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ES2709979T3 - Acondicionador de aire - Google Patents

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ES2709979T3
ES2709979T3 ES14849976T ES14849976T ES2709979T3 ES 2709979 T3 ES2709979 T3 ES 2709979T3 ES 14849976 T ES14849976 T ES 14849976T ES 14849976 T ES14849976 T ES 14849976T ES 2709979 T3 ES2709979 T3 ES 2709979T3
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ES
Spain
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refrigerant
heat exchanger
compressor
mode
valve
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Active
Application number
ES14849976T
Other languages
English (en)
Inventor
Hayato Nuno
Tomoyuki Haikawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
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Abstract

Un dispositivo de aire acondicionado (1), que comprende: un circuito de refrigerante principal (11) que tiene un compresor (21), un intercambiador de calor interior (41), una válvula principal (24) y un intercambiador de calor exterior (23), estando configurado el circuito de refrigerante principal (11) para hacer circular en un modo de calefacción un refrigerante a través del compresor, el intercambiador de calor interior, la válvula principal y el intercambiador de calor exterior, en el orden indicado; un circuito de baipás de aspiración-descarga (26) que tiene una válvula de sobrecalentamiento (27), estando conectado el circuito de baipás de aspiración-descarga (26) al circuito de refrigerante principal con el fin de desviar, durante el modo de calefacción, el refrigerante desde el lado de descarga del compresor hasta un lado de aspiración del compresor; y una unidad de control (8), en donde la unidad de control se configura para llevar a cabo un modo de ciclo de desescarche positivo para desescarchar el intercambiador de calor exterior, mientras circula refrigerante a través del compresor, el intercambiador de calor interior, la válvula principal y el intercambiador de calor exterior en el orden indicado y, durante el modo de ciclo de desescarche positivo, la unidad de control se configura para llevar a cabo un control de la alta presión de la válvula principal en el modo de desescarche para abrir la válvula de sobrecalentamiento para hacer que el refrigerante se desvíe desde el lado de descarga del compresor hacia el lado de aspiración del compresor a través del circuito de baipás de aspiración-descarga, caracterizado por que la unidad de control se configura para llevar a cabo el control de la alta presión de la válvula principal en el modo de desescarche para ajustar una apertura de válvula de la válvula principal de manera que un nivel de alta presión en el circuito de refrigerante principal alcance una alta presión objetivo, siendo establecida la alta presión objetivo a un valor que está cerca de un valor límite superior del nivel de alta presión durante el modo de calefacción.

Description

DESCRIPCION
Acondicionador de aire
Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un dispositivo de aire acondicionado, y en particular a un dispositivo de aire acondicionado que tiene un circuito de baipas de aspiracion-descarga utilizado durante el modo de ciclo de desescarche positivo, para desescarchar un intercambiador de calor exterior mientras circula un refrigerante a traves de un compresor, un intercambiador de calor interior, una valvula principal y el intercambiador de calor exterior, en el orden indicado.
Antecedentes de la tecnica
En la tecnica anterior, se describe un dispositivo de aire acondicionado como el indicado en la Literatura de Patentes 1 (solicitud de patente japonesa abierta a inspeccion publica N.° 61-262560), que tiene un compresor, un intercambiador de calor interior, un dispositivo de estrangulacion (valvula principal) y un intercambiador de calor exterior. Este dispositivo de aire acondicionado es apto para un modo de calefaccion en el que se hace circular un refrigerante a traves del compresor, el intercambiador de calor interior, la valvula principal y el intercambiador de calor exterior en el orden indicado, y tambien tiene un circuito de baipas de aspiracion-descarga que permite que el refrigerante se desvfe desde el lado de descarga del compresor hasta el lado de aspiracion del compresor durante el modo de calefaccion. El diseno de este dispositivo de aire acondicionado es tal que, durante el modo de ciclo de desescarche positivo para desescarchar el intercambiador de calor exterior mientras circula el refrigerante a traves del compresor, el intercambiador de calor interior, la valvula principal y el intercambiador de calor exterior en el orden indicado, se abre una valvula (valvula de sobrecalentamiento) en el circuito de baipas de aspiracion-descarga, permitiendo que el refrigerante se desvfe desde el lado de descarga del compresor hasta el lado de aspiracion del compresor a traves del circuito de baipas de aspiracion-descarga.
El documento JP S61 262560 A describe un dispositivo de aire acondicionado de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1. El dispositivo comprende: un circuito de refrigerante principal que tiene un compresor, un intercambiador de calor interior, una valvula principal y un intercambiador de calor exterior, estando configurado el circuito de refrigerante principal para hacer circular en un modo de calefaccion un refrigerante a traves del compresor, el intercambiador de calor interior, la valvula principal y el intercambiador de calor exterior, en el orden indicado; un circuito de baipas de aspiracion-descarga que tiene una valvula de sobrecalentamiento, estando conectado el circuito de baipas de aspiracion-descarga al circuito de refrigerante principal con el fin de desviar, durante el modo de calefaccion, el refrigerante desde un lado de descarga del compresor hasta un lado de aspiracion del compresor; y una unidad de control, en donde la unidad de control se configura para llevar a cabo un modo de ciclo de desescarche positivo para desescarchar el intercambiador de calor exterior mientras circula refrigerante a traves del compresor, el intercambiador de calor interior, la valvula principal y el intercambiador de calor exterior en el orden indicado y, durante el modo de ciclo de desescarche positivo, la unidad de control se configura para llevar a cabo un control de la alta presion de la valvula principal en el modo de desescarche para abrir la valvula de sobrecalentamiento para provocar que el refrigerante se desvfe desde el lado de descarga del compresor hacia el lado de aspiracion del compresor a traves del circuito de baipas de aspiracion-descarga.
Cada uno de los documentos JP S62 138660 A y US 4 286 435 A tambien describe un dispositivo de aire acondicionado similar al dispositivo de aire acondicionado descrito en el documento JP S61 262560 A.
El documento JP 2010 139097 A describe un acondicionador de aire que incluye un compresor, un intercambiador de calor interior e intercambiadores de calor exteriores que se disponen en paralelo y cada uno de los cuales tiene dos intercambiadores de calor separados. El intercambiador de calor exterior se desescarcha provocando que el refrigerante descargado desde el compresor fluya dentro del intercambiador de calor separado superior del intercambiador de calor exterior mientras se realiza una operacion de ciclo positivo en el otro intercambiador de calor exterior.
Resumen de la invencion
En el dispositivo de aire acondicionado de la tecnica anterior descrito anteriormente, la valvula principal se abre hasta casi un estado completamente abierto durante el modo de ciclo de desescarche positivo. Por esta razon, es diffcil que el nivel de alta presion del ciclo de refrigeracion se eleve lo suficiente, lo que conduce a una tendencia a caer en un ciclo vicioso en el que se reduce la entrada de energfa al compresor, como resultado de lo cual la cantidad del calor que se puede utilizar para desescarchar disminuye, el flujo de retorno de lfquido dentro del compresor aumenta, el nivel de alta presion del ciclo de refrigeracion disminuye aun mas y la entrada de energfa al compresor disminuye. Existe un riesgo de que, en algun punto, el modo de ciclo de desescarche positivo ya no pueda continuar debido a este cfrculo vicioso.
Un objetivo de la presente invencion es proporcionar un dispositivo de aire acondicionado que tenga un circuito de baipas de aspiracion-descarga utilizado durante el modo de ciclo de desescarche positivo para desescarchar un intercambiador de calor exterior mientras circula un refrigerante a traves de un compresor, un intercambiador de calor interior, una valvula principal y el intercambiador de calor exterior en el orden indicado, en donde el nivel de alta presion del ciclo de refrigeracion se mantenga en un nivel alto, se incremente la entrada de energfa al compresor y se pueda asegurar la cantidad de calor para desescarchar.
Por lo tanto, se proporciona un dispositivo de aire acondicionado de acuerdo con la reivindicacion 1. El dispositivo de aire acondicionado de acuerdo con este primer aspecto de la presente invencion tiene un circuito de refrigerante principal y un circuito de baipas de aspiracion-descarga. El circuito de refrigerante principal tiene un compresor, un intercambiador de calor interior, una valvula principal y un intercambiador de calor exterior, y se configura para que en un modo de calefaccion circule un refrigerante a traves del compresor, el intercambiador de calor interior, la valvula principal y el intercambiador de calor exterior en el orden indicado. El circuito de baipas de aspiracion-descarga tiene una valvula de sobrecalentamiento, y se conecta al circuito de refrigerante principal, de manera que, en los momentos de funcionamiento en el modo de calefaccion, sea posible que el refrigerante se desvfe desde el lado de descarga del compresor hacia el lado de aspiracion del compresor. Durante un modo de ciclo de desescarche positivo para desescarchar el intercambiador de calor exterior mientras circula refrigerante a traves del compresor, el intercambiador de calor interior, la valvula principal y el intercambiador de calor exterior en el orden indicado, el dispositivo se configura para llevar a cabo un control de la alta presion de la valvula principal en el modo de desescarche para abrir la valvula de sobrecalentamiento, para hacer que el refrigerante se desvfe desde el lado de descarga del compresor hacia el lado de aspiracion del compresor a traves del circuito de baipas de aspiracion-descarga, y para ajustar la apertura de valvula de la valvula principal de manera que el nivel de alta presion en el circuito de refrigerante principal alcance una presion alta objetivo. Una unidad de control del dispositivo de aire acondicionado lleva a cabo los controles anteriores.
De acuerdo con el aspecto de la invencion descrito anteriormente, en los momentos de funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo, la apertura de valvula de la valvula principal se establece de manera que el nivel de alta presion en el circuito de refrigerante principal alcance una presion alta objetivo (control de la alta presion de la valvula principal en el modo de desescarche). Por esta razon, en los momentos de funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo, el nivel de alta presion del ciclo de refrigeracion se puede mantener cerca de la presion alta objetivo deseada. De este modo, aumenta la entrada de energfa al compresor, y como resultado, se puede garantizar una cantidad de calor que se puede utilizar para desescarchar. El funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo puede entonces continuar.
Ademas, la presion alta objetivo se establece en un valor que esta cerca del valor lfmite superior de alta presion durante el modo de calefaccion. La unidad de control del dispositivo de aire acondicionado lleva a cabo el ajuste de la alta presion objetivo anterior.
De acuerdo con el aspecto de la invencion descrito anteriormente, debido a que la presion alta objetivo se establece en un valor que esta cerca del valor lfmite superior del nivel de alta presion durante el modo de calefaccion, el nivel de alta presion del ciclo de refrigeracion se puede mantener en un nivel alto en los momentos de funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo. De este modo, la cantidad de calor que se puede utilizar para desescarchar se puede aumentar en una gran cantidad durante el modo de ciclo de desescarche positivo.
Un dispositivo de aire acondicionado de acuerdo con un segundo aspecto de la presente invencion es el dispositivo de aire acondicionado de acuerdo con el primer aspecto de la presente invencion, en donde el nivel de alta presion se obtiene a partir de la temperatura del refrigerante detectada por un sensor de temperatura del intercambiador de calor interior equipado en el intercambiador de calor interior. La unidad de control del dispositivo de aire acondicionado lleva a cabo la obtencion del nivel de alta presion anterior.
De acuerdo con el aspecto de la invencion descrito anteriormente, debido a que el nivel de alta presion del ciclo de refrigeracion se obtiene mediante el sensor de temperatura del intercambiador de calor interior de la manera descrita anteriormente, no es necesario proporcionar un sensor de presion para obtener la alta presion del ciclo de refrigeracion.
Un dispositivo de aire acondicionado de acuerdo con un tercer aspecto de la presente. invencion es el dispositivo de aire acondicionado de acuerdo con el primer o segundo aspecto de la presente invencion, en donde durante el modo de calefaccion, el dispositivo se configura para llevar a cabo un control de temperatura de la valvula de descarga principal en el modo de calefaccion para ajustar la apertura de valvula de la valvula principal en funcion de la temperatura del refrigerante en el lado de descarga del compresor. La unidad de control del dispositivo de aire acondicionado lleva a cabo el control anterior.
De acuerdo con el aspecto de la invencion descrito anteriormente, el control de la apertura de valvula de la valvula principal en funcion de la temperatura del refrigerante en el lado de descarga del compresor durante el modo de calefaccion (control de la temperatura de descarga de la valvula principal en el modo de calefaccion), y el control para llevar el nivel de alta presion del ciclo de refrigeracion hasta una alta presion objetivo en los momentos de funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo (control de la alta presion de la valvula principal en el modo de desescarche), se lleva a cabo de la manera descrita anteriormente. De este modo, es posible cambiar al control optimo de la apertura de valvula de la valvula principal, de acuerdo con el modo de operacion.
Un dispositivo de aire acondicionado de acuerdo con un cuarto aspecto de la presente invencion es el dispositivo de aire acondicionado de acuerdo con cualquiera de los aspectos primero a tercero de la presente invencion, en donde durante el modo de ciclo de desescarche positivo, el dispositivo se configura para llevar a cabo un control de la temperature de descarga en el modo de desescarche para ajustar la aperture de valvula de la valvula de sobrecalentamiento de manera que el grado de sobrecalentamiento del refrigerante en el lado de descarga del compresor se lleve hasta un grado de sobrecalentamiento de descarga objetivo. La unidad de control del dispositivo de aire acondicionado lleva a cabo el control anterior.
De acuerdo con el aspecto de la invencion descrito anteriormente, durante el modo de ciclo de desescarche positivo, la aperture de valvula de de la valvula de sobrecalentamiento se establece de tal manera que el grado de sobrecalentamiento del refrigerante en el lado de descarga del compresor se lleve hasta un grado de sobrecalentamiento de descarga objetivo (control de la temperatura de descarga en el modo de desescarche). Por esta razon, durante el modo de ciclo de desescarche positivo, se puede minimizar tanto el flujo de retorno de lfquido excesivo hacia el compresor, como el bloqueo y/o dano al compresor a causa de un estado de sobrecalentamiento excesivo en la aspiracion de refrigerante hacia el compresor. De este modo, se puede garantizar la fiabilidad del compresor durante el modo de ciclo de desescarche positivo.
Un dispositivo de aire acondicionado de acuerdo con un quinto aspecto de la presente invencion es el dispositivo de aire acondicionado de acuerdo con cualquiera de los aspectos primero a cuarto de la presente invencion, que ademas tiene un ventilador exterior configurado para suministrar aire al intercambiador de calor exterior, en donde durante el modo de ciclo de desescarche positivo, el dispositivo se configura para llevar a cabo un control del ventilador exterior en el modo de desescarche para hacer funcionar el ventilador exterior en los casos en los que la temperatura del refrigerante detectada por un sensor de temperatura del intercambio de calor exterior equipado en el intercambiador de calor exterior no se haya elevado hasta una temperatura de detencion del ventilador, que es un valor cercano a la temperatura del aire exterior, y para detener el ventilador exterior en los casos en los que la temperatura se haya elevado hasta la temperatura de detencion del ventilador. La unidad de control del dispositivo de aire acondicionado lleva a cabo el control anterior.
De acuerdo con el aspecto de la invencion descrito anteriormente, durante el modo de ciclo de desescarche positivo, en lugar de mantener constantemente parado el ventilador exterior, el control se lleva a cabo de la manera descrita anteriormente, para hacer funcionar el ventilador exterior hasta que la temperatura del refrigerante en el intercambiador de calor exterior se eleve proxima a la temperatura del aire exterior (la temperatura de detencion del ventilador en el aspecto anterior), y acto seguido detiene el ventilador exterior (control del ventilador exterior en el modo desescarche). Por esta razon, durante el funcionamiento del ventilador exterior, el intercambiador de calor exterior se puede desescarchar utilizando la cantidad de calor obtenida a partir del suministro de energfa al compresor y la cantidad de calor obtenida a partir del intercambio de calor con el aire. De este modo, el tiempo de desescarche durante el modo de ciclo de desescarche positivo se puede acortar.
Breve descripcion de los dibujos
La FIG. 1 es un diagrama esquematico simplificado de un dispositivo de aire acondicionado de acuerdo con una forma de realizacion de la presente invencion;
La FIG. 2 es un diagrama de bloques de control de un dispositivo de aire acondicionado;
La FIG. 3 es un diagrama que muestra el comportamiento (flujo de refrigerante) en los momentos de funcionamiento en el modo de refrigeracion;
La FIG. 4 es un diagrama que muestra el comportamiento (flujo de refrigerante) en los momentos de funcionamiento en el modo de calefaccion;
La FIG. 5 es un diagrama que muestra el comportamiento (flujo de refrigerante) en los momentos de funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo;
La FIG. 6 es un grafico de tiempos que muestra el comportamiento de una valvula de sobrecalentamiento, una valvula principal, un compresor, un ventilador exterior y un ventilador interior en los momentos de funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo y en el modo de calefaccion antes y despues;
La FIG. 7 es un diagrama esquematico simplificado de un dispositivo de aire acondicionado de acuerdo con las Modificaciones 1 a 4 de la presente invencion (que tambien representa el flujo de refrigerante en los momentos de funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo);
La FIG. 8 es un grafico de tiempos que muestra el comportamiento de una valvula de sobrecalentamiento, una valvula principal, un compresor, un ventilador exterior y un ventilador interior en los momentos de funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo y en el modo de calefaccion antes y despues, en la Modificacion 1 de la presente invencion;
La FIG. 9 es un grafico de tiempos que muestra el comportamiento de una valvula de sobrecalentamiento, una valvula principal, un compresor, un ventilador exterior y un ventilador interior en los momentos de funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo y en el modo de calefaccion antes y despues, en la Modificacion 2 de la presente invencion;
La FIG. 10 es un grafico de tiempos que muestra el comportamiento de una valvula de sobrecalentamiento, una valvula principal, un compresor, un ventilador exterior y un ventilador interior en los momentos de funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo y en el modo de calefaccion antes y despues, en la Modificacion 3 de la presente invencion; y
La FIG. 11 es un grafico de tiempos que muestra el comportamiento de una valvula de sobrecalentamiento, una valvula principal, un compresor, un ventilador exterior y un ventilador interior en los momentos de funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo y en el modo de calefaccion antes y despues, en la Modificacion 4 de la presente invencion.
Descripcion de las formas de realizacion
Se describiran a continuacion, en funcion de los dibujos, una forma de realizacion de la presente invencion y las modificaciones de la misma. La configuracion espedfica del dispositivo de aire acondicionado de acuerdo con la presente invencion no se limita a las de la siguiente forma de realizacion y modificaciones, y son posibles diversas alteraciones dentro del alcance de las reivindicaciones.
(1) Configuracion del dispositivo de aire acondicionado.
La FIG. 1 es un diagrama esquematico simplificado de un dispositivo de aire acondicionado 1 de acuerdo con una forma de realizacion de la presente invencion.
El dispositivo de aire acondicionado 1 es un dispositivo apto para llevar a cabo un ciclo de refrigeracion por compresion de vapor para enfriar y calentar el interior de un edificio o similar. El dispositivo de aire acondicionado 1 se configura principalmente mediante la conexion de una unidad exterior 2 y una unidad interior 4. En la presente forma de realizacion, la unidad exterior 2 y la unidad interior 4 se conectan a traves de una tubena de comunicacion de refrigerante en estado lfquido 5 y una tubena de comunicacion de refrigerante en estado gaseoso 6. Espedficamente, un circuito de refrigerante 10 por compresion de vapor del dispositivo de aire acondicionado 1 se configura mediante la conexion de la unidad exterior 2 y la unidad interior 4 a traves de las tubenas de comunicacion de refrigerante 5, 6.
(Unidad interior)
La unidad interior 4 se instala en el interior y configura parte del circuito de refrigerante 10. La unidad interior 4 tiene principalmente un intercambiador de calor interior 41.
El intercambiador de calor interior 41 es un intercambiador de calor que, en los momentos de funcionamiento en el modo de refrigeracion, funciona como un evaporador del refrigerante y enfna el aire interior, y en los momentos de funcionamiento en el modo de calefaccion, funciona como un radiador del refrigerante y calienta el aire interior. El lado de lfquido del intercambiador de calor interior 41 se conecta a la tubena de comunicacion de refrigerante en estado lfquido 5, y el lado de gas del intercambiador de calor interior 41 se conecta a la tubena de comunicacion de refrigerante en estado gaseoso 6.
La unidad interior 4 tiene un ventilador interior 42 para introducir el aire interior en la unidad interior 4, y despues de que el intercambio de calor con el refrigerante haya tenido lugar en el intercambiador de calor interior 41, suministrar el aire como aire suministrado al interior. Espedficamente, la unidad interior 4 tiene el ventilador interior 42 como un ventilador que suministra aire interior al intercambiador de calor interior 41, como una fuente de calor o una fuente de enfriamiento para el refrigerante que fluye a traves del intercambiador de calor interior 41. En la presente memoria, se puede utilizar como ventilador interior 42 un ventilador centnfugo y/o un ventilador con multiples aspas o similar accionado por un motor de ventilador interior 42a apto para el control de la velocidad de rotacion.
La unidad interior 4 se equipa con sensores de varias clases. Espedficamente, el intercambiador de calor interior 41 se equipa con un sensor de temperatura de intercambio de calor interior 55 para detectar la temperatura Txi del refrigerante en el intercambiador de calor interior 41. La unidad interior 4 tambien se equipa con un sensor de temperatura interior 56 para detectar la temperatura Tra de la aspiracion de aire interior a la unidad interior 4.
La unidad interior 4 tiene una unidad de control del lado interior 43 que controla el funcionamiento de las diversas partes que forman la unidad interior 4. La unidad de control del lado interior 43 tiene un microordenador y/o una memoria o similar, equipada con el proposito de controlar la unidad interior 4, y se disena para poder intercambiar senales de control o similares con un control remoto (no ilustrado) utilizado para la entrada de control individual a la unidad interior 4, y para intercambiar senales de control o similares con la unidad exterior 2 a traves de un cable de transmision 7.
(Unidad exterior)
La unidad exterior 2 se instala en el exterior y configura parte del circuito de refrigerante 10. La unidad exterior 2 tiene principalmente un compresor 21, una valvula de conmutacion de cuatro vfas 22, un intercambiador de calor exterior 23, una valvula principal 24 y un circuito de baipas de aspiracion-descarga 26.
El compresor 21 es una maquina para comprimir refrigerante a baja presion en el ciclo de refrigeracion a alta presion. El compresor 21 tiene una estructura hermetica al aire en la cual un elemento de compresion de desplazamiento positivo con una configuracion giratoria y/o de tipo scroll (no ilustrada) se acciona para girar mediante un motor de compresor 21a apto para el control por frecuencia mediante un inversor. Una tubena de aspiracion 31 se conecta a traves de un acumulador 21b unido al lado de aspiracion del compresor 21, y una tubena de descarga 32 se conecta al lado de descarga. La tubena de aspiracion 31 es una tubena de refrigerante que conecta el lado de aspiracion del compresor 21 y la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22. La tubena de descarga 32 es una tubena de refrigerante que conecta el lado de descarga del compresor 21 y la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22.
La valvula de conmutacion de cuatro vfas 22 es una valvula de conmutacion para cambiar la direccion de flujo del refrigerante en el circuito de refrigerante 10. En los momentos de funcionamiento en el modo de refrigeracion, la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22 cambia a un modo de ciclo de refrigeracion, haciendo que el intercambiador de calor exterior 23 funcione como un radiador para el refrigerante comprimido en el compresor 21, y haciendo que el intercambiador de calor interior 41 funcione como un evaporador para el refrigerante que ha liberado su calor en el intercambiador de calor interior 23. Espedficamente, en los momentos de funcionamiento en el modo de refrigeracion, la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22 conecta el lado de descarga del compresor 21 (la tubena de descarga 32 en la presente forma de realizacion) y el lado de gas del intercambiador de calor exterior 23 (la primera tubena de refrigerante en estado gaseoso 33 en la presente forma de realizacion) (observense las lmeas continuas de la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22 en la FIG. 1). El lado de aspiracion del compresor 21 (la tubena de aspiracion 31 en la presente forma de realizacion) y el lado de la tubena de comunicacion de refrigerante en estado gaseoso 6 (la segunda tubena de refrigerante en estado gaseoso 34 en la presente forma de realizacion) tambien se conectan (las lmeas continuas de la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22 en la FIG. 1). En los momentos de funcionamiento en el modo de calefaccion, la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22 cambia a un modo de ciclo de calefaccion, haciendo que el intercambiador de calor exterior 23 funcione como un evaporador para el refrigerante que ha liberado su calor en el intercambiador de calor interior 41, y el intercambiador de calor interior 41 funcione como un radiador para el refrigerante comprimido en el compresor 21. Espedficamente, en los momentos de funcionamiento en el modo de calefaccion, la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22 conecta el lado de descarga del compresor 21 (la tubena de descarga 32 en la presente forma de realizacion) y el lado de la tubena de comunicacion de refrigerante en estado gaseoso 6 (la segunda tubena de refrigerante en estado gaseoso 34 en la presente invencion) (observense las lmeas discontinuas de la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22 en la FIG. 1). El lado de aspiracion del compresor 21 (la tubena de aspiracion 31 en la presente forma de realizacion) y el lado de gas del intercambiador de calor exterior 23 (la primera tubena de refrigerante en estado gaseoso 33 en la presente forma de realizacion) tambien se conectan (observense las lmeas discontinuas de la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22 en la FIG. 1). En la presente forma de realizacion, la primera tubena de refrigerante en estado gaseoso 33 es una tubena de refrigerante que conecta la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22 y el lado de gas del intercambiador de calor exterior 23. La segunda tubena de refrigerante en estado gaseoso 33 es una tubena de refrigerante que conecta la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22 y el lado de la tubena de comunicacion de refrigerante en estado gaseoso 6.
El intercambiador de calor exterior 23 es un intercambiador de calor que, en los momentos de funcionamiento en el modo de refrigeracion, funciona como un radiador para refrigerante que tiene al aire exterior como la fuente de enfriamiento, y en los momentos de funcionamiento en el modo de calefaccion funciona como un evaporador para refrigerante que tiene al aire exterior como la fuente de calor. El intercambiador de calor exterior 23 se conecta en el lado de lfquido a la tubena de refrigerante en estado lfquido 35, y en el lado de gas a la primera tubena de refrigerante en estado gaseoso 33. La tubena de refrigerante en estado lfquido 35 es una tubena de refrigerante que conecta el lado de lfquido del intercambiador de calor exterior 23 y el lado de la tubena de comunicacion de refrigerante en estado lfquido 5.
La valvula principal 24 es una valvula que, en los momentos de funcionamiento en el modo de refrigeracion, despresuriza el refrigerante que ha liberado su calor en el intercambiador de calor exterior 23, y esta en el nivel de alta presion del ciclo de refrigeracion, y lleva el refrigerante hasta el nivel de baja presion del ciclo de refrigeracion. La valvula principal 24 es tambien una valvula que, en los momentos de funcionamiento en el modo de calefaccion, despresuriza el refrigerante que ha liberado su calor en el intercambiador de calor interior 41, y que se encuentra en el nivel de alta presion del ciclo de refrigeracion, y lleva el refrigerante hasta el nivel de baja presion del ciclo de refrigeracion. La valvula principal 24 se dispone en la tubena de refrigerante en estado lfquido 35. En la presente forma de realizacion, se utiliza una valvula de expansion accionada electricamente que tiene una abertura de valvula que se puede controlar como la valvula principal 24.
El circuito de baipas de aspiracion-descarga 26 es una tubena de refrigerante a traves de la cual es posible que el refrigerante se desvfe desde el lado de descarga del compresor 21 hasta el lado de aspiracion del compresor 21 en los momentos de funcionamiento en el modo de calefaccion. En la presente forma de realizacion, el circuito de baipas de aspiracion-descarga 26 se dispone con el fin de ramificarse desde la tubena de descarga 32, y converger con la tubena de aspiracion 31. El circuito de baipas de aspiracion-descarga 26 tiene una valvula de sobrecalentamiento 27.
En la presente forma de realizacion, se utiliza una valvula electromagnetica en la que se puede controlar la apertura y el cierre como la valvula de sobrecalentamiento 27.
La unidad exterior 2 tiene un ventilador exterior 25 para llevar el aire exterior dentro de la unidad exterior 2, y despues del intercambio de calor con el refrigerante en el intercambiador de calor exterior 23, ventear el aire hacia el exterior. Espedficamente, la unidad exterior 2 tiene el ventilador exterior 25 como un ventilador que suministra aire exterior al intercambiador de calor exterior 23, como una fuente de enfriamiento o fuente de calor para el refrigerante que fluye a traves del intercambiador de calor exterior 23. En la presente forma de realizacion, se puede utilizar un ventilador de helice o similar accionado por un motor de ventilador exterior 25a apto para el control de la velocidad de rotacion como el ventilador exterior 25.
La unidad exterior 2 se equipa con sensores de varias clases. Espedficamente, el intercambiador de calor exterior 23 se equipa con un sensor de temperatura de intercambio de calor exterior 53 para detectar la temperatura Txo del refrigerante en el intercambiador de calor exterior 23. La unidad exterior 2 tambien se equipa con un sensor de temperatura exterior 54 para detectar la temperatura Toa de la aspiracion de aire exterior dentro de la unidad exterior 2. La tubena de descarga 32 o el compresor 21 se equipa con un sensor de temperatura de descarga 52 para detectar la temperatura Td del refrigerante en el nivel de alta presion del ciclo de refrigeracion que se descarga desde el compresor 21.
La unidad exterior 2 tiene una unidad de control del lado exterior 28 que controla el funcionamiento de las diversas partes que forman la unidad exterior 2. La unidad de control del lado exterior 28 tiene un microordenador y/o una memoria o similar, equipada con el proposito de controlar la unidad exterior 2, y se disena para poder intercambiar senales de control o similares con la unidad interior 4 a traves del cable de transmision 7.
(Tubenas de comunicacion de refrigerante)
Las tubenas de comunicacion de refrigerante 5, 6 son tubenas de refrigerante que se construyen en el sitio cuando el dispositivo de aire acondicionado 1 se instala en una ubicacion tal como un edificio; se utilizan con varias longitudes y/o diametros de tubena para las condiciones de instalacion, tales como la ubicacion de instalacion y la combinacion de unidades exteriores y unidades interiores.
De la manera anterior, el circuito de refrigerante 10 del dispositivo de aire acondicionado 1 se configura mediante la conexion de la unidad exterior 2, la unidad interior 4 y las tubenas de comunicacion de refrigerante 5, 6. En la presente memoria, el circuito de refrigerante 10 se configura mediante la conexion del circuito de baipas de aspiracion-descarga 26 que tiene la valvula de sobrecalentamiento 27, a un circuito de refrigerante principal 11 que tiene principalmente el compresor 21, el intercambiador de calor interior 41, la valvula principal 24 y el intercambiador de calor exterior 23 (la seccion del circuito de refrigerante 10 excluyendo el circuito de baipas de aspiracion-descarga 26). Al cambiar la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22 al modo de ciclo de calefaccion de la manera descrita a continuacion, es posible hacer funcionar el circuito de refrigerante principal 11 del circuito de refrigerante 10 en el modo de calefaccion para hacer circular el refrigerante a traves del compresor 21, el intercambiador de calor interior 41, la valvula principal 24 y el intercambiador de calor exterior 23.
(Unidad de control)
El dispositivo de aire acondicionado 1 se disena de tal manera que el control de los diversos equipos de la unidad exterior 2 y la unidad interior 4 se puede llevar a cabo mediante una unidad de control 8 formada por la unidad de control del lado interior 43 y la unidad de control del lado exterior 28. Espedficamente, la unidad de control 8 para controlar el funcionamiento de la totalidad del dispositivo de aire acondicionado 1, que incluye el funcionamiento en el modo de calefaccion y similares, se configura mediante el cable de transmision 7 que conecta la unidad de control del lado interior 43 y la unidad de control del lado exterior 28.
Segun se muestra en la FIG. 2, la unidad de control 8 se conecta con el fin de poder recibir senales de deteccion desde diversos sensores 52-56, y se conecta con el fin de poder controlar diversos equipos y valvulas 21a, 22, 24, 25a, 27, 42a y similares en funcion de estas senales de deteccion y similares.
(2) Funcionamiento del dispositivo de aire acondicionado.
A continuacion, se describira el funcionamiento del dispositivo de aire acondicionado 1 utilizando las FIG. 3 a 6. Es posible que el dispositivo de aire acondicionado 1 funcione en el modo de refrigeracion (vease la FIG. 3) y en el modo de calefaccion (vease la FIG. 4). En los momentos de funcionamiento en el modo de calefaccion, tambien es posible funcionar en el modo de ciclo de desescarche positivo (veanse las FIG. 5 y 6) para fundir la escarcha que se haya llegado a depositar en el intercambiador de calor exterior 23.
(Funcionamiento en el modo de refrigeracion)
En los momentos de funcionamiento en el modo de refrigeracion, la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22 se cambia al modo de ciclo de refrigeracion (el modo mostrado por lmeas continuas en la FIG. 3). La valvula de sobrecalentamiento 27 del circuito de baipas de aspiracion-descarga 26 se cierra.
En el circuito de refrigerante 10, el refrigerante en estado gaseoso en el nivel de baja presion del ciclo de refrigeracion se lleva dentro del compresor 21, y se descarga despues de ser comprimido hasta el nivel de alta presion del ciclo de refrigeracion.
El refrigerante en estado gaseoso a alta presion descargado desde el compresor 21 se alimenta al intercambiador de calor del exterior 23 a traves de la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22.
En el intercambiador de calor exterior 23, el refrigerante en estado gaseoso a alta presion alimentado al intercambiador de calor exterior 23 libera calor mientras se somete a intercambio de calor con aire exterior suministrado mediante el ventilador exterior 36, y se convierte en refrigerante en estado lfquido a alta presion.
El refrigerante en estado lfquido a alta presion que ha liberado su calor en el intercambiador de calor exterior 23 se alimenta a la valvula principal 24.
El refrigerante en estado lfquido a alta presion alimentado a la valvula principal 24 se despresuriza hasta el nivel de baja presion del ciclo de refrigeracion mediante la valvula principal 24, y se convierte en refrigerante en un estado de dos fases gas-lfquido a baja presion. El refrigerante en el estado de dos fases gas-lfquido a baja presion, despresurizado mediante la valvula principal 24 se alimenta al intercambiador de calor interior 41 a traves de la tubena de comunicacion de refrigerante en estado lfquido 5.
En el intercambiador de calor interior 41, el refrigerante en el estado de dos fases gas-lfquido a baja presion alimentado al intercambiador de calor interior 41 se evapora mientras se somete a intercambio de calor con aire interior suministrado como una fuente de calor mediante el ventilador interior 42. De este modo, el aire interior se enfna y, acto seguido, se suministra al interior para enfriar el interior.
El refrigerante en estado gaseoso a baja presion que se evapora en el intercambiador de calor interior 41 se introduce de nuevo en el compresor 21 a traves de la tubena de comunicacion de refrigerante en estado gaseoso 6 y la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22.
De esta manera, el funcionamiento en el modo de refrigeracion para hacer circular el refrigerante en orden a traves del compresor 21, el intercambiador de calor exterior 23, la valvula principal 24 y el intercambiador de calor interior 41 se lleva a cabo en el circuito de refrigerante 10 (el circuito de refrigerante principal 11 en la presente forma de realizacion).
(Funcionamiento en el modo calefaccion)
En los momentos de funcionamiento en el modo de calefaccion, la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22 se cambia al modo de ciclo de calefaccion (el modo mostrado por lmeas discontinuas en la FIG. 4).
En el circuito refrigerante 10, el refrigerante en estado gaseoso en el nivel de baja presion del ciclo de refrigeracion se introduce dentro del compresor 21 y, despues de comprimirse hasta el nivel de alta presion del ciclo de refrigeracion, se descarga.
El refrigerante en estado gaseoso a alta presion descargado desde el compresor 21 se alimenta al intercambiador de calor interior 41 a traves de la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22 y la tubena de comunicacion de refrigerante en estado gaseoso 6.
En el intercambiador de calor interior 41, el refrigerante en estado gaseoso a alta presion alimentado al intercambiador de calor interior 41 libera calor mientras se somete a intercambio de calor con aire interior suministrado como una fuente de enfriamiento mediante el ventilador interior 42, y se convierte en refrigerante en estado lfquido a alta presion. El aire interior se calienta de este modo, y a continuacion se suministra al interior para llevar a cabo el calentamiento interior.
El refrigerante en estado lfquido a alta presion que ha liberado su calor en el intercambiador de calor interior 41 se alimenta a la valvula principal 24 a traves de la tubena de comunicacion de refrigerante en estado lfquido 5.
El refrigerante en estado lfquido a alta presion alimentado a la valvula principal 24 se despresuriza hasta el nivel de baja presion del ciclo de refrigeracion mediante la valvula principal 24, y se convierte en refrigerante en un estado de dos fases gas-lfquido a baja presion. El refrigerante en el estado de dos fases gas-lfquido a baja presion despresurizado mediante la valvula principal 24 se alimenta al intercambiador de calor exterior 23.
En el intercambiador de calor exterior 23, el refrigerante en el estado de dos fases gas-lfquido a baja presion alimentado al intercambiador de calor exterior 23 se evapora mientras se somete a intercambio de calor con aire exterior suministrado como una fuente de calor mediante el ventilador exterior 25, y se convierte en refrigerante en estado gaseoso a baja presion.
El refrigerante en estado gaseoso a baja presion evaporado en el intercambiador de calor exterior 23 se introduce de nuevo al compresor 21 a traves de la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22.
De esta manera, el funcionamiento en el modo de calefaccion para hacer circular el refrigerante en orden a traves del compresor 21, el intercambiador de calor interior 41, la valvula principal 24 y el intercambiador de calor exterior 23 se lleva a cabo en el circuito de refrigerante 10 (el circuito de refrigerante principal 11 en la presente forma de realizacion).
(Funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo)
(Funcionamiento basico)
Durante el funcionamiento en el modo de calefaccion descrito anteriormente, en los casos en los que se ha detectado escarcha en el intercambiador de calor exterior 23, provocada por la temperatura Txo del refrigerante en el intercambiador de calor exterior 23 que cae por debajo de una temperatura predeterminada o similar, el sistema funciona en un modo de ciclo de desescarche positivo para fundir la escarcha depositada en el intercambiador de calor exterior 23, y vuelve a funcionar en el modo de calefaccion una vez que la escarcha depositada en el intercambiador de calor exterior 23 se ha fundido. En la presente forma de realizacion, el fundido de la escarcha depositada en el intercambiador de calor exterior 23 se detecta que se ha fundido cuando la temperatura Txo del refrigerante en el intercambiador de calor exterior 23 se eleva por encima de una temperatura predeterminada.
El funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo en la presente memoria se refiere al funcionamiento para desescarchar el intercambiador de calor exterior 23 mientras el refrigerante circula de la misma manera que durante el funcionamiento en el modo de calefaccion, espedficamente, en orden a traves del compresor 21, el intercambiador de calor interior 41, la valvula principal 24 y el intercambiador de calor exterior 23, en el circuito de refrigerante principal 11 del circuito de refrigerante 10 con la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22 en el modo de ciclo de calefaccion representado por lmeas discontinuas en la FIG. 5.
Sin embargo, durante el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo, a diferencia que durante el funcionamiento en el modo de calefaccion, la valvula de sobrecalentamiento 27 del circuito de baipas de aspiraciondescarga 26 se abre, y se lleva a cabo una operacion para hacer que el refrigerante se desvfe desde el lado de descarga del compresor 21 hacia el lado de aspiracion del compresor 21 a traves del circuito de baipas de descargaaspiracion 26.
En terminos espedficos, en el circuito de refrigerante 10, el refrigerante en estado gaseoso en el nivel de baja presion del ciclo de refrigeracion se introduce en el compresor 21, y se descarga despues de ser comprimido hasta el nivel de alta presion del ciclo de refrigeracion.
Se hace que una parte del refrigerante en estado gaseoso a alta presion descargado desde el compresor 21 se desvfe hacia el lado de aspiracion del compresor 21 a traves del circuito de baipas de aspiracion-descarga 26, mientras que el resto del refrigerante en estado gaseoso se alimenta al intercambiador de calor interior 41 a traves de la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22 y la tubena de comunicacion de refrigerante en estado gaseoso 6.
En el intercambiador de calor interior 41, el refrigerante en estado gaseoso a alta presion alimentado al intercambiador de calor interior 41 libera calor mientras se somete a intercambio de calor con el aire interior suministrado como una fuente de refrigeracion mediante el ventilador interior 42. El aire interior se calienta de este modo y a continuacion se suministra al interior, de manera que el calentamiento del interior continue de llevarse a cabo posteriormente, incluso durante el proceso de desescarche.
El refrigerante a alta presion que ha liberado su calor en el intercambiador de calor interior 41 se alimenta al intercambiador de calor exterior 23 a traves de la tubena de comunicacion de refrigerante en estado lfquido 5 y la valvula principal 24.
En el intercambiador de calor exterior 23, el refrigerante alimentado al intercambiador de calor exterior 23 libera su calor mientras se somete a intercambio de calor con la escarcha depositada en el intercambiador de calor exterior 23, y entra en un estado de dos fases gas-lfquido que contiene una gran cantidad de refrigerante en estado lfquido. La escarcha depositada en el intercambiador de calor exterior 23 se funde de este modo, y tiene lugar el desescarche del intercambiador de calor exterior 23.
El refrigerante en un estado de dos fases gas-lfquido que contiene refrigerante en estado lfquido, que ha liberado su calor en el intercambiador de calor exterior 23, se alimenta a la tubena de aspiracion 31 a traves de la valvula de conmutacion de cuatro vfas 22, y converge con el refrigerante en estado gaseoso que se ha derivado al lado de aspiracion del compresor 21 a traves del circuito de baipas de aspiracion-descarga 26, introduciendo de este modo un estado gaseoso o un estado de dos fases gas-lfquido que contiene una pequena cantidad de refrigerante en estado lfquido, y se introduce de nuevo en el compresor 21.
De esta manera, en el circuito de refrigerante 10, el refrigerante se hace circular en orden a traves del compresor 21, el intercambiador de calor interior 41, la valvula principal 24 y el intercambiador de calor exterior 23, al tiempo que se abre la valvula de sobrecalentamiento 27 y se hace funcionar el sistema en el modo de ciclo de desescarche positivo para hacer que el refrigerante se desvfe desde el lado de descarga del compresor 21 hasta el lado de aspiracion del compresor 21 a traves del circuito de baipas de aspiracion-descarga 26.
(Control)
En los momentos de funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo, al igual que en un sistema convencional, una vez que la valvula principal 24 se ha abierto a la posicion casi completamente abierta, es diffcil que el nivel de alta presion del ciclo de refrigeracion se eleve lo suficiente, y existe una tendencia a caer en un ciclo vicioso por medio del cual la entrada de energfa al compresor 21 disminuye, como resultado de lo cual disminuye la cantidad de calor que se puede utilizar para el desescarche, el flujo de retorno de lfquido dentro del compresor 21 aumenta, el nivel de alta presion del ciclo de refrigeracion disminuye aun mas, y la entrada de energfa al compresor disminuye. Existe un riesgo de que, en algun punto, el proceso de desescarche del ciclo positivo ya no pueda continuar debido a este cfrculo vicioso.
Por consiguiente, en la presente forma de realizacion, el control de la alta presion de la valvula principal en el modo de desescarche para ajustar la apertura de valvula de la valvula principal 24 se realiza con el fin de que el nivel Ph de alta presion del ciclo de refrigeracion en el circuito de refrigerante principal 11 se lleve hasta un nivel Ph de alta presion objetivo. A continuacion, se describe el control de varios elementos del equipo, incluyendo durante el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo y el funcionamiento en el modo de calefaccion anterior y posterior, utilizando el grafico de tiempos de funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo y de funcionamiento en el modo de calefaccion anterior y posterior mostrado en la FIG. 6.
En primer lugar, con el sistema funcionando en el modo de calefaccion antes de que el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo haya comenzado, segun se describio anteriormente, la valvula de sobrecalentamiento 27 se cierra por completo, y la valvula principal 24, el compresor 21, el ventilador exterior 25 y el ventilador interior 42 se controlan, por ejemplo, de manera que la temperatura Tra del aire interior detectada por el sensor de temperatura interior 56 se encuentre a una temperatura interior objetivo. En la presente forma de realizacion, por medio del control de la valvula principal 24 durante el funcionamiento en el modo de calefaccion, el control de la temperatura de descarga de la valvula principal en el modo de calefaccion para ajustar la apertura de valvula de la valvula principal 24 se lleva a cabo en funcion de la temperatura Td del refrigerante en el lado de descarga del compresor 21. En terminos espedficos, el control se lleva a cabo para ajustar la apertura de valvula de la valvula principal 24 de manera que la temperatura Td del refrigerante en el lado de descarga del compresor 21 se lleve hasta una temperatura de descarga objetivo Tds. Espedficamente, en los casos en los que la temperatura Td del refrigerante sea mas baja que la temperatura de descarga objetivo Tds, se realiza un control para hacer mas pequena la apertura de valvula de la valvula principal 24, y en los casos en los que la temperatura Td del refrigerante sea mayor que la temperatura de descarga objetivo Tds, se realiza un control para hacer mas grande la apertura de valvula de la valvula principal 24.
A continuacion, cuando se detecta escarcha en el intercambiador de calor exterior 23, se inicia el modo de ciclo de desescarche positivo. Durante el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo, se lleva a cabo una operacion para abrir por completo la valvula de sobrecalentamiento 27, haciendo que el refrigerante se desvfe desde el lado de descarga del compresor 21 hasta el lado de aspiracion del compresor 21 a traves del circuito de baipas de aspiracion-descarga 26 de la manera descrita anteriormente. Ademas, por medio del control de la valvula principal 24 durante el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo, se lleva a cabo el control de la alta presion de la valvula principal del modo de desescarche descrito anteriormente en lugar del control de la temperatura de descarga de la valvula principal del modo de calefaccion. En terminos espedficos, la temperatura Txi del refrigerante detectada por el sensor de temperatura de intercambio de calor interior 55 corresponde a la temperatura de saturacion del refrigerante en el nivel Ph de alta presion del ciclo de refrigeracion, y utilizando de este modo la temperatura Txi del refrigerante como el nivel Ph de alta presion del ciclo de refrigeracion, se lleva a cabo el control para ajustar la apertura de valvula de la valvula principal 24 de manera que este nivel Ph de alta presion se lleve al nivel Phs de alta presion objetivo. Espedficamente, en los casos en los que el nivel Ph de alta presion sea mas bajo que el nivel Phs de alta presion objetivo, se lleva a cabo el control para hacer mas pequena la apertura de valvula de la valvula principal 24, y en los casos en los que el nivel Ph de alta presion sea mayor que el nivel Phs de alta presion objetivo, se lleva a cabo el control para hacer mas grande la apertura de valvula de la valvula principal 24. En la presente memoria, el nivel Phs de alta presion objetivo se establece en un valor cercano al lfmite superior Phx del nivel Ph de alta presion durante el funcionamiento en el modo de calefaccion. Este lfmite Phx superior del nivel Ph de alta presion es un valor que se especifica teniendo en cuenta las presiones de diseno del equipo que forma el circuito de refrigerante 10 y similares, siendo el nivel Ph de alta presion objetivo un valor de presion algo mas bajo que este valor. El compresor 21 funciona a una frecuencia de desescarche que es una frecuencia utilizada durante el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo. En la presente forma de realizacion, la frecuencia de desescarche se establece en una frecuencia alta cercana a la frecuencia mas alta. El ventilador exterior 25 se detiene. Ademas, el ventilador interior 42 funciona a una velocidad de rotacion de desescarche que es una velocidad de rotacion utilizada durante el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo. En la presente forma de realizacion, la velocidad de rotacion de desescarche se establece en la velocidad de rotacion mas baja o una velocidad de rotacion baja cercana a la velocidad de rotacion mas baja.
Cuando se detecta que la escarcha depositada en el intercambiador de calor exterior 23 se ha fundido, el modo de ciclo de desescarche positivo finaliza y el sistema vuelve a funcionar en el modo de calefaccion. En terminos espedficos, la valvula de sobrecalentamiento 26 se cierra por completo, el control de la valvula principal 24 se restablece desde el control de la alta presion de la valvula principal del modo de desescarche al control de la temperature de descarga de la valvula principal del modo de calefaccion, y el control del compresor 21, el ventilador exterior 25 y el ventilador interior 42 vuelve a los aspectos espedficos del control durante el funcionamiento en el modo de calefaccion.
De este modo, en el circuito de refrigerante 10 (el circuito de refrigerante principal 11 en la presente forma de realizacion), el control de la alta presion de la valvula principal en el modo de desescarche para ajustar la aperture de valvula de la valvula principal 24 de manera que el nivel Ph de alta presion del ciclo de refrigeracion en el circuito de refrigerante principal 11 se lleve al nivel Phs de alta presion objetivo se lleva a cabo durante el funcionamiento del sistema en el modo de ciclo de desescarche positivo.
(Caractensticas)
El funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo tiene las siguientes caractensticas.
En la presente forma de realizacion, segun se describio anteriormente, durante el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo, la aperture de valvula de la valvula principal 24 se ajusta de tal manera que el nivel Ph de alta presion del ciclo de refrigeracion se lleve al nivel Phs de alta presion objetivo (control de la alta presion de la valvula principal en el modo de desescarche). Por esta razon, el nivel Ph de alta presion del ciclo de refrigeracion se puede mantener cerca del nivel Phs de alta presion objetivo deseado durante el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo. De este modo, se aumenta la entrada de energfa al compresor 21, como resultado de lo cual se garantiza una cantidad de calor que se puede utilizar para desescarchar, y el sistema puede continuar funcionando en el modo de ciclo de desescarche positivo.
Debido a que el Phs de alta presion objetivo se establece cerca del lfmite Phx superior del nivel Ph de alta presion del ciclo de refrigeracion durante el funcionamiento en el modo de calefaccion de la manera descrita anteriormente, el nivel Ph de alta presion del ciclo de refrigeracion se puede mantener en un nivel suficientemente alto durante el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo. De este modo, la cantidad de calor que se puede utilizar para desescarchar se puede aumentar considerablemente durante el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo.
Ademas, debido a que el sensor de temperatura de intercambio de calor interior 55 obtiene el nivel Ph de alta presion del ciclo de refrigeracion de la manera descrita anteriormente, no es necesario equipar un sensor de presion para obtener el nivel Ph de alta presion del ciclo de refrigeracion.
Ademas, segun se describio anteriormente, la aperture de valvula de la valvula principal 24, durante el funcionamiento en el modo de calefaccion, se controla en funcion de la temperatura Td del refrigerante en el lado de descarga del compresor 21 (control de la temperatura de descarga de la valvula principal en el modo de calefaccion), y durante el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo, se controla de tal manera que el nivel Ph de alta presion del ciclo de refrigeracion se lleve al nivel Phs de alta presion objetivo (control de la alta presion de la valvula principal en el modo de desescarche). De este modo, el sistema puede cambiar al control de aperture de valvula de la valvula principal 24 apropiado, dependiendo de las condiciones de funcionamiento espedficas.
(3) Modificacion 1
En la forma de realizacion anterior, se utiliza una valvula electromagnetica u otra valvula de este tipo apta para el control de activacion/desactivacion como la valvula de sobrecalentamiento 27 del circuito de baipas de aspiraciondescarga 26, pero sena aceptable utilizar en su lugar una valvula de expansion accionada electricamente u otra valvula de este tipo apta para el control de activacion/desactivacion, segun se muestra en la FIG. 7. Tambien en este caso, el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo se puede llevar a cabo de la misma manera que en la forma de realizacion descrita anteriormente.
En la presente memoria, la utilizacion de la caractenstica de utilizar una valvula apta para el control de activacion/desactivacion como la valvula de sobrecalentamiento 27, durante el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo, se puede acompanar el control de la alta presion de la valvula principal en el modo de desescarche llevado a cabo mediante la valvula principal 24 con el control de la temperatura de descarga en el modo de desescarche llevado a cabo para ajustar la aperture de valvula de la valvula de sobrecalentamiento 27 de tal manera que el grado de sobrecalentamiento TdSH del refrigerante en el lado de descarga del compresor 21 se lleve hasta un grado de sobrecalentamiento de descarga objetivo TdSH. En terminos espedficos, la temperatura del refrigerante en el lado de descarga del compresor 21 se obtiene a partir de la temperatura del refrigerante Td detectada por el sensor de temperatura de descarga 52 equipado en el lado de descarga del compresor 21, la temperatura de saturacion del refrigerante en el lado de descarga del compresor 21 se obtiene a partir de la temperatura de refrigerante Txi detectada por el sensor de temperatura de intercambio de calor interior 55 equipado en el intercambiador de calor interior 41, y el grado de sobrecalentamiento TdSH del refrigerante en el lado de descarga del compresor 21 se obtiene a partir de estas dos temperaturas de refrigerante Td y Txi. En la presente memoria, el grado de sobrecalentamiento TdSH se obtiene restando la temperatura del refrigerante Txi de la temperatura del refrigerante Td. A continuacion, se lleva a cabo el control para ajustar el grado de aperture de la valvula de sobrecalentamiento 27 de tal manera que el grado de sobrecalentamiento TdSH sea igual al grado de sobrecalentamiento de descarga objetivo TdSHs. Espedficamente, en los casos en los que el grado de sobrecalentamiento TdSH sea menor que el grado de sobrecalentamiento de descarga objetivo TdSHs, se realiza un control para aumentar la apertura de valvula de la valvula de sobrecalentamiento 27, y en los casos en los que el grado de sobrecalentamiento TdSH sea mayor que el grado de sobrecalentamiento de descarga objetivo TdSHs, el control se realiza para reducir la apertura de valvula de la valvula de sobrecalentamiento 27. En la presente memoria, teniendo en cuenta la fiabilidad del compresor 21, el grado de sobrecalentamiento de descarga objetivo TdSH se establece en un valor de aproximadamente 5-15 grados. El control de otro equipo (la valvula principal 24, el compresor 21, el ventilador exterior 25 y el ventilador interior 42) durante el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo es el mismo que en la forma de realizacion descrita anteriormente.
En la presente modificacion, durante el funcionamiento del sistema en el modo de ciclo de desescarche positivo, el grado de apertura de la valvula de sobrecalentamiento 27 se ajusta para llevar el grado de sobrecalentamiento TdSH del refrigerante en el lado de descarga del compresor 21 hasta el grado de sobrecalentamiento de descarga objetivo TdSHs (control de la temperatura de descarga en el modo de desescarche) de la manera descrita anteriormente. Por esta razon, tanto el flujo de retorno de lfquido excesivo hacia el compresor 21 como el bloqueo y/o dano al compresor 21 que se producen debido a un estado de sobrecalentamiento excesivo en la aspiracion de refrigerante hacia el compresor 21 se pueden minimizar durante el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo. De este modo, se puede garantizar la fiabilidad del compresor durante el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo.
(4) Modificacion 2
En la forma de realizacion y en la Modificacion 1 descritas anteriormente, el ventilador exterior 25 se detiene siempre durante el funcionamiento del sistema en el modo de ciclo de desescarche positivo; sin embargo, sena aceptable hacer funcionar el ventilador exterior 25 dependiendo de las condiciones de funcionamiento durante el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo.
Por ejemplo, segun se muestra en la FIG. 9, durante el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo, sena aceptable llevar a cabo el control del ventilador exterior en el modo de desescarche para hacer funcionar el ventilador exterior 25 en los casos en los que la temperatura del refrigerante Txo detectada por el sensor de temperatura de intercambio de calor exterior 53 equipado en el intercambiador de calor exterior 23 no se haya elevado hasta una temperatura de detencion del ventilador Tfs igual a un valor cercano a la temperatura del aire exterior, y para detener el ventilador exterior 25 en los casos en los que la temperatura se haya elevado hasta la temperatura de detencion del ventilador Tfs. En la presente memoria, la temperatura de detencion del ventilador Tfs se establece en un valor dentro de aproximadamente ± 2 grados a partir de la temperatura exterior del aire Toa detectada por el sensor de temperatura de aire exterior 54. El control de otro equipo (la valvula de sobrecalentamiento 27, la valvula principal 24, el compresor 21 y el ventilador interior 42) durante el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo es el mismo que en la forma de realizacion y modificacion 1 descritas anteriormente. Mientras la FIG. 9 representa la aplicacion del control del ventilador exterior en el modo de desescarche para el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo en la Modificacion 1 (vease la FIG. 8), el control del ventilador exterior en el modo de desescarche se podna aplicar para el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo en la forma de realizacion descrita anteriormente (vease la FIG. 6).
En la presente modificacion, en lugar de detener siempre el ventilador exterior 25 durante el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo, el control se lleva a cabo de la manera descrita anteriormente, para hacer funcionar el ventilador exterior 25 hasta que la temperatura del refrigerante Txo en el intercambiador de calor exterior 23 se eleve hasta cerca del temperatura del aire exterior Toa (en la presente memoria, la temperatura de detencion del ventilador Tfs) y, a continuacion, detener el ventilador exterior 25 (control del ventilador exterior en el modo de desescarche). Por esta razon, durante el funcionamiento del ventilador exterior 25, el intercambiador de calor exterior 23 se puede desescarchar utilizando la cantidad de calor proporcionada por la entrada de energfa al compresor 21 y la cantidad de calor proporcionada por el intercambio de calor. De este modo, el tiempo de desescarche durante el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo puede ser mas corto.
(5) Modificacion 3
En las Modificaciones 1 y 2 descritas anteriormente, el cambio del control de la valvula principal 24 y la valvula de sobrecalentamiento 27 se lleva a cabo a la hora de iniciar el modo de ciclo de desescarche positivo y/o en el momento de la vuelta desde el modo de ciclo de desescarche positivo al modo de calefaccion, y en estos momentos es preferible evitar en la mayor medida posible el que se produzcan las fluctuaciones de presion transitorias en el circuito de refrigerante 10.
Por lo tanto, segun se muestra en la FIG. 10, en el momento en que se inicia el modo de ciclo de desescarche positivo y/o en el momento de la vuelta desde el modo de ciclo de desescarche positivo al modo de calefaccion, el control del cambio gradual de la apertura de valvula en el modo de inicio de desescarche y/o el control del cambio gradual de la apertura de valvula en el restablecimiento del modo de calefaccion se puede llevar a cabo con el proposito de cambiar gradualmente la apertura de valvula de la valvula principal 24 y la valvula de sobrecalentamiento 27. En terminos espedficos, en el inicio del modo de ciclo de desescarche positivo, el control del cambio gradual de la apertura de valvula en el modo de inicio de desescarche se lleva a cabo para cambiar gradualmente la apertura de valvula de la valvula de sobrecalentamiento 27 en varias etapas de 10 segundos hasta varias decenas de segundos durante el cambio de la valvula de sobrecalentamiento 27 totalmente cerrada para el control de la temperatura de descarga en el modo de desescarche, hasta que se alcance la apertura de valvula objetivo inicial para el control de la temperatura de descarga en el modo de desescarche, asf como para cambiar gradualmente la apertura de valvula de la valvula principal 24 en varias etapas de 10 segundos hasta varias decenas de segundos durante el cambio de la valvula principal 24 desde el control de la temperatura de descarga de la valvula principal en el modo de calefaccion hasta el control de la alta presion de la valvula principal en el modo de desescarche, hasta que se alcanza la apertura de valvula objetivo inicial para el control de la alta presion de la valvula principal en el modo de desescarche. Durante la vuelta desde el modo de ciclo de desescarche positivo al modo de calefaccion, el control del cambio gradual de la apertura de valvula en el restablecimiento del modo de calefaccion se lleva a cabo para cambiar gradualmente la apertura de valvula de la valvula de sobrecalentamiento 27 hasta la posicion completamente cerrada como la apertura de valvula objetivo, haciendolo en varias etapas de 10 segundos hasta varias decenas de segundos, durante el cambio de la valvula de sobrecalentamiento 27 desde el control de la temperatura de descarga en el modo de desescarche hasta la posicion completamente cerrada, y para cambiar gradualmente la apertura de valvula de la valvula principal 24 hasta la apertura de valvula objetivo inicial para el control de la temperatura de descarga de la valvula principal en el modo de calefaccion, haciendolo en varias etapas de 10 segundos hasta varias decenas de segundos, durante el cambio de la valvula principal 24 desde el control de la alta presion de la valvula principal en el modo de desescarche hasta el control de la temperatura de descarga de la valvula principal en el modo de calefaccion. El control de otro equipo (el compresor 21, el ventilador exterior 25 y el ventilador interior 42) durante el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo es el mismo que en las Modificaciones 1 y 2. Mientras que la FIG. 10 representa la aplicacion del control del cambio gradual de la apertura de valvula en el modo de inicio de desescarche y el control del cambio gradual de la apertura de valvula en el restablecimiento del modo de calefaccion al modo de ciclo de desescarche positivo en la Modificacion 2 (vease la FIG. 9), sena aceptable aplicar unicamente el control del cambio gradual de la apertura de valvula en el modo de inicio de desescarche. El control del cambio gradual de la apertura de valvula en el modo de inicio de desescarche y/o el control del cambio gradual de la apertura de valvula en el restablecimiento del modo calefaccion tambien se puede aplicar al modo de ciclo de desescarche positivo en la Modificacion 1 (vease la FIG. 8).
En la presente forma de realizacion, en los momentos en los que el modo de ciclo de desescarche positivo comienza y/o en los momentos de vuelta desde el modo de ciclo de desescarche positivo al modo de calefaccion, la apertura de valvula de la valvula principal 24 y de la valvula de sobrecalentamiento 27 se cambia gradualmente a la apertura de valvula objetico (control del cambio gradual de la apertura de valvula en el modo de inicio de desescarche y/o control del cambio gradual de la apertura de valvula en el restablecimiento del modo de calefaccion) de la manera descrita anteriormente. Por lo tanto, las fluctuaciones de presion transitorias que ocurren cuando se inicia el modo de ciclo de desescarche positivo y/o durante la vuelta desde el modo de ciclo de desescarche positivo al modo de calefaccion se pueden mantener al mmimo. De este modo, se puede garantizar la fiabilidad del compresor 21.
(6) Modificacion 4
En la Modificacion 3, en los momentos en los que se inicia el modo de ciclo de desescarche positivo y/o en los momentos de vuelta desde el modo de ciclo de desescarche positivo al modo de calefaccion, se cambia el control de la apertura de valvula de la valvula principal 24 y de la valvula de sobrecalentamiento 27 y se cambia tambien el funcionamiento del ventilador interior 42.
En la presente memoria, segun se muestra en la FIG. 11, sena aceptable llevar a cabo el control del cambio gradual del ventilador en el modo de inicio de desescarche para cambiar gradualmente la velocidad de rotacion del ventilador interior 42 cuando se inicia el modo de ciclo de desescarche positivo, y llevar a cabo el control del cambio brusco del ventilador en el restablecimiento del modo calefaccion para cambiar bruscamente la velocidad de rotacion del ventilador interior 42 durante la vuelta desde el modo de ciclo de desescarche positivo al modo de calefaccion. En terminos espedficos, cuando se inicia el modo de ciclo de desescarche positivo, se lleva a cabo el control del cambio gradual del ventilador en el modo de inicio de desescarche para cambiar gradualmente la velocidad de rotacion del ventilador interior 42 desde la velocidad de rotacion establecida para el funcionamiento en el modo de calefaccion hasta la velocidad de rotacion para la desescarche, haciendolo en varias etapas de 10 segundos hasta varias decenas de segundos de la misma manera que con la valvula principal 24 y la valvula de sobrecalentamiento 27; y durante la vuelta desde el modo de ciclo de desescarche positivo al modo de calefaccion, a diferencia de cuando se inicia el modo de ciclo de desescarche positivo, se lleva a cabo el control del cambio brusco del restablecimiento del modo de calefaccion para cambiar bruscamente la velocidad de rotacion del ventilador interior 42 desde la velocidad de rotacion para el desescarche hasta la velocidad de rotacion establecida para el funcionamiento en el modo de calefaccion. El control de otros equipos (la valvula de sobrecalentamiento 27, la valvula principal 24, el compresor 21 y el ventilador exterior 25) durante el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo es el mismo que en la Modificacion 3.
En la presente forma de realizacion, cuando comienza el modo de ciclo de desescarche positivo, la velocidad de rotacion del ventilador interior 42 se cambia gradualmente (control del cambio gradual del ventilador en el modo de inicio de desescarche), y durante la vuelta desde el modo de ciclo de desescarche positivo al modo de calefaccion, la velocidad de rotacion del ventilador interior se cambia bruscamente (control del cambio brusco del restablecimiento del modo de calefaccion) de la manera descrita anteriormente. Por lo tanto, las fluctuaciones de presion transitorias que se producen cuando se inicia el modo de ciclo de desescarche positivo y/o durante la vuelta desde el modo de ciclo de desescarche positivo al modo de calefaccion se pueden eliminar mas a fondo, y con respecto al funcionamiento del ventilador interior 42, el restablecimiento al funcionamiento en el modo de calefaccion puede tener lugar mas rapidamente, dando prioridad a mejorar la comodidad del interior.
Aplicabilidad industrial
La presente invencion tiene una amplia aplicacion potencial en dispositivos de aire acondicionado que tienen un circuito de baipas de aspiracion-descarga utilizado durante el funcionamiento en el modo de ciclo de desescarche positivo para desescarchar un intercambiador de calor exterior mientras circula un refrigerante en orden a traves de un compresor, un intercambiador de calor interior, una valvula principal y el intercambiador de calor exterior.
Lista de senales de referencia
I Dispositivo de aire acondicionado
I I Circuito de refrigerante principal
21 Compresor
23 intercambiador de calor exterior
24 Valvula principal
25 Ventilador exterior
26 Circuito de baipas de aspiracion-descarga
27 Valvula de sobrecalentamiento
41 Intercambiador de calor interior
53 Sensor de temperatura de intercambio de calor exterior
55 Sensor de temperatura de intercambio de calor interior
Lista de citaciones
Literatura de patentes
Literatura de patentes 1
Solicitud de patente japonesa abierta a inspeccion publica N.° 61-262560

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo de aire acondicionado (1), que comprende:
un circuito de refrigerante principal (11) que tiene un compresor (21), un intercambiador de calor interior (41), una valvula principal (24) y un intercambiador de calor exterior (23), estando configurado el circuito de refrigerante principal (11) para hacer circular en un modo de calefaccion un refrigerante a traves del compresor, el intercambiador de calor interior, la valvula principal y el intercambiador de calor exterior, en el orden indicado;
un circuito de baipas de aspiracion-descarga (26) que tiene una valvula de sobrecalentamiento (27), estando conectado el circuito de baipas de aspiracion-descarga (26) al circuito de refrigerante principal con el fin de desviar, durante el modo de calefaccion, el refrigerante desde el lado de descarga del compresor hasta un lado de aspiracion del compresor; y
una unidad de control (8),
en donde
la unidad de control se configura para llevar a cabo un modo de ciclo de desescarche positivo para desescarchar el intercambiador de calor exterior, mientras circula refrigerante a traves del compresor, el intercambiador de calor interior, la valvula principal y el intercambiador de calor exterior en el orden indicado y, durante el modo de ciclo de desescarche positivo, la unidad de control se configura para llevar a cabo un control de la alta presion de la valvula principal en el modo de desescarche para abrir la valvula de sobrecalentamiento para hacer que el refrigerante se desvfe desde el lado de descarga del compresor hacia el lado de aspiracion del compresor a traves del circuito de baipas de aspiracion-descarga,
caracterizado por que
la unidad de control se configura para llevar a cabo el control de la alta presion de la valvula principal en el modo de desescarche para ajustar una apertura de valvula de la valvula principal de manera que un nivel de alta presion en el circuito de refrigerante principal alcance una alta presion objetivo, siendo establecida la alta presion objetivo a un valor que esta cerca de un valor lfmite superior del nivel de alta presion durante el modo de calefaccion.
2. El dispositivo de aire acondicionado (1) de acuerdo con la reivindicacion 1, en donde
la unidad de control se configura para obtener el nivel de alta presion a partir de una temperatura de refrigerante detectada por un sensor de temperatura del intercambiador de calor interior (55) equipado en el intercambiador de calor interior (41).
3. El dispositivo de aire acondicionado (1) de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en donde
durante el modo de calefaccion, la unidad de control se configura para llevar a cabo un control de la temperatura de descarga de la valvula principal en el modo de calefaccion para ajustar la apertura de valvula de la valvula principal (24) en funcion de una temperatura del refrigerante en el lado de descarga del compresor (21).
4. El dispositivo de aire acondicionado (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde
durante el modo de ciclo de desescarche positivo, la unidad de control se configura para llevar a cabo un control de la temperatura de descarga en el modo de desescarche para ajustar una apertura de valvula de la valvula de sobrecalentamiento (27) de tal manera que un grado de un sobrecalentamiento del refrigerante en el lado de descarga del compresor (21) se lleve hasta un grado de descarga objetivo del sobrecalentamiento.
5. El dispositivo de aire acondicionado (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende ademas un ventilador exterior (25) configurado para suministrar aire al intercambiador de calor exterior (23);
la unidad de control se configura para llevar a cabo un control del ventilador exterior en el modo de desescarche durante el modo de ciclo de desescarche positivo para hacer funcionar el ventilador exterior en los casos en los que una temperatura del refrigerante detectada por un sensor de temperatura de intercambio de calor exterior (53) equipado en el intercambiador de calor exterior no se haya elevado hasta una temperatura de detencion del ventilador, que es un valor cercano a una temperatura del aire exterior, y para detener el ventilador exterior en los casos en los que la temperatura del refrigerante se haya elevado hasta la temperatura de detencion del ventilador.
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