ES2227941T3 - Dispositivo autorregulador para controlar refrigeradores y congeladores. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de autorregulación para controlar electrodomésticos de refrigeración, como refrigeradores o congeladores, preferiblemente domésticos, los cuales constan de un circuito de refrigeración con compresor (2) evaporador (3), condensador (4) y medios de control (6, 7) del compresor (2) con un sensor de temperatura (5) puesto en contacto con el evaporador, donde el mencionado medio (6, 7) de control del compresor (2) es un dispositivo microprocesador que registras y procesa la temperatura del evaporador y al menos uno de los dos parámetros siguientes: el tiempo de funcionamiento del compresor y el tiempo durante el cual el compresor está inactivo, y compara dichos tiempos con uno o más valores tabulados, con el fin de asegurar que el tiempo de desconexión (tr) del compresor (2) alcanza y mantiene, por autorregulación, un valor tabulado constante predeterminado (tr1).

Description

Dispositivo autorregulador para controlar refrigeradores y congeladores.

La presente invención se refiere a un aparato de refrigeración de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Tal aparato se conoce, por ejemplo, por los documentos EP-A-0 686 818 y EP-A-0 727 628.

Los medios de control de temperatura, en contraste con los sistemas electromecánicos, hoy en día comprenden un dispositivo electrónico y permiten que el compresor sea controlado en relación con la temperatura registrada por sensores de temperatura presentes en el aparato, por ejemplo, en su interior.

La temperatura interna del aparato que se va a controlar depende de variaciones en la temperatura externa ambiente, la frecuencia de acceso al interior del refrigerador, la cantidad de productos contenidos en él, el envejecimiento del aislamiento y la eficiencia del circuito de refrigeración. Para tener en cuenta estos factores se utilizan complejos circuitos de control que requieren más de un sensor de temperatura y otros dispositivos de registro, por ejemplo un sensor para registrar la frecuencia en abrir el refrigerador.

Esta relativa complejidad del circuito de control conlleva ciertas desventajas tanto en términos de componentes y operación como en términos de manejo eficiente para asegurar que el producto sea tan económico de producir como sea posible.

El principal objeto de la presente invención es producir un dispositivo de autorregulación para controlar el funcionamiento de los aparatos mencionados anteriormente, usando un único sensor de temperatura en el evaporador y un circuito electrónico conectado al sensor de tal forma que se consiguen un cierto número de ventajas, tales como:

- La temperatura interna del refrigerador o congelador es mantenida y regulada independientemente de las variaciones de la temperatura ambiente externa, que son compensadas automáticamente.

- Posibilidad de regular la temperatura interna del aparato (refrigerador o congelador) corrigiendo automáticamente cualesquiera fallos en el aparato debidos a problemas en el circuito de refrigeración y en el envejecimiento del aislamiento.

- Optimización continua y automática del tiempo de funcionamiento del compresor para mantener la temperatura requerida y consecuente optimización del consumo de energía.

- Posibilidad de asegurar la descongelación del evaporador (para aparatos de refrigeración), dependiendo del tiempo de funcionamiento del compresor.

- Uso racional del compresor incluso en condiciones de temperaturas ambiente extremas.

Estos objetivos y ventajas, además de otros que se detallan completamente en la siguiente descripción detallada, se logran mediante un dispositivo de auto-control de acuerdo con las reivindicaciones que se acompañan.

Se tendrá una comprensión más clara de la invención a partir de la descripción detallada que sigue, que está dada como ejemplo y es por tanto no limitativa, de una realización preferida de la invención mostrada en el dibujo anejo, en el cual:

La Figura 1 es una vista en sección recta de un refrigerador en forma esquemática;

La Figura 2 es un gráfico que muestra los cambios en la temperatura del evaporador en función del tiempo, sin el control del dispositivo de acuerdo con la invención.

La Figura 3 muestra un gráfico similar con temperatura, pero con el uso del dispositivo de control de acuerdo con la invención.

Con referencia a la Figura 1, el aparato de refrigeración está marcado con el número de referencia 1; en el ejemplo dado, este es un refrigerador doméstico simple.

Sin embargo, la invención en cuestión es aplicable a otros tipos de aparatos de refrigeración, tales como, por ejemplo, congeladores tanto horizontales como verticales.

El aparato de refrigeración 1 comprende un circuito de refrigeración convencional, que incluye esencialmente un compresor 2, un evaporador 3 y un condensador 4. Hay un sensor de temperatura 5 convencional colocado en contacto con el evaporador 3 que es leído por un circuito 6 electrónico (microprocesador) y mediante el cual el usuario puede establecer la temperatura requerida dentro del aparato de refrigeración. El circuito electrónico controla el compresor sobre la base de dos valores de temperatura diferentes (alto y bajo) registrados en el evaporador 3 por el sensor de temperatura 5 con el fin de obtener la temperatura establecida por el usuario.

Si (mediante el uso de un único sensor de temperatura) el dispositivo de control fuese diseñado para mantener una diferencia de temperatura constante entre la conexión y la desconexión del compresor, se produciría la situación mostrada en la Figura 2: ésta es una ilustración en forma de diagrama del cambio de temperatura (T) en función del tiempo (t) registrado por el sensor 5 colocado en contacto con el evaporador, en la que los puntos A, B, C dibujados en una ordenada única "T de conexión" en línea recta indican la temperatura a la que el compresor 2 es activado, mientras que los puntos D, E dibujados en una ordenada única "T de desconexión" en línea recta indican la temperatura a la que se desactiva el compresor 2. Se supone que la diferencia "T de conexión - T de desconexión" es constante, es decir, no varía incluso en el caso en el que el usuario desee cambiar la temperatura dentro del refrigerador; por ejemplo, cuando se requiera una temperatura más alta que la mostrada en el ejemplo de la Figura 2, tanto la "T de conexión" como la "T de desconexión" estarían sujetas a un aumento igual, manteniendo así una diferencia constante.

Con una "T de conexión" que se supone constante, se ha de apreciar que en un dispositivo de control de este tipo, es decir T constante, los tiempos entre conexión y desconexión varían en función, por ejemplo, de la temperatura externa con una paridad dada de "T de conexión". Esto puede verse en la Figura 2, en la cual se ha supuesto que en el ciclo entre los puntos A, D, C, la temperatura externa tiene un valor dado que es inferior al del ciclo formado por los puntos B, E, C. En realidad, el tiempo tf (tiempo de funcionamiento del compresor) del ciclo ADB es menor que el tiempo correspondiente tf_{1} del ciclo BEC, mientras que t_{1} (desconexión de compresor - tiempo durante el cual el compresor no está funcionando) del ciclo ADB es mayor que t_{2} del ciclo BEC.

Un dispositivo de control de sensor único de este tipo tendría una serie de desventajas, tales como las variaciones de la temperatura interna debidas a cambios en la temperatura externa, diferencias en los funcionamientos del circuito debidas a envejecimiento del aislamiento, aumento del consumo de energía debido al hecho de que el compresor no se está usando óptimamente.

El dispositivo de control de acuerdo con la invención opera de manera diferente, por medio de un algoritmo operado mediante un equipo lógico (software) residente en el microprocesador 6, que obtiene y trata los parámetros siguientes: temperatura del sensor 5 y al menos uno de los siguientes: tiempo de funcionamiento (conexión) del compresor 2, tiempo de desconexión del compresor (no funcionamiento), comparando estos con un valor de referencia y cambiando la diferencia mencionada anteriormente.

Brevemente, el conjunto que comprende:

1) un evaporador (preferiblemente un evaporador de placa con su capacidad calorífica);

2) un sensor de temperatura situado en el evaporador;

3) un temporizador (operado por un microprocesador) para medir el tiempo que le lleva al evaporador elevar y/o bajar su temperatura;

constituye un sensor para registrar la variación en la dispersión del calor del aparato.

Una vez que esto es registrado el equipo lógico del microprocesador actúa para compensar las variaciones en la dispersión del calor del aparato cambiando la "T de desconexión", tras tratar los citados parámetros (tiempo de funcionamiento del compresor, espacio de tiempo durante el cual el compresor está inactivo, temperatura del sensor).

Se tendrá una comprensión más clara del dispositivo de control de acuerdo con la invención con referencia a la Figura 3, que muestra, en forma de diagrama, la temperatura T del evaporador 3 en función del tiempo t y en el que los puntos a, b, c, d que están en la misma línea de temperatura de "T de conexión" muestran la temperatura a la cual el compresor empieza inicialmente a funcionar, mientas que los puntos e, f, g representan los puntos de desconexión del compresor y las líneas de trazos y puntos que unen los citados puntos representan los cambios en la temperatura del evaporador 3.

Mediante experimentación sobre un refrigerador o congelador de un tipo dado, es posible determinar el tiempo t_{r1} requerido para que la temperatura del evaporador se eleve desde la temperatura de desconexión "e" hasta la temperatura de reconexión "b" en condiciones estándar de dispersión del calor correlacionadas con una temperatura externa predeterminada, por ejemplo 25ºC. Este tiempo, junto con la temperatura asociada "T de conexión" constituye un punto de referencia que es almacenado en la memoria de los microprocesadores incorporados en refrigeradores o congeladores del mismo tipo. A este punto de referencia se le llamará de ahora en adelante el valor "tabular".

Habiendo sido realizado esto, el dispositivo de control de autorregulación de acuerdo con la invención opera como sigue:

El valor t_{r1} registrado durante el 1^{er} ciclo (a, e, b) corresponde al valor de comparación tabular, y por tanto el dispositivo de control no es activado (porque las condiciones de operación son las mismas que las condiciones de referencia).

Durante el 2º ciclo (b, f, c), en el cual se supone que la temperatura externa es mayor que aquélla a la que se ha determinado el valor tabular, el tiempo t_{r2} durante el cual el compresor 2 no estaba funcionando fue registrado y se encontró que era menor que el valor tabular, por tanto tras la comparación se calculó un valor de error; en este caso el valor fue positivo, lo que condujo, durante el ciclo subsiguiente (c, g, d), a una bajada del punto de desconexión "g" del compresor, haciendo así que el tiempo durante el cual el compresor no está funcionando (es decir, t_{r3}) sea igual a t_{r1}, es decir, el valor tabular.

En el caso opuesto, es decir en el que hay una bajada de la temperatura ambiente, el tiempo medido será menor que el valor tabular. El dispositivo de control calculará un error negativo a partir de la comparación y corregirá éste aumentando la temperatura de desconexión del compresor para poner el tiempo de desconexión de compresor en línea con el valor tabulado.

En el ejemplo anterior, se usaron dos parámetros, es decir, la temperatura del evaporador y el tiempo de desconexión del compresor (o tiempo durante el cual el compresor estuvo inactivo). Ese es el tiempo que le llevó a la temperatura del evaporador alcanzar el valor de "T de conexión". El tiempo de conexión del compresor (o tiempo activo), es decir los valores t_{f} o incluso ambos valores de tiempo podrían usarse también para regular la temperatura. En estos casos los valores tabulados establecidos durante los experimentos serán una combinación de los que se refieren al tiempo de conexión del compresor, la relación entre los tiempos de conexión y desconexión, con el tiempo de desconexión y el tiempo de conexión.

Por razones de claridad, se han hecho algunas simplificaciones en lo que se refiere a los gráficos de los diagramas mostrados como líneas de puntos rectas y se ha supuesto (con respecto a la Figura 3) que el paso de una temperatura de desconexión a otra, es decir, e, f, a, g tuvo lugar en uno, en lugar de en varios ciclos.

Es obvio que, en teoría, en lugar de cambiar la temperatura de desconexión sería posible cambiar la temperatura de conexión "T de conexión", haciendo la correlación necesaria.

Claims (4)

1. Un aparato de refrigeración, tal como refrigeradores y congeladores, que comprende un dispositivo de autorregulación para controlar el aparato (1), comprendiendo este último, un circuito de refrigeración con compresor (2), evaporador (3), condensador (4) y medios de control (6) del compresor con un sensor de temperatura (5) situado en contacto con el evaporador (3), siendo tales medios (6) de control del compresor (2) una unidad de microprocesador que registra y procesa la temperatura del evaporador (2), caracterizado porque la citada unidad de microprocesador (2) trata además al menos uno de los siguientes parámetros: tiempo de conexión (t_{f}) del compresor, tiempo de desconexión (t_{r}) del compresor y compara el o los tiempos con uno o más valores tabulados, con el fin de asegurar que el tiempo de desconexión (t_{r}) para el compresor (2) se alcanza y se mantiene, mediante autorregulación, a un valor tabulado predeterminado constante.

2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual los valores tabulados son determinados por experimentos llevados a cabo en aparatos usados como referencia a una temperatura de referencia predeterminada dada.

3. Aparato de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, en el cual el conjunto formado por el evaporador, unidad de microprocesador y sensor de temperatura situado en el evaporador constituye un sensor que registra las variaciones en la dispersión del calor del aparato.

4. Aparato de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, en el cual se usa un evaporador de tipo de placa.