ES2563978T3

ES2563978T3 - Acondicionador de aire que comprende un intercambiador de calor

Info

Publication number: ES2563978T3
Application number: ES08739653.7T
Authority: ES
Inventors: Tatsuya Makino
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2007-04-06
Filing date: 2008-04-02
Publication date: 2016-03-17
Anticipated expiration: 2028-04-02
Also published as: WO2008126733A1; EP2157389A1; EP2157389A4; EP2157389B1; JP4349430B2; JP2008256315A

Abstract

Un acondicionador de aire (1), que comprende: - un intercambiador de calor (42, 52, 23) que hace que el refrigerante pase a través del mismo al tiempo que cambia el estado del refrigerante, comprendiendo el intercambiador de calor: - una pluralidad de aletas (61) que están dispuestas unas al lado de otras en una dirección de grosor de placa; y - una tubería (P) que penetra en la pluralidad de aletas (61) desde la dirección de grosor de placa y se ramifica al menos dos veces de manera que el número de tuberías a través de las cuales pasa el refrigerante aumenta entre una primera entrada/salida (G) y segundas entradas/salidas (S1 a S4) de un grupo de aletas (60) que comprende la pluralidad de aletas (61), en el que la tubería (P) se ramifica solo dos veces entre la primera entrada/salida (G) y las segundas entradas/salidas (S1 a S4), - un ventilador (28, 28a, 43, 43a, 53, 53a) que suministra un flujo de aire al intercambiador de calor (42, 52, 23); caracterizado por que el acondicionador de aire (1) comprende además - una memoria de ramificaciones (80) que almacena datos relacionados con posiciones de ramificación de las tuberías en el intercambiador de calor; - un detector de cantidad de estado (32, 33, 34, 36, 44, 55) que detecta cantidades de estado del refrigerante que fluye a través de la tubería (P); y - un controlador (8) que está configurado para controlar el volumen de aire del ventilador de manera que el estado del refrigerante antes de las posiciones de ramificación es diferente del estado del refrigerante después de las posiciones de ramificación basándose en valores que ha detectado el detector de cantidad de estado y los datos almacenados en la memoria de ramificaciones.

Description

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DESCRIPCION

Acondicionador de aire que comprende un intercambiador de calor Campo tecnico

La presente invencion se refiere a un acondicionador de aire que comprende un intercambiador de calor a traves del cual pasa refrigerante.

Tecnica anterior

Convencionalmente, con el proposito de mejorar la eficiencia de intercambio de calor en un intercambiador de calor, se ha concebido un intercambiador de calor en el que se han aplicado innovaciones a tubenas a traves de las cuales pasa refrigerante.

Por ejemplo, en el intercambiador de calor descrito en el documento de patente 1 indicado a continuacion, se ha propuesto una tecnologfa que, cuando se le proporciona al intercambiador de calor una configuracion en la que se hace que una tubena se ramifique en dos tubenas cuyos diametros internos son iguales, puede reducir la diferencia entre la perdida de presion en el flujo del refrigerante que pasa a traves de la tubena unica antes de la ramificacion y la perdida de presion en los flujos del refrigerante que pasa respectivamente a traves de cada una de las dos tubenas (cuya area de paso total aumenta) despues de la ramificacion. De manera espedfica, la perdida de presion en las dos tubenas en las que se ramifica la tubena unica tiende a hacerse menor que la perdida de presion en la tubena unica, asf que con el fin de aumentar la perdida de presion en las dos tubenas en las que se ramifica la tubena unica, sus periferias internas tienen una forma concava-convexa. Por tanto, puede realizarse una modificacion para igualar la perdida de presion dentro de las tubenas entre la tubena unica y las dos tubenas en la que se ramifica la tubena unica, y puede mejorarse la eficiencia de intercambio de calor.

Ademas, el documento de patente 2 se refiere a un intercambiador de calor para un acondicionador de aire en el que los circuitos se aumentan o disminuyen en secuencia de una entrada de refrigerante a una salida de refrigerante en un paso de flujo de refrigerante. Ademas, se disponen tubos en forma de U para no puentear sobre partes curvadas de las aletas de placas, y curvas que puentean las partes curvadas se conectan despues de curvar las aletas de placas.

Documento de patente 1: publicacion de solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el publico n.° 9-79697 Documento de patente 2: solicitud de patente japonesa con n.° de publicacion 07 083593 Divulgacion de la invencion <Problema tecnico>

Sin embargo, en el intercambiador de calor descrito en el documento de patente 1 mencionado anteriormente, aunque es posible que se pueda reducir la diferencia en la perdida de presion antes de la ramificacion y despues de la ramificacion, no se realiza trabajo alguno con el fin de mejorar la eficiencia de intercambio de calor utilizando cambios de estado en el refrigerante que fluye a traves del interior.

Es decir, a medida que el refrigerante pasa a traves del interior del intercambiador de calor, el refrigerante cambia de estado de un estado de fase gaseosa a un estado bifasico gas-lfquido y del estado bifasico gas-lfquido a un estado de fase lfquida. Por este motivo, dentro del intercambiador de calor, la densidad del refrigerante difiere dependiendo del estado del refrigerante que pasa a traves del mismo. De esta manera, mientras que el estado del refrigerante se distribuye de manera diferente dentro de un intercambiador de calor, en el intercambiador de calor del documento de patente 1 descrito anteriormente, no se realiza trabajo alguno con respecto a la tecnologfa para mejorar la eficiencia de intercambio de calor utilizando caractensticas de estado del refrigerante.

Un acondicionador de aire que tiene un intercambiador de calor segun el preambulo de las reivindicaciones 1 y 2 se conoce a partir del documento JP-2007-46804.

La presente invencion se ha realizado a la luz del punto mencionado anteriormente, y es un objeto de la presente invencion proporcionar un acondicionador de aire con un intercambiador de calor que puede mejorar la eficiencia de intercambio de calor en correspondencia con cambios de fase en el refrigerante.

Un acondicionador de aire que pertenece a un primer aspecto de la invencion comprende: un intercambiador de calor que hace que el refrigerante pase a traves del mismo al tiempo que cambia el estado del refrigerante y comprende una pluralidad de aletas y tubenas. La pluralidad de aletas estan dispuestas unas al lado de otras en una

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direccion de grosor de placa. La tubena penetra en la pluralidad de aletas desde la direccion de grosor de placa. Adicionalmente, la tubena se ramifica al menos dos veces de manera que el numero de tubenas a traves de las cuales pasa el refrigerante aumenta entre una primera entrada/salida y segundas entradas/salidas de un grupo de aletas. Aqrn, el grupo de aletas comprende la pluralidad de aletas. Aqrn, basta con que una tubena que se ramifica una vez se ramifique adicionalmente, de manera que no solo se incluya un caso en el que una tubena se ramifica en dos tubenas y las dos tubenas de ramificacion se ramifican respectivamente para pasar a ser cuatro tubenas, sino tambien un caso en el que una tubena de dos tubenas de ramificacion se ramifica para pasar a ser tres tubenas. El intercambiador de calor comprende ademas una memoria de ramificaciones que almacena datos relacionados con las posiciones de ramificacion de la tubena en el intercambiador de calor; un detector de cantidad de estado que detecta cantidades de estado del refrigerante que fluye a traves de la tubena; un ventilador que suministra un flujo de aire al intercambiador de calor; y un controlador que controla el volumen de aire del ventilador de manera que el estado del refrigerante antes de las posiciones de ramificacion es diferente del estado del refrigerante despues de las posiciones de ramificacion basandose en valores que ha detectado el detector de cantidad de estado y los datos almacenados en la memoria de ramificaciones. Como las cantidades de estado que detecta aqrn el detector de cantidad de estado, por ejemplo, se incluyen la temperatura y la presion. Ademas, las tubenas se ramifican solo dos veces entre la primera entrada/salida y las segundas entradas/salidas.

Aqrn, hay casos en los que el refrigerante que fluye al interior desde la primera entrada/salida del grupo de aletas cambia de estado de un estado de fase lfquida a un estado bifasico gas-lfquido y del estado bifasico gas-lfquido a un estado de fase gaseosa entre la primera entrada/salida y las segundas entradas/salidas del grupo de aletas. En tal caso, se hace que la tubena se ramifique de manera que el numero de tubenas aumenta en un lugar de la parte de distribucion de refrigerante en estado de fase lfquida a la parte de distribucion de refrigerante en estado bifasico gas- lfquido, y se hace que la tubena se ramifique adicionalmente de manera que el numero de tubenas aumenta de la parte de distribucion de refrigerante en estado bifasico gas-lfquido a la parte de distribucion de refrigerante en estado de fase gaseosa. Por tanto, se hace que la tubena se ramifique en dos etapas de manera que puede lograrse el numero de tubenas de paso correspondiente a los estados del refrigerante. Por este motivo, en la disposicion del intercambiador de calor, haciendo el lado en el que el numero de tubenas es pequeno el lado de fase lfquida, puede aumentarse la velocidad de flujo en el lado de fase lfquida, y haciendo el lado en el que el numero de tubenas es grande el lado de fase gaseosa, puede controlarse la perdida de presion en el lado de fase gaseosa.

Por tanto, se hace posible mejorar la eficiencia de intercambio de calor en correspondencia con cambios de fase en el refrigerante.

Ademas, las partes de ramificacion de la tubena del intercambiador de calor se forman solo en dos partes: la parte en la que el refrigerante cambia del estado de fase lfquida al estado bifasico gas-lfquido y la parte en la que el refrigerante cambia del estado bifasico gas-lfquido al estado de fase gaseosa.

Por tanto, puede mejorarse de manera eficaz la eficiencia de intercambio de calor incluso con una estructura simplificada en la que hay partes de ramificacion solo en dos lugares.

Ademas, el acondicionador de aire no solo esta dotado del intercambiador de calor en el que estan dispuestas las partes de ramificacion segun la distribucion de refrigerante, sino que tambien esta dotado del ventilador que suministra un flujo de aire con respecto al intercambiador de calor. Adicionalmente, el controlador controla el volumen de aire del ventilador de manera que el estado del refrigerante antes de las posiciones de ramificacion es diferente del estado del refrigerante despues de las posiciones de ramificacion segun los valores que ha detectado el detector de cantidad de estado y los datos almacenados en la memoria de ramificaciones que indican las posiciones de ramificacion. Por este motivo, se hace posible alinear de manera mas precisa la distribucion de refrigerante en el intercambiador de calor con respecto a las posiciones de ramificacion.

Por tanto, se hace posible mejorar adicionalmente la eficiencia de intercambio de calor.

Un acondicionador de aire que pertenece a un segundo aspecto de la invencion comprende: un intercambiador de calor que hace que el refrigerante pase a traves del mismo al tiempo que cambia el estado del refrigerante y comprende una pluralidad de aletas y tubenas. La pluralidad de aletas estan dispuestas unas al lado de otras en una direccion de grosor de placa. La tubena penetra en la pluralidad de aletas desde la direccion de grosor de placa. Adicionalmente, la tubena se ramifica al menos dos veces de manera que el numero de tubenas a traves de las cuales pasa el refrigerante aumenta entre una primera entrada/salida y segundas entradas/salidas de un grupo de aletas. Aqrn, el grupo de aletas comprende la pluralidad de aletas. Aqrn, basta con que una tubena que se ramifica una vez se ramifique adicionalmente, de manera que no solo se incluya un caso en el que una tubena se ramifica en dos tubenas y las dos tubenas de ramificacion se ramifican respectivamente para pasar a ser cuatro tubenas, sino tambien un caso en el que una tubena de dos tubenas de ramificacion se ramifica para pasar a ser tres tubenas. El intercambiador de calor comprende ademas una memoria de ramificaciones que almacena datos relacionados con posiciones de ramificacion de la tubena en el intercambiador de calor; un detector de cantidad de estado que detecta cantidades de estado del refrigerante que fluye a traves de la tubena; un compresor que controla la velocidad de flujo del refrigerante suministrado al intercambiador de calor controlando la frecuencia del compresor; y un controlador que controla la frecuencia del compresor de manera que el estado del refrigerante antes de las

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posiciones de ramificacion es diferente del estado del refrigerante despues de las posiciones de ramificacion basandose en valores que ha detectado el detector de cantidad de estado y los datos almacenados en la memoria de ramificaciones. Como cantidades de estado que detecta aqm el detector de cantidad de estado, por ejemplo, se incluyen la temperatura y la presion. Ademas, las tubenas se ramifican solo dos veces entre la primera entrada/salida y las segundas entradas/salidas.

Aqm, hay casos en los que el refrigerante que fluye al interior desde la primera entrada/salida del grupo de aletas cambia de estado de un estado de fase lfquida a un estado bifasico gas-lfquido y del estado bifasico gas-lfquido a un estado de fase gaseosa entre la primera entrada/salida y las segundas entradas/salidas del grupo de aletas. En tal caso, se hace que la tubena se ramifique de manera que el numero de tubenas aumenta en un lugar de la parte de distribucion de refrigerante en estado de fase lfquida a la parte de distribucion de refrigerante en estado bifasico gas- lfquido, y se hace que la tubena se ramifique adicionalmente de manera que el numero de tubenas aumenta de la parte de distribucion de refrigerante en estado bifasico gas-lfquido a la parte de distribucion de refrigerante en estado de fase gaseosa. Por tanto, se hace que la tubena se ramifique en dos etapas de manera que puede lograrse el numero de tubenas que pasan correspondiente a los estados del refrigerante. Por este motivo, en la disposicion del intercambiador de calor, haciendo el lado en el que el numero de tubenas es pequeno el lado de fase lfquida, puede aumentarse la velocidad de flujo en el lado de fase lfquida, y haciendo el lado en el que el numero de tubenas es grande el lado de fase gaseosa, puede controlarse la perdida de presion en el lado de fase gaseosa.

Ademas, el acondicionador de aire no solo esta dotado del intercambiador de calor en el que las partes de ramificacion estan dispuestas segun la distribucion de refrigerante sino que tambien esta dotado del compresor que controla la velocidad de flujo del refrigerante suministrado con respecto al intercambiador de calor. Adicionalmente, el controlador controla la frecuencia del compresor de manera que el estado del refrigerante antes de las posiciones de ramificacion es diferente del estado del refrigerante despues de las posiciones de ramificacion segun los valores que ha detectado el detector de cantidad de estado y los datos almacenados en la memoria de ramificaciones que indican posiciones de ramificacion. Por este motivo, se hace posible alinear de manera mas precisa la distribucion de refrigerante en el intercambiador de calor con respecto a las posiciones de ramificacion.

Un intercambiador de calor que pertenece a un acondicionador de aire segun un tercer aspecto de la invencion es un intercambiador de calor segun el primer o segundo aspecto de la invencion, en el que las partes de ramificacion de la tubena estan dispuestas al menos en una parte cerca de un lfmite que separa el refrigerante en un estado de fase lfquida del refrigerante en un estado bifasico gas-lfquido y una parte cerca de un lfmite que separa el refrigerante en el estado bifasico gas-lfquido del refrigerante en un estado de fase gaseosa.

Aqm, las posiciones de ramificacion de la tubena corresponden a posiciones en las que cambia respectivamente el estado de fase del refrigerante. Por este motivo, la parte en la que fluye el refrigerante en el estado de fase lfquida, la parte en la que fluye el refrigerante en el estado bifasico gas-lfquido y la parte en la que fluye el refrigerante en el estado de fase gaseosa se diferencian de manera mas clara.

Por tanto, se hace posible mejorar de manera eficaz la eficiencia de intercambio de calor correspondiente a cambios de fase en el refrigerante.

Un intercambiador de calor que pertenece a un acondicionador de aire segun un cuarto aspecto de la invencion es el intercambiador de calor del primer, segundo o tercer aspecto de la invencion, en el que los diametros internos de una pluralidad de tubenas ramificadas son sustancialmente iguales entre sf.

Aqm, los diametros internos de la pluralidad de tubenas ramificadas son sustancialmente iguales, de modo que se hace posible controlar los costes de fabricacion en comparacion con la fabricacion de un intercambiador de calor en el que los diametros internos de las tubenas ramificadas son diferentes.

Un intercambiador de calor que pertenece a un acondicionador de aire segun un quinto aspecto de la invencion es el intercambiador de calor de uno cualquiera de los aspectos primero a cuarto de la invencion, en el que las partes de ramificacion de la tubena tienen una estructura que invierte el sentido en el que fluye el refrigerante.

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Aqrn, las partes de ramificacion de la tubena invierten el sentido en el que fluye el refrigerante, de modo que se invierten el flujo del refrigerante antes de ramificarse y el flujo del refrigerante despues de ramificarse. Por este motivo, pueden garantizarse partes con mayor intercambio de calor debido a que se puede proporcionar al intercambiador de calor una configuracion en la que las partes de ramificacion de la tubena no solo hacen simplemente que el flujo de refrigerante se ramifique, sino que tambien hacen que el flujo de refrigerante pase a traves del grupo de aletas tanto en las tubenas antes de la ramificacion como en las tubenas despues de la ramificacion.

Por tanto, el intercambio de calor a traves del grupo de aletas se hace posible con respecto a tanto antes como despues de la ramificacion, y puede mejorarse incluso mas la eficiencia de intercambio de calor.

Un intercambiador de calor que pertenece a un acondicionador de aire segun un sexto aspecto de la invencion es el intercambiador de calor de cualquiera del primer aspecto al quinto aspecto de la invencion, en el que la tubena se ramifica de manera que una tubena pasa a ser dos tubenas en la primera ramificacion y de manera que dos tubenas pasan a ser cuatro tubenas en la segunda ramificacion.

Aqrn, la capacidad para alcanzar un objetivo con respecto al refrigerante que fluye puede garantizarse haciendo que una tubena que se ha ramificado una vez se ramifique de nuevo respectivamente.

Por tanto, se hace posible igualar los estados del refrigerante segun las posiciones de tubenas, y se hace posible mejorar mas la eficiencia de intercambio de calor.

Un intercambiador de calor que pertenece a un acondicionador de aire segun un septimo aspecto de la invencion es el intercambiador de calor de cualquiera del primer aspecto al sexto aspecto de la invencion, en el que la tubena se ramifica en posiciones en las que la velocidad de flujo del refrigerante en las segundas entradas/salidas del grupo de aletas con respecto a la velocidad de flujo del refrigerante en la primera entrada/salida del grupo de aletas pasa a ser el doble o mas y pasa a ser el triple o menos.

Aqrn, las posiciones de ramificacion se disponen de manera que la velocidad de flujo del refrigerante en el estado gaseoso cuya densidad es baja pasa a ser el doble o mas y el triple o menos de la velocidad de flujo del refrigerante en el estado lfquido cuya densidad es alta.

Por tanto, se hace posible hacer incluso mas eficaz el intercambio de calor correspondiente a cambios de estado en el refrigerante.

Breve descripcion de los dibujos

La FIG. 1 es un diagrama de circuito de refrigerante de un acondicionador de aire que pertenece a una realizacion de la presente invencion.

La FIG. 2 es un diagrama de configuracion de bloques del acondicionador de aire.

La FIG. 3 es un diagrama en perspectiva externa esquematica de un intercambiador de calor.

La FIG. 4 es un diagrama conceptual que muestra una parte de conexion del intercambiador de calor.

La FIG. 5 es un diagrama de Mollier referido al acondicionador de aire.

Explicacion de los simbolos de referencia

1: Acondicionador de aire

23: Intercambiador de calor de exterior

42: Intercambiador de calor de interior

52: Intercambiador de calor de interior

60: Componente de intercambio de calor (grupo de aletas)

61: Aletas

62: Tubos de transferencia de calor 63: Parte de conexion

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64: Tubena en forma de U

65: Primera tubena en forma de Y (parte de ramificacion, segundo cuerpo estructural de interseccion triple)

66: Segunda tubena en forma de Y (parte de ramificacion, segundo cuerpo estructural de interseccion triple)

67: Tercera tubena en forma de Y (parte de ramificacion, primer cuerpo estructural de interseccion triple)

G: Entrada/Salida (primera entrada/salida)

P: Tubena

S1 a S4: Entradas/salidas (segundas entradas/salidas)

Mejor modo de llevar a cabo la invencion

A continuacion se describira, basandose en los dibujos, una realizacion de un acondicionador de aire en el que se emplea un intercambiador de calor que pertenece a la presente invencion.

La FIG. 1 es un diagrama de configuracion esquematica de un acondicionador de aire 1 que pertenece a la realizacion de la presente invencion.

El acondicionador de aire 1 es un aparato que se usa para calentar y enfriar el interior de una sala en un edificio o similar realizando una operacion de ciclo de refrigeracion de compresion de vapor. El acondicionador de aire 1 esta equipado principalmente con una unidad de exterior 2 que sirve como unidad de fuente de calor, una pluralidad (en la presente realizacion, dos) de unidades de interior 4 y 5 que sirven como unidades de utilizacion que estan conectadas en paralelo a la unidad de exterior 2, y una tubena de comunicacion de refrigerante lfquido 6 y una tubena de comunicacion de refrigerante gaseoso 7 que sirven como tubenas de comunicacion de refrigerante que interconectan la unidad de exterior 2 y las unidades de interior 4 y 5.

Es decir, un circuito de refrigerante de compresion de vapor 10 del acondicionador de aire 1 de la presente realizacion esta configurado como resultado de conectar la unidad de exterior 2, las unidades de interior 4 y 5, y la tubena de comunicacion de refrigerante lfquido 6 y la tubena de comunicacion de refrigerante gaseoso 7.

Las unidades de interior 4 y 5 estan instaladas tal como integradas en o colgando de un techo dentro de la sala en el edificio o similar, o montadas en una superficie de pared dentro de la sala. Las unidades de interior 4 y 5 estan conectadas a la unidad de exterior 2 a traves de la tubena de comunicacion de refrigerante lfquido 6 y la tubena de comunicacion de refrigerante gaseoso 7 y configuran parte del circuito de refrigerante 10.

A continuacion se describira la configuracion de las unidades de interior 4 y 5.

Ha de advertirse que solo se describira aqrn la configuracion de la unidad de interior 4 debido a que la unidad de interior 4 y la unidad de interior 5 tienen la misma configuracion. Con respecto a la configuracion de la unidad de interior 5, se usaran numeros de referencia en la decena del 50 en lugar de numeros de referencia en la decena del 40 que representan cada parte de la unidad de interior 4, y se omitira la descripcion de cada parte.

La unidad de interior 4 tiene principalmente un circuito de refrigerante de interior 10a (en la unidad de interior 5, un circuito de refrigerante de interior 10b) que configura parte del circuito de refrigerante 10. El circuito de refrigerante de interior 10a tiene principalmente una valvula de expansion de interior 41 que sirve como mecanismo de expansion y un intercambiador de calor de interior 42 que sirve como intercambiador de calor de utilizacion.

En la presente realizacion, la valvula de expansion de interior 41 es una valvula de expansion accionada por motor que esta conectada a un lado de lfquido del intercambiador de calor de interior 42 con el fin de conducir, controlar y similares el caudal del refrigerante que fluye a traves del interior del circuito de refrigerante de interior 10a.

En la presente realizacion, el intercambiador de calor de interior 42 es un intercambiador de calor del tipo de aletas y tubos, de aletas transversales, que tiene tubos de transferencia de calor y numerosas aletas y es un intercambiador de calor que funciona como evaporador del refrigerante durante la operacion de enfriamiento para enfriar el aire de interior y funciona como condensador del refrigerante durante la operacion de calentamiento para calentar el aire de interior.

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En la presente realizacion, la unidad de interior 4 tiene un ventilador de interior 43 que sirve como ventilador de soplado para succionar el aire de interior al interior de la unidad, haciendo que se intercambie calor con el refrigerante en el intercambiador de calor de interior 42, y tras ello suministrar el aire al interior de la sala como aire de suministro. El ventilador de interior 43 es un ventilador que puede variar un volumen de aire Wr del aire que suministra al intercambiador de calor de interior 42. En la presente realizacion, el ventilador de interior 43 es un ventilador centnfugo o un ventilador de multiples palas o similar que esta accionado por un motor 43a que comprende un motor de ventilador de CC.

Ademas, hay dispuestos diversos tipos de sensores en la unidad de interior 4. Un sensor de temperatura de lado de lfquido 44 que detecta la temperatura del refrigerante (es decir, la temperatura del refrigerante correspondiente a una temperatura de condensacion durante la operacion de calentamiento o una temperatura de evaporacion durante la operacion de enfriamiento) esta dispuesto en el lado de lfquido del intercambiador de calor de interior 42. Un sensor de temperatura de lado de gas 45 que detecta la temperatura del refrigerante esta dispuesto en un lado de gas del intercambiador de calor de interior 42. Un sensor de temperatura de interior 46 que detecta la temperatura del aire de interior (es decir, la temperatura de interior) que fluye al interior de la unidad esta dispuesto en un lado de orificio de succion de aire de interior de la unidad de interior 4. En la presente realizacion, el sensor de temperatura de lado de lfquido 44, el sensor de temperatura de lado de gas 45 y el sensor de temperatura de interior 46 comprenden termistores. Ademas, la unidad de interior 4 tiene un controlador de interior 47 que controla el funcionamiento de cada parte que configura la unidad de interior 4. Adicionalmente, el controlador de interior 47 tiene un microordenador y una memoria y similares que estan dispuestos con el fin de controlar la unidad de interior 4, y el controlador de interior 47 esta configurado de manera que puede intercambiar senales de control y similares con un controlador remoto (no mostrado) para hacer funcionar de manera individual la unidad de interior 4 y puede intercambiar senales de control y similares con la unidad de exterior 2 a traves de una lmea de transmision 8a.

La unidad de exterior 2 esta instalada en un tejado o similar del edificio o similar, esta conectada a las unidades de interior 4 y 5 a traves de la tubena de comunicacion de refrigerante lfquido 6 y la tubena de comunicacion de refrigerante gaseoso 7, y configura el circuito de refrigerante 10 junto con las unidades de interior 4 y 5.

A continuacion se describira la configuracion de la unidad de exterior 2.

La unidad de exterior 2 esta equipada principalmente con un circuito de refrigerante de exterior 10c que configura parte del circuito de refrigerante 10. El circuito de refrigerante de exterior 10c tiene principalmente un compresor 21, una valvula de conmutacion de cuatro vfas 22, un intercambiador de calor de exterior 23 que sirve como intercambiador de calor de fuente de calor, una valvula de expansion de exterior 38 que sirve como mecanismo de expansion, un acumulador 24, una valvula de detencion de lfquido 26 y una valvula de detencion de gas 27.

El compresor 21 es un compresor que puede variar su capacidad operativa. En la presente realizacion, el compresor 21 es un compresor de desplazamiento positivo que esta accionado por un motor 21a cuyo numero de rotaciones se controla mediante un inversor. En la presente realizacion, solo hay un compresor 21, pero la realizacion no se limita a esto; tambien puede haber dos o mas compresores conectados en paralelo dependiendo del numero de conexiones de las unidades de interior y similares.

La valvula de conmutacion de cuatro vfas 22 es una valvula para conmutar el sentido del flujo del refrigerante de manera que, durante la operacion de enfriamiento, la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22 puede interconectar un lado de descarga del compresor 21 y un lado de gas del intercambiador de calor de exterior 23 y tambien interconectar un lado de succion del compresor 21 (de manera espedfica, el acumulador 24) y la tubena de comunicacion de refrigerante gaseoso 7 (veanse las lmeas continuas de la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22 en la FIG. 1) para hacer que el intercambiador de calor de exterior 23 funcione como condensador del refrigerante que se comprime mediante el compresor 21 y hacer que los intercambiadores de calor de interior 42 y 52 funcionen como evaporadores del refrigerante que se condensa en el intercambiador de calor de exterior 23, y de manera que, durante la operacion de calentamiento, la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22 puede interconectar el lado de descarga del compresor 21 y la tubena de comunicacion de refrigerante gaseoso 7 y tambien interconectar el lado de succion del compresor 21 y el lado de gas del intercambiador de calor de exterior 23 (veanse las lmeas de puntos de la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22 en la FIG. 1) para hacer que los intercambiadores de calor de interior 42 y 52 funcionen como condensadores del refrigerante que se comprime mediante el compresor 21 y para hacer que el intercambiador de calor de exterior 23 funcione como evaporador del refrigerante que se condensa en los intercambiadores de calor de interior 42 y 52.

En la presente realizacion, el intercambiador de calor de exterior 23 es un intercambiador de calor del tipo de aletas y tubos, de aletas transversales, que tiene tubos de transferencia de calor y numerosas aletas y es un intercambiador de calor que funciona como condensador del refrigerante durante la operacion de enfriamiento y como evaporador del refrigerante durante la operacion de calentamiento. El lado de gas del intercambiador de calor de exterior 23 esta conectado a la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22, y un lado de lfquido del intercambiador de calor de exterior 23 esta conectado a la tubena de comunicacion de refrigerante lfquido 6.

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En la presente realizacion, la valvula de expansion de exterior 38 es una valvula de expansion accionada por motor que esta conectada al lado de Kquido del intercambiador de calor de exterior 23 con el fin de controlar la presion y el caudal y similares del refrigerante que fluye a traves del interior del circuito de refrigerante de exterior 10c.

En la presente realizacion, la unidad de exterior 2 tiene un ventilador de exterior 28 que sirve como ventilador de soplado para succionar aire de exterior al interior de la unidad, haciendo que se intercambie calor con el refrigerante en el intercambiador de calor de exterior 23, y tras ello descargar el aire al exterior de la sala. El ventilador de exterior 28 es un ventilador que puede variar un volumen de aire Wo del aire que suministra al intercambiador de calor de exterior 23. En la presente realizacion, el ventilador de exterior 28 es un ventilador de helice y similares que esta accionado por un motor 28a que comprende un motor de ventilador de CC.

El acumulador 24 esta conectado entre la valvula de cuatro vfas 22 y el compresor 21 y es un recipiente que puede almacenar el excedente de refrigerante generado dentro del circuito de refrigerante 10 dependiendo de fluctuaciones y similares en las cargas operativas de las unidades de interior 4 y 5.

La valvula de detencion de lfquido 26 y la valvula de detencion de gas 27 son valvulas dispuestas en aberturas a las que se conectan dispositivos/tubenas externos (de manera espedfica, la tubena de comunicacion de refrigerante lfquido 6 y la tubena de comunicacion de refrigerante gaseoso 7). La valvula de detencion de lfquido 26 esta conectada al intercambiador de calor de exterior 23. La valvula de detencion de gas 27 esta conectada a la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22.

Ademas hay dispuestos diversos tipos de sensores en la unidad de exterior 2.

De manera espedfica, un sensor de presion de succion 29 que detecta la presion de succion del compresor 21, un sensor de presion de descarga 30 que detecta la presion de descarga del compresor 21, un sensor de temperatura corriente abajo 92 que sirve como sensor de temperatura de succion que detecta la temperatura de succion del compresor 21 y un sensor de temperatura de descarga 32 que detecta la temperatura de descarga del compresor 21 estan dispuestos en la unidad de exterior 2. El sensor de temperatura corriente abajo 92 esta dispuesto en una posicion entre el acumulador 24 y el compresor 21. Un sensor de temperatura de intercambio de calor 33 que detecta la temperatura del refrigerante que fluye a traves del interior del intercambiador de calor de exterior 23 (es decir, la temperatura del refrigerante correspondiente a la temperatura de condensacion durante la operacion de enfriamiento o la temperatura de evaporacion durante la operacion de calentamiento) esta dispuesto en el intercambiador de calor de exterior 23. Un sensor de temperatura de lado de lfquido 34 que detecta la temperatura del refrigerante esta dispuesto en el lado de lfquido del intercambiador de calor de exterior 23. Un sensor de temperatura de tubena de lfquido 35 que detecta la temperatura del refrigerante (es decir, la temperatura de la tubena de lfquido) esta dispuesto en la parte frontal de la valvula de detencion de lfquido 26. Un sensor de temperatura de exterior 36 que detecta la temperatura del aire de exterior (es decir, la temperatura de exterior) que fluye al interior de la unidad esta dispuesto en un lado de orificio de succion de aire de exterior de la unidad de exterior 2.

Ha de advertirse que, en la presente realizacion, el sensor de temperatura de descarga 32, el sensor de temperatura de intercambio de calor 33, el sensor de temperatura de lado de ifquido 34, el sensor de temperatura de tubena de lfquido 35 y el sensor de temperatura de exterior 36 comprenden termistores.

Ademas, la unidad de exterior 2 tiene un controlador de exterior 37 que controla el funcionamiento de cada parte que configura la unidad de exterior 2. Adicionalmente, el controlador de exterior 37 tiene un microordenador y una memoria que estan dispuestos con el fin de controlar la unidad de exterior 2 y un circuito inversor que controla el motor 21a y similares, y el controlador de exterior 37 esta configurado de manera que puede intercambiar senales de control y similares a traves de la lmea de transmision 8a con los controladores de interior 47 y 57 de las unidades de interior 4 y 5. Es decir, un controlador 8 que controla el funcionamiento de todo el acondicionador de aire 1 esta configurado por los controladores de interior 47 y 57, el controlador de exterior 37 y la lmea de transmision 8a que interconecta los controladores de interior 47, 57 y el controlador de exterior 37. Ha de advertirse que, como la memoria aqrn, esta dispuesta una memoria de posiciones de disposicion 80 en la que se almacenan de antemano cada una de las posiciones de disposicion de la primera tubena en forma de Y 65, la segunda tubena en forma de Y 66 y la tercera tubena en forma de Y 67 descritas mas adelante, dentro de un componente de intercambio de calor 60 (por ejemplo, informacion que representa en que posiciones entre las entradas/salidas S1 a S4 y una entrada/salida G del componente de intercambio de calor 60 estan dispuestas las tubenas en forma de Y).

El controlador 8, tal como se muestra en la FIG. 2, que es un diagrama de bloques de control del acondicionador de aire 1, esta conectado de manera que puede recibir senales de deteccion de los diversos tipos de sensores 29 a 36, 44 a 46, 54 a 56, 63 y 92 y esta conectado de manera que puede controlar los diversos tipos de dispositivos y valvulas 22, 24, 28a, 38, 41, 43a, 51 y 53a basandose en estas senales de deteccion y similares.

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Las tubenas de comunicacion de refrigerante 6 y 7 son tubenas de refrigerante que se instalan en el sitio cuando se instala el acondicionador de aire 1 en una ubicacion de instalacion tal como el edificio, y se usan tubenas que tienen diversas longitudes y diametros de tubena dependiendo de las condiciones de instalacion tales como la ubicacion de la instalacion y la combinacion de unidades de exterior y unidades de interior.

El acondicionador de aire 1 de la presente realizacion esta configurado para conmutar y funcionar entre una operacion de enfriamiento y una operacion de calentamiento con la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22 y tambien para controlar, con el controlador 8 configurado por los controladores de interior 47 y 57 y el controlador de exterior 37, cada dispositivo de la unidad de exterior 2 y las unidades de interior 4 y 5 segun las cargas operativas de cada una de las unidades de interior 4 y 5.

El intercambiador de calor de interior 42, el intercambiador de calor de interior 52 y el intercambiador de calor de exterior 23 tienen todos la misma configuracion en la que se emplea la realizacion de la presente invencion.

El intercambiador de calor de interior 42 se tomara como ejemplo y se describira a continuacion, pero la descripcion tanto del otro intercambiador de calor de interior 52 como del intercambiador de calor de exterior 23 se omitira debido a que tienen la misma configuracion que la del intercambiador de calor de interior 42.

El intercambiador de calor de interior 42, tal como se muestra en la FIG. 3, esta equipado con un componente de intercambio de calor 60 y una tubena P.

El componente de intercambio de calor 60 esta configurado como una forma en la que una pluralidad de aletas 61 estan dispuestas unas al lado de otras en una direccion de grosor de placa y en la que una pluralidad de tubos de transferencia de calor 62 penetran en la pluralidad de aletas 61 unas al lado de otras en la direccion de grosor de placa. El componente de intercambio de calor 60 tiene, tal como se muestra en la FIG. 3 y la FIG. 4, cuatro segundas entradas/salidas S1 a S4 con respecto a una primera entrada/salida G. Aqrn, cuando el intercambiador de calor de interior 42 funciona como condensador del refrigerante, las cuatro segundas entradas/salidas S1 a S4 pasan a ser entradas para el refrigerante en un estado gaseoso, respectivamente y la primera entrada/salida G pasa a ser una salida para el refrigerante en un estado lfquido. Ademas, cuando el intercambiador de calor de interior 42 funciona como evaporador del refrigerante, la primera entrada/salida G pasa a ser una entrada para el refrigerante en un estado lfquido y las cuatro segundas entradas/salidas S1 a S4 pasan a ser salidas para el refrigerante en un estado gaseoso. El caso en el que el intercambiador de calor de interior 42 funciona como condensador del refrigerante se tomara como ejemplo y se describira a continuacion.

La tubena P incluye la pluralidad de tubos de transferencia de calor 62 y una parte de conexion 63, y los diametros internos de todos los tubos de transferencia de calor 62 son de 7,36 mm e iguales. Los tubos de transferencia de calor 62 penetran, desde la direccion de grosor de placa, en la pluralidad de aletas 61, que estan dispuestas unas al lado de otras en la direccion de grosor de placa y configura el componente de intercambio de calor 60 tal como se describio anteriormente. En el intercambiador de calor de interior 42 de la presente realizacion, los tubos de transferencia de calor 62 estan dispuestos unos al lado de otros en dos filas separadas de manera uniforme en una direccion longitudinal de las aletas 61 segun se observa desde la direccion de grosor de placa de las aletas 61, y los tubos de transferencia de calor 62 estan dispuestos de manera que los tubos de transferencia de calor 62 de cada fila parecen cruzarse entre sf segun se observa desde una direccion horizontal. Ambas partes de extremo de los tubos de transferencia de calor 62 estan dispuestas de manera que estan expuestas respectivamente tanto en el lado proximo como en el lado alejado de las aletas 61 del componente de intercambio de calor 60 en la direccion de grosor de placa. La parte de conexion 63 esta unida desde el exterior con respecto a las partes expuestas de los tubos de transferencia de calor 62.

En la parte de conexion 63, tal como se muestra en la FIG. 3 y la FIG. 4, hay una pluralidad de tubenas en forma de U 64 y tubenas en forma de Y 65, 66 y 67.

Una de la pluralidad de tubenas en forma de U 64 conecta de manera uno a uno, uno de los tubos de transferencia de calor 62 descritos anteriormente que estan expuestos del componente de intercambio de calor 60 y uno de los tubos de transferencia de calor 62 que estan expuestos en la misma direccion (por ejemplo, lado proximo y lado proximo, lado alejado y lado alejado) y adyacentes a los mismos. Por tanto, dos de los tubos de transferencia de calor 62 que estan interconectados por una de la pluralidad de tubenas en forma de U 64 configura un tubo global, y el sentido de flujo del refrigerante que fluye a traves de uno de los tubos de transferencia de calor 62 antes de pasar a traves de una de la pluralidad de tubenas en forma de U 64 y el sentido de flujo del refrigerante que fluye a traves de otro de los tubos de transferencia de calor 62 despues de pasar a traves de una de la pluralidad de tubenas en forma de U 64 son opuestos. Ha de advertirse que una de la pluralidad de tubenas en forma de U 64 existe en una pluralidad de posiciones como tubenas que interconectan de manera uno a uno los tubos de transferencia de calor 62 que estan expuestos del componente de intercambio de calor 60, y, tal como se muestra en la FIG. 3, la pluralidad de tubenas en forma de U 64 existe no solo en el lado proximo de las aletas 61 del componente de

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intercambio de calor 60 en la direccion de grosor, sino tambien en el lado alejado de las aletas 61 del componente de intercambio de calor 60.

Las tubenas en forma de Y 65, 66 y 67 incluyen una primera tubena en forma de Y 65, una segunda tubena en forma de Y 66 y una tercera tubena en forma de Y 67.

La primera tubena en forma de Y 65, tal como se muestra en la FIG. 3 y la FIG. 4, interconecta en una razon de dos a uno, dos de los tubos de transferencia de calor 62 que estan expuestos del componente de intercambio de calor 60 y adyacentes, y uno de los tubos de transferencia de calor 62 que esta expuesto en la misma direccion (por ejemplo, lado proximo y lado proximo, lado alejado y lado alejado) y esta ubicado en una posicion adyacente a los dos tubos de transferencia de calor 62 descritos anteriormente. De manera espedfica, la primera tubena en forma de Y 65 hace que los flujos de refrigerante F1 y F2 que fluyen al interior desde las segundas entradas/salidas S1 y S2 del componente de intercambio de calor 60 confluyan entre sf y grna el flujo de refrigerante confluido hasta uno de los tubos de intercambio de calor 62. Adicionalmente, el sentido de flujo del refrigerante que fluye a traves de los dos tubos de transferencia de calor 62 antes de pasar a traves de la primera tubena en forma de Y 65 y el sentido de flujo del refrigerante que fluye a traves de uno de los tubos de transferencia de calor 62 despues de pasar a traves de la primera tubena en forma de Y 65 son opuestos.

La segunda tubena en forma de Y 66 es igual que la primera tubena en forma de Y 65 y, tal como se muestra en la FIG. 3 y la FIG. 4, interconecta en una razon de dos a uno dos de los tubos de transferencia de calor 62 que estan expuestos del componente de intercambio de calor 60 y adyacentes, y uno de los tubos de transferencia de calor 62 que esta expuesto en la misma direccion y esta ubicado en una posicion adyacente a ambos de los dos tubos de transferencia de calor 62 descritos anteriormente. De manera espedfica, la segunda tubena en forma de Y 66 hace que los flujos de refrigerante F3 y F4 que fluyen al interior desde las segundas entradas/salidas S3 y S4 del componente de intercambio de calor 60 confluyan entre sf y grna el flujo de refrigerante confluido hasta uno de los tubos de intercambio de calor 62. Adicionalmente, el sentido de flujo del refrigerante que fluye a traves de los dos tubos de transferencia de calor 62 antes de pasar a traves de la segunda tubena en forma de Y 66 y el sentido de flujo del refrigerante que fluye a traves de uno de los tubos de transferencia de calor 62 despues de pasar a traves de la segunda tubena en forma de Y 66 son opuestos.

La tercera tubena en forma de Y 67, tal como se muestra en la FIG. 3 y la FIG. 4, interconecta en una razon de dos a uno dos de los tubos de transferencia de calor 62 que estan expuestos del componente de intercambio de calor 60 y adyacentes, y uno de los tubos de transferencia de calor 62 que esta expuesto en la misma direccion y esta ubicado en una posicion adyacente a ambos de los dos tubos de transferencia de calor 62 descritos anteriormente. De manera espedfica, la tercera tubena en forma de Y 67 hace que los flujos de refrigerante que fluyen al interior desde las segundas entradas/salidas S1 y S2 del componente de intercambio de calor 60 y que confluyen entre sf en la primera tubena en forma de Y 65 y los flujos de refrigerante que fluyen al interior desde las segundas entradas/salidas S3 y S4 del componente de intercambio de calor 60 y que confluyen entre sf en la segunda tubena en forma de Y 66, confluyan adicionalmente entre sf, y grna el flujo de refrigerante confluido hasta uno de los tubos de transferencia de calor 62. Adicionalmente, el sentido de flujo del refrigerante que fluye a traves de los dos tubos de transferencia de calor 62 antes de pasar a traves de la tercera tubena en forma de Y 67 y el sentido de flujo del refrigerante que fluye a traves de uno de los tubos de transferencia de calor 62 despues de pasar a traves de la tercera tubena en forma de Y 67 son opuestos.

(Disposicion de tubenas en forma de Y 65, 66 y 67 en el componente de intercambio de calor 60)

Tal como se comento anteriormente, las tubenas de refrigerante que pasan a traves del componente de intercambio de calor 60 confluyen entre sf en la primera tubena en forma de Y 65, la segunda tubena en forma de Y 66 y la tercera tubena en forma de Y 67 (cuando el intercambiador de calor de interior 42 funciona como evaporador del refrigerante, el flujo del refrigerante pasa a ser opuesto y diverge). Por este motivo, los cuatro flujos de refrigerante F1 a F4 que fluyen al interior respectivamente en las segundas entradas/salidas S1 a S4 del componente de intercambio de calor 60 confluyen entre sf en la primera tubena en forma de Y 65 y la segunda tubena en forma de Y

66 respectivamente para pasar a ser dos flujos de refrigerante. Entonces, los dos flujos de refrigerante en los que han confluido los cuatro flujos de refrigerante, confluyen entre sf adicionalmente en la tercera tubena en forma de Y

67 para pasar a ser un flujo unico de refrigerante H, y el flujo unico de refrigerante H fluye al exterior de la primera entrada/salida G del componente de intercambio de calor 60.

Aqrn, la primera tubena en forma de Y 65 y la segunda tubena en forma de Y 66 desempenan la funcion de situar donde se hace que confluyan entre sf dos flujos de refrigerante, y la tercera tubena en forma de Y 67 desempena la funcion de situar donde se hace que confluyan adicionalmente entre sf los flujos de refrigerante que han confluido entre sf.

Adicionalmente, en el intercambiador de calor de interior 42 de la presente realizacion, se proporciona la disposicion de la primera tubena en forma de Y 65, la segunda tubena en forma de Y 66 y la tercera tubena en forma de Y 67 que desempenan las funciones descritas anteriormente, de manera que el refrigerante que fluye a traves de las tubenas que pasan a traves del interior del componente de intercambio de calor 60 cambia a los diferentes estados

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de un estado de fase gaseosa, un estado bifasico gas-Kquido y un estado de fase Kquida antes y despues de las tubenas en forma de Y 65, 66 y 67.

De manera espedfica, cuando el intercambiador de calor de interior 42 funciona como condensador del refrigerante, en el diagrama de Mollier mostrado en la FIG. 5, el refrigerante en un estado de fase gaseosa a alta presion fluye al interior de las segundas entradas/salidas S1 a S4 del componente de intercambio de calor 60, pasa a traves de un estado bifasico gas-lfquido, pasa a ser refrigerante en un estado de fase lfquida a alta presion, y fluye al exterior de la primera entrada/salida G del componente de intercambio de calor 60.

Aqrn, en el diagrama de Mollier de la FIG. 5, al pasar por puntos de interseccion entre una lmea a alta presion y una lmea de vapor saturado en el sentido en el que disminuye la entalpfa, parte del refrigerante en el estado de fase gaseosa se licua y pasa a ser refrigerante en el estado bifasico gas-lfquido, de modo que en correspondencia con esto, la primera tubena en forma de Y 65 y la segunda tubena en forma de Y 66 se colocan en partes de lfmite de las tubenas de refrigerante que pasan a traves del componente de intercambio de calor 60 en el que el refrigerante cambia de refrigerante en el estado de fase gaseosa a refrigerante en el estado bifasico gas-lfquido. Por tanto, los cuatro flujos de refrigerante F1 a F4 pasan a ser dos flujos de refrigerante. Por tanto, el hecho de que parte del refrigerante en el estado de fase gaseosa se licua y el volumen del refrigerante disminuye corresponde al hecho de que el area de paso disminuye a la mitad debido a la confluencia, debido a que los diametros internos de los tubos de transferencia de calor 62 son todos iguales.

Ademas, en el diagrama de Mollier de la FIG. 5, al pasar por puntos de interseccion entre una lmea a alta presion y una lmea de vapor saturado en el sentido en el que disminuye la entalpfa, el refrigerante en el estado bifasico gas- lfquido se licua por completo y pasa a ser refrigerante en el estado de fase lfquida, de modo que en correspondencia con esto, la tercera tubena en forma de Y 67 se coloca en una parte de lfmite de las tubenas de refrigerante que pasan a traves del componente de intercambio de calor 60 en el que el refrigerante cambia de refrigerante en el estado bifasico gas-lfquido a refrigerante en el estado de fase lfquida. Por tanto, los dos flujos de refrigerante que han confluido entre sf en la primera tubena en forma de Y 65 y la segunda tubena en forma de Y 66 pasan a ser un flujo de refrigerante. Por este motivo, el hecho de que todo el refrigerante en el estado bifasico gas-lfquido cambie de estado a refrigerante en el estado de fase lfquida y el volumen del refrigerante disminuye corresponde al hecho de que el area de paso disminuye a la mitad debido a que los diametros internos de los tubos de transferencia de calor 62 son todos iguales.

El intercambiador de calor de interior 42 se ha descrito anteriormente, aunque lo mismo tambien es cierto con respecto al intercambiador de calor de interior 52 y el intercambiador de calor de exterior 23.

Tal como se describio anteriormente, el intercambiador de calor de interior 42 esta configurado de manera que la primera tubena en forma de Y 65 y la segunda tubena en forma de Y 66 estan colocadas proximas a los lfmites en la distribucion de refrigerante entre el refrigerante en el estado de fase gaseosa y el refrigerante en el estado bifasico gas-lfquido y esta configurado de manera que la tercera tubena en forma de Y 67 esta colocada proxima al lfmite en la distribucion de refrigerante entre el refrigerante en el estado bifasico gas-lfquido y el refrigerante en el estado de fase lfquida.

(Control de posicion de cambio de estado)

Con el intercambiador de calor de interior 42 de la configuracion anterior, el controlador 8 realiza un control operativo de manera que las partes de ramificacion pueden colocarse respectivamente en el lfmite entre el refrigerante en el estado de fase gaseosa y el refrigerante en el estado bifasico gas-lfquido y el lfmite entre el refrigerante en el estado bifasico gas-lfquido y el refrigerante en el estado de fase lfquida. Es decir, aqrn, no solo hay una correspondencia con la distribucion de refrigerante que resulta de las estructuras de los intercambiadores de calor 42, 52 y 23, sino que ademas se realizan diversos tipos de control mediante el control del controlador 8 de manera que, cuando el acondicionador de aire 1 realiza una operacion de acondicionamiento de aire, las transiciones de los cambios de estado en el refrigerante que fluye realmente dentro de las tubenas (la transicion del estado de fase gaseosa al estado bifasico gas-lfquido, la transicion del estado bifasico gas-lfquido al estado de fase lfquida) se realizan en las posiciones de la primera tubena en forma de Y 65, la segunda tubena en forma de Y 66 y la tercera tubena en forma de Y 67.

Aqrn, el controlador 8 hace referencia a datos en la memoria de posiciones de disposicion 80, en la que se almacenan de antemano los datos de disposicion que representan las posiciones de la primera tubena en forma de Y 65, la segunda tubena en forma de Y 66 y la tercera tubena en forma de Y 67 entre las segundas entradas/salidas S1 a S4 y la primera entrada/salida G en el componente de intercambio de calor 60, y realiza el control a continuacion.

Por ejemplo, el controlador 8 controla la capacidad de intercambio de calor (capacidad de condensacion, capacidad de evaporacion) en el intercambiador de calor de exterior 23 haciendo referencia a los datos en la memoria de posiciones de disposicion 80 en la que se almacenan de antemano los datos de disposicion de cada una de las tubenas en forma de Y 65, 66 y 67 y controlando el numero de rotaciones del motor de ventilador 28a del ventilador

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de exterior 28 y controlando el volumen de aire segun valores que detectan el sensor de temperatura de exterior 36, el sensor de temperatura de descarga 32, el sensor de temperatura de intercambio de calor 33, el sensor de temperatura de lado de lfquido 34 y similares. Por tanto, el controlador 8 puede crear un estado en el que las transiciones de los cambios de estado en el refrigerante se realizan en las posiciones de la primera tubena en forma de Y 65, la segunda tubena en forma de Y 66 y la tercera tubena en forma de Y 67. Por tanto, el controlador 8 puede mejorar la eficiencia de intercambio de calor de los intercambiadores de calor 42, 52 y 23.

De manera similar, el controlador 8 controla la capacidad de intercambio de calor (capacidad de evaporacion, capacidad de condensacion) en el intercambiador de calor de interior 42 (el intercambiador de calor de interior 52) haciendo referencia a los datos en la memoria de posiciones de disposicion 80 en la que se almacenan de antemano los datos de disposicion de cada una de las tubenas en forma de Y 65, 66 y 67 y controlando el numero de rotaciones del motor de ventilador de interior 43a (el motor de ventilador de interior 53a) del ventilador de interior 43 (el ventilador de interior 53) y controlando el volumen de aire segun valores que detectan el sensor de temperatura de lado de lfquido 44 (el sensor de temperatura de lado de lfquido 54) y el sensor de temperatura de lado de gas 45 (el sensor de temperatura de lado de gas 55). Por tanto, el controlador 8 tambien puede crear un estado en el que las transiciones de los cambios de estado en el refrigerante se realizan en las posiciones de la primera tubena en forma de Y 65, la segunda tubena en forma de Y 66 y la tercera tubena en forma de Y 67.

Ademas, el controlador 8 puede controlar el caudal del refrigerante, por ejemplo, haciendo referencia a los datos en la memoria de posiciones de disposicion 80 en la que se almacenan de antemano los datos de disposicion de cada una de las tubenas en forma de Y 65, 66 y 67 y controlando la frecuencia del motor 21a del compresor 21 segun valores que detectan el sensor de presion de succion 29 y el sensor de presion de descarga 30. Por tanto, el controlador 8 tambien puede crear un estado en el que las transiciones de los cambios de estado en el refrigerante se realizan en las posiciones de la primera tubena en forma de Y 65, la segunda tubena en forma de Y 66 y la tercera tubena en forma de Y 67.

Ha de advertirse que el controlador 8 puede realizar el control mencionado anteriormente del motor de ventilador 28a de exterior del ventilador de exterior 28 en el intercambiador de calor de exterior 23, el control de los motores de ventilador de interior 43a y 53a de los ventiladores de interior 43 y 53 en los intercambiadores de calor de interior 42 y 52 y el control de la frecuencia del motor 21a del compresor 21 independientemente o al mismo tiempo.

Tal como se describio anteriormente, en un estado en el que las transiciones de los cambios de estado en el refrigerante se producen en las posiciones de la primera tubena en forma de Y 65, la segunda tubena en forma de Y 66 y la tercera tubena en forma de Y 67, por ejemplo, refrigerante con una densidad de 99,2 kg/m3 pasa a una velocidad de flujo de 1,2 m/s en las segundas entradas/salidas S1 a S4 para el refrigerante en el estado gaseoso de los intercambiadores de calor 23, 42 y 52, y refrigerante con una densidad de 987,4 kg/m3 pasa a una velocidad de flujo de 0,50 m/s en la primera entrada/salida G para el refrigerante en el estado lfquido.

(1)

En los intercambiadores de calor 23, 42 y 52 de la presente realizacion, cambia el estado del refrigerante dentro del componente de intercambio de calor 60 del estado de fase gaseosa al estado bifasico gas-lfquido y del estado bifasico gas-lfquido al estado de fase lfquida debido al funcionamiento del acondicionador de aire 1. Adicionalmente, las posiciones de ramificacion de las tubenas de refrigerante dentro del componente de intercambio de calor 60 corresponden respectivamente a posiciones en las que cambia el estado de fase del refrigerante. De esta manera, la parte en la que fluye el refrigerante en el estado de fase gaseosa, la parte en la que fluye el refrigerante en el estado bifasico gas-lfquido y la parte en la que fluye el refrigerante en el estado de fase lfquida estan divididas claramente por las partes de ramificacion.

Por este motivo, en el circuito de refrigerante, disponiendo las tubenas de manera que el lado de los intercambiadores de calor 23, 42 y 52 en el que el numero de tubenas es pequeno es el lado de fase lfquida, puede aumentarse la velocidad de flujo del refrigerante en el lado de fase lfquida. Adicionalmente, en el circuito de refrigerante, haciendo el lado de los intercambiadores de calor 23, 42 y 52 en el que el numero de tubenas es grande el lado de fase gaseosa, puede controlarse la perdida de presion del refrigerante en el lado de fase gaseosa. Por tanto, en los intercambiadores de calor 23, 42 y 52, puede ejecutarse un intercambio de calor correspondiente a los cambios de fase en el refrigerante y puede mejorarse la eficiencia de intercambio de calor. Es decir, en los intercambiadores de calor 23, 42 y 52, puede aumentarse el numero de tubenas a traves de las cuales fluye el refrigerante en el estado gaseoso, puede disminuirse la velocidad de flujo del refrigerante en el estado gaseoso, y puede reducirse la perdida de presion.

Aqrn, la diferencia entre la temperatura del refrigerante dentro de los intercambiadores de calor 23, 42 y 52 y la temperatura del aire en el exterior de los intercambiadores de calor 23, 42 y 52 es mayor con el refrigerante en el estado gaseoso que con el refrigerante en el estado lfquido. Por este motivo, incluso cuando se le proporciona al intercambiador de calor una configuracion en la que el numero de tubenas aumenta para disminuir la velocidad de

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flujo del refrigerante, puede garantizarse la eficiencia de intercambio de calor. Adicionalmente, en los intercambiadores de calor 23, 42 y 52, puede aumentarse la velocidad de flujo del refrigerante en el estado lfquido y puede hacerse mayor la eficiencia del intercambio de calor reduciendo el numero de tubenas a traves de las cuales fluye el refrigerante en el estado lfquido. Es decir, la diferencia entre la temperatura del refrigerante dentro de los intercambiadores de calor 23, 42 y 52 y la temperatura del aire en el exterior de los intercambiadores de calor 23, 42 y 52 es menor en la parte a traves de la cual fluye el refrigerante en el estado lfquido que en la parte a traves de la cual fluye el refrigerante en el estado gaseoso. Por este motivo, puede impedirse una disminucion en la eficiencia de intercambio de calor elevando la velocidad de flujo del refrigerante en el estado lfquido. Tal como se describio anteriormente, se consigue una utilizacion eficaz empleando una distribucion de tubenas correspondiente a los estados de refrigerante dentro de los intercambiadores de calor 23, 42 y 52.

Ademas, cuando se fabrica un intercambiador de calor de este tipo que tiene estructuras de ramificacion que mejora la eficiencia de intercambio de calor, en el componente de intercambio de calor 60 que se configura como resultado de la pluralidad de aletas 61 que se apilan en la direccion de grosor y la pluralidad de tubos de transferencia de calor 62 que penetran en cada una de las aletas 61, la pluralidad de tubenas en forma de U 64, la primera tubena en forma de Y 65, la segunda tubena en forma de Y 66 y la tercera tubena en forma de Y 67 pueden unirse simplemente desde el exterior del componente de intercambio de calor 60 respectivamente con respecto a las partes de extremo de los tubos de transferencia de calor 62 que se extienden desde las partes de extremo de las aletas 61 en la direccion de grosor. Por tanto, los intercambiadores de calor 23, 42 y 52 que mejoran la eficiencia de intercambio de calor pueden fabricarse facilmente.

Ademas, los diametros internos de todos los tubos de transferencia de calor 62, la pluralidad de tubenas en forma de U 64, la primera tubena en forma de Y 65, la segunda tubena en forma de Y 66 y la tercera tubena en forma de Y 67 son iguales entre sf, y bastan para producir en serie el mismo producto. Por este motivo, pueden reducirse los costes de fabricacion. Ademas, pueden controlarse los costes de fabricacion en comparacion con la fabricacion de un intercambiador de calor en el que los diametros internos de los tubos de transferencia de calor 62 son diferentes.

(2)

En los intercambiadores de calor 23, 42 y 52 de la presente realizacion, solo disponiendo, en dos etapas, estructuras que provocan la ramificacion mediante la primera tubena en forma de Y 65 y la segunda tubena en forma de Y 66 y mediante la tercera tubena en forma de Y 67, pueden lograrse los numeros de tubenas correspondientes a cada estado del estado de fase gaseosa, el estado bifasico gas-lfquido y el estado de fase lfquida, de modo que puede mejorarse de manera eficaz la eficiencia de intercambio de calor incluso con una estructura simplificada en la que hay estructuras de ramificacion solo en dos lugares.

(3)

En los intercambiadores de calor 23, 42 y 52 de la presente realizacion, se hace posible hacer que el refrigerante pase a traves del componente de intercambio de calor 60 con respecto a tanto antes como despues de las ramificaciones y garantizar partes con mayor intercambio de calor no solo haciendo que el refrigerante se ramifique en la primera tubena en forma de Y 65, la segunda tubena en forma de Y 66 y la tercera tubena en forma de Y 67, sino tambien invirtiendo los flujos de refrigerante antes y despues de las ramificaciones. Por tanto, puede mejorarse incluso mas la eficiencia de intercambio de calor.

Ademas, cuando la primera tubena en forma de Y 65, la segunda tubena en forma de Y 66 y la tercera tubena en forma de Y 67 que tienen una funcion de ramificacion de este tipo y una funcion de inversion de flujo de refrigerante van a unirse con respecto al componente de intercambio de calor 60, resulta posible unirlas directamente desde el exterior del componente de intercambio de calor 60 con respecto a los tubos de transferencia de calor 62 que se extienden desde las partes de extremo del componente de intercambio de calor 60, de ese modo la fabricacion de un intercambiador de calor que realiza estas funciones pasa a ser sencilla.

(4)

En los intercambiadores de calor 23, 42 y 52 de la presente realizacion, cada tubena que se hace ramificarse mediante la primera tubena en forma de Y 65 se hace ramificarse adicionalmente en la segunda tubena en forma de Y 66 y la tercera tubena en forma de Y 67, respectivamente. Por tanto, se hace posible igualar el estado del refrigerante segun las posiciones de las tubenas, y puede mejorarse mas la eficiencia de intercambio de calor.

Se ha descrito anteriormente una realizacion de la presente invencion basandose en los dibujos, pero las configuraciones espedficas no se limitan a la realizacion, y pueden realizarse cambios tal como se describio anteriormente sin apartarse del alcance de la invencion.

(A)

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

En estos intercambiadores de calor 23, 42 y 52 de la realizacion anterior, se ha tornado como ejemplo y descrito un caso en el que la primera tubena en forma de Y 65, la segunda tubena en forma de Y 66 y la tercera tubena en forma de Y 67 estan dispuestas en la misma direccion con respecto a la direccion de grosor de las aletas 61 del componente de intercambio de calor 60.

Sin embargo, la presente invencion no se limita a esto y tambien puede tener una configuracion en la que dos cualesquiera de la primera tubena en forma de Y 65, la segunda tubena en forma de Y 66 y la tercera tubena en forma de Y 67 estan dispuestas en un lado en la direccion de grosor de las aletas 61 del componente de intercambio de calor 60 y en la que la restante esta dispuesta en el otro lado en la direccion de grosor de las aletas 61 del componente de intercambio de calor 60.

(B)

En los intercambiadores de calor 23, 42 y 52 de la realizacion anterior, se ha tomado como ejemplo y descrito un caso en el que la tubena va de una a dos antes y despues de la tercera tubena en forma de Y 67 y en el que las tubenas van de dos a cuatro antes y despues de la primera tubena en forma de Y 65 y la segunda tubena en forma de Y 66.

Sin embargo, la presente invencion no se limita a esto y tambien puede proporcionarsele una configuracion, por ejemplo, que no tiene ninguna de la primera tubena en forma de Y 65 y la segunda tubena en forma de Y 66 mencionadas anteriormente. Es decir, por ejemplo, la presente invencion tambien puede tener una configuracion en la que la tubena va de una a dos antes y despues de la tercera tubena en forma de Y 67 y en la que las tubenas van de dos a tres antes y despues de la primera tubena en forma de Y 65. Incluso aqrn, se obtiene el efecto de mejorar la eficiencia de intercambio de calor correspondiente al estado del refrigerante con respecto a las tubenas que se ramifican al menos dos veces.

(C)

En los intercambiadores de calor 23, 42 y 52 de la realizacion anterior, se ha tomado como ejemplo y descrito un caso en el que el intercambiador de calor funciona como condensador del refrigerante.

Sin embargo, la presente invencion no se limita a esto y tambien puede estar configurada de manera que el intercambiador de calor en el que se emplea la configuracion de la realizacion anterior se hace que funcione como un evaporador del refrigerante. Aqrn, el intercambiador de calor puede configurarse de manera que, por ejemplo, el refrigerante en el estado lfquido se hace fluir al interior desde la primera entrada/salida G, la tubena va de una a dos antes y despues de la tercera tubena en forma de Y 67, el refrigerante en el estado bifasico gas-lfquido se hace pasar a traves de las mismas, las dos tubenas pasan a ser cuatro antes y despues de la primera tubena en forma de Y 65 y la segunda tubena en forma de Y 66, el refrigerante en la fase gaseosa se hace que pase a traves de las mismas, y el refrigerante que ha cambiado al estado gaseoso se hace fluir al exterior de cada una de las segundas entradas/salidas S1 a S4. Incluso aqrn, en los intercambiadores de calor 23, 42 y 52, puede ejecutarse el intercambio de calor correspondiente a cambios de fase en el refrigerante y puede mejorarse la eficiencia de intercambio de calor.

Aplicabilidad industrial

Al utilizar la presente invencion, puede mejorarse la eficiencia de intercambio de calor en correspondencia con cambios en la fase de refrigerante, de modo que la presente invencion es particularmente util cuando se aplica a un intercambiador de calor y un acondicionador de aire dentro de los cuales fluye el refrigerante al tiempo que cambia su estado.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

REIVINDICACIONES

Un acondicionador de aire (1), que comprende:

- un intercambiador de calor (42, 52, 23) que hace que el refrigerante pase a traves del mismo al tiempo que cambia el estado del refrigerante, comprendiendo el intercambiador de calor:

- una pluralidad de aletas (61) que estan dispuestas unas al lado de otras en una direccion de grosor de placa; y

- una tubena (P) que penetra en la pluralidad de aletas (61) desde la direccion de grosor de placa y se ramifica al menos dos veces de manera que el numero de tubenas a traves de las cuales pasa el refrigerante aumenta entre una primera entrada/salida (G) y segundas entradas/salidas (S1 a S4) de un grupo de aletas (60) que comprende la pluralidad de aletas (61), en el que la tubena (P) se ramifica solo dos veces entre la primera entrada/salida (G) y las segundas entradas/salidas (S1 a S4),

- un ventilador (28, 28a, 43, 43a, 53, 53a) que suministra un flujo de aire al intercambiador de calor (42, 52, 23);

caracterizado por que el acondicionador de aire (1) comprende ademas

- una memoria de ramificaciones (80) que almacena datos relacionados con posiciones de ramificacion de las tubenas en el intercambiador de calor;

- un detector de cantidad de estado (32, 33, 34, 36, 44, 55) que detecta cantidades de estado del refrigerante que fluye a traves de la tubena (P); y

- un controlador (8) que esta configurado para controlar el volumen de aire del ventilador de manera que el estado del refrigerante antes de las posiciones de ramificacion es diferente del estado del refrigerante despues de las posiciones de ramificacion basandose en valores que ha detectado el detector de cantidad de estado y los datos almacenados en la memoria de ramificaciones.

Un acondicionador de aire (1) que comprende:

- un intercambiador de calor (42, 52, 23) que hace que el refrigerante pase a traves del mismo al tiempo que cambia el estado del refrigerante, comprendiendo el intercambiador de calor:

- una pluralidad de aletas (61) que estan dispuestas unas al lado de otras en una direccion de grosor de placa; y

- una tubena (P) que penetra en la pluralidad de aletas (61) desde la direccion de grosor de placa y se ramifica al menos dos veces de manera que el numero de tubenas a traves de las cuales pasa el refrigerante aumenta entre una primera entrada/salida (G) y segundas entradas/salidas (S1 a S4) de un grupo de aletas (60) que comprende la pluralidad de aletas (61), en el que la tubena (P) se ramifica solo dos veces entre la primera entrada/salida (G) y las segundas entradas/salidas (S1 a S4),

- un compresor (21, 21a) que controla la velocidad de flujo del refrigerante suministrado al intercambiador de calor (42, 52, 23) controlando la frecuencia del compresor;

caracterizado por que el acondicionador de aire (1) comprende ademas

- una memoria de ramificaciones (80) que almacena datos relacionados con posiciones de ramificacion de las tubenas en el intercambiador de calor;

- un detector de cantidad de estado (32, 33, 34, 36, 44, 55) que detecta cantidades de estado del refrigerante que fluye a traves de la tubena (P); y

- un controlador (8) que esta configurado para controlar la frecuencia del compresor de manera que el estado del refrigerante antes de las posiciones de ramificacion es diferente del estado del refrigerante despues de las posiciones de ramificacion basandose en valores que ha detectado el detector de cantidad de estado y los datos almacenados en la memoria de ramificaciones.

El acondicionador de aire segun la reivindicacion 1 o 2, en el que partes de ramificacion (65, 66, 67) de la tubena (P) estan dispuestas al menos en una parte cerca de un lfmite que separa el refrigerante en un estado de fase lfquida del refrigerante en un estado bifasico gas-lfquido y una parte cerca de un lfmite que separa el refrigerante en el estado bifasico gas-lfquido del refrigerante en un estado de fase gaseosa.

5 5.
6.

10
7.

15

El acondicionador de aire segun la reivindicacion 1, 2 o 3, en el que los diametros internos de una pluralidad de tubenas ramificadas (P) son sustancialmente iguales entre sr

El acondicionador de aire segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que partes de ramificacion (65, 66, 67) de la tubena (P) tienen una estructura que invierte el sentido en el que fluye el refrigerante.

El acondicionador de aire segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la tubena (P) se ramifica de manera que una tubena pasa a ser dos tubenas en la primera ramificacion y de manera que dos tubenas pasan a ser cuatro tubenas en la segunda ramificacion.

El acondicionador de aire segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la tubena (P) se ramifica en posiciones en las que la velocidad de flujo del refrigerante en las segundas entradas/salidas (S1 a S4) del grupo de aletas (60) con respecto a la velocidad de flujo del refrigerante en la primera entrada/salida (G) del grupo de aletas (60) pasa a ser el doble o mas y el triple o menos.