agua) y espirales 142 de fabricación de hielo. La unidad 102 acondicionadora de aire, la unidad 104 de manejo de refrigeración y la unidad 106 de almacenamiento de energía térmica actúan al unísono para proporcionar enfriamiento eficiente de múltiples modos a la unidad 108 de carga que comprende un intercambiador 108 de calor de carga (montaje interior de espiral de enfriamiento) y realizan de este modo las funciones de los modos principales de operación del sistema. Un circuito de circulación a un intercambiador 162 de calor secundario actúa para hacer circular y desestratificar el fluido 152 dentro del tangue aislado 140 y extraer calor del refrigerante que deja el intercambiador 123 de calor de carga . Como se ilustra adicionalmente en la Figura 1, durante un periodo de tiempo (construcción de hielo), la unidad 102 acondicionadora de aire produce refrigerante líquido de alta presión distribuido a través de una línea 112 de suministro de líquido de alta presión a la unidad 104 de manejo de refrigeración. La línea 112 de suministro de líquido de alta presión pasa a través de un recipiente 116 rectificador/compensador de aceite que forma un intercambiador de calor en el mismo. El recipiente 116 rectificador/compensador de aceite sirve a una trilogía de propósito: se usa para concentrar el aceite en el refrigerante de baja presión gue se va a retornar al compresor 110 a través del capilar 148 de retorno de aceite y el retorno 114 de succión seca; se usa para almacenar refrigerante líguido durante el segundo periodo de tiempo (modo de enfriamiento) ; y, se usa para prevenir el flujo de retorno de líquido al compresor 110 inmediatamente después del arranque del compresor 110 debido a un rápido hinchamiento del refrigerante dentro de las espirales 142 de congelación/descarga de hielo y el recipiente 146 de manejo de refrigerante universal. Sin el recipiente 116 rectificador/compensador de aceite, el aceite permanecería en el sistema y no retornaría al compresor 110, provocando finalmente que el compresor 110 se atore debido a la carencia de aceite, y los intercambiadores de calor también lleguen hacer menos efectivos debido a las incrustaciones.

Sin el recipiente 116 del rectificador/compensador de aceite, no puede ser posible drenar de forma adecuada el refrigerante líquido de las espirales de congelación/descarga de hielo durante el segundo periodo de tiempo (modo de enfriamiento) a fin de utilizar casi la superficie completa de transferencia de calor dentro de las espirales 142 de congelación/descarga de hielo para condensar el vapor de refrigerante gue retorna del intercambiador 123 de calor de carga. El refrigerante líquido frío entra en contacto con un intercambiador de calor interno que está dentro del recipiente 116 rectificador/compensador de aceite, un líquido de alta presión (caliente) reside dentro del intercambiador de calor interno. Un vapor se forma que se eleva a la parte superior del recipiente 116 rectificador/compensador y pasa al capilar 128 de desfogue (o un orificio) , para ser reintroducido en el retorno 124 de succión húmeda. La longitud y diámetro interno del capilar 128 de desfogue limita la presión en el recipiente 116 rectificador/compensador de aceite y la cantidad de masa de refrigerante dentro del recipiente 116 rectificador/compensador de aceite durante un periodo de tiempo de construcción de hielo. Cuando se activa durante un segundo periodo, una bomba 120 de refrigerante líquido suministra a la línea 122 de suministro de líquido bombeado con refrigerante líquido que entonces viaja a las espirales del evaporador del intercambiador 123 de calor de carga dentro de la unidad 108 de carga del sistema de enfriamiento y almacenamiento de energía térmica. El refrigerante de baja presión regresa de las espirales de evaporador del intercambiador 123 de calor de carga mediante el retorno 124 de succión húmeda a un acumulador o recipiente de manejo de refrigerante universal (URMV) 146. De manera simultánea, el refrigerante enriquecido con aceite parcialmente destilado fluye fuera del fondo del recipiente 116 rectificador/compensador de aceite a través de un capilar 148 de retorno de aceite y se vuelve a introducir en el retorno 114 de succión seca con el vapor de baja presión que sale del recipiente 146 de manejo de refrigerante universal y retorna a la unidad 102 acondicionadora de aire. El capilar 148 de retorno de aceite controla la velocidad a la cual el refrigerante rico en aceite sale del recipiente 116 rectificador/compensador de aceite. El capilar de retorno de aceite, que también se calienta por el refrigerante líquido de alta presión, caliente, dentro de la línea 112 de suministro de líquido de alta presión, permite el retorno de aceite al colector de aceite dentro del compresor 110. Adicionalmente, el retorno 124 de succión húmeda se conecta con el montaje 154 de cabezal superior que se conecta con el bifurcador 130 para suministrar refrigerante de baja presión al sistema desde el regulador 132 de fase mezclada. El regulador 132 de fase mezclada dosifica el flujo de refrigerante dentro del sistema al incorporar una válvula (orificio) que impulsa la abertura para liberar el refrigerante de fase líquida, sólo cuando existe suficiente cantidad de líquido dentro del condensador 111. El regulador 132 de fase mezclada reduce la alimentación de vapor innecesaria (diferente del vapor instantáneo que se forma cuando disminuye la presión del líquido saturado de alta presión) al recipiente 146 de manejo de refrigerante universal desde el compresor 110, en tanto que también hace caer la presión requerida de la presión del condensador a la presión de saturación del evaporador. Esto da por resultado mayor eficiencia total del sistema en tanto que simplifica la porción 104 de manejo de refrigerante del sistema de sobrealimentación de líquido o recirculado por gravedad. Por lo tanto, es benéfico tener un controlador de flujo regulado que pueda regular la salida de presión, o dosificar el flujo del refrigerante, al controlar el flujo independientemente de la temperatura y contenido de vapor del refrigerante. Este control de flujo o presión, se realiza sin retroalimentación separada de las otras partes del sistema, tal como se realiza con las válvulas convencionales de expansión térmica.

El tanque aislado 140 contiene espirales 142 de congelación/descarga de hielo de doble propósito arregladas para la recirculación por gravedad y drenaje de refrigerante líquido y se conectan a un montaje 154 de cabezal superior en la parte superior, y un montaje 156 de cabezal inferior en el fondo. El montaje 154 de cabezal superior y el montaje 156 de cabezal inferior se extienden hacia fuera a través del tanque aislado 140 a la unidad 104 de manejo de refrigeración. Cuando el refrigerante fluye a través de las espirales 142 de congelación/descarga de hielo y los montajes 154 y 156 de cabezal, las espirales actúan como un evaporador en tanto gue el fluido/hielo 152 (material de cambio de fase) solidifica en el tangue aislado 140 durante un periodo de tiempo. Las espirales 142 de congelación/descarga de hielo y los montajes 154 y 156 de cabezal se conectan al lado de baja presión del circuito de refrigerante y se arreglan para la recirculación por gravedad o con bomba y el drenaje del refrigerante líquido. Durante un segundo periodo de tiempo, el refrigerante caliente de fase vapor circula a través de las espiraLes 142 de congelación/descarga de hielo y los montajes 154 y 156 de cabezal y condensa el refrigerante, en tanto que funde el hielo. Conforme se transfiere calor desde las espirales 142 de congelación/descarga de hielo al hielo circundante, una capa de agua se forma alrededor del anillo de las espirales individuales 142. Una vez que esta capa de agua forma una envoltura suficiente alrededor de un espiral, empieza a actuar como un aislante entre las espirales 142 de congelación/descarga de hielo y el bloque de hielo. Esta condición persistirá hasta el momento cuando el anillo de agua llega hacer suficientemente grande para que una circulación considerable de agua supere esta estratificación térmica localizada. A fin de compensar la incapacidad del sistema para producir altos niveles de carga instantánea de enfriamiento, la superficie exterior del bloque de hielo se utiliza de forma adicional. Dentro del tanque aislado 140, la totalidad del agua no se congela durante el ciclo de construcción de hielo, y por lo tanto, una cantidad de agua circunda de forma continua el bloque de hielo. En el fondo del tanque, esta agua esta muy cerca al punto de congelación (aproximadamente 33-34°F), y se extrae a la línea 166 de entrada de agua fría por una bomba 164 de agua y se alimenta a un intercambiador 162 de calor secundario. El refrigerante, que regresa del intercambiador 122 de calor de carga (usualmente una espiral de evaporador en un conducto de enfriamiento) se desvía de su ruta normal del retorno 124 de succión húmeda y se alimenta al intercambiador 162 de calor secundario mediante la línea 170 de enfriamiento secundario. Aquí, el refrigerante caliente se enfría por el agua que entra de la línea 166 de entrada de agua fría y se condensa, incrementando la proporción de líquido en el refrigerante que entonces se alimenta a través de una línea 172 de salida de enfriamiento secundaria al intercambiador 160 de calor primario. La configuración de cabezal impulsa la mayoría de líguido al recipiente 146 de manejo de refrigerante universal y el vapor al intercambiador 160 de calor primario. Este vapor de refrigerante restante entonces se condensa dentro del intercambiador 160 de calor primario en el tanque aislado 140. Después de transferir calor al refrigerante en el intercambiador 162 de calor secundario, el agua caliente se regresa a cualquier porción (porción superior representada) del tanque aislado 140 mediante la línea 168 de retorno de agua caliente. La unidad 104 de manejo de refrigerante incluye el recipiente 146 de manejo de refrigerante que funciona como un acumulador. El recipiente 146 de manejo de refrigerante universal se localiza en el lado de baja presión del circuito de refrigerante y realiza varias funciones. El recipiente 146 de manejo de refrigerante universal separa el refrigerante de fase líquida del refrigerante de fase a vapor durante el periodo de almacenamiento de energía de refrigerante y nuevamente durante el periodo de enfriamiento. El recipiente 146 de manejo de refrigerante universal también proporciona una columna estática de refrigerante líquido durante el periodo de almacenamiento de energía de refrigerante que sostiene la circulación por gravedad a través de las espirales 142 de congelación/descarga de hielo dentro del tanque 140 aislado. El retorno 114 de succión seca proporciona al refrigerante de fase vapor de baja presión al compresor 110, dentro de la unidad 102 acondicionador de aire, durante un primer periodo de tiempo de almacenamiento de energía térmica desde una salida en la parte superior del recipiente 146 de manejo de refrigerante universal. Se proporciona un retorno 124 de succión húmeda a través de una entrada en la parte superior del montaje 154 de cabezal superior para la conexión a un evaporador (intercambiador 123 de calor de carga) durante el segundo periodo de tiempo cuando el sistema de almacenamiento de energía de refrigerante proporciona enfriamiento. El primer periodo de tiempo es el periodo de tiempo de almacenamiento de energía de refrigerante en el cual el calor sensible y el calor latente se remueven del agua provocando que el agua se congele. La salida del compresor 110 es vapor de refrigerante de alta presión que se condensa para formar líquido de alta presión. Una válvula (no mostrada) a la salida de la bomba 120 de refrigerante líquido (en la línea 122 de suministro de líquido bombeado) controla la conexión a la unidad 108 de carga, por ejemplo cierra la conexión cuando se detiene la bomba de refrigerante líguido. Durante el primer periodo de tiempo, el calor fluye desde el líquido caliente de alta presión al líquido frío de baja presión dentro del recipiente 116 rectificador/compensador de aceite que hace bullir el líquido frío. El aumento de presión que resulta del vapor que se forma durante la ebullición del líquido dentro del recipiente 116 rectificador/compensador de aceite provoca que el líquido frío salga del recipiente 116 rectificador/compensador de aceite y lo mueve a las espirales 142 de congelación/descarga de hielo donde se necesita para la operación apropiada del sistema durante el primer periodo de tiempo. Durante el segundo periodo de tiempo, el líquido caliente de alta presión no fluye por más tiempo a través de la línea 112 de suministro de líquido de alta presión debido a que está apagado el compresor 110 dentro de la unidad 102 acondicionadora de aire. Por lo tanto, cesa el flujo de calor mencionado anteriormente desde el líquido caliente al líquido frío. Este cese permite que el líquido del recipiente 146 de manejo de refrigerante universal y las espirales de congelación/descarga de hielo fluya de regreso al recipiente 116 rectificador/compensador de aceite debido a que no existe por más tiempo la alta presión interna de gas del recipiente durante el primer periodo de tiempo. Durante el periodo de almacenamiento de energía, el refrigerante líquido de alta presión fluye desde la unidad 102 acondicionadora de aire a un intercambiador de calor interno, que mantiene casi una pequeña cantidad de refrigerante líquido de baja presión fuera del recipiente 116 rectificador/compensador de aceite. El refrigerante que está dentro del recipiente bulle a una velocidad determinada por dos tubos capilares (tubos) . Un capilar es el capilar 128 de desfogue gue controla el nivel de refrigerante en el recipiente 116 rectificador/compensador de aceite. El segundo, el capilar 148 de retorno de aceite, regresa al refrigerante enriquecido con aceite al compresor 110 dentro de la unidad 102 acondicionadora de aire a una velocidad determinada. La columna de refrigerante líquido en el recipiente 146 de manejo de refrigerante universal se acciona por gravedad y coloca el recipiente 116 rectificador/compensador de aceite cerca del fondo de la columna del recipiente 146 de manejo de refrigerante universal que mantiene un flujo estable de refrigerante líquido de suministro al recipiente 116 rectificador/compensador de aceite y en la unidad 106 de almacenamiento de energía térmica. La función de compensación permite que el refrigerante en exceso durante el periodo de enfriamiento se drene de las espirales 142 de congelación/descarga de hielo que están en el tanque aislado 140, manteniendo el área superficial aumentada al máximo para condensar el refrigerante durante el segundo periodo de tiempo. La colocación física en el recipiente 116 rectificador/compensador de aceite, en referencia al resto del sistema, es un factor de desempeño como un recipiente compensador de aceite y como un recipiente rectificador de aceite. El recipiente 116 rectificador/compensador de aceite proporciona de manera adicional la ruta de retorno del aceite que emigra con el refrigerante que se debe retornar al compresor 110. El refrigerante líquido de alta presión ligeramente su-enfriado (más frío que la temperatura de fase vapor a líquido del refrigerante) que sale del recipiente 116 rectificador/compensador de aceite fluye a través de un regulador 132 de fase mezclada durante el cual se presenta una caída de presión. Como se señala anteriormente, la unidad 114 de manejo de refrigerante recibe el refrigerante líquido de alta presión de la unidad 102 acondicionadora de aire mediante una línea 112 de suministro de líquido de alta presión. El refrigerante líquido de alta presión fluye a través del intercambiador de calor dentro del recipiente 116 rectificadora/compensador de aceite, donde ligeramente se sub-enfría, y luego fluye al regulador 132 de fase mezclada, donde toma lugar la caída de presión del refrigerante. El uso de un regulador 132 de fase mezclada proporciona muchas funciones favorables además de la caída de presión de refrigerante líquido. La cantidad másica de refrigerante que pasa a través del regulador 132 de fase mezclada corresponde a la velocidad de ebullición de refrigerante dentro de las espirales 142 de fabricación de hielo durante el periodo de tiempo de almacenamiento de energía térmica, por lo que, elimina la necesidad de un control de nivel de refrigerante. El regulador 132 de fase mezclada hace pasar refrigerante líquido, pero se cierra cuando percibe calor. La existencia de vapor en el lado inferior del regulador crea presión para cerrar la válvula gue se combina con las otras fuerzas que actúan en el pistón, para cerrar el pistón en un punto de activación predeterminado que corresponde a un contenido deseado de vapor. Este punto de activación se puede predeterminar por el diseño del regulador (es decir, cambiando la geometría de los componentes del regulador así como los materiales) . El punto de activación también se puede ajustar por ajustes automáticos o manuales a la geometría del regulador (es decir, ajuste roscado a los límites de desplazamiento del pistón) . La acción de impulso creada en el refrigerante que sale del regulador 132 de fase mezclada como un resultado de la abertura y cierre del regulador 132 de fase mezclada crea un efecto de impulso en el refrigerante líquido que crea una onda de presión dentro de la columna cerrada en el recipiente 146 de manejo de refrigerante universal. Esto agita el refrigerante líquido tanto en las espirales 142 de fabricación de hielo como en el condensador 111 durante el primer periodo de tiempo de almacenamiento de energía térmica, y mejora la transferencia de calor así como ayuda en la segregación de líquido y refrigerante de fase a vapor. El regulador 132 de fase mezclada, en unión con el recipiente 146 de manejo de refrigerante universal, también drena la unidad 102 acondicionadora de aire de refrigerante líquido durante el primer periodo de tiempo manteniendo su área superficial de condensación libre de condensado líquido Y Por 1° tanto disponible para condensación. El regulador 132 de fase mezclada permite que la presión de cabezal o manométrica de la unidad 102 acondicionadora de aire, enfriada con aire, flote con la temperatura ambiente. El sistema no requiere un circuito de supercalor, que es necesario con la mayoría de las unidades de condensación conectadas a un dispositivo de refrigeración de expansión directa. El refrigerante de fase mezclada de baja presión que deja el regulador 132 de fase mezclada pasa a través de un bifurcador 130 en un eyector (o boguilla de inyección) , localizado entre la entrada, al recipiente 146 de manejo de refrigerante universal y el montaje 154 de cabezal superior de las espirales 142 de fabricación de hielo para ayudar con la circulación de refrigerante por gravedad. Durante el periodo de tiempo de almacenamiento de energía térmica de refrigerante, el eyector crea una caída en la presión inmediatamente corriente arriba del eyector, y en el montaje 154 de cabezal superior de la unidad 106 de almacenamiento de energía térmica, conforme el refrigerante deja el bifurcador 130, que incrementa de este modo la velocidad de circulación de refrigerante en las espirales 142 de fabricación de hielo en tanto que mejora simultáneamente el desempeño de sistema. El regulador 132 de fase mezclada también reacciona a cambios en el flujo másico del refrigerante desde el compresor 110 conforme la diferencia de presión a través de su orificio de salida varía con incremento o disminución de las temperaturas exteriores del aire ambiente. Esto permite que la presión de condensación flote con la temperatura del aire ambiente. Conforme disminuye la temperatura del aire ambiente, la presión de cabezal o manométrica en el compresor 110 disminuye lo que reduce el consumo de energía e incrementa la capacidad del compresor 110. El regulador 132 de fase mezclada permite que el refrigerante líquido pase en tanto que cierra un pistón al percibir vapor. Por lo tanto, el regulador 132 de fase mezclada retiene temporalmente la mezcla fase vapor en una "trampa". Al percibir líquido de alta presión, el pistón se levanta de su asiento lo que permite que pase líquido. El regulador 132 de fase mezclada por lo tanto, permite que la presión de vapor convierta el refrigerante líquido de alta presión a refrigerante líquido de baja presión y vapor instantáneo. El vapor retenido de regreso por el regulador 132 de fase mezclada incrementa la presión en la línea de regreso al condensador 111 y se condensa adicionalmente en un líguido. El regulador 132 de fase mezclada se autorregula y no tiene pérdidas parásitas. Adicionalmente, el regulador 132 de fase mezclada mejora la eficiencia de la transferencia de calor en las espirales de los intercambiadores de calor al remover vapor fuera del líquido y al crear una acción de impulso en tanto el lado de baja presión como en el lado de alta presión del sistema. Como se señala anteriormente, el regulador de fase mezclada se abre para dejar pasar líquido de baja presión y luego se cierra para atrapar vapor en el lado de alta presión y crea una acción de impulso en el lado de baja presión del regulador. Esta acción de impulso humecta más de la pared interior del intercambiador de calor al nivel de ebullición y condensación, lo que ayuda en la transferencia de calor. El refrigerante de fase mezclada de baja presión entra al recipiente 146 de manejo de refrigerante universal y los componentes líquido y de vapor se separan por gravedad con el líquido que cae al fondo y el vapor que se eleva a la parte superior. El componente líquido llena el recipiente 146 de manejo de refrigerante universal a un nivel determinado por la carga másica del refrigerante en el sistema, en tanto gue el componente de vapor se regresa al compresor de la unidad 102 acondicionadora de aire. En un sistema normal de enfriamiento de expansión directa, el componente de vapor circula a todo lo largo del sistema reduciendo la eficiencia. Con la modalidad representada en la Figura 1, el componente de vapor se regresa al compresor 110 directamente sin haber pasado a través del evaporador. La columna de refrigerante líquido en el recipiente 146 de manejo de refrigerante universal se acciona por gravedad y tiene dos rutas durante el periodo de tiempo de almacenamiento de energía térmica. Una ruta es el recipiente 116 rectificador/compensador de aceite donde la velocidad se dosifica por tubos capilares 128 y 148. La segunda ruta para la columna de refrigerante líquido es al montaje 156 de cabezal inferior, a través de las espirales 142 de congelación/descarga de hielo y el montaje 154 de cabezal superior, y de regreso al compresor 110 a través del recipiente 146 de manejo de refrigerante universal. Esta circulación asistida por gravedad almacena capacidad térmica en la forma de hielo cuando el tanque se llena con un fluido de cambio de fase tal como agua. La carga estática del líguido en el recipiente 146 de manejo de refrigerante universal actúa como una bomba para crear un flujo dentro de las espirales 142 de congelación/descarga y hielo. Conforme el refrigerante llega hacer un vapor, el nivel de líguido en la espiral se fuerza a más abajo del nivel del líquido en el recipiente 146 de manejo de refrigerante universal, y por lo tanto, remueve un flujo continuo entre el recipiente 146 de manejo de refrigerante universal a través de las espirales 142 de congelación/descarga de hielo. Esta presión diferencial entre el recipiente 146 de manejo de refrigerante universal y las espirales 142 de congelación/descarga de hielo mantiene la circulación de gravedad. Inicialmente sólo vapor, y posteriormente (en el ciclo de almacenamiento) , tanto líquido refrigerante como vapor, se regresan al recipiente 146 de manejo de refrigerante universal desde el montaje 154 de cabezal superior. Conforme se regresa el refrigerante al recipiente 146 de manejo de refrigerante universal, el flujo de calor disminuye gradualmente debido a un incremento en el espesor de hielo (incremento de la resistencia térmica) . El líquido regresa al recipiente 146 de manejo de refrigerante universal dentro de la unidad 104 de manejo de refrigerante y el vapor regresa al compresor 110 dentro de la unidad 102 acondicionadora de aire. La circulación por gravedad asegura acumulación uniforme del hielo. Puesto que una de las espirales 142 de congelación/descarga de hielo acumula más hielo, se reduce su velocidad de flujo de calor. La espiral siguiente ahora recibe más refrigeren te hasta que todas las espirales tienen una velocidad de flujo de calor casi igual. El diseño de las espirales 142 de congelación/descarga de hielo crea un patrón de acumulación de hielo que mantiene una alta presión de succión de compresor (por lo tanto una densidad incrementada de gas de succión) durante el periodo de tiempo (primero) de almacenamiento de acumulación de hielo. Durante la fase final del periodo de tiempo (primero) de almacenamiento de energía térmica, todos los intersticios entre cada espiral 142 de congelación/descarga de hielo se llegan a cerrar con hielo, por lo tanto el agua restante al área superficial de hielo disminuye, y cae dramáticamente la presión de succión. Esta caída en la presión de succión se puede usar como una indicación de carga completa que apaga automáticamente la unidad condensadora con un conmutador de presión de refrigerante, ajustable. Cuando la unidad 102 acondicionadora de aire se enciende durante el primer periodo de tiempo de almacenamiento de energía térmica, se impide que el refrigerante líquido de baja presión pase a través de la bomba 120 de refrigerante líquido por gravedad, y entre al intercambiador 123 de calor de carga por una válvula de vastago (no mostrada) en la línea 122 de suministro de líquido bombeado. Cuando el sistema de almacenamiento de energía térmica está completamente cargado, la unidad 102 acondicionadora de aire se apaga, el regulador 132 de fase mezclada permite que las presiones del sistema de refrigerante se compensen rápidamente. Esta compensación rápida de presión permite el uso de un motor de bajo par de fuerzas inicial y de alta eficiencia en el compresor 110. El intercambiador 123 de calor de carga se localiza ya sea por arriba o por abajo de la unidad 106 de almacenamiento de energía térmica de modo que el refrigerante puede fluir desde el intercambiador 123 de calor de caga (como líquido de fase mezclada y vapor) , o a través del retorno 124 de succión húmeda (como solo vapor e insaturación) , al montaje 154 de cabezal superior. Después de pasar a través del montaje 154 de cabezal superior entonces pasa a las espirales de congelación/descarga de hielo para condensación de regreso a un líguido. Como se muestra en la Figura 1, una modalidad de un sistema de almacenamiento y enfriamiento de ener?jía de refrigerante de alta eficiencia se representa que comprende los cinco componentes principales que definen el sistema. La unidad 102 acondicionadora de aire es una unidad condensadora convencional que utiliza un compresor 110 y un condensador 111 para producir refrigerante líquido de alta presión distribuido a través de una línea 112 de suministro de líquido de alta presión a la unidad 104 de manejo de refrigeración. La unidad 104 de manejo de refrigeración se conecta a una unidad 106 de almacenamiento de energía térmica gue comprende un tangue aislado 140, lleno con agua y espirales 142 de fabricación de hielo. Finalmente, una unidad 162 de intercambiador de calor secundario introduce capacidad de fusión externa que proporciona carga de enfriamiento instantánea adicional al sistema. La unidad 102 acondicionadora de aire, la unidad 104 de manejo de refrigeración y la unidad 106 de almacenamiento de energía térmica actúan al unísono para proporcionar enfriamiento eficiente de múltiple modo al intercambiador 108 de calor de carga (montaje interior de espiral de enfriamiento) y realizan de este modo las funciones de los modos principales de operación del sistema. El circuito de circulación creado con el intercambiador 162 de calor secundario transfiere calor entre el refrigerante que deja el intercambiador 123 de calor de carga y el fluido dentro del tanque aislado 140. Este circuito actúa para hacer circular y desestratificar el fluido 152 dentro del tanque aislado 140 y extrae calor del refrigerante que deja el intercambiador 123 de calor de carga. Este circuito de intercambiador de calor secundario se puede encender y apagar del sistema por válvula 188 como sea necesario cuando se necesite carga de enfriamiento instantáneo. El sistema mostrado se conoce como un sistema de fusión interna/externa debido a que la energía térmica que se ha almacenado en la forma de hielo se funde de manera interna al bloque por las espirales 142 de congelación/descarga y de manera externa al hacer circular agua fría desde la periferia del bloque a través de un intercambiador 162 de calor secundario. Este circuito de intercambiador de calor secundario se puede encender y apagar del sistema por las válvulas 188 conforme sea necesario cuando se necesite carga instantánea de enfriamiento. La Figura 2 ilustra una modalidad de un sistema de enfriamiento y almacenamiento de energía térmica basado en refrigerante con capacidad mejorada de intercambio de calor. Un sistema de enfriamiento y almacenamiento térmica con una unidad 202 de condensación convencional (acondicionador de aire) utiliza un compresor y condensador para producir refrigerante líquido de alta presión distribuido a través de una línea 212 en el suministro de líquido de alta presión al sistema 204 de distribución y manejo de refrigeración que puede incluir un recipiente 246 de manejo de refrigerante universal y una bomba 220 de refrigerante líquido. El recipiente 246 de manejo de refrigerante universal recibe el refrigerante líquido de fase mezclada 262 de baja presión que se ha hecho caer en presión de la línea 212 de suministro de líquido de alta presión. Se acumula refrigerante en un recipiente 246 de manejo de refrigerante universal que separa el refrigerante de fase líguida del refrigerante de fase a vapor. Se puede usar un regulador de fase mezclada (no mostrado) para reducir al mínimo la alimentación de vapor al recipiente 246 de recipiente de manejo de refrigerante universal desde el compresor, en tanto que disminuye la diferencia de presión de refrigerante del condensador a la presión de instauración del evaporador. En el modo de almacenamiento de energía térmica, el recipiente 246 de manejo de refrigerante universal alimenta el refrigerante líquido a través de la línea 266 de alimentación líquida al intercambiador 260 de calor primario que almacena el enfriamiento (energía térmica) en la forma de hielo o un bloque 242 de hielo. Al distribuir el enfriamiento al intercambiador 60 de calor primario, el refrigerante de fase mezclada se regresa al recipiente 246 de manejo de refrigerante universal mediante una línea 224 de retorno de succión húmeda. La línea 218 de retorno de succión seca regresa al refrigerante de fase vapor que se va a comprimir y condensar en la unidad 202 de condensación para terminar el ciclo de almacenamiento de energía térmica.

En el modo de enfriamiento, el recipiente 246 de manejo de refrigerante universal alimenta el refrigerante líquido a través de la línea 264 de entrada de bomba a una bomba 220 de refrigerante líguido que entonces bombea el refrigerante a una espiral 222 de evaporador mediante la línea 260 de salida de bomba. Al distribuir el enfriamiento a la espiral 222 de evaporador, el refrigerante de fase mezclada o saturado, se retorna al intercambiador 260 de calor primario mediante una línea 268 de vapor de baja presión y se condensa y enfría utilizando un bloque 242 de hielo que se elabora durante el modo de almacenamiento de energía térmica. El refrigerante de fase vapor entonces se retorna al recipiente 246 de manejo de refrigerante universal mediante la línea 266 de alimentación líguida. Una unidad 270 de intercambiador de calor secundario introduce una fusión externa al sistema para proporcionar carga instantánea de enfriamiento adicional al sistema. Al proporcionar un sistema con capacidad de fusión interna/externa, la energía térmica almacenada en la forma de un blogue 242 de hielo se funde de forma interna por las espirales de congelación/descarga dentro del intercambiador 260 de calor primario y de forma externa al hacer circular agua fría desde la periferia del bloque a través del intercambiador 270 de calor secundario. Esto permite que el sistema realice tanto como un incremento de cuatro veces la capacidad de enfriamiento instantánea. Durante este segundo periodo de tiempo (modo de enfriamiento) , el refrigerante de fase vapor caliente circula a través de las espirales de congelación/descarga de hielo dentro del intercambiador 260 de calor primario y funde el bloque 242 de hielo del interior, proporcionando una fusión de condensación de refrigerante. Conforme se transfiere calor desde estas espirales de congelación/descarga de hielo al bloque 242 de hielo circundante, una capa de agua se forma alrededor del anillo de las espirales individuales. Como se describe anteriormente, una vez que esta capa de agua forma una envoltura suficiente alrededor de una espiral, empieza a actuar como un aislante entre las espirales de congelación/descarga de hielo y el bloque 242 de hielo. Esta condición persistirá hasta el momento cuando el anillo de agua llega a ser suficientemente grande para que la circulación considerable de agua supere esta estratificación térmica localizada. A fin de compensar la incapacidad del sistema para producir altos niveles de carga de enfriamiento instantáneo, la superficie exterior del bloque de hielo se utiliza de forma adicional. Dentro del tanque aislado 240, la totalidad del agua no se congela durante el ciclo de acumulación de hielo, y por lo tanto, una cantidad de agua circunda de forma continua el bloque de hielo. En el fondo del tanque aislado 240, esta agua está muy cerca del punto de congelación (aproximadamente 33-34 °F) , y se extrae en la línea 274 de agua fría por una bomba 272 de agua y se alimenta al intercambiador 270 de calor secundario. El refrigerante, que regresa de la espiral 222 de evaporador, se puede desviar de su ruta normal de la ruta 224 de succión húmeda y alimentar al intercambiador 270 de calor secundario mediante la línea 278 de entrada de enfriamiento secundario. Aquí, el refrigerante caliente se enfría por el agua que entra desde la línea 274 de agua fría y condensa, incrementando la proporción de líquido en el refrigerante que entonces se alimenta a través de una línea 280 de salida de enfriamiento secundario al intercambiador 260 de calor primario donde la configuración del cabezal impulsa más del líquido al recipiente 246 de manejo de refrigerante universal y el vapor al intercambiador 260 de calor primario. Este vapor de refrigerante restante entonces se condensa dentro del intercambiador 260 del calor primario en el tanque aislado 240. Después de transferir calor al refrigerante en el intercambiador 270 de calor secundario, el agua caliente se retorna a la porción superior del tanque aislado 240 mediante la línea 276 de retorno de agua caliente. Este circuito de intercambiador de calor secundario se puede encender y apagar del sistema por las válvulas 288 conforme sea necesario cuando se necesite carga de enfriamiento instantáneo. Adicionalmente, una fuente de enfriamiento secundario (no mostrado) , tal como una línea de agua fría externa o similar, se puede colocar en contacto térmico con el refrigerante en el intercambiador de calor secundario para reforzar adicionalmente el pre-enfriamiento del refrigerante gue entra al intercambiador 260 de calor primario o el URMV 246. La Figura 3 ilustra una modalidad de un sistema de enfriamiento y almacenamiento de energía térmica basada en refrigerante con capacidad mejorada de múltiples intercambiadores de calor. De manera similar, como se detalla anteriormente en las Figuras anteriores, un sistema de enfriamiento y almacenamiento de energía térmica con una unidad 302 condensadora convencional (acondicionador de aire) utiliza un compresor y condensador para producir refrigerante líquido de alta presión distribuido a través de una línea de suministro de líquido de alta presión al sistema 304 de distribución y manejo de refrigeración que puede incluir un recipiente 346 de manejo de refrigerante universal y una bomba 320 de refrigerante líquido. Se puede usar un regulador de flujo de fase mezclada (no mostrado) para recibir el refrigerante líquido de alta presión de la línea de suministro de líquido de alta presión y regular el flujo del refrigerante alimentado desde el compresor a la carga térmica. El refrigerante de fase mezclada de baja presión se acumula en un recipiente 346 de manejo de refrigerante universal que separa la fase líquida del refrigerante de fase vapor. En el modo de almacenamiento de energía térmica, el recipiente 346 de manejo de refrigerante universal alimenta al refrigerante líquido a través de una línea de alimentación de líquido al intercambiador 360 de calor primario que almacena el enfriamiento en la forma de hielo o un bloque 342 de hielo. Al distribuir el enfriamiento al intercambiador 360 de calor primario, el refrigerante de fase mezclada se regresa al recipiente 346 de manejo de refrigerante universal mediante una línea 324 de retorno de succión húmeda. Una línea de retorno de succión seca regresa el refrigerante de fase vapor para que se comprima y condense en la unidad condensadora 302 para terminar el ciclo de almacenamiento de energía térmica. En el modo de enfriamiento, el recipiente 346 de manejo de refrigerante universal alimenta refrigerante líquido a una bomba 320 de refrigerante líquido, que entonces bombea el refrigerante a una espiral 322 de evaporador. Al distribuir el enfriamiento a la espiral 322 de evaporador, el refrigerante de fase mezclada se retorna al intercambiador 360 de calor primario y se enfría utilizando un bloque de hielo 342 que se elabora durante el modo de almacenamiento de energía térmica. El refrigerante de fase vapor se condensa en líquido por el enfriamiento de hielo, y se retorna al recipiente 346 de manejo de refrigerante universal mediante la línea 366 de alimentación de líquido. Una unidad 370 de intercambiador de calor secundario y una unidad 390 de intercambiador de calor terciario introducen una fusión externa al sistema para proporcionar carga adicional de enfriamiento instantáneo al sistema. Al proporcionar un sistema con capacidad de fusión externa/interna, la energía térmica almacenada en la forma de un blogue 342 de hielo se funde de manera interna por las espirales de congelación/descarga dentro del intercambiador 360 de calor primario y de forma externa al hacer circular agua fría desde la periferia del bloque a través de los intercambiadores 370 y 390 de calor secundario y terciario. Esto permite que el sistema reaccione a demandas muy grandes de enfriamiento instantáneo. Se pueden adicionar al sistema unidades adicionales de intercambio de calor en la manera del intercambiador 390 de calor terciario para regular una amplia variedad de demandas de carga de enfriamiento. Durante este segundo periodo de tiempo (modo de enfriamiento) , el refrigerante de fase vapor caliente circula a través de las espirales de congelación/descarga de hielo dentro del intercambiador 360 de calor primario y funde el bloque 342 de hielo del interior proporcionando una fusión de condensación de refrigerante. El agua en el fondo del tanque aislado 340 se extrae a la línea 374 de agua fría por una bomba 372 de agua, y se alimenta a los intercambiadores 370 y 390 de calor secundario y terciario. El refrigerante, que regresa de la espiral 322 de evaporador se puede desviar de su ruta normal del retorno 324 de succión húmeda y alimentar a los intercambiadores 370 y 390 de calor secundario y terciario mediante la línea 378 de entrada de enfriamiento secundario. Aquí, el refrigerante caliente se enfría por agua que entra desde la línea 374 de agua fría y se condensa, incrementando la proporción del líquido en el refrigerante que entonces se alimenta a través de una línea 380 de salida de refrigerante secundario al intercambiador 360 de calor primario donde la configuración del cabezal impulsa la mayoría del líquido al recipiente 346 de manejo de refrigerante universal y el vapor al intercambiador 360 de calor primario. Este vapor de refrigerante restante entonces se condensa dentro del intercambiador 360 de calor primario en el tanque aislado 340. Después de transferir calor al refrigerante en los intercambiadores 370 y 390 de calor secundario y terciario, el agua caliente se retorna a la porción superior del tanque aislado 340 mediante la línea 376 de retorno de agua caliente. Estos circuitos de intercambiador de calor secundario y terciario se pueden encender y apagar del sistema por las válvulas 388 conforme sea necesario cuando se necesite carga de enfriamiento instantáneo. Se pueden adicionar al sistema una pluralidad de intercambiadores de calor adicionales de una manera similar al intercambiador de calor terciario en serie o en paralelo para lograr reducción adicional de entalpia del refrigerante, si se desea. La Figura 4 ilustra una modalidad de un sistema de enfriamiento de almacenamiento de energía térmica basada en refrigerante con capacidad mejorada de intercambio de calor que utiliza un baño de fluido compartido. Un sistema de enfriamiento y almacenamiento de energía térmica con una unidad 402 condensadora convencional (acondicionador de aire) utiliza un compresor y condensador para producir refrigerante líquido de alta presión distribuido a través de una línea 412 de suministro de líquido de alta presión al sistema 404 de distribución y manejo de refrigeración gue puede incluir un recipiente 446 de manejo de refrigerante universal y una bomba 420 de refrigerante líquido. El recipiente 446 de manejo de refrigerante universal recibe el refrigerante líquido de fase mezclada 462 de baja presión al cual se le ha hecho caer la presión desde la línea 412 de suministro de líquido de alta presión. Se acumula el refrigerante en el recipiente 446 de manejo de refrigerante universal que separa el refrigerante de fase líquida del refrigerante de fase vapor. El refrigerante 462 de fase mezclada de baja presión se acumula en un recipiente 446 de manejo de refrigerante universal que separa el refrigerante de fase líquida de refrigerante de fase vapor. Se puede usar un regulador de fase mezclada (no mostrado) para reducir al mínimo la alimentación de vapor al recipiente 446 de manejo de refrigerante universal desde el compresor, en tanto que disminuye la diferencia de presión de refrigerante desde el condensador a la presión de saturación del evaporador. En el modo de almacenamiento de energía térmica, el recipiente 446 de manejo de refrigerante universal alimenta el refrigerante líquido a través de la línea 466 de alimentación de líquido al intercambiador 460 de calor primario que almacena el enfriamiento (energía térmica) en la forma de hielo o un bloque 442 de hielo. Al distribuir enfriamiento al intercambiador 460 de calor primario, el refrigerante de fase mezclada se retorna al recipiente 446 de manejo de refrigerante universal mediante una línea 424 de retorno de succión húmeda. La línea 418 de retorno de succión seca regresa al refrigerante de fase vapor para ser comprimido y condensado en la unidad 402 de condensación para terminar el ciclo de almacenamiento de energía térmica. En el modo de enfriamiento, el recipiente 446 de manejo de refrigerante universal alimenta el refrigerante líquido a través de la línea 464 de entrada de bomba a una bomba 420 de refrigerante líguido gue entonces bombea el refrigerante a una espiral 422 de evaporador mediante la línea 460 de salida de bomba. Al distribuir el enfriamiento a la espiral 422 de evaporador, el refrigerante de fase mezclada o saturado se regresa al intercambiador 460 de calor primario mediante una línea 468 de vapor de baja presión y se condensa y enfría utilizando un bloque 442 de hielo que se elabora durante el modo de almacenamiento de energía térmica. El refrigerante de fase vapor entonces se retorna al recipiente 446 de manejo de refrigerante universal mediante la línea 466 de almacenamiento de líquido. Una unidad 470 de intercambiador de calor secundario, localizada dentro del fluido 443 que está contenido dentro del tanque aislado 440 pero fuera del bloque 442 de hielo, se puede usar para introducir una fusión externa y proporcionar carga adicional de enfriamiento instantáneo al sistema en una configuración en serie. Al proporcionar un sistema con capacidad de fusión interna/externa, la energía térmica almacenada en la forma de un bloque 442 de hielo se funde de manera interna por las espirales de congelación/descarga dentro del intercambiador 460 de calor primario y de manera externa por circulación y/o puesta en contacto del fluido desde la periferia del bloque con el intercambiador 470 de calor secundario. Esto permite que el sistema lleve a efecto una capacidad incrementada de enfriamiento instantáneo de una manera simple y autocontenida. Se puede utilizar una bomba de aire o bomba de circulación adicional para desestratificar y mezclar el fluido dentro de la cámara. Durante este segundo periodo de tiempo (modo de enfriamiento) , el refrigerante de fase vapor caliente circula a través de las espirales de congelación/descarga de hielo dentro del intercambiador 460 de calor primario y funde el bloque 442 de hielo desde el interior, proporcionando una función de condensación de refrigerante. Conforme se transfiere el calor desde estas espirales de congelación/descarga de hielo al bloque 442 de hielo circundante, una capa de agua se forma alrededor del anillo de las espirales individuales. Como se describe anteriormente, una vez gue esta capa de agua forma una envoltura suficiente alrededor de una espiral, empieza a actuar como un aislante entre las espirales de congelación/descarga de hielo y el bloque 442 de hielo. Esta condición persistirá hasta el momento cuando el anillo de hielo llega a ser suficientemente grande para que la circulación considerable de agua supere esta estratificación térmica localizada. A fin de compensar la incapacidad del sistema para producir altos niveles de carga de enfriamiento instantáneo, la superficie exterior del bloque de hielo se utiliza de forma adicional. Dentro del tanque aislado 440, la totalidad del agua no se congela durante el ciclo de acumulación de hielo, y por lo tanto, una cantidad de agua circunda de forma continua el bloque de hielo. En el fondo del tanque aislado 440, esta agua está muy cerca del punto de congelación (aproximadamente 33-34 °F) , y se usa para poner en contacto el intercambiador 470 de calor secundario localizado dentro del fluido 443. El refrigerante, que regresa de la espiral 422 de evaporador se puede desviar de su ruta normal del retorno 424 de succión húmeda y alimentar al intercambiador 470 de calor secundario mediante la línea 480 de entrada de enfriamiento secundario. Aquí, el refrigerante caliente se enfría por el agua que circunda el bloque 442 de hielo y se condensa, incrementando la proporción de líquido de refrigerante que entonces se alimenta a través de una línea 480 de salida de enfriamiento secundario al intercambiador 460 de calor primario donde la configuración del cabezal impulsa la mayoría del líquido al recipiente 446 de manejo de refrigerante universal y el vapor al intercambiador 460 de calor primario. Este vapor de refrigerante restante entonces se condensa dentro del intercambiador 460 de calor primario en el tanque aislado 440. Después de transferir calor al refrigerante en el intercambiador 470 de calor secundario, el agua caliente se hace circular y se mezcla dentro del tanque aislado 440. Este circuito de intercambiador de calor secundario puede encender y apagar del sistema por las válvulas 488 conforme sea necesario cuando se necesite carga de enfriamiento instantáneo. La Figura 5 ilustra una modalidad de un sistema de enfriamiento y almacenamiento de energía térmica basado en refrigerante con capacidad mejorada de intercambio de calor gue utiliza un baño de fluido compartido. Un sistema de enfriamiento y almacenamiento de energía térmica con una unidad 502 condensadora convencional (acondicionador de aire) utiliza un compresor y condensador para producir refrigerante líquido de alta presión distribuido desde una línea 512 de suministro de líquido de alta presión al sistema 504 de distribución y manejo de refrigeración gue puede incluir un recipiente 546 de manejo de refrigerante universal y una bomba 520 de refrigerante líquido. El recipiente 546 de manejo de refrigerante universal recibe el refrigerante líquido de fase mezclada 562 de baja presión que se ha hecho caer en presión desde la línea 512 de suministro de líquido de alta presión. El refrigerante se acumula en el recipiente 546 de manejo de refrigerante universal que separa el refrigerante de fase líquida del refrigerante de fase vapor. El refrigerante 562 de fase mezclada de baja presión se acumula en un recipiente 546 de manejo de refrigerante universal que separa el refrigerante de fase líquida del refrigerante de fase vapor. Se puede usar un regulador de fase mezclada (no mostrado) que reduce al mínimo el vapor alimentado al recipiente 546 de manejo de refrigerante universal desde el compresor, en tanto que disminuye la diferencia de presión de refrigerante del condensador a la presión de saturación del evaporador. En el modo de almacenamiento de energía térmica, el recipiente 546 de manejo de refrigerante universal alimenta refrigerante líquido a través de la línea 566 de alimentación de líquido al intercambiador 560 de calor primario que almacena el enfriamiento (energía térmica) en la forma de hielo o un bloque 542 de hielo. Al distribuir el enfriamiento al intercambiador 560 de calor primario, el refrigerante de fase mezclada se retorna al recipiente 546 de manejo de refrigerante universal mediante una línea 524 de retorno de succión húmeda. La línea 518 de retorno de succión seca retorna el refrigerante de fase vapor para ser comprimido y condensado y la unidad 502 de condensación para terminar el ciclo de almacenamiento de energía térmica. En el modo de enfriamiento, el recipiente 546 de manejo de refrigerante universal alimenta el refrigerante líquido a través de la línea 564 de entrada de bomba a una bomba 520 de refrigerante líquido que entonces bombea el refrigerante a una espiral 522 de evaporador mediante la línea 560 de salida de bomba. Al distribuir el enfriamiento a la espiral 522 de evaporador, el refrigerante de fase mezclada o saturado se regresa al intercambiador 560 de calor primario mediante una línea 568 de vapor de baja presión y se condensa y enfría utilizando un bloque 542 de hielo que se elabora durante el modo de almacenamiento de energía térmica. El refrigerante de fase vapor entonces se regresa al recipiente 546 de manejo de refrigerante universal mediante la línea 566 de alimentación de líquido. Una unidad 570 de intercambiador de calor secundario, localizada dentro del fluido 543 que está contenido dentro del tanque aislado 540 pero fuera del bloque 542 de hielo, se puede usar para introducir una fusión externa y proporcionar carga de enfriamiento instantáneo adicional al sistema en una configuración paralela. Al proporcionar un sistema con capacidad simultánea de fusión interna y externa, la energía térmica almacenada en la forma de un bloque 542 de hielo se funde de forma interna por las espirales de congelación/descarga dentro del intercambiador 560 de calor primario y de manera externa al hacer circular y/o puesta en contacto del fluido desde la periferia del bloque con el intercambiador 570 de calor secundario. Esto permite que el sistema lleve a efecto la capacidad incrementada de enfriamiento instantáneo de una manera simple y autocontenida. Se puede utilizar una bomba de aire o bomba de circulación adicional para desestratificar y mezclar el fluido dentro de la cámara. Durante este segundo periodo de tiempo (modo de enfriamiento) , el refrigerante de fase vapor caliente circula a través de las espirales de congelación/descarga de hielo dentro del intercambiador 560 de calor primario y funde el blogue 542 de hielo desde el interior, proporcionando una fusión de condensación de refrigerante. Conforme se transfiere calor desde estas espiraLes de congelación/descarga de hielo al bloque 542 de hielo circundante, una capa de agua se forma alrededor del anillo de las espirales individuales. Como se describe anteriormente, una vez que esta capa de agua forma una envoltura suficiente alrededor de una espiral, empieza a actuar como un aislante entre las espirales de congelación/descarga de agua y el bloque 542 de hielo. Esta condición persistirá hasta el momento cuando el anillo de agua llegue a ser suficientemente grande para gue la circulación considerable de agua supere esta estratificación térmica localizada. A fin de compensar la incapacidad del sistema para producir altos niveles de carga de enfriamiento instantáneo, la superficie exterior del bloque de hielo se utiliza de forma adicional. Dentro del tanque aislado 540, la totalidad del agua no se congela durante el ciclo de acumulación de hielo, y por lo tanto, una cantidad de agua circunda de forma continua el bloque de hielo. En el fondo del tanque aislado 540, esta agua está muy cerca del punto de congelación, y se usa para hacer contacto con el intercambiador 570 de calor secundario localizado dentro del fluido 543. El refrigerante, que regresa de la espiral 522 de evaporador, se puede desviar de su ruta normal del retorno 524 de succión húmeda y alimentar de manera simultánea al intercambiador 570 de calor secundario y el intercambiador 560 de calor primario mediante la línea 580 de entrada de enfriamiento secundario. Aquí, el refrigerante caliente se enfría por el agua que circunda el bloque 542 de hielo por el intercambiador 570 de calor secundario y por el intercambiador 560 de calor primario dentro del bloque 542 de hielo y se condensa. La configuración de cabezal entonces impulsa la mayoría del líquido al recipiente 546 de manejo de refrigerante universal y el vapor al intercambiador 560 de calor primario y el intercambiador 570 de calor secundario. El vapor de refrigerante restante se condensa de manera eventual dentro del intercambiador 560 de calor primario en el tanque aislado 540. Después de transferir calor al refrigerante en el intercambiador 570 de calor secundario, el agua caliente se hace circular y se mezcla dentro del tanque aislado 540. Este circuito de intercambiador de calor secundario se puede encender y apagar del sistema por la válvula 590 conforme sea necesario cuando se necesite carga de enfriamiento instantáneo. Las unidades convencionales de almacenamiento de energía térmica que utilizan un sistema de hielo en espiral, de fusión interna, basado en refrigerante, están limitadas por una capacidad de carga de enfriamiento gue se limita por el coeficiente de transferencia térmica de la fusión de hielo. En este sistema, se usa la unidad de condensación para almacenar energía de refrigerante durante un periodo de tiempo en la forma de hielo (acumulación de hielo) y proporcionar enfriamiento de la energía de hielo almacenada durante un segundo periodo de tiempo (fusión de hielo) . Este proceso de fusión inicia en el exterior de un tubo de transferencia de calor de un intercambiador de calor gue está incrustado dentro del bloque de hielo, a través del cual fluye refrigerante caliente. Conforme se transfiere calor a través del intercambiador de calor al hielo, un anillo de agua se forma entre los tubos y el hielo, y en la ausencia de circulación, actúa como un aislante para transferencia adicional de calor. De esta manera, la capacidad del intercambiador de calor se limita en las etapas tempranas de la fusión antes de un momento cuando un anillo de agua suficientemente grande permite el mezclado del agua en el área del bloque de hielo. Los intentos anteriores para mejorar la transferencia de calor entre un tubo de transferencia de calor que está circundado por hielo han comprendido la creación de turbulencia al burbujear aire en la chaqueta de agua. Este método se limita por pobre eficiencia, pobre confiabilidad y alto costo (tanto de energía como de dinero) . La presente invención supera las desventajas y limitaciones de la técnica anterior al proporcionar un método y dispositivo para incrementar la carga de enfriamiento que se puede proporcionar por un sistema de enfriamiento y almacenamiento de energía térmica basada en refrigerante con un arreglo mejorado de intercambiadores de calor. Esto se logra al hacer circular agua fría que circunda un bloque de hielo, usado como el medio de almacenamiento de energía térmica, a través de un intercambiador de calor secundario donde se condensa vapor de refrigerante que regresa de una carga. El refrigerante entonces se hace circular a través de un intercambiador de calor primario dentro del bloque de hielo donde se enfría y condensa de manera adicional. Este sistema se conoce como un sistema de fusión interna/externa debido a que la energía térmica, almacenada en la forma de hielo, se funde de manera interna por un intercambiador de calor primario y de manera externa al hacer circular agua fría desde la periferia del bloque a través de un intercambiador de calor secundario. En una unidad típica de almacenamiento de hielo, el agua en el tanque que circunda la periferia del hielo nunca congela el sólido. Esta agua permanece a aproximadamente 32 °F en el fondo del tanque durante casi la totalidad del periodo de fusión. Al hacer circular esta agua a través de un intercambiador de calor secundario y luego de regreso al tanque con una pequeña bomba de circulación, se pueden lograr mayores eficiencias de intercambio de calor. El intercambiador de calor secundario es un intercambiador de calor de alta eficiencia tal como un condensador coaxial o un intercambiador de calor de placa soldada con latón o similar y se usa para disminuir la entalpia (disminuir la temperatura y/o condensar) el refrigerante antes de entrar al intercambiador de calor principal en el tanque de hielo. Como resultado, la capacidad total de enfriamiento del sistema ahora es la suma de las capacidades proporcionadas por los dos intercambiadores de calor. Al usar tantos intercambiadores de calor secundarios como se necesite, el sistema puede proporcionar la flexibilidad para hacer corresponder el sistema de almacenamiento de hielo al requerimiento de la carga de enfriamiento. Las modalidades detalladas anteriormente, reducen al mínimo los componentes adicionales y usan muy poca energía más allá de la usada por la unidad condensadora para almacenar la energía térmica. El diseño de almacenamiento de energía del refrigerante se ha diseñado para proporcionar flexibilidad de modo que es practicable para una variedad de aplicaciones. Las modalidades pueden utilizar energía almacenada para proporcionar agua enfriada para grandes aplicaciones comerciales o para proporcionar acondicionamiento de aire de refrigerante directo a múltiples evaporadores. El diseño incorpora múltiples modos de operación, la capacidad para adicionar componentes adicionales, y la integración de controles inteligentes que garantiza que se almacena energía a una eficiencia máxima. Cuando se conecta a una unidad de condensación, el sistema almacena energía de refrigeración en un primer periodo de tiempo, y utiliza la energía almacenada durante un segundo periodo de tiempo para proporcionar enfriamiento. Además, tanto la unidad de condensación como el sistema de almacenamiento de energía de refrigerante pueden operar de manera simultánea para proporcionar enfriamiento durante un tercer periodo de tiempo. Se logran numerosas ventajas al utilizar circuitos adicionales de intercambiador de calor para manejar refrigerante en sistemas de enfriamiento y almacenamiento de energía térmica de alta eficiencia. Las modalidades descritas pueden incrementar la capacidad de enfriamiento del sistema por tanto como 400 % para corresponder a la carga de enfriamiento requerida. El sistema elimina sistemas de distribución de aire complicados y costosos, que están sometidos a grandes cuestiones de confiabilidad y el sistema puede adaptarse fácilmente a construcciones enfriadas por distribución con agua fría. Estas modalidades tienen aplicación amplia en todos los sistemas de enfriamiento, extendiéndose más allá de las aplicaciones para acondicionamiento de aire. Por ejemplo, este método se puede usar para enfriar cualquier medio fluido usando almacenamiento de hielo. Combinado con un método eficiente de fabricación de hielo, estas modalidades pueden tener aplicación amplia en industrias de lechería y petróleo. La descripción anterior de la invención se ha presentado para los propósitos de ilustración y descripción. No se propone que sea exhaustiva o limite la invención a la forma precisa descrita, y otras modificaciones y variaciones pueden ser posibles en vista de las enseñanzas anteriores. La modalidad se eligió y describió a fin de explicar mejor los principios de la invención y su aplicación práctica para permitir de este modo gue otros expertos en la técnica utilicen mejor la invención en varias modalidades y varias modificaciones como sean adecuadas al uso particular contemplado. Se propone que las reivindicaciones anexas, se considere que incluyan otras modalidades alternativas de la invención excepto en lo que se limita por la técnica anterior.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Sistema de enfriamiento y almacenamiento de energía térmica basado en refrigerante que comprende: una unidad de condensación, esta unidad de condensación que comprende un compresor y un condensador; una unidad de manejo de refrigerante conectada a la unidad de condensación gue regula, acumula y bombea refrigerante; un intercambiador de calor de carga conectado a la unidad de manejo de refrigerante que proporciona enfriamiento a una carga de enfriamiento al incrementar la entalpia del refrigerante; un tanque lleno con un fluido capaz de un cambio de fase entre líquido y sólido y que contiene en el mismo un intercambiador de calor primario, el intercambiador de calor primario que se conecta a la unidad de manejo de refrigerante que usa el refrigerante de la unida de manejo de refrigerante para enfriar el fluido y para congelar al menos una porción del fluido dentro del tanque; y un intercambiador de calor secundario conectado al intercambiador de calor de carga que facilita el contacto térmico entre el fluido enfriado y el refrigerante, reduciendo de este modo la entalpia del refrigerante, y que regresa el fluido calentado al tanque.
2. Sistema según la reivindicación 1, en donde el intercambiador de calor secundario recibe refrigerante de alta entalpia del intercambiador de calor de carga y transfiere refrigerante de entalpia menor al intercambiador de calor primario.
3. Sistema según la reivindicación 1, en donde el intercambiador de calor primario recibe refrigerante de alta entalpia del intercambiador de calor de carga y transfiere refrigerante de entalpia menor al intercambiador de calor secundario.
4. Sistema según la reivindicación 1, en donde el intercambiador de calor secundario está se conecta a la unidad de manejo de refrigerante y el intercambiador de calor secundario gue recibe el refrigerante de la unidad de manejo de refrigerante y disminuye la entalpia del refrigerante y transfiere refrigerante de menor entalpia al intercambiador de calor de carga.
5. Sistema según la reivindicación 1, en donde el intercambiador de calor primario y el intercambiador de calor secundario reciben ambos, refrigerante de alta entalpia del intercambiador de calor de carga y transfiere refrigerante de menor entalpia a la unidad de manejo de refrigerante.
6. Sistema según la reivindicación 1, en donde la unida de manejo de refrigerante comprende además un acumulador de refrigerante y una bomba de refrigerante líquido.
7. Sistema según la reivindicación 6, en donde la unidad de manejo de refrigerante comprende además un regulador de fase mezclada.
8. Sistema según la reivindicación 6, en donde la unidad de manejo de refrigerante comprende además un recipiente rectificador/compensador de aceite.
9. Sistema según la reivindicación 1, en donde el fluido es agua.
10. Sistema según la reivindicación 1, en donde el sistema de enfriamiento y almacenamiento de energía térmica se usa para reforzar la capacidad de un sistema de acondicionamiento de aire.
11. Sistema según la reivindicación 1, en donde el sistema de enfriamiento y almacenamiento de energía térmica se usa para desplazar al menos una porción del periodo de tiempo de consumo de energía de un sistema de acondicionamiento de aire.
12. Sistema según la reivindicación 1, que comprende además al menos una válvula que permite que el intercambiador de calor secundario se excluya de la conexión al intercambiador de calor de carga.
13. Sistema según la reivindicación 1, en donde el intercambiador de calor secundario utiliza una fuente de enfriamiento secundaria que se coloca en contacto térmico con el refrigerante para reducir la entalpia del refrigerante.
14. Sistema según la reivindicación 1, en donde el intercambiador de calor secundario se coloca dentro del tanque y en comunicación térmica con el fluido.
15. Sistema según la reivindicación 1, que comprende además: un intercambiador de calor terciario que recibe el fluido del intercambiador de calor secundario y facilita el contacto térmico adicional con el refrigerante reduciendo adicionalmente la entalpia de una porción del refrigerante, y que regresa fluido calentado al tanque.
16. Sistema según la reivindicación 1, que comprende además : un intercambiador de calor terciario conectado en paralelo con el intercambiador de calor secundario que facilita adicionalmente el contacto térmico con el fluido enfriado y el refrigerante, reduciendo adicionalmente la entalpia del refrigerante, y regresa fluido calentado al tanque.
17. Método para proporcionar enfriamiento de carga con un sistema de enfriamiento y almacenamiento de energía térmica basado en refrigerante, que comprende los pasos de: condensar un primer refrigerante expandido para crear un primer refrigerante condensado; expandir el primer refrigerante condensado en una unidad de evaporación colocada dentro de un tanque relleno con un fluido capaz de un cambio de fase entre líquido y sólido, durante un primer periodo de tiempo para congelar una porción del fluido, creando de este modo un fluido enfriado, un fluido congelado y el primer refrigerante expandido; utilizar la capacidad de enfriamiento térmico de al menos una porción del fluido enfriado en un segundo periodo de tiempo para reducir la entalpia de un segundo refrigerante expandido, creando de este modo un refrigerante de menor entalpia; hacer circular el refrigerante de menor entalpia a través de la unidad de evaporación dentro del líquido congelado para condensar el refrigerante de menor entalpia y crear un segundo refrigerante condensado; y expandir el segundo refrigerante condensado para proporcionar el enfriamiento de carga.
18. Método según la reivindicación 17, que además comprende los pasos de: reducir la presión del primer refrigerante condensado en una unidad de manejo de refrigerante; acumular el primer refrigerante condensado en un recipiente de manejo de refrigerante universal; y bombear el primer refrigerante condensado desde el recipiente de manejo de refrigerante universal con una bomba de refrigerante líquido.
19. Método según la reivindicación 18, que comprende además el paso de: reducir la presión del primer refrigerante condensado con un regulador de fase mezclada dentro de la unidad de manejo de refrigerante.
20. Método según la reivindicación 17, que comprende además los paso de: transferir capacidad de enfriamiento térmico de al menos una porción del fluido enfriado en un segundo periodo de tiempo para reducir la entalpia del segundo refrigerante expandido, creando de este modo un refrigerante de menor entalpia con un intercambiador de calor secundario.
21. Método según la reivindicación 20, que comprende además el paso de: excluir el intercambiador de calor secundario de la conexión al intercambiador de calor de carga con al menos una válvula.
22. Método según la reivindicación 20, que comprende además el paso de: utilizar una fuente de enfriamiento secundaria en comunicación térmica con el intercambiador de calor secundario que se coloca en contacto térmico con el refrigerante para reducir la entalpia del segundo refrigerante expandido.
23. Método según la reivindicación 20, que comprende además el paso de: colocar el intercambiador de calor secundario dentro del tanque y en comunicación térmica con el fluido.
24. Método según la reivindicación 20, gue comprende además el paso de: recibir el fluido del intercambiador de calor secundario con un intercambiador de calor terciario que facilita el contacto térmico adicional entre el fluido enfriado y el segundo refrigerante expandido para reducir adicionalmente la entalpia de una porción del segundo refrigerante expandido; y regresar el fluido gue se ha calentado al tanque.
25. Método según la reivindicación 20, que comprende además el paso de: reducir la entalpia del segundo refrigerante expandido con un intercambiador de calor terciario conectado en paralelo con el intercambiador de calor secundario que facilita adicionalmente el contacto térmico entre el fluido enfriado y el segundo refrigerante expandido; y regresar el fluido que se ha calentado al tanque.
26. Método según la reivindicación 20, que comprende además el paso de: recibir el fluido del intercambiador de calor secundario como una pluralidad de intercambiadores de calor que facilitan el contacto térmico adicional entre el fluido enfriado y el segundo refrigerante expandido para reducir adicionalmente la entalpia de una porción del segundo refrigerante expandido; y regresar el fluido gue se ha calentado al tanque.
27. Método según la reivindicación 20, que comprende además el paso de: reducir la entalpia del segundo refrigerante expandido con una pluralidad de intercambiadores de calor conectados en paralelo con el intercambiador de calor secundario que facilita adicionalmente el contacto térmico entre el fluido enfriado y el segundo refrigerante expandido; y regresar el fluido calentado al tanque.
28. Método según la reivindicación 17, que comprende además el paso de: restringir la unidad de evaporación dentro del tanque lleno con agua.
29. Método según la reivindicación 17, que comprende además el paso de: utilizar el segundo refrigerante condensado para reforzar el enfriamiento de carga de un sistema de acondicionamiento de aire.
30. Método según la reivindicación 17, que comprende además el paso de: utilizar el segundo refrigerante condensado para desplazar al menos una porción del periodo de tiempo de consumo de energía de un sistema de acondicionamiento de aire.
31. Método para proporcionar enfriamiento de carga con un sistema de enfriamiento y almacenamiento de energía térmica basado en refrigerante que comprende los pasos de: condensar un primer refrigerante expandido para crear un primer refrigerante condensado; expandir el primer refrigerante condensado en una unidad de evaporación colocada dentro de un tanque relleno con un fluido capaz de un cambio de fase entre líquido y sólido, durante un primer periodo de tiempo para congelar una porción del fluido, creando de este modo un fluido enfriado, un fluido congelado y un primer refrigerante expandido; expandir un refrigerante de baja entalpia en un intercambiador de calor de carga para proporcionar el enfriamiento de carga y para crear un segundo refrigerante expandido; hacer circular el segundo refrigerante expandido a través de la unidad de evaporación dentro del fluido congelado para condensar el segundo refrigerante expandido y crear un segundo refrigerante condensado; utilizar la capacidad de enfriamiento térmico de al menos una porción del fluido enfriado en un segundo periodo de tiempo para reducir la entalpia del segundo refrigerante condensado, creando de este modo un refrigerante adicional de baja entalpia.
32. Método según la reivindicación 31, que comprende además los pasos de: reducir la presión del primer refrigerante condensado en una unidad de manejo de refrigerante; acumular el primer refrigerante condensado en un recipiente de manejo de refrigerante universal; y bombear el primer refrigerante condensado desde el recipiente de manejo de refrigerante universal con una bomba de refrigerante líquido.
33. Método según la reivindicación 32, que comprende además el paso de: reducir la presión del primer refrigerante condensado con un regulador de fase mezclada dentro de la unidad de manejo de refrigerante.
34. Método según la reivindicación 31, que comprende además los paso de: transferir la capacidad de enfriamiento térmico de al menos una porción del fluido enfriado en un segundo periodo de tiempo para reducir la entalpia de un segundo refrigerante expandido, creando de este modo un refrigerante de menor entalpia con un intercambiador de calor secundario.
35. Método según la reivindicación 34, que comprende además el paso de: excluir el intercambiador de calor secundario de la conexión al intercambiador de calor de carga con al menos una válvula.
36. Método según la reivindicación 35, que comprende además el paso de: utilizar una fuente de enfriamiento secundaria en comunicación térmica con el intercambiador de calor secundario que se coloca en contacto térmico con el segundo refrigerante condensado para reducir la entalpia del segundo refrigerante condensado.
37. Método según la reivindicación 20, gue comprende además el paso de: colocar el intercambiador de calor secundario dentro del tanque y en comunicación térmica con el fluido.
38. Método según la reivindicación 20, que comprende además el paso de: recibir el fluido del intercambiador de calor secundario con un intercambiador de calor terciario que facilita el contacto térmico adicional entre el fluido enfriado y el segundo refrigerante condensado para reducir adicionalmente la entalpia de una porción del segundo refrigerante condensado; y regresar el fluido que se ha calentado al tanque.
39. Método según la reivindicación 20, que comprende además el paso de: reducir la entalpia del segundo refrigerante condensado con un intercambiador de calor terciario conectado en paralelo con el intercambiador de calor secundario gue facilita adicionalmente el contacto térmico entre el fluido enfriado y el segundo refrigerante condensado; y regresar el fluido que se ha calentado al tanque.
40. Método según la reivindicación 20, que comprende además el paso de: recibir el fluido del intercambiador de calor secundario como una pluralidad de intercambiadores de calor que facilitan el contacto térmico adicional entre el fluido enfriado y el segundo refrigerante condensado para reducir adicionalmente la entalpia de una porción del segundo refrigerante condensado; y regresar el fluido gue se ha calentado al tanque.
41. Método según la reivindicación 20, que comprende además el paso de: reducir la entalpia del segundo refrigerante condensado con una pluralidad de intercambiadores de calor conectados en paralelo con el intercambiador de calor secundario que facilita adicionalmente el contacto térmico entre el fluido enfriado y el segundo refrigerante condensado; y regresar el fluido calentado al tanque.
42. Método según la reivindicación 31, que comprende además el paso de: restringir la unidad de evaporación dentro del tanque lleno con agua.
43. Método según la reivindicación 31, que comprende además el paso de: utilizar el refrigerante de baja entalpia para reforzar el enfriamiento de carga de un sistema de acondicionamiento de aire.
44. Método según la reivindicación 31, que comprende además el paso de: utilizar el refrigerante de baja entalpia para cambiar al menos una porción del periodo de tiempo de consumo de energía de un sistema de acondicionamiento de aire.
45. Sistema de enfriamiento y almacenamiento de energía térmica basado en refrigerante, gue comprende: un medio para condensar un primer refrigerante expandido con una unidad de condensación para crear un primer refrigerante condensado; un medio para suministrar el primer refrigerante condensado a una unidad de evaporación restringida dentro de un tanque lleno con un fluido capaz de un cambio de fase entre el líquido y sólido; un medio para expandir el primer refrigerante condensado durante un primer periodo de tiempo, dentro de la unidad de evaporación, para congelar una porción del fluido dentro del tangue y crear un fluido enfriado, un fluido congelado y el segundo refrigerante expandido fluido; un medio para hacer circular al menos una porción del fluido enfriado a través de un intercambiador de calor secundario en un segundo periodo de tiempo para reducir la entalpia del segundo refrigerante expandido y crear un refrigerante de menor entalpia; un medio para hacer circular el refrigerante de menor entalpia a través de la unidad de evaporación dentro del fluido congelado para condensar el refrigerante de menor entalpia y crear un segundo refrigerante condensado; y un medio para expandir el segundo refrigerante condensado para proporcionar el enfriamiento de carga