ES2894700T3 - Sistema de refrigeración - Google Patents
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Abstract
Un aparato de refrigeración (110) que comprende: un circuito de refrigerante (120, 10) que conecta un circuito del lado de la fuente de calor (111a, 2a) que tiene un compresor (121, 21), un intercambiador de calor del lado de la fuente de calor (123, 22), una válvula de expansión (124, 23) y una válvula de conmutación de cuatro vías (122) que se puede fijar en un primer estado y un segundo estado y un circuito del lado de utilización (112a, 3a, 4a, 5a) que tiene un intercambiador de calor del lado de utilización (125, 31, 41, 51), y realiza un ciclo de refrigeración haciendo circular de forma reversible un refrigerante en el mismo, estando en comunicación un extremo de gas del circuito del lado de utilización (112a, 3a, 4a, 5a) con el compresor (121, 21) en todo momento, en donde el aparato de refrigeración comprende además: un sensor de presión (135) proporcionado en el circuito del lado de utilización (112a); una sección de detección de fugas (141, 17) configurada para detectar fugas del refrigerante desde el circuito del lado de utilización (112a, 3a, 4a, 5a); y una sección de control (142, 18), caracterizado por que la sección de detección de fugas (141, 17) se configura para detectar la fuga del refrigerante, cuando una disminución de un valor detectado por el sensor de presión (135) por unidad de tiempo no es más pequeño que un valor predeterminado, en donde la sección de control (142, 18) se configura para cambiar, cuando la sección de detección de fugas (141, 17) ha detectado la fuga del refrigerante, un modo de funcionamiento del aparato de refrigeración en el que el intercambiador de calor del lado de utilización (125, 31, 41, 51) funciona como un condensador a un modo de funcionamiento del aparato de refrigeración en el que el intercambiador de calor del lado de utilización (125, 31, 41, 51) funciona como un evaporador y el refrigerante del circuito en el lado de utilización (112a, 3a, 4a, 5a) del circuito de refrigerante (120) está a la presión baja.
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de refrigeración
Campo técnico
La presente invención se refiere a un aparato de refrigeración que incluye un circuito de refrigeración que realiza un ciclo de refrigeración, en particular a las medidas para evitar la fuga de un refrigerante desde el circuito de refrigeración.
Antecedentes de la técnica
Cuando un circuito de refrigerante de un aparato de aire acondicionado, etc., deja escapar un refrigerante en una habitación para aumentar la concentración del refrigerante en la habitación, la toxicidad aguda y la inflamabilidad del refrigerante pueden causar posiblemente intoxicación accidental, combustión, asfixia, etc. En concreto, cuando el refrigerante tiene un bajo potencial de calentamiento global (GWP), que es un índice que está recibiendo atención últimamente, el refrigerante es más inflamable que un refrigerante con un alto GWP, y puede causar los eventos accidentales con mayor posibilidad. Para evitar los eventos accidentales, la norma IEC 60335-2-40 (requisitos particulares para bombas de calor eléctricas, aparatos de aire acondicionado y deshumidificadores) y el borrador revisado de la norma ISO5149 (sistemas de refrigeración y bombas de calor-requisitos de seguridad y medioambientales) establecen un valor permisible de la cantidad de refrigerante que llena el circuito de refrigerante. El valor admisible se establece en un valor con el que la concentración de refrigerante en la habitación no supere un límite, incluso si fuga toda la cantidad de refrigerante que llena el circuito de refrigerante. En caso de que la concentración de refrigerante en la habitación supere el límite cuando la totalidad del refrigerante que llena el circuito de refrigerante se fuga, se han requerido medidas de seguridad, por ejemplo, un detector de fugas de refrigerante dispuesto en la habitación para dar una alarma cuando se detecte la fuga, o un aparato de ventilación forzada dispuesto en la habitación.
Para seleccionar y adoptar de forma apropiada las medidas de seguridad, los diseñadores y operarios deben tener un alto grado de experiencia. Las medidas de seguridad descritas anteriormente aumentan el número y el coste de los procesos de instalación. En estas circunstancias, no siempre se adoptan las medidas de seguridad.
Como solución a este problema, el propio aparato de aire acondicionado está provisto de un mecanismo para reducir la fuga de refrigerante. Por ejemplo, el Documento de patente 1 describe un aparato de aire acondicionado de esta clase. El aparato de aire acondicionado del Documento de patente 1 incluye una unidad exterior y una unidad interior. En la unidad exterior, se proporcionan válvulas de control en una tubería de gas y una tubería de líquido conectadas a la unidad interior. Cuando el aparato de aire acondicionado ha detectado la fuga de refrigerante en la habitación desde la unidad interior, la válvula de control en la tubería de líquido se cierra para realizar un modo de funcionamiento de refrigeración (una operación de recogida de refrigerante). Por lo tanto, la válvula de control detiene el flujo del refrigerante desde la unidad exterior hacia la unidad interior, y el refrigerante de la unidad interior fluye hacia la unidad exterior para ser contenido en un intercambiador de calor exterior o en un regulador de refrigerante. Después de realizar la operación de recogida de refrigerante durante un tiempo predeterminado, la válvula de control de la tubería de gas se cierra para finalizar la operación. Por lo tanto, el refrigerante de la unidad interior se recoge en la unidad exterior, evitando de este modo la fuga del refrigerante en la habitación desde la unidad interior.
Entre los aparatos de refrigeración, se conoce un aparato de aire acondicionado de refrigeración/calefacción flexible que puede satisfacer de forma simultánea los requisitos de refrigeración y calefacción de la habitación, tal como se describe en el Documento de Patente 2. El aparato de aire acondicionado incluye varias unidades del lado de utilización dispuestas en diferentes habitaciones de tal manera que algunas de las unidades del lado de utilización realizan el modo de funcionamiento de refrigeración, mientras que las otras unidades del lado de utilización realizan el modo de funcionamiento de calefacción.
Lista de citaciones
Documentos de patente
[Documento de Patente 1] Publicación de patente japonesa no examinada n.° H10-9692
[Documento de patente 2] Publicación de patente japonesa no examinada n.° 2008-138954
En el documento JP 2012013339 A se puede encontrar otra técnica anterior relacionada, que describe un aparato de aire acondicionado con función de supresión de fugas de refrigerante. Además, el documento JP 2012 013339 A describe un aparato de refrigeración de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
Resumen de la invención
Problema técnico
El mecanismo para reducir la fuga de refrigerante descrito por el Documento de patente 1 aumenta el coste de forma no ventajosa porque las válvulas de control (válvulas de corte) proporcionadas en la tubería de gas y en la tubería de
líquido son caras. Dado que la fuga de refrigerante no se produce con mucha frecuencia, no es rentable utilizar las costosas válvulas de control sólo para controlar la fuga de refrigerante.
En vista de lo anterior, se ha realizado la presente descripción para reducir la fuga del refrigerante de un circuito del lado de utilización con bajo coste.
Solución al problema
Para el propósito descrito anteriormente, de acuerdo con la presente invención, una diferencia entre una presión en un circuito del lado de utilización (3a-5a, 112a) (una presión del refrigerante) y una presión en el espacio del lado de utilización se reduce al máximo para reducir una velocidad de fuga del refrigerante cuando el refrigerante se ha fugado del circuito del lado de utilización (3a-5a, 112a).
La presente invención se define por medio de la reivindicación independiente adjunta. Las reivindicaciones dependientes describen características opcionales y distintas formas de realización.
Por consiguiente, un primer aspecto de la presente invención se refiere a un aparato de refrigeración que incluye: un circuito de refrigerante (120) que conecta un circuito del lado de la fuente de calor (111a) que tiene un compresor (121), un intercambiador de calor del lado de la fuente de calor (123) y una válvula de expansión (124) y un circuito del lado de utilización (112a) que tiene un intercambiador de calor del lado de utilización (125), y que realiza un ciclo de refrigeración haciendo circular de forma reversible un refrigerante en el mismo, estando en comunicación en todo momento un extremo de gas del circuito del lado de utilización (112a) con el compresor (121). El aparato de refrigeración incluye además una sección de detección de fugas (141) que detecta la fuga del refrigerante del circuito del lado de utilización (112a), y una sección de control (142) que hace circular el refrigerante para realizar el ciclo de refrigeración cuando la sección de detección de fugas (141) ha detectado la fuga del refrigerante de tal manera que el refrigerante en el circuito del lado de utilización (112a) del circuito de refrigerante (120) está a una presión baja.
De acuerdo con el primer aspecto de la presente invención, la sección de detección de fugas (141) detecta la fuga del refrigerante cuando el refrigerante se ha fugado desde una tubería del circuito del lado de utilización (112a) al espacio del lado de utilización en el ciclo de refrigeración realizado de tal manera que el refrigerante en el circuito del lado de utilización (112a) del circuito de refrigerante (120) está a una presión alta (el intercambiador de calor del lado de utilización (125) funciona como un radiador). A continuación, se hace circular el refrigerante para realizar el ciclo de refrigeración de tal manera que el refrigerante del circuito del lado de utilización (112a) del circuito de refrigerante (120) está a la presión baja. Esto reduce la diferencia entre la presión del refrigerante en el circuito del lado de utilización (112a) y la presión en el espacio del lado de utilización, reduciendo de este modo una velocidad de fuga del refrigerante que fuga desde el circuito del lado de utilización (112a). Por lo tanto, la cantidad de refrigerante que se fuga se reduce hasta tal punto que el refrigerante se puede descargar de forma suficiente del espacio del lado de utilización por medio de la ventilación natural del espacio del lado de utilización, y se puede reducir un aumento en la concentración de refrigerante en el espacio del lado de utilización.
En un segundo aspecto de la presente invención relacionado con el primer aspecto de la presente invención, la sección de control (142) hace circular el refrigerante para realizar el ciclo de refrigeración cuando la sección de detección de fugas (141) ha detectado la fuga del refrigerante de tal manera que el refrigerante en el circuito de lado de utilización (112a) del circuito de refrigerante (120) está a la presión baja no inferior a una presión atmosférica.
De acuerdo con el segundo aspecto de la presente invención, la presión del refrigerante en el circuito del lado de utilización (112a) se controla para que no sea inferior a la presión atmosférica, es decir, la presión del refrigerante en el circuito del lado de utilización (112a) se controla para que sea superior a la presión en el espacio del lado de utilización. Por lo tanto, el aire del espacio del lado de utilización no entra en el circuito del lado de utilización (112a) a través de un punto de fuga en el circuito del lado de utilización (112a) a través del cual se fuga el refrigerante (por ejemplo, un orificio formado en la tubería por corrosión).
En un tercer aspecto de la presente invención relacionado con el primer o segundo aspecto de la presente invención, el circuito de refrigerante (120) incluye varios circuitos del lado de utilización (112a) conectados en paralelo. El circuito del lado de la fuente de calor (111a) tiene una única válvula de expansión (124) conectada a los extremos de líquido de los circuitos del lado de utilización (112a). La sección de control (142) reduce un grado de apertura de la válvula de expansión (124) del circuito del lado de la fuente de calor (111a) de tal manera que el refrigerante en los circuitos del lado de utilización (112a) está a la presión baja.
En el tercer aspecto de la presente invención, el refrigerante en el circuito del lado de la fuente de calor (111a) del circuito de refrigerante (120) entre la válvula de expansión (124) y un lado de aspiración del compresor (121) está a la presión baja. Por lo tanto, el refrigerante en todo el circuito del lado de utilización (112a) incluyendo una tubería de comunicación que conecta el circuito del lado de la fuente de calor (111a) y el circuito del lado de utilización (112a) está a la presión baja.
De acuerdo con un cuarto aspecto de la presente invención relacionado con el primer o segundo aspecto de la presente invención, el circuito de refrigerante (120) incluye varios circuitos del lado de utilización (112a). El circuito del lado de la fuente de calor (111a) tiene extremos de líquido ramificados conectados a los extremos de líquido de los
circuitos del lado de utilización (112a), y extremos de gas ramificados conectados a los extremos de gas de los circuitos del lado de utilización (112a), y la válvula de expansión (124) se proporciona en cada una de las varias tuberías (1f) que constituyen partes de extremo de líquido del circuito del lado de la fuente de calor (111a). La sección de control (142) reduce un grado de apertura de la válvula de expansión (124) correspondiente al circuito del lado de utilización (112a) en el que la sección de detección de fugas (141) ha detectado la fuga del refrigerante, de tal manera que el refrigerante en el circuito del lado de utilización (112a) en el que la sección de detección de fugas (141) ha detectado la fuga del refrigerante está a la presión baja.
En el cuarto aspecto de la presente invención, entre los varios circuitos del lado de utilización (112a), el refrigerante del circuito del lado de utilización (112a) a partir del cual se ha fugado el refrigerante está a la presión baja.
De acuerdo con un quinto aspecto de la presente invención relacionado con el tercer o cuarto aspecto de la presente invención, el circuito de refrigerante (120) tiene un mecanismo reductor de presión (132) que reduce la presión del refrigerante, e incluye una tubería de inyección (131) que guía parte del refrigerante en circulación hacia un lado de aspiración del compresor (121) o una cámara de presión intermedia del compresor (121). La sección de control (142) aumenta un caudal del refrigerante en la tubería de inyección (131) cuando la sección de detección de fugas (141) ha detectado la fuga del refrigerante.
En el quinto aspecto de la presente invención, el caudal del refrigerante en la tubería de inyección (131) aumenta, disminuyendo de este modo la temperatura del refrigerante descargado desde el compresor (121).
De acuerdo con un sexto aspecto de la presente invención relacionado con el tercer o cuarto aspecto de la presente invención, el aparato de refrigeración incluye además un ventilador del lado de utilización (116) que suministra aire que intercambia calor con el refrigerante al intercambiador de calor del lado de utilización (125). La sección de control (142) reduce un caudal del aire suministrado por el ventilador del lado de utilización (116) cuando la sección de detección de fugas (141) ha detectado la fuga del refrigerante.
En el sexto aspecto de la presente invención, el caudal del aire suministrado por el ventilador del lado de utilización (116) se reduce, disminuyendo de este modo el grado de sobrecalentamiento del refrigerante aspirado en el compresor (121). Esto reduce la temperatura del refrigerante descargado desde el compresor (121).
De acuerdo con un séptimo aspecto de la presente invención, un circuito de refrigerante (10) que conecta un circuito del lado de la fuente de calor (2a) que tiene un compresor (21) y un intercambiador de calor del lado de la fuente de calor (22) y varios circuitos del lado de utilización (3a, 4a, 5a) que tienen cada uno un intercambiador de calor del lado de utilización (31, 41, 51) para climatizar el espacio del lado de utilización, estándo configurado el circuito de refrigerante (10) de tal manera que los intercambiadores de calor del lado de utilización (31,41,51) realizan de forma independiente un modo de funcionamiento de refrigeración y un modo de funcionamiento de calefacción, y un refrigerante gaseoso de alta presión descargado desde el compresor (21) entra por completo en el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor (22) cuando todos los intercambiadores de calor del lado de utilización (31,41,51) realizan el modo de funcionamiento de refrigeración. El aparato de refrigeración de acuerdo con el séptimo aspecto de la presente descripción incluye además una sección de detección de fugas (17) que detecta la fuga del refrigerante del circuito de refrigerante (10) hacia el espacio del lado de utilización, y una sección de control (18) que hace circular el refrigerante para realizar el ciclo de refrigeración cuando la sección de detección de fugas (17) ha detectado la fuga del refrigerante de tal manera que el refrigerante en el circuito del lado de utilización (3a, 4a, 5a) del circuito de refrigerante (10) está a una presión baja.
En el séptimo aspecto de la presente invención, la sección de detección de fugas (17) detecta la fuga del refrigerante cuando el refrigerante se ha fugado desde una tubería al espacio del lado de utilización en el ciclo de refrigeración realizado de tal manera que el refrigerante en el circuito del lado de utilización (3a, 4a, 5a) del circuito de refrigerante (10) está a una presión alta (los intercambiadores de calor del lado de utilización (31, 41, 51) funcionan como radiadores). A continuación, se hace circular el refrigerante para realizar el ciclo de refrigeración de tal manera que el refrigerante del circuito del lado de utilización (3a, 4a, 5a) del circuito de refrigerante (10) está a la presión baja. Esto reduce la diferencia entre la presión del refrigerante en el circuito del lado de utilización (3a, 4a, 5a) y la presión en el espacio del lado de utilización, reduciendo de este modo la velocidad de fuga del refrigerante que fuga del circuito del lado de utilización (3a, 4a, 5a). Por lo tanto, la cantidad de refrigerante fugado se reduce hasta tal punto que el refrigerante se puede descargar de forma suficiente del espacio del lado de utilización mediante la ventilación natural del espacio del lado de utilización, y se puede reducir el aumento en la concentración de refrigerante en el espacio del lado de utilización.
De acuerdo con un octavo aspecto de la presente invención relacionado con el séptimo aspecto de la presente invención, la sección de control (18) hace circular el refrigerante para realizar el ciclo de refrigeración cuando la sección de detección de fugas (17) ha detectado la fuga del refrigerante de tal manera que el refrigerante en el circuito del lado de utilización (3a, 4a, 5a) del circuito de refrigerante (10) está a la presión baja no inferior a una presión atmosférica.
En el octavo aspecto de la presente invención, la presión del refrigerante en el circuito del lado de utilización (3a, 4a, 5a) se controla para que no sea inferior a la presión atmosférica, es decir, la presión del refrigerante en el circuito del lado de utilización (3a, 4a, 5a) se controla para que sea superior a la presión en el espacio del lado de utilización. Por
lo tanto, el aire del espacio del lado de utilización no entra en el circuito del lado de utilización (3a, 4a, 5a) a través de un punto de fuga en el circuito del lado de utilización (112a) a través del cual fuga el refrigerante (por ejemplo, un orificio formado en la tubería por corrosión).
De acuerdo con un noveno aspecto de la presente invención relacionado con el séptimo u octavo aspecto de la presente invención, la sección de control (18) reduce un grado de apertura de una válvula de expansión (23) para evaporar el refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor (22) de tal manera que el refrigerante en el circuito del lado de utilización (3a, 4a, 5a) está a la presión baja.
En el noveno aspecto de la presente invención, el refrigerante en el circuito de refrigerante (10) entre la válvula de expansión (23) del circuito del lado de la fuente de calor (2a) y el lado de aspiración del compresor (21) está a la presión baja. Por lo tanto, el refrigerante en el circuito del lado de utilización (3a, 4a, 5a) que incluye las tuberías de líquido y las tuberías de gas que conectan el circuito del lado de la fuente de calor (2a) y los circuitos del lado de utilización (3a, 4a, 5a) está a la presión baja.
De acuerdo con el décimo aspecto de la presente invención relacionado con el noveno aspecto de la presente invención, el aparato de refrigeración incluye además ventiladores del lado de utilización (3F, 4F, 5F) que suministran aire que intercambia calor con el refrigerante a los intercambiadores de calor del lado de utilización (31, 41, 51), en donde la sección de control (18) reduce un caudal del aire suministrado por el ventilador del lado de utilización (3F, 4F, 5F) cuando la sección de detección de fugas (17) ha detectado la fuga del refrigerante.
En el décimo aspecto de la presente invención, se reduce el caudal del aire suministrado por el ventilador del lado de utilización (3F, 4F, 5F), reduciendo de este modo el grado de sobrecalentamiento del refrigerante aspirado en el compresor (21). Esto reduce la temperatura del refrigerante descargado desde el compresor (21).
De acuerdo con un undécimo aspecto de la presente invención relacionado con uno cualquiera de los aspectos primero a décimo de la presente descripción, el circuito de refrigerante (120) utiliza R32, R1234yf, R1234ze o R744 solos, o una mezcla de refrigerantes que contiene R32, R1234yf, R1234ze o R744 como el refrigerante.
En el undécimo aspecto de la presente invención, se utiliza como el refrigerante R32, R1234yf, R1234ze o R744 solos, o una mezcla de refrigerantes que contiene R32, R1234yf, R1234ze o R744.
Ventajas de la invención
De acuerdo con el primer aspecto de la presente invención, el refrigerante en el circuito del lado de utilización (112a) está a la presión baja cuando el refrigerante se ha fugado en el espacio del lado de utilización. Por lo tanto, la diferencia entre la presión del refrigerante en el circuito del lado de utilización (112a) y la presión en el espacio del lado de utilización se puede reducir al máximo. De acuerdo con el séptimo aspecto de la presente invención, la presión del refrigerante en los circuitos del lado de utilización (3a, 4a, 5a) está a la presión baja cuando el refrigerante se ha fugado al espacio del lado de utilización. Por lo tanto, la diferencia entre la presión del refrigerante en los circuitos del lado de utilización (3a, 4a, 5a) y la presión en el espacio del lado de utilización se puede reducir al máximo.
De acuerdo con el primer y séptimo aspectos de la presente invención, la diferencia entre la presión del refrigerante en los circuitos del lado de utilización (3a-5a, 112a) se puede reducir cuando el refrigerante se ha fugado, reduciendo de este modo la velocidad de fuga del refrigerante. Por lo tanto, el refrigerante se puede descargar de forma suficiente desde el espacio del lado de utilización mediante la ventilación natural del espacio del lado de utilización, reduciendo de este modo el aumento de la concentración de refrigerante en el espacio del lado de utilización. Por lo tanto, la concentración de refrigerante no supera el límite predeterminado. La fuga de refrigerante se puede reducir con bajo coste porque la válvula para cortar el flujo de refrigerante ya no es necesaria.
De acuerdo con el séptimo aspecto de la presente invención, la presión del refrigerante en los circuitos del lado de utilización (3a, 4a, 5a) está a la presión baja cuando se ha detectado la fuga del refrigerante cuando los circuitos del lado de utilización (3a, 4a) realizan el modo de funcionamiento de calefacción, y el circuito del lado de utilización (5a) realiza de forma simultánea el modo de funcionamiento de refrigeración. Por lo tanto, el circuito del lado de utilización (5a) sigue realizando el modo de funcionamiento de refrigeración. Esto puede reducir la fuga de refrigerante al mismo tiempo que se garantiza la comodidad del circuito del lado de utilización (5a) que realiza el modo de funcionamiento de refrigeración.
De acuerdo con el segundo aspecto de la presente invención, la presión del refrigerante en el circuito del lado de utilización (112a) está a la presión baja no inferior a la presión atmosférica. Por lo tanto, la presión del refrigerante en el circuito del lado de utilización (112a) no es inferior a la presión en el espacio del lado de utilización. De acuerdo con el octavo aspecto de la presente invención, la presión del refrigerante en los circuitos del lado de utilización (3a, 4a, 5a) está a la presión baja no inferior a la presión atmosférica. Por lo tanto, la presión del refrigerante en los circuitos del lado de utilización (3a, 4a, 5a) no es inferior a la presión atmosférica. Por lo tanto, de acuerdo con el segundo y octavo aspecto de la presente invención, la entrada del aire en el espacio del lado de utilización en los circuitos del lado de utilización (3a-5a, 112a) a través del punto de fuga del refrigerante se puede evitar con seguridad.
De acuerdo con el tercer y cuarto aspectos de la presente invención, el grado de apertura de la válvula de expansión (124) del circuito del lado de la fuente de calor (111a) se reduce de tal manera que el refrigerante en el circuito del lado de utilización (112a) está a la presión baja, manteniendo de este modo el refrigerante en el circuito del lado de utilización (112a) con la presión baja. Esto puede reducir con seguridad la fuga del refrigerante del circuito del lado de utilización (112a).
De acuerdo con el quinto aspecto de la presente invención, se aumenta el caudal del refrigerante en la tubería de inyección (131), reduciendo de este modo la temperatura del refrigerante descargado desde el compresor (121). En la presente invención, la diferencia entre la presión del refrigerante en el circuito del lado de utilización (112a) y la presión en el espacio del lado de utilización se reduce al máximo para reducir la velocidad de fuga del refrigerante. Por lo tanto, el grado de apertura de la válvula de expansión (124) del circuito del lado de la fuente de calor (111a) tiende a ser menor que el grado de apertura en el modo de funcionamiento normal. Esto puede provocar un aumento anormal de la temperatura del refrigerante descargado desde el compresor (121) debido al aumento de la presión alta del ciclo de refrigeración. La presente descripción puede evitar dicho aumento anormal.
De acuerdo con el sexto aspecto de la presente invención, se reduce el caudal del aire suministrado por el ventilador del lado de utilización (116), reduciendo de este modo el grado de sobrecalentamiento del refrigerante aspirado en el compresor (121). Esto reduce la temperatura del refrigerante descargado. De acuerdo con el décimo aspecto de la presente invención, se reduce el caudal de aire suministrado por los ventiladores del lado de utilización (3F, 4F, 5F), reduciendo de este modo el grado de sobrecalentamiento del refrigerante aspirado en el compresor (21). Esto puede reducir la temperatura del refrigerante descargado.
De acuerdo con los aspectos sexto y décimo de la presente invención, la diferencia entre la presión del refrigerante en el circuito del lado de utilización (112a) y la presión en el espacio del lado de utilización se reduce al máximo para reducir la velocidad de fuga del refrigerante. Por lo tanto, la presión del refrigerante en los circuitos del lado de utilización (3a-5a, 112a) tiende a ser menor que la presión en el modo de funcionamiento normal. Esto puede causar un aumento anormal del grado de sobrecalentamiento del refrigerante aspirado en el compresor (21, 121) y de la temperatura del refrigerante descargado. El aumento anormal se puede evitar de acuerdo con los aspectos sexto y décimo de la presente invención.
De acuerdo con el noveno aspecto de la presente invención, el grado de apertura de la válvula de expansión (23) del circuito del lado de la fuente de calor (2a) se reduce de tal manera que el refrigerante en los circuitos del lado de utilización (3a, 4a, 5a) está a la presión baja. Por lo tanto, el refrigerante en los circuitos del lado de utilización (3a, 4a, 5a) se puede mantener con seguridad con la presión baja. Esto puede reducir con seguridad la fuga de refrigerante de los circuitos del lado de utilización (3a, 4a, 5a).
Los refrigerantes R32, R1234yf, R1234ze y R744 tienen un potencial de calentamiento global (GWP) relativamente bajo y son refrigerantes respetuosos con el medio ambiente. Los refrigerantes R32, R1234yf y R1234ze tienen inflamabilidad (refrigerantes ligeramente inflamables) y posiblemente pueden provocar una combustión accidental en caso de fuga. El refrigerante R744 no tiene inflamabilidad (refrigerante no inflamable), pero puede provocar asfixia accidental en caso de fuga. Sin embargo, de acuerdo con el undécimo aspecto de la presente invención, la combustión accidental y la asfixia debidas a la fuga del refrigerante se pueden evitar con seguridad incluso cuando se utilizan refrigerantes respetuosos con el medio ambiente. El R32 es difluorometano (HFC-32), el R1234yf es 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno (HFO-1234yf), el R1234ze es 1,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno (HFO-1234ze) y el r 744 es dióxido de carbono.
Breve descripción de los dibujos
[FIG. 1] La Figura 1 es un diagrama de circuito de refrigerante que muestra una configuración general de un aparato de aire acondicionado de una primera forma de realización.
[FIG. 2] La Figura 2 es una tabla que muestra las características de los refrigerantes
[FIG. 3] La Figura 3 es un gráfico que muestra la velocidad de fuga de un refrigerante líquido R32.
[FIG. 4] La Figura 4 es un gráfico que muestra la velocidad de fuga de un refrigerante gaseoso R32.
[FIG. 5] La Figura 5 es un diagrama de circuito de refrigerante que muestra una configuración general de un aparato de aire acondicionado de una segunda forma de realización.
[FIG. 6] La Figura 6 es un diagrama de circuito de refrigerante de un aparato de aire acondicionado de una tercera forma de realización.
[FIG. 7] La Figura 7 es un diagrama de circuito de refrigerante que muestra el flujo de un refrigerante cuando el aparato de aire acondicionado de la tercera forma de realización realiza un modo de funcionamiento de calefacción general.
[FIG. 8] La Figura 8 es un diagrama de circuito de refrigerante que muestra el flujo del refrigerante cuando el aparato de aire acondicionado de la tercera forma de realización realiza un modo de funcionamiento de refrigeración general.
[FIG. 9] La Figura 9 es un diagrama de un circuito de refrigerante que muestra el flujo del refrigerante cuando el aparato de aire acondicionado de la tercera forma de realización realiza un primer modo de funcionamiento simultaneo.
[FIG. 10] La Figura 10 es un diagrama de un circuito de refrigerante que muestra el flujo del refrigerante cuando el aparato de aire acondicionado de la tercera forma de realización realiza un segundo modo de funcionamiento simultaneo.
[FIG. 10] La Figura 11 es un diagrama de un circuito de refrigerante de un aparato de aire acondicionado de una cuarta forma de realización.
Descripción de las formas de realización
Se describirán en detalle las formas de realización de la presente invención con referencia a los dibujos. Se describen como ejemplos las siguientes formas de realización y alternativas que, en esencia, se prefieren, y que no limitan el alcance de la presente invención, que sólo se define en las reivindicaciones.
(Primera forma de realización)
A continuación, se describirá una primera forma de realización de la presente invención. Un aparato de aire acondicionado (110) de la presente forma de realización constituye un aparato de refrigeración de la presente invención.
Según se muestra en la Figura 1, el aparato de aire acondicionado (110) incluye una unidad exterior (111) y varias unidades interiores (112) (dos unidades interiores en la presente forma de realización). La unidad exterior (111) y las unidades interiores (112) se conectan entre sí a través de una tubería de comunicación de líquido (113) y una tubería de comunicación de gas (114). En el aparato de aire acondicionado (110), se forma un circuito de refrigerante (120) por un circuito exterior (111a) contenido en la unidad exterior (111), circuitos interiores (112a) contenidos en las unidades interiores (112), la tubería de comunicación de líquido (113) y la tubería de comunicación de gas (114). La unidad exterior (111) constituye una unidad de fuente de calor, y las unidades interiores (112) constituyen unidades del lado de utilización. El circuito exterior (111a) constituye un circuito del lado de la fuente de calor, y los circuitos interiores (112a) constituyen circuitos del lado de utilización.
El circuito exterior (111a) incluye un compresor (121), una válvula de conmutación de cuatro vías (122), un intercambiador de calor exterior (123), una válvula de expansión exterior (124) y un intercambiador de calor de subenfriamiento (127). La unidad exterior (111) está provista de un ventilador exterior (115) para suministrar aire exterior al intercambiador de calor exterior (123). Cada uno de los circuitos interiores (112a) incluye un intercambiador de calor interior (125) y una válvula de expansión interior (126). Cada una de las unidades interiores (112) está provista de un ventilador interior (116) para suministrar aire interior al intercambiador de calor interior (125). El intercambiador de calor exterior (123) constituye un intercambiador de calor del lado de la fuente de calor, y los intercambiadores de calor interiores (125) constituyen intercambiadores de calor del lado de utilización. El ventilador exterior (115) constituye un ventilador del lado de la fuente de calor, y los ventiladores interiores (116) constituyen ventiladores del lado de utilización.
El circuito de refrigerante (120) es un circuito cerrado, y utiliza R32, R1234yf, R1234ze o R744 solos, o una mezcla de refrigerantes que contiene R32, R1234yf, R1234ze o R744 como el refrigerante. El R32 es difluorometano (HFC-32), el R1234yf es 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno (HFO-1234yf), el R1234ze es 1,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno (HFO-1234ze) y el R744 es dióxido de carbono. El circuito de refrigerante (120) se configura para hacer circular de forma reversible el refrigerante para realizar un ciclo de refrigeración.
El compresor (121) tiene un lado de descarga conectado a un primer puerto de conexión de la válvula de conmutación de cuatro vías (122) a través de una tubería de descarga (101a), y un lado de aspiración conectado a un segundo puerto de conexión de la válvula de conmutación de cuatro vías (122) a través de una tubería de aspiración (101b). Un tercer puerto de conexión de la válvula de conmutación de cuatro vías (122) se conecta a un extremo del intercambiador de calor exterior (123) a través de una tubería de gas exterior (101c), y un cuarto puerto de conexión de la válvula de conmutación de cuatro vías (122) se conecta a una válvula de cierre de gas (118) a través de una tubería de gas exterior (101d). El otro extremo del intercambiador de calor exterior (123) se conecta a una válvula de cierre de líquido (117) a través de una tubería de líquido exterior (101e). La tubería de líquido exterior (101e) está provista de la válvula de expansión exterior (124) y el intercambiador de calor de subenfriamiento (127) dispuestos en este orden desde el lado más cercano al intercambiador de calor exterior (123). Una tubería de inyección (131) que tiene una válvula de inyección (132) se conecta como un mecanismo reductor de presión entre la tubería de líquido exterior (101e) y la tubería de aspiración (101b). El intercambiador de calor de subenfriamiento (127) incluye un paso de alta temperatura (127a) conectado a la tubería de líquido exterior (101e), y un paso de baja temperatura (127b) conectado a la tubería de inyección (131). En el intercambiador de calor de subenfriamiento (127), un refrigerante líquido reducido de presión mediante la válvula de inyección (132) entra en el paso de baja temperatura (127b), e intercambia calor con un refrigerante líquido en el paso de alta temperatura (127a) para evaporarse. El refrigerante líquido en el paso de alta temperatura (127a) se subenfría.
Cada uno de los circuitos interiores (112a) incluye una tubería interior (102a) conectada a la válvula de cierre de líquido (117) en un extremo (un extremo de líquido), y conectada a la válvula de cierre de gas (118) en el otro extremo (un extremo de gas). La tubería interior (102a) incluye la válvula de expansión interior (126) y el intercambiador de calor interior (125) dispuestos en este orden desde el lado más cercano a la válvula de cierre de líquido (117).
La tubería de comunicación de líquido (113) se conecta a la válvula de cierre de líquido (117) del circuito exterior (111a) en un extremo, y se ramifica en dos en el otro extremo para conectarse a las válvulas de cierre de líquido (117) de los circuitos interiores (112a). La tubería de comunicación de gas (114) se conecta a la válvula de cierre de gas (118) del circuito exterior (111a) en un extremo, y se ramifica en dos en el otro extremo para conectarse a las válvulas de cierre de gas (118) de los circuitos interiores (112a). Por lo tanto, los dos circuitos interiores (112a) se conectan entre sí en paralelo. En el circuito de refrigerante (120) de la presente forma de realización, las válvulas de cierre de gas (118) de los circuitos interiores (112a) (extremos de gas) se comunican con el compresor (121).
El compresor (121) es un compresor hermético scroll o rotativo. La válvula de conmutación de cuatro vías (122) cambia entre un primer estado (indicado por una línea discontinua en la Figura 1) en el que el primer puerto de conexión se comunica con el tercer puerto de conexión, y el segundo puerto de conexión se comunica con el cuarto puerto de conexión, y un segundo estado (indicado por una línea continua en la Figura 1) en el que el primer puerto de conexión se comunica con el cuarto puerto de conexión, y el segundo puerto de conexión se comunica con el tercer puerto de conexión. La válvula de expansión exterior (124) y la válvula de expansión interior (126) son las llamadas válvulas de expansión eléctrica.
El intercambiador de calor exterior (123) intercambia calor entre el aire exterior y el refrigerante. El intercambiador de calor exterior (123) se describirá más adelante. El intercambiador de calor interior (125) intercambia calor entre el aire interior y el refrigerante. El intercambiador de calor interior (125) es un llamado intercambiador de calor de aletas y tubos cruzados que incluye un tubo de transferencia de calor redondo.
El aparato de aire acondicionado (110) incluye un controlador (140) para controlar el funcionamiento. El controlador (140) incluye una sección de detección de fugas (141) y una sección de control (142). Cada uno de los circuitos interiores (112a) incluye un sensor de presión (135) para detectar la presión del refrigerante. En la presente forma de realización, el sensor de presión (135) se proporciona en la tubería interior (102a) entre el intercambiador de calor interior (125) y la válvula de cierre de gas (118).
La sección de detección de fugas (141) detecta la fuga del refrigerante en función de una determinación de que el refrigerante se ha fugado del circuito interior (112a) cuando una disminución de un valor detectado por el sensor de presión (135) por unidad de tiempo no es menor que el valor predeterminado. Cuando la sección de detección de fugas (141) ha detectado la fuga del refrigerante, la sección de control (142) hace circular el refrigerante en el circuito de refrigerante (120) para realizar un ciclo de refrigeración de tal manera que el refrigerante en los circuitos interiores (112a) está a una presión baja. En concreto, la sección de control (142) hace circular el refrigerante para realizar el ciclo de refrigeración en el que el intercambiador de calor exterior (123) funciona como un condensador (un radiador), y el intercambiador de calor interior (125) funciona como un evaporador (un modo de funcionamiento de emergencia). Los detalles del funcionamiento de la sección de control (142) se describirán más adelante.
-Mecanismo de funcionamiento del aparato de aire acondicionado-
El aparato de aire acondicionado (110) realiza un modo de funcionamiento de refrigeración y un modo de funcionamiento de calefacción como modos de funcionamiento normales, y un modo de funcionamiento de emergencia de manera conmutable.
En el modo de funcionamiento de refrigeración, el circuito de refrigerante (120) realiza el ciclo de refrigeración con la válvula de conmutación de cuatro vías (122) fijada en el primer estado. En este estado, el refrigerante fluye desde el compresor (121) para circular a través del intercambiador de calor exterior (123), la válvula de expansión exterior (124), el intercambiador de calor de subenfriamiento (127), las válvulas de expansión interiores (126) y los intercambiadores de calor interiores (125) en este orden, y el intercambiador de calor exterior (123) funciona como el condensador (el radiador), mientras que el intercambiador de calor interior (125) funciona como el evaporador. La válvula de expansión exterior (124) se abre totalmente. El grado de apertura de cada una de las válvulas de expansión interiores (126) se controla de tal manera que el grado de sobrecalentamiento del refrigerante que fluye desde el intercambiador de calor interior (125) (el grado de sobrecalentamiento del refrigerante aspirado en el compresor (121)) coincida con el valor predeterminado. En concreto, en el modo de funcionamiento de refrigeración normal, el refrigerante se reduce de presión mediante la válvula de expansión interior (126) de tal manera que el refrigerante que queda entre la válvula de expansión interior (126) y el lado de aspiración del compresor (121) está a la presión baja. En el intercambiador de calor exterior (123), el refrigerante gaseoso disipa calor en el aire exterior para condensarse. En cada uno de los intercambiadores de calor interiores (125), el refrigerante líquido absorbe calor del aire interior para evaporarse, enfriando de este modo el aire interior. Parte del refrigerante líquido condensado en el intercambiador de calor exterior (123) entra en la tubería de inyección (131). El refrigerante líquido que entra en la tubería de inyección (131) se reduce de presión mediante la válvula de inyección (132) y, a continuación, entra en el paso de baja temperatura (127b) del intercambiador de calor de subenfriamiento (127). En el intercambiador de calor de subenfriamiento (127), el refrigerante líquido en el paso de alta temperatura (127a) intercambia calor con el refrigerante
en el paso de baja temperatura (127b) para ser subenfriado, evaporando de este modo el refrigerante en el paso de baja temperatura (127b). El refrigerante evaporado se inyecta en la tubería de aspiración (101 b).
En el modo de funcionamiento de calefacción, el circuito de refrigerante (120) realiza el ciclo de refrigeración con la válvula de conmutación de cuatro vías (122) fijada en el segundo estado. En este estado, el refrigerante fluye desde el compresor (121) para circular a través de los intercambiadores de calor interiores (125), las válvulas de expansión interiores (126), el intercambiador de calor de subenfriamiento (127), la válvula de expansión exterior (124) y el intercambiador de calor exterior (123) en este orden, y el intercambiador de calor interior (125) funciona como el condensador (el radiador), mientras que el intercambiador de calor exterior (123) funciona como el evaporador. Cada una de las válvulas de expansión interiores (126) se abre totalmente, o su grado de apertura se controla de acuerdo con el rendimiento de calefacción. El grado de apertura de la válvula de expansión exterior (124) se controla de tal manera que el grado de sobrecalentamiento del refrigerante que fluye desde el intercambiador de calor exterior (123) (el grado de sobrecalentamiento del refrigerante aspirado en el compresor (121)) coincida con el valor predeterminado. En concreto, en el modo de funcionamiento de calefacción, la válvula de expansión exterior (124) reduce la presión del refrigerante, y el refrigerante en todos los circuitos interiores (112a) está a la presión alta. En el intercambiador de calor exterior (123), el refrigerante líquido absorbe calor del aire exterior para evaporarse. En los intercambiadores de calor interiores (125), el refrigerante gaseoso disipa calor en el aire interior para condensarse, calentando de este modo el aire interior. La válvula de inyección (132) está completamente cerrada.
-Modo de funcionamiento de emergencia-
El modo de funcionamiento de emergencia se realiza cuando la sección de detección de fugas (141) detecta la fuga del refrigerante en el modo de funcionamiento normal descrito anteriormente. Esta sección describe el caso en el que la sección de detección de fugas (141) ha detectado la fuga del refrigerante mientras se realiza el modo de funcionamiento de calefacción.
Cuando se forma un orificio en la tubería del circuito interior (112a) debido a la corrosión y el refrigerante se fuga a través del orificio en el modo de funcionamiento de calefacción, el valor detectado por el sensor de presión (135) disminuye de forma abrupta. A continuación, la sección de detección de fugas (141) detecta la fuga del refrigerante. Dado que el refrigerante en los circuitos interiores (112a) está a la presión alta en el modo de funcionamiento de calefacción, hay una gran diferencia entre la presión del refrigerante en los circuitos interiores (112a) y la presión en la habitación. Por lo tanto, la velocidad de fuga del refrigerante aumenta, y el refrigerante no se descarga de forma suficiente fuera de la habitación mediante la ventilación natural de la misma. En consecuencia, la concentración del refrigerante en la habitación supera el límite.
En la presente forma de realización, el modo de funcionamiento de emergencia se realiza cuando la sección de detección de fugas (141) ha detectado la fuga del refrigerante. En el modo de funcionamiento de emergencia, el refrigerante circula en el circuito de refrigerante (120) en la misma dirección que en el modo de funcionamiento de refrigeración. En concreto, la válvula de conmutación de cuatro vías (122) se fija en el primer estado. A continuación, las válvulas de expansión interiores (126) se abren totalmente, y el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (124) se reduce. Es decir, en el modo de funcionamiento de emergencia, la válvula de expansión exterior (124) reduce la presión del refrigerante para reducir la presión en todos los circuitos interiores (112a). Por lo tanto, se reduce la diferencia entre la presión del refrigerante en los circuitos interiores (112a) y la presión en la habitación, reduciendo de este modo la velocidad de fuga del refrigerante que se fuga desde los circuitos interiores (112a).
El grado de apertura de la válvula de expansión exterior (124) se controla de tal manera que la presión del refrigerante en los circuitos interiores (112a) se reduce al máximo dentro de un rango no inferior a la presión atmosférica. En el modo de funcionamiento de emergencia, la sección de control (142) reduce el caudal de aire suministrado por el ventilador interior (116). Además, la sección de control (142) abre totalmente la válvula de inyección (132) en el modo de funcionamiento de emergencia.
La velocidad de fuga del refrigerante (kg/h) se describe a continuación. Según se muestra en las Figura 3 y Figura 4, la velocidad de fuga del refrigerante (kg/h) aumenta a medida que aumenta el tamaño del orificio a través de la cual se fuga el refrigerante. La velocidad de fuga del refrigerante (kg/h) disminuye a medida que la temperatura de saturación del refrigerante disminuye, es decir, la presión del refrigerante disminuye. En los circuitos interiores (112a), el refrigerante líquido o el refrigerante gaseoso se fuga dependiendo de un punto de fuga a través del cual se fuga el refrigerante.
Cuando el orificio se forma por la corrosión, que es la causa más frecuente de la fuga del refrigerante, se supone que el orificio tiene un diámetro de 0,2 mm como máximo. Según se muestra en la Figura 4, cuando el refrigerante gaseoso se fuga desde el orificio de 0,2 mm de diámetro, la velocidad de fuga es de 2,00 (kg/h) a la temperatura de saturación de 63 °C en la que la presión es la más alta en el rango mostrado en la Figura 4. La velocidad de fuga es de 0,026 (kg/h) cuando la temperatura de saturación es de -50 °C.
El refrigerante líquido se fuga con una velocidad de fuga (kg/h) mayor que el refrigerante gaseoso. Según se muestra en la Figura 3, cuando el refrigerante líquido se fuga desde el orificio de 0,2 mm de diámetro, la velocidad de fuga es de 5,3 (kg/h) a la temperatura de saturación de 63 °C, y es de 0,32 (kg/h) a la temperatura de saturación de -50 °C.
Por lo tanto, la velocidad de fuga (kg/h) disminuye en gran medida cuando se reduce la presión para reducir la temperatura de saturación.
En lo que respecta a la ventilación mínima mediante la cual la concentración de refrigerante no supera el límite de concentración de refrigerante RCL = 0,061 (kg/m3) en la habitación establecido en el borrador revisado de la norma ISO5149, la ventilación mínima > 0,32 (kg/h) / 0,061 (kg/m3) = 5,2 (m3/h). Supongamos que el volumen de la habitación en la que se dispone una unidad interior de aproximadamente 1 caballo de potencia es de 2,7 m x 2,7 m x 2,3 m = 16,7 m3, la ventilación mínima es de 5,2 (m3/h) / 16,7 m3 = 0,32 veces/h. Esta es inferior a 0,5 veces/h, que es la ventilación mínima establecida para las viviendas japonesas. Se considera que la ventilación realizada con una frecuencia de aproximadamente 0,32 veces/h se puede realizar de forma suficiente mediante la ventilación natural. Una vez que la presión del refrigerante disminuye, el refrigerante normalmente pasa a ser el refrigerante gaseoso, y la velocidad de fuga (kg/h) disminuye aún más.
Según se describió anteriormente, el modo de funcionamiento de emergencia hace posible reducir la presión del refrigerante en los circuitos interiores (112a) para reducir la velocidad de fuga del refrigerante (kg/h). Esto puede evitar que la concentración de refrigerante en la habitación supere el límite.
Cuando la sección de detección de fugas (141) ha detectado la fuga del refrigerante en el modo de funcionamiento de refrigeración, la sección de control (142) abre totalmente las válvulas de expansión interiores (126), y reduce el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (124) con la válvula de conmutación de cuatro vías (122) mantenida en el primer estado, conmutando de este modo el modo de funcionamiento de refrigeración al modo de funcionamiento de emergencia.
-Ventajas de la primera forma de realización-
En el aparato de aire acondicionado (110) de la presente forma de realización, el ciclo de refrigeración se realiza de tal manera que el refrigerante en los circuitos interiores (112a) está a la presión baja cuando el refrigerante se ha fugado de los circuitos interiores (112a). Esto puede reducir la diferencia entre la presión del refrigerante en los circuitos interiores (112a) y la presión en la habitación al máximo. Por lo tanto, se puede reducir la velocidad de fuga del refrigerante. En consecuencia, el refrigerante se puede descargar de forma suficiente fuera de la habitación mediante la ventilación natural de la habitación, reduciendo de este modo el aumento en la concentración de refrigerante en la habitación. Por lo tanto, la concentración de refrigerante en la habitación no supera el límite predeterminado. La fuga de refrigerante se puede reducir con bajo coste porque la válvula para cortar el flujo de refrigerante ya no es necesaria.
De acuerdo con la presente forma de realización, el refrigerante en los circuitos interiores (112a) está a la presión baja no inferior a la presión atmosférica. Por lo tanto, la presión del refrigerante en los circuitos interiores (112a) no es inferior a la presión en la habitación. Esto puede evitar con seguridad que el aire interior entre en los circuitos interiores (112a) a través del punto de fuga del refrigerante.
De acuerdo con la presente forma de realización, en el modo de funcionamiento de emergencia, el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (124) se reduce en lugar de reducir el grado de apertura de la válvula de expansión interior (126) de tal manera que el refrigerante en los circuitos interiores (112a) está a la presión baja. Esto puede mantener con seguridad el refrigerante en todos los circuitos interiores (112a) con la presión baja. Por lo tanto, la fuga de refrigerante se puede reducir con seguridad independientemente de la posición del punto en los circuitos interiores (112a) a través del cual se fuga el refrigerante.
De acuerdo con la presente forma de realización, el caudal de aire suministrado por el ventilador interior (116) se reduce en el modo de funcionamiento de emergencia. Esto puede reducir el grado de sobrecalentamiento del refrigerante aspirado en el compresor (121), reduciendo de este modo la temperatura del refrigerante descargado desde el compresor (121). En la presente forma de realización, la diferencia entre la presión del refrigerante en los circuitos interiores (112a) y la presión en la habitación se reduce al máximo para reducir la velocidad de fuga del refrigerante. Por lo tanto, la presión del refrigerante en los circuitos interiores (112a) tiende a ser inferior a la presión del refrigerante en el modo de funcionamiento de refrigeración normal. Esto puede provocar un aumento anormal del grado de sobrecalentamiento del refrigerante aspirado en el compresor (121) y de la temperatura del refrigerante descargado desde el compresor (121). La presente forma de realización puede evitar dicho aumento anormal.
De acuerdo con la presente forma de realización, la válvula de inyección (132) se abre totalmente en el modo de funcionamiento de emergencia. Por lo tanto, parte del refrigerante que ha pasado por la válvula de expansión exterior (124) se inyecta en la tubería de aspiración (101b), y el caudal del refrigerante inyectado es mayor que la cantidad inyectada en el modo de funcionamiento de refrigeración normal. Esto puede reducir con seguridad la temperatura del refrigerante descargado desde el compresor (121). En la presente forma de realización, la diferencia entre la presión del refrigerante en los circuitos interiores (112a) y la presión en la habitación se reduce al máximo para reducir la velocidad de fuga del refrigerante. Por lo tanto, el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (124) tiende a ser inferior que el grado de apertura en el modo de funcionamiento normal. Esto puede provocar un aumento anormal de la temperatura del refrigerante descargado desde el compresor (121) debido al aumento de la presión alta del ciclo de refrigeración. La presente forma de realización puede evitar dicho aumento anormal.
Según se muestra en la Figura 2, los refrigerantes R32, R1234yf, R1234ze y R744 (no mostrado) tienen un potencial de calentamiento global (GWP) relativamente bajo, y son refrigerantes respetuosos con el medio ambiente. Los refrigerantes R32, R1234yf y R1234ze tienen inflamabilidad (refrigerantes ligeramente inflamables) y posiblemente pueden provocar una combustión accidental en caso de fuga. El refrigerante R744 no tiene inflamabilidad (refrigerante inflamable), pero puede provocar asfixia accidental en caso de fuga. Sin embargo, la presente forma de realización puede evitar con seguridad la combustión accidental y la asfixia incluso cuando se utilizan refrigerantes respetuosos con el medio ambiente.
En la presente forma de realización, se supone que el refrigerante no se fuga en la habitación cuando el refrigerante se fuga desde una parte que no sea de los circuitos interiores (112a). Por lo tanto, la sección de detección de fugas (141) de la presente forma de realización se configura para detectar la fuga del refrigerante desde los circuitos interiores (112a). En el modo de funcionamiento de emergencia en la presente forma de realización, el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (124) se reduce. Por lo tanto, no sólo el refrigerante en los circuitos interiores (112a), sino también el refrigerante en la tubería de comunicación de líquido (113) y la tubería de comunicación de gas (114) están a la presión baja. Por consiguiente, cuando la sección de detección de fugas (141) se configura para detectar la fuga del refrigerante no sólo desde los circuitos interiores (112a), sino también desde las tuberías de comunicación (13, 14), la fuga del refrigerante desde las tuberías de comunicación (13, 14) también se puede reducir.
(Segunda forma de realización)
A continuación, se describirá una segunda forma de realización de la presente invención. Un aparato de aire acondicionado (110) de la presente forma de realización incluye un circuito de refrigerante modificado a partir del circuito de refrigerante (120) de la primera forma de realización. Las diferencias entre la presente forma de realización y la primera forma de realización se describirán a continuación.
En el circuito exterior (111a) de la presente forma de realización, un extremo de la tubería de gas exterior (101d) conectado al cuarto puerto de conexión de la válvula de conmutación de cuatro vías (122) se ramifica en dos, y los dos extremos se conectan a las válvulas de cierre de gas (118), respectivamente. En el circuito exterior (111a), dos tuberías ramificadas (101f) constituyen un extremo de la tubería de líquido exterior (101e) (es decir, un extremo de líquido del circuito exterior (111a). Cada una de las tuberías ramificadas (101f) se conecta a la válvula de cierre de líquido (117). La válvula de expansión exterior (124) se proporciona en cada una de las tuberías ramificadas (101f).
En la presente forma de realización, se proporcionan dos tuberías de comunicación de líquido (113) y dos tuberías de comunicación de gas (114). Las tuberías de comunicación de líquido (113) se conectan a la válvula de cierre de líquido (117) del circuito exterior (111a) y a la válvula de cierre de líquido (117) del circuito interior (112a), respectivamente. Las tuberías de comunicación de gas (114) se conectan a la válvula de cierre de gas (118) del circuito exterior (111a) y a la válvula de cierre de gas (118) del circuito interior (112a), respectivamente. En concreto, en el circuito de refrigerante (120) de la presente forma de realización, el extremo de líquido del circuito exterior (111a) se ramifica en dos (el mismo número que el número de los circuitos interiores (112a)) para ser conectado a los circuitos interiores (112a), y un extremo de gas del circuito exterior (111a) se ramifica en dos (el mismo número que el número de los circuitos interiores (112a)) para ser conectado a los circuitos interiores (112a). La válvula de expansión exterior (124) se proporciona en cada uno de los circuitos interiores (112a).
El circuito exterior (111a) de la presente forma de realización no incluye el intercambiador de calor de subenfriamiento (127) ni la tubería de inyección (131). Cada uno de los circuitos interiores (112a) no incluye la válvula de expansión interior (126).
El aparato de aire acondicionado (110) de la presente forma de realización realiza el modo de funcionamiento de refrigeración y el modo de funcionamiento de calefacción como el modo de funcionamiento normal y el modo de funcionamiento de emergencia de una manera conmutable.
En el modo de funcionamiento de refrigeración, el circuito de refrigerante (120) realiza el ciclo de refrigeración con la válvula de conmutación de cuatro vías (122) fijada en el primer estado. En este estado, el refrigerante fluye desde el compresor (121) para circular a través del intercambiador de calor exterior (123), las válvulas de expansión exteriores (124) y el intercambiador de calor interior (125) en este orden, y el intercambiador de calor exterior (123) funciona como un condensador (un radiador), mientras que el intercambiador de calor interior (125) funciona como un evaporador. El grado de apertura de cada una de las válvulas de expansión exteriores (124) se controla de tal manera que el grado de sobrecalentamiento del refrigerante que fluye desde el intercambiador de calor interior (125) (el grado de sobrecalentamiento del refrigerante aspirado en el compresor (121)) coincida con el valor predeterminado. En el intercambiador de calor exterior (123), el refrigerante gaseoso disipa calor en el aire exterior para condensarse. En cada uno de los intercambiadores de calor interiores (125), el refrigerante líquido absorbe calor del aire interior para evaporarse, enfriando de este modo el aire interior.
En el modo de funcionamiento de calefacción, el circuito de refrigerante (120) realiza el ciclo de refrigeración con la válvula de conmutación de cuatro vías (122) fijada en el segundo estado. En este estado, el refrigerante fluye desde el compresor (121) para circular a través de los intercambiadores de calor interiores (125), las válvulas de expansión
exteriores (124) y el intercambiador de calor exterior (123) en este orden, y el intercambiador de calor interior (125) funciona como el condensador (el radiador), mientras que el intercambiador de calor exterior (123) funciona como el evaporador. El grado de apertura de cada una de las válvulas de expansión exteriores (124) se controla de tal manera que el grado de sobrecalentamiento del refrigerante que fluye desde el intercambiador de calor exterior (123) (el grado de sobrecalentamiento del refrigerante aspirado en el compresor (121)) coincida con el valor predeterminado. En el intercambiador de calor exterior (123), el refrigerante líquido absorbe calor del aire exterior para evaporarse. En cada uno de los intercambiadores de calor interiores (125), el refrigerante gaseoso disipa calor en el aire interior para condensarse, calentando de este modo el aire interior.
El modo de funcionamiento de emergencia se realiza cuando la sección de detección de fugas (141) ha detectado la fuga del refrigerante en el modo de funcionamiento normal descrito anteriormente. Esta sección describe el caso en que la sección de detección de fugas (141) ha detectado la fuga del refrigerante en el modo de funcionamiento de calefacción.
Cuando el refrigerante se fuga desde los circuitos interiores (112a) en el modo de funcionamiento de calefacción, el valor detectado por el sensor de presión (135) disminuye de forma abrupta. A continuación, la sección de detección de fugas (141) detecta la fuga del refrigerante. En el modo de funcionamiento de calefacción, al igual que en la primera forma de realización, el refrigerante en los circuitos interiores (112a) está a la presión alta, y hay una gran diferencia entre la presión del refrigerante en los circuitos interiores (112a) y la presión en la habitación. Por lo tanto, la velocidad de fuga del refrigerante aumenta, y el refrigerante no se descarga de forma suficiente fuera de la habitación sólo mediante la ventilación natural de la habitación. En consecuencia, la concentración de refrigerante en la habitación supera el límite.
En la presente forma de realización, el modo de funcionamiento de emergencia se realiza cuando la sección de detección de fugas (141) ha detectado la fuga del refrigerante. En el modo de funcionamiento de emergencia, el refrigerante en el circuito de refrigerante (120) circula en la misma dirección que en el modo de funcionamiento de refrigeración. En concreto, la válvula de conmutación de cuatro vías (122) se fija en el primer estado. A continuación, se reduce el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (124) correspondiente al circuito interior (112a) a partir del cual se ha fugado el refrigerante. El grado de apertura de la válvula de expansión exterior (124) correspondiente al circuito interior (112a) a partir del cual no se ha fugado el refrigerante se abre totalmente. En concreto, en el modo de funcionamiento de emergencia de la presente forma de realización, sólo se reduce el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (124) correspondiente al circuito interior (112a) a partir del cual se ha fugado el refrigerante para reducir la presión del refrigerante. Por lo tanto, se reduce la presión del refrigerante en todo el circuito interior (112a) a partir del cual se ha fugado el refrigerante. En consecuencia, la velocidad de fuga del refrigerante que se fuga del circuito interior (112a) disminuye.
Además, en el modo de funcionamiento de emergencia de la presente forma de realización, el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (124) correspondiente al circuito interior (112a) a partir del cual se ha fugado el refrigerante se controla de tal manera que la presión del refrigerante en los circuitos interiores (112a) se reduce al máximo dentro del rango no inferior a la presión atmosférica. Además, se reduce el caudal de aire suministrado desde el ventilador interior (116) correspondiente al circuito interior (112a) a partir del cual se ha fugado el refrigerante.
Según se describió anteriormente, también en la presente forma de realización, el modo de funcionamiento de emergencia se realiza para reducir la presión del refrigerante en el circuito interior (112a) para reducir la velocidad de fuga del refrigerante (kg/h). Esto puede evitar que la concentración de refrigerante en la habitación supere el límite.
Cuando la sección de detección de fugas (141) ha detectado la fuga de refrigerante en el modo de funcionamiento de refrigeración, la sección de control (142) cambia el modo de funcionamiento de refrigeración al modo de funcionamiento de emergencia con la válvula de conmutación de cuatro vías (122) mantenida en el primer estado. En el modo de funcionamiento de emergencia, el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (124) correspondiente al circuito interior (112a) a partir del cual se ha fugado el refrigerante se reduce aún más para reducir aún más la presión del refrigerante en el circuito interior (112a), mientras que se mantiene el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (124) correspondiente al circuito interior (112a) del que no se ha fugado el refrigerante.
En el modo de funcionamiento de emergencia de la presente forma de realización, sólo se reduce el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (124) correspondiente al circuito interior (112a) a partir del cual se ha fugado el refrigerante. Por lo tanto, en comparación con el caso en el que se reducen los grados de apertura de todas las válvulas de expansión exteriores (124), se puede reducir el aumento anormal de la alta presión del ciclo de refrigeración. Las demás ventajas y efectos son los mismos que los de la primera forma de realización.
(Tercera forma de realización)
Un aparato de refrigeración de la presente forma de realización es un aparato de aire acondicionado (1) que enfría o calienta de forma independiente las habitaciones como varios espacios del lado de utilización según se muestra en la Figura 6. En concreto, el aparato de aire acondicionado (1) es un llamado aparato de aire acondicionado de refrigeración/calefacción flexible capaz de realizar el modo de funcionamiento de calefacción en una de las habitaciones, mientras realiza el modo de funcionamiento de refrigeración en las otras habitaciones.
El aparato de aire acondicionado (1) incluye un circuito de refrigerante (10) que incluye una única unidad exterior (20), una primera, segunda y tercera unidades interiores (30, 40, 50), y de la primera a la tercera unidades BS (60, 70, 80) que se conectan a través de tuberías. Las unidades BS (60, 70, 80) son unidades de conmutación. El circuito de refrigerante (10) incluye además una tubería de líquido (11), una tubería de gas de alta presión (12) y una tubería de gas de baja presión (13). El circuito de refrigerante (10) realiza un ciclo de refrigeración por compresión de vapor haciendo circular el refrigerante.
El circuito refrigerante (10) utiliza como refrigerante R32, R1234yf, R1234ze o R744 solos, o una mezcla de refrigerantes que contiene R32, R1234yf, R1234ze o R744. El R32 es difluorometano (HFC-32), el R1234yf es 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno (HFO-1234yf), el R1234ze es 1,3,3,3-tetrafluoro-1-propeno (HFO-1234ze) y el R744 es dióxido de carbono.
-Configuración de la unidad exterior-
La unidad exterior (20) constituye una unidad del lado de la fuente de calor, e incluye un circuito exterior (2a) como circuito del lado de la fuente de calor que incluye un compresor (21), un intercambiador de calor exterior (22) como intercambiador de calor del lado de la fuente de calor, una válvula de expansión exterior (23), una primera válvula de tres vías (24) y una segunda válvula de tres vías (25).
Cada una de la primera válvula de tres vías (24) y la segunda válvula de tres vías (25) incluye puertos de conexión primero a tercero. La primera válvula de tres vías (24) tiene el primer puerto de conexión conectado a un lado de descarga del compresor (21), el segundo puerto de conexión conectado a un lado de gas del intercambiador de calor exterior (22), y el tercer puerto de conexión conectado a un lado de aspiración del compresor (21). La segunda válvula de tres vías (25) tiene el primer puerto de conexión conectado al lado de descarga del compresor (21), el segundo puerto de conexión conectado a las unidades BS (60, 70, 80) a través de la tubería de gas de alta presión (12), y el tercer puerto de conexión conectado a la tubería de gas de baja presión (13) y al lado de aspiración del compresor (21).
Cada una de las válvulas de tres vías (24, 25) se configura para realizar la conmutación entre un estado en el que el primer puerto de conexión se comunica con el segundo puerto de conexión, y el tercer puerto de conexión está cerrado (indicado por una línea continua en la Figura 6), y un estado en el que el segundo puerto de conexión se comunica con el tercer puerto de conexión, y el primer puerto de conexión está cerrado (indicado por una línea discontinua en la Figura 6). Las válvulas de tres vías (24, 25) constituyen un mecanismo de conmutación.
El intercambiador de calor exterior (22) incluye un ventilador exterior (2F) como ventilador del lado de la fuente de calor, y tiene un lado de líquido conectado a una tubería de líquido (11).
-Configuración de la unidad interior-
Las unidades interiores primera a tercera (30, 40, 50) incluyen circuitos interiores primero a tercero (3a, 4a, 5a) que incluyen intercambiadores de calor interiores primero a tercero (31,41,51) y válvulas de expansión interiores primera a tercera (32, 42, 52), respectivamente. Los circuitos interiores (3a, 4a, 5a) son circuitos del lado de utilización. Los intercambiadores de calor interiores (31, 41, 51) incluyen ventiladores interiores (3F, 4F, 5F) como ventiladores del lado de utilización, y tienen lados de líquido conectados a la tubería de líquido (11). Las válvulas de expansión interiores (32, 42, 52) se proporcionan en los lados de líquido de los intercambiadores de calor interiores correspondientes (31,41,51).
Las unidades interiores (30, 40, 50) incluyen sensores de presión (P1, P2, P3) para detectar la presión del refrigerante en los lados de gas de los intercambiadores de calor interiores primero a tercero (31,41,51).
-Configuración de la unidad BS-
Cada una de las unidades BS (60, 70, 80) incluye una primera tubería ramificada (61, 71,81) y una segunda tubería ramificada (62, 72, 82) que se ramifican desde la unidad interior (30, 40, 50), y se conectan al lado de gas del intercambiador de calor interior (31, 41, 51). En cada una de las primeras tuberías ramificadas (61, 71, 81) y de las segundas tuberías ramificadas (62, 72, 82) hay una válvula electromagnética de apertura/cierre (SV-1, SV-2, SV-3...). Las primeras tuberías ramificadas (61, 71, 81) se conectan a la tubería de gas de alta presión (12), y las segundas tuberías ramificadas (62, 72, 82) se conectan a la tubería de gas de baja presión (13).
Cuando la válvula electromagnética (SV1, SV-2, SV-3...) de la unidad BS (60, 70, 80) se abre/cierra, el flujo del refrigerante se conmuta de tal manera que el lado de gas del intercambiador de calor interior (31, 41, 51) correspondiente a la válvula electromagnética (SV1, SV-2, SV-3...) se conecta al lado de aspiración o al lado de descarga del compresor (21).
-Configuración del controlador-
El aparato de aire acondicionado (1) incluye un controlador (16) para controlar las válvulas de tres vías (24, 25), las válvulas electromagnéticas (SV-1, SV-2, SV-3...), el compresor (21), etc. El controlador (16) recibe señales de
detección de los sensores de presión (P1, P2, P3), e incluye una sección de detección de fugas (17) y una sección de control (18).
La sección de detección de fugas (17) detecta la fuga del refrigerante en función de la determinación de que el refrigerante se ha fugado en la habitación cuando una disminución del valor detectado por el sensor de presión (P1, P2, P3) por unidad de tiempo no es menor que el valor predeterminado. Cuando la sección de detección de fugas (17) ha detectado la fuga del refrigerante, la sección de control (18) hace circular el refrigerante en el circuito de refrigerante (10) para realizar un ciclo de refrigeración de tal manera que el refrigerante en los circuitos interiores (3a, 4a, 5a) está a la presión baja. En concreto, la sección de control (18) hace circular el refrigerante para realizar el ciclo de refrigeración en el que el intercambiador de calor exterior (22) funciona como el condensador (el radiador), y todos los intercambiadores de calor interiores (31, 41, 51) funcionan como los evaporadores (el modo de funcionamiento de emergencia).
-Mecanismo de funcionamiento-
A continuación, se describirá un mecanismo de funcionamiento del aparato de aire acondicionado (1). El aparato de aire acondicionado (1) puede realizar diferentes modos de funcionamiento de acuerdo con el estado de las válvulas de tres vías (24, 25) y las válvulas electromagnéticas (SV-1, SV-2, SV-3...) de las unidades BS (60, 70, 80). Entre estos modos de funcionamiento, se describirán a continuación algunos modos de funcionamiento representativos.
-Modo de funcionamiento de calefacción general-
En un modo de funcionamiento de calefacción general, todas las unidades interiores (30, 40, 50) realizan el calentamiento de las habitaciones. Según se muestra en la Figura 7, en el modo de funcionamiento de calefacción general, cada una de las válvulas de tres vías (24, 25) se fija en el estado en el que el primer puerto de conexión se comunica con el segundo puerto de conexión. En las unidades BS (60, 70, 80), la primera válvula electromagnética (SV-1), la tercera válvula electromagnética (SV-3) y la quinta válvula electromagnética (SV-5) están abiertas, y la segunda válvula electromagnética (SV-2), la cuarta válvula electromagnética (SV-4) y la sexta válvula electromagnética (SV-6) están cerradas. En la Figura 7 y en las otras figuras que muestran los otros mecanismos de funcionamiento, las válvulas electromagnéticas cerradas están rellenas de negro, y las válvulas electromagnéticas abiertas están rellenas de blanco.
En el modo de funcionamiento de calefacción general, se realiza el ciclo de refrigeración en el que el intercambiador de calor exterior (22) funciona como el evaporador, y los intercambiadores de calor interiores (31,41, 51) funcionan como los condensadores. En la Figura 7 y en las demás figuras que muestran los demás mecanismos de funcionamiento, los intercambiadores de calor que funcionan como condensadores están punteados, y los intercambiadores de calor que funcionan como evaporadores están rellenos de blanco. En este ciclo de refrigeración, el refrigerante descargado desde el compresor (21) pasa a través de la segunda válvula de tres vías (25), fluye a través de la tubería de gas de alta presión (12), y se divide para entrar en las primeras tuberías ramificadas (61, 71, 81) de las unidades BS (60, 70, 80). El refrigerante que pasa a través de las unidades BS (60, 70, 80) entra en las correspondientes unidades interiores (30, 40, 50).
Por ejemplo, cuando el refrigerante entra en el primer intercambiador de calor interior (31) de la primera unidad interior (30), el refrigerante disipa calor en el aire interior del primer intercambiador de calor interior (31) para condensarse. En consecuencia, la habitación correspondiente a la primera unidad interior (30) se calienta. El refrigerante condensado en el primer intercambiador de calor interior (31) pasa a través de la primera válvula de expansión interior (32). El grado de apertura de la primera válvula de expansión interior (32) se ajusta de acuerdo con el grado de subenfriamiento del refrigerante que fluye desde el primer intercambiador de calor interior (31). En la segunda unidad interior (40) y la tercera unidad interior (50), el refrigerante entra de la misma manera que en la primera unidad interior (30) para calentar las habitaciones correspondientes.
Los flujos de refrigerante de las unidades interiores (30, 40, 50) se combinan en la tubería de líquido (11). El refrigerante combinado se reduce hasta la baja presión cuando pasa a través de la válvula de expansión exterior (23), y entra en el intercambiador de calor exterior (22). En el intercambiador de calor exterior (22), el refrigerante absorbe calor del aire exterior para evaporarse. El refrigerante evaporado en el intercambiador de calor exterior (22) pasa a través de la primera válvula de tres vías (24) y, a continuación, se aspira en el compresor (21) para volver a comprimirlo.
-Modo de funcionamiento de refrigeración general-
En un modo de funcionamiento de refrigeración general, todas las unidades interiores (30, 40, 50) realizan la refrigeración de las habitaciones. Según se muestra en la Figura 8, las válvulas de tres vías (24, 25) se fijan en el estado en el que el primer puerto de conexión se comunica con el segundo recorrido en el modo de funcionamiento de refrigeración general. En las unidades BS (60, 70, 80), la segunda válvula electromagnética (SV-2), la cuarta válvula electromagnética (SV-4) y la sexta válvula electromagnética (SV-6) están abiertas, y la primera válvula electromagnética (SV-1), la tercera válvula electromagnética (SV-3) y la quinta válvula electromagnética (SV-5) están cerradas.
En el modo de funcionamiento de refrigeración general, se realiza el ciclo de refrigeración en el que el intercambiador de calor exterior (22) funciona como el condensador, y los intercambiadores de calor interiores (31,41,51) funcionan como los evaporadores. En concreto, el refrigerante descargado desde el compresor (21) pasa a través de la primera válvula de tres vías (24), y entra en el intercambiador de calor exterior (22). En concreto, todo el refrigerante gaseoso de alta presión descargado desde el compresor (21) no entra en la tubería de gas de alta presión (12), sino entra en el intercambiador de calor exterior (22) solamente. En el intercambiador de calor exterior (22), el refrigerante disipa calor en el aire exterior para condensarse. El refrigerante condensado en el intercambiador de calor exterior (22) pasa a través de la válvula de expansión exterior totalmente abierta (23), fluye a través de la tubería de líquido (11) y se divide para entrar en las unidades interiores (30, 40, 50).
Por ejemplo, en la primera unidad interior (30), el refrigerante se reduce hasta la baja presión cuando pasa a través de la primera válvula de expansión interior (32), y entra en el primer intercambiador de calor interior (31). En el primer intercambiador de calor interior (31), el refrigerante absorbe calor del aire interior para evaporarse. En consecuencia, la habitación correspondiente a la primera unidad interior (30) se enfría. El grado de apertura de la primera válvula de expansión interior (32) se ajusta de acuerdo con el grado de sobrecalentamiento del refrigerante que fluye desde el primer intercambiador de calor interior (31). En la segunda unidad interior (40) y la tercera unidad interior (50), el refrigerante entra de la misma manera que en la primera unidad interior (30) para enfriar las habitaciones correspondientes. Los flujos del refrigerante de las unidades interiores (30, 40, 50) pasan a través de las segundas tuberías ramificadas (62, 72, 82) de las unidades BS (60, 70, 80), se combinan en la tubería de gas de baja presión (13) y, a continuación, son aspirados en el compresor (21) para volver a comprimirlos.
-Modo de funcionamiento de calefacción/refrigeración simultáneo-
Un modo de funcionamiento de calefacción/refrigeración simultáneo es un modo de funcionamiento simultáneo en el que algunas de las unidades interiores calientan las habitaciones, mientras que las otras unidades interiores enfrían las habitaciones. En el modo de funcionamiento de calefacción/refrigeración simultáneo, el intercambiador de calor exterior (22) funciona como el evaporador o el condensador de acuerdo con las condiciones de funcionamiento. Entre las unidades interiores (30, 40, 50), uno o más intercambiadores de calor interiores correspondientes a una o más habitaciones en las que se requiere la calefacción funcionan como los condensadores, mientras que el resto de los intercambiadores de calor interiores correspondientes a las habitaciones en las que se requiere la refrigeración funcionan como los evaporadores. En la siguiente descripción, el intercambiador de calor exterior (22) funciona como el condensador, al menos uno de los intercambiadores de calor interiores (31,41,51) funciona como el condensador, y el resto de los intercambiadores de calor interiores funcionan como los evaporadores.
-Primer modo de funcionamiento simultaneo-
En un primer modo de funcionamiento simultaneo, la primera unidad interior (30) y la segunda unidad interior (40) calientan las habitaciones, mientras que la tercera unidad interior (50) enfría la habitación. Según se muestra en la Figura 9, en este modo de funcionamiento, las válvulas de tres vías (24, 25) se fijan en el estado en el que el primer puerto de conexión se comunica con el segundo puerto de conexión. En las unidades BS (60, 70, 80), la primera válvula electromagnética (SV-1), la tercera válvula electromagnética (SV-3) y la sexta válvula electromagnética (SV-6) están abiertas, y la segunda válvula electromagnética (SV-2), la cuarta válvula electromagnética (SV-4) y la quinta válvula electromagnética (SV-5) están cerradas.
En el primer modo de funcionamiento simultaneo, se realiza el ciclo de refrigeración en el que el intercambiador de calor exterior (22), el primer intercambiador de calor interior (31) y el segundo intercambiador de calor interior (41) funcionan como los condensadores, mientras que el tercer intercambiador de calor interior (51) funciona como el evaporador. En concreto, el refrigerante descargado desde el compresor (21) se divide para entrar en la primera válvula de tres vías (24) y la segunda válvula de tres vías (25). El refrigerante que pasa a través de la primera válvula de tres vías (24) se condensa en el intercambiador de calor exterior (22), pasa a través de la válvula de expansión exterior (23) abierta al grado predeterminado, y fluye a través de la tubería de líquido (11).
El refrigerante que pasa por la segunda válvula de tres vías (25) fluye a través de la tubería de gas de alta presión (12), y se divide para entrar en la primera unidad BS (60) y la segunda unidad BS (70). El refrigerante que fluye desde la primera unidad BS (60) entra en el primer intercambiador de calor interior (31). En el primer intercambiador de calor interior (31), el refrigerante disipa calor en el aire interior para condensarse. En consecuencia, la habitación correspondiente a la primera unidad interior (30) se calienta. El refrigerante utilizado en la primera unidad interior (30) para calentar la habitación entra en la tubería de líquido (11). Del mismo modo, el refrigerante que fluye desde la segunda unidad BS (70) se utiliza en la segunda unidad interior (40) para calentar la habitación y, a continuación, entra en la tubería de líquido (11).
El refrigerante combinado en la tubería de líquido (11) entra en la tercera unidad interior (50). El refrigerante se reduce hasta la baja presión cuando pasa a través de la tercera válvula de expansión interior (52) y, a continuación, entra en el tercer intercambiador de calor interior (51). En el tercer intercambiador de calor interior (51), el refrigerante absorbe calor del aire interior para evaporarse. En consecuencia, la habitación correspondiente a la tercera unidad interior (50) se enfría. El refrigerante utilizado en la tercera unidad interior (50) para enfriar la habitación pasa a través de la tercera
unidad BS (80), fluye a través de la tubería de gas de baja presión (13) y es aspirado en el compresor (21) para volver a comprimirlo.
-Segundo modo de funcionamiento simultaneo-
En un segundo modo de funcionamiento simultaneo, la primera unidad interior (30) calienta la habitación, mientras que la segunda unidad interior (40) y la tercera unidad interior (50) enfrían las habitaciones. Según se muestra en la Figura 10, en este modo de funcionamiento, las válvulas de tres vías (24, 25) se fijan en el estado en el que el primer puerto de conexión se comunica con el segundo puerto de conexión. En las unidades BS (60, 70, 80), la primera válvula electromagnética (SV-1), la cuarta válvula electromagnética (SV-4) y la sexta válvula electromagnética (SV-6) están abiertas, y la segunda válvula electromagnética (SV-2), la tercera válvula electromagnética (SV-3) y la quinta válvula electromagnética (SV-5) están cerradas.
En el segundo modo de funcionamiento simultaneo, se realiza el ciclo de refrigeración en el que el intercambiador de calor exterior (22) y el primer intercambiador de calor interior (31) funcionan como los condensadores, mientras que el segundo intercambiador de calor interior (41) y el tercer intercambiador de calor interior (51) funcionan como los evaporadores. En concreto, el refrigerante descargado desde el compresor (21) se divide para entrar en la primera válvula de tres vías (24) y la segunda válvula de tres vías (25). El refrigerante que pasa hacia la primera válvula de tres vías (24) se condensa en el intercambiador de calor exterior (22), pasa a través de la válvula de expansión exterior (23) abierta al grado predeterminado, y entra en la tubería de líquido (11).
El refrigerante que pasa por la segunda válvula de tres vías (25) entra en la primera unidad interior (30) a través de la tubería de gas de alta presión (12) y la primera unidad BS (60). En la primera unidad interior (30), el refrigerante se condensa en el primer intercambiador de calor interior (31) para calentar la habitación. El refrigerante utilizado en la primera unidad interior (30) para calentar la habitación entra en la tubería de líquido (11).
El refrigerante combinado en la tubería de líquido (11) se divide para entrar en la segunda unidad interior (40) y la tercera unidad interior (50). En la segunda unidad interior (40), el refrigerante reducido de presión mediante la segunda válvula de expansión interior (42) se evapora en el segundo intercambiador de calor interior (41) para enfriar la habitación. Del mismo modo, en la tercera unidad interior (50), el refrigerante reducido de presión mediante la tercera válvula de expansión interior (52) se evapora en el tercer intercambiador de calor interior (51) para enfriar la habitación. Los refrigerantes utilizados en las unidades interiores (40, 50) para enfriar las habitaciones pasan a través de la segunda unidad BS (70) y la tercera unidad BS (80), respectivamente, se combinan en la tubería de gas de baja presión (13), y son aspirados en el compresor (21) para volver a comprimirlos. En las Figuras 7-10, el ventilador exterior (2F) y los ventiladores interiores (3F, 4F, 5F) no se muestran.
-Modo de funcionamiento de emergencia-
El modo de funcionamiento de emergencia se realiza cuando la sección de detección de fugas (17) ha detectado la fuga del refrigerante en el modo de funcionamiento normal descrito anteriormente. Esta sección describe el caso en que la sección de detección de fugas (17) ha detectado la fuga del refrigerante en el modo de funcionamiento de calefacción general.
Por ejemplo, cuando se forma un orificio en la tubería del circuito interior (3a, 4a, 5a) debido a la corrosión y el refrigerante se fuga a través del orificio en el modo de funcionamiento de calefacción general, el valor detectado por el sensor de presión (P1, P2, P3) disminuye de forma abrupta. Entonces, la sección de detección de fugas (17) detecta la fuga del refrigerante. Dado que el refrigerante en los circuitos interiores (3a, 4a, 5a) está a la presión alta en el modo de funcionamiento de calefacción general, por ejemplo, hay una gran diferencia entre la presión del refrigerante en el primer circuito interior (3a) y la presión en la habitación. Por lo tanto, la velocidad de fuga del refrigerante aumenta, y el refrigerante no se descarga de forma suficiente fuera de la habitación mediante la ventilación natural de la habitación. En consecuencia, la concentración de refrigerante en la habitación supera el límite.
En la presente forma de realización, el modo de funcionamiento de emergencia se realiza cuando la sección de detección de fugas (17) ha detectado la fuga del refrigerante. En el modo de funcionamiento de emergencia, el refrigerante circula por el circuito de refrigerante (10) en la misma dirección que en el modo de funcionamiento de refrigeración general. Sin embargo, se abren las válvulas de expansión interiores (32, 42, 52) y se reduce el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (23). En concreto, en el modo de funcionamiento de emergencia, el refrigerante se reduce de presión mediante la válvula de expansión exterior (23), y el refrigerante en todos los circuitos interiores (3a, 4a, 5a) está a la presión baja. Esto reduce la diferencia entre la presión del refrigerante en los circuitos interiores (3a, 4a, 5a) y la presión en la habitación, reduciendo de este modo la velocidad de fuga del refrigerante que fuga desde los circuitos interiores (3a, 4a, 5a).
El grado de apertura de la válvula de expansión exterior (23) se controla de tal manera que la presión del refrigerante en los circuitos interiores (3a, 4a, 5a) se reduce al máximo dentro de un rango no inferior a la presión atmosférica. En el modo de funcionamiento de emergencia, la sección de control (18) reduce el caudal de aire suministrado por los ventiladores interiores (3F, 4F, 5F).
Según se describe en la primera forma de realización, la velocidad de fuga del refrigerante (kg/h) aumenta a medida que aumenta el tamaño del orificio a través del cual se fuga el refrigerante. La velocidad de fuga del refrigerante (kg/h) disminuye a medida que disminuye la temperatura de saturación del refrigerante, es decir, a medida que disminuye la presión del refrigerante.
Por lo tanto, cuando se realiza el modo de funcionamiento de emergencia, la presión del refrigerante en los circuitos interiores (3a, 4a, 5a) se reduce para reducir la velocidad de fuga del refrigerante (kg/h). Esto puede evitar que la concentración de refrigerante en la habitación supere el límite.
-Ventajas de la tercera forma de realización-
En el aparato de aire acondicionado (1) de la presente forma de realización, el ciclo de refrigeración se realiza de tal manera que el refrigerante en los circuitos interiores (3a, 4a, 5a) está a la presión baja cuando el refrigerante se ha fugado en la habitación. Esto puede reducir la diferencia entre la presión del refrigerante en los circuitos interiores (3a, 4a, 5a) y la presión en la habitación al máximo. Por lo tanto, se puede reducir la velocidad de fuga del refrigerante. En consecuencia, el refrigerante se puede descargar de forma suficiente fuera de la habitación mediante la ventilación natural de la habitación, reduciendo de este modo el aumento en la concentración de refrigerante en la habitación. Por lo tanto, la concentración de refrigerante en la habitación no supera el límite predeterminado. La fuga de refrigerante se puede reducir con bajo coste porque la válvula para cortar el flujo de refrigerante ya no es necesaria.
En la presente forma de realización, el modo de funcionamiento de refrigeración se realiza de tal manera que el refrigerante en todos los circuitos interiores (3a, 4a, 5a) está a la presión baja cuando la fuga del refrigerante se ha detectado cuando las unidades interiores (30, 40) realizan el modo de funcionamiento de calefacción, y la unidad interior (50) realiza de forma simultánea el modo de funcionamiento de refrigeración. Por lo tanto, la unidad interior (50) sigue realizando el modo de funcionamiento de refrigeración. Esto puede reducir la fuga de refrigerante y garantizar la comodidad de la unidad interior (50) que realiza el modo de funcionamiento de refrigeración.
En la presente forma de realización, el refrigerante en los circuitos interiores (3a, 4a, 5a) está a la presión baja no inferior a la presión atmosférica. Por lo tanto, la presión del refrigerante en los circuitos interiores (3a, 4a, 5a) no es inferior que la presión en la habitación. Esto puede evitar con seguridad que el aire interior entre en los circuitos interiores (3a, 4a, 5a) a través del punto de fuga del refrigerante.
En el modo de funcionamiento de emergencia de la presente forma de realización, el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (23) se reduce en lugar de reducir los grados de apertura de las válvulas de expansión interiores (32, 42, 52) de tal manera que el refrigerante en los circuitos interiores (3a, 4a, 5a) está a la presión baja. Por lo tanto, el refrigerante en todos los circuitos interiores (3a, 4a, 5a) se puede mantener con seguridad con la presión baja. Por lo tanto, la fuga de refrigerante se puede reducir con seguridad, independientemente del punto de los circuitos interiores (3a, 4a, 5a) a través del cual se fuga el refrigerante.
En la presente forma de realización, el caudal de aire suministrado por los ventiladores interiores (3F, 4F, 5F) se reduce en el modo de funcionamiento de emergencia. Esto puede reducir el grado de sobrecalentamiento del refrigerante aspirado en el compresor (21), reduciendo de este modo la temperatura del refrigerante descargado desde el compresor (21). En la presente forma de realización, la diferencia entre la presión del refrigerante en los circuitos interiores (3a, 4a, 5a) y la presión en la habitación se reduce al máximo para reducir la velocidad de fuga del refrigerante. Por lo tanto, la presión del refrigerante en los circuitos interiores (3a, 4a, 5a) tiende a ser inferior a la presión en el modo de funcionamiento de refrigeración normal. Esto puede provocar un aumento anormal del grado de sobrecalentamiento del refrigerante aspirado en el compresor (21) y de la temperatura del refrigerante descargado desde el compresor (21). La presente forma de realización puede evitar dicho aumento anormal.
Según se muestra en la Figura 2, los refrigerantes R32, R1234yf, R1234ze y R744 (no mostrado) tienen un potencial de calentamiento global (GWP) relativamente bajo, y son refrigerantes respetuosos con el medio ambiente. Los refrigerantes R32, R1234yf y R1234ze tienen inflamabilidad (refrigerantes ligeramente inflamables) y posiblemente pueden provocar una combustión accidental en caso de fuga. El refrigerante R744 no tiene inflamabilidad (refrigerante inflamable), pero puede provocar asfixia accidental en caso de fuga. Sin embargo, la presente forma de realización puede evitar con seguridad la combustión accidental y la asfixia debido a la fuga del refrigerante, incluso cuando se utilizan refrigerantes respetuosos con el medio ambiente.
En la presente forma de realización, se supone que el refrigerante no se fuga en la habitación cuando el refrigerante se fuga desde una parte que no sea de los circuitos interiores (3a, 4a, 5a). Por lo tanto, la sección de detección de fugas (17) de la presente forma de realización se configura para detectar la fuga del refrigerante desde los circuitos interiores (3a, 4a, 5a). En el modo de funcionamiento de emergencia de la presente forma de realización, el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (23) se reduce. Por lo tanto, no sólo el refrigerante de los circuitos interiores (3a, 4a, 5a), sino también el refrigerante de las tuberías de comunicación, tales como la tubería de líquido (11), etc., están a la presión baja. Por consiguiente, cuando la sección de detección de fugas (17) se configura para detectar la fuga del refrigerante no sólo de los circuitos interiores (3a, 4a, 5a), sino también desde la tubería de líquido (11), etc., la fuga del refrigerante desde las tuberías de comunicación, tales como la tubería de líquido (11), etc., también se puede reducir.
(Cuarta forma de realización)
Se describirá en detalle una cuarta forma de realización de la presente invención con referencia a los dibujos.
Según se muestra en la Figura 11, un aparato de aire acondicionado (1) de la presente forma de realización es el mismo que el aparato de aire acondicionado de la tercera forma de realización, excepto que la tubería de líquido (11), la tubería de gas de alta presión (12) y la tubería de gas de baja presión (13) de la tercera forma de realización se sustituyen por dos tuberías de comunicación (90, 91).
En concreto, una unidad exterior (20) incluye un compresor (21), un intercambiador de calor exterior (22) y una válvula de conmutación de cuatro vías (92). La válvula de conmutación de cuatro vías (92) se conecta a un lado de descarga y a un lado de aspiración del compresor (21). Un extremo del intercambiador de calor exterior (22) se conecta a una primera tubería principal (93), y el otro extremo del intercambiador de calor exterior (22) se conecta a una segunda tubería principal (94).
La primera tubería principal (93) se conecta a una primera tubería de comunicación (90), y está provista de una válvula de retención (CV) para permitir que el refrigerante fluya desde la primera tubería de comunicación (90) a la primera tubería principal (93). La segunda tubería principal (94) se conecta a una segunda tubería de comunicación (91), y está provista de una válvula de retención (CV) para permitir que el refrigerante fluya desde la segunda tubería principal (94) a la segunda tubería de comunicación (91).
La primera tubería de comunicación (90) se conecta a la segunda tubería principal (94) a través de una primera tubería ramificada (95). La primera tubería ramificada (95) está provista de una válvula de retención (CV) para permitir que el refrigerante fluya desde la primera tubería de comunicación (90) a la segunda tubería principal (94). La segunda tubería de comunicación (91) se conecta a la primera tubería principal (93) a través de una segunda tubería ramificada (96). La segunda tubería ramificada (96) está provista de una válvula de retención (CV) para permitir que el refrigerante fluya desde la primera tubería principal (93) a la segunda tubería de comunicación (91).
La primera tubería de comunicación (90) y la segunda tubería de comunicación (91) se conectan a una unidad de conmutación (97). Tres unidades interiores (30, 40, 50) se conectan a la unidad de conmutación (97). Aunque no se muestra, la unidad de conmutación (97) incluye válvulas de expansión, etc., y conmuta el flujo del refrigerante de tal manera que las tres unidades interiores (30, 40, 50) pueden realizar de forma independiente el modo de funcionamiento de refrigeración y el modo de funcionamiento de calefacción.
El aparato de aire acondicionado (1) incluye un controlador (16) como el aparato de aire acondicionado de la tercera forma de realización.
-Mecanismo de funcionamiento-
A continuación, se describirán un modo de funcionamiento de calefacción general, un modo de funcionamiento de refrigeración general, un primer modo de funcionamiento simultaneo y un segundo modo de funcionamiento simultaneo realizados por el aparato de aire acondicionado (1).
En el modo de funcionamiento de calefacción general, el refrigerante descargado desde el compresor (21) pasa a través de la primera tubería principal (93), la segunda tubería ramificada (96), la segunda tubería de comunicación (91) y la unidad de conmutación (97), y entra en la unidad interior para condensarse. A continuación, el refrigerante fluye a través de la unidad de conmutación (97), la primera tubería de comunicación (90), la primera tubería ramificada (95) y la segunda tubería principal (94), se evapora en el intercambiador de calor exterior (22) y vuelve al compresor (21). La circulación del refrigerante se repite.
En el modo de funcionamiento de refrigeración general, el refrigerante descargado desde el compresor (21) entra en el intercambiador de calor exterior (22) para condensarse. A continuación, el refrigerante pasa a través de la segunda tubería principal (94), la segunda tubería de comunicación (91) y la unidad de conmutación (97), entra en la unidad interior, se evapora en el intercambiador de calor interior y vuelve al compresor (21) a través de la unidad de conmutación (97), la primera tubería de comunicación (90) y la primera tubería principal (93). La circulación del refrigerante se repite.
En el primer modo de funcionamiento simultaneo, por ejemplo, la primera unidad interior (30) y la segunda unidad interior (40) calientan las habitaciones, mientras que la tercera unidad interior (50) enfría la habitación. En el primer modo de funcionamiento simultaneo, todo el refrigerante descargado desde el compresor (21) fluye desde la primera tubería principal (93) hacia la segunda tubería ramificada (96) y la segunda tubería de comunicación (91), se divide mediante la unidad de conmutación (97) para que entre en el primer intercambiador de calor interior (31) y el segundo intercambiador de calor interior (41) para condensarse. A continuación, parte del refrigerante líquido condensado entra en el tercer intercambiador de calor interior (51) a través de la unidad de conmutación (97) para evaporarse, mientras que el resto del refrigerante líquido se reduce de presión mediante la válvula de expansión de la unidad de conmutación (97) para ser un refrigerante de dos fases, y se combina con el refrigerante evaporado en el tercer intercambiador de calor interior (51). A continuación, el refrigerante de baja presión combinado fluye desde la unidad de conmutación (97) para pasar a través de la primera tubería de comunicación (90), la primera tubería ramificada (95) y la segunda
tubería principal (94), entra en el intercambiador de calor exterior (22) para evaporarse, y vuelve al compresor (21). La circulación del refrigerante se repite.
En el segundo modo de funcionamiento simultaneo, por ejemplo, la primera unidad interior (30) calienta la habitación, mientras que la segunda unidad interior (40) y la tercera unidad interior (50) enfrían las habitaciones. En el segundo modo de funcionamiento simultaneo, todo el refrigerante descargado desde el compresor (21) entra en el intercambiador de calor exterior (22), y parte del refrigerante se condensa para ser un refrigerante bifásico de alta presión. El refrigerante bifásico de alta presión pasa a través de la segunda tubería principal (94) y la segunda tubería de comunicación (91), entra en la unidad de conmutación (97), y se divide en un refrigerante gaseoso de alta presión y un refrigerante líquido de alta presión en la unidad de conmutación (97). El refrigerante gaseoso de alta presión entra en el primer intercambiador de calor interior (31) para condensarse. El refrigerante líquido de alta presión dividido se combina con el refrigerante líquido condensado en el primer intercambiador de calor interior (31) y, a continuación, entra en el segundo intercambiador de calor interior (41) y el tercer intercambiador de calor interior (51) para evaporarse. El refrigerante de baja presión evaporado fluye a través de la unidad de conmutación (97), la primera tubería de comunicación (90) y la primera tubería principal (93) para volver al compresor (21). La circulación del refrigerante se repite.
Además, en la presente forma de realización, al igual que en la tercera forma de realización, el modo de funcionamiento de emergencia se realiza cuando la sección de detección de fugas (17) ha detectado la fuga del refrigerante. En el modo de funcionamiento de emergencia, todas las unidades interiores realizan el modo de funcionamiento de refrigeración. Aunque no se muestra, los grados de apertura de las válvulas de expansión de la unidad de conmutación (97) se reducen de tal manera que el refrigerante en todos los circuitos interiores (3a, 4a, 5a) está a la presión baja. Aunque no se muestra, también se reduce el caudal de aire suministrado por los ventiladores interiores. Las demás ventajas y efectos de la presente forma de realización son los mismos que los de la tercera forma de realización.
-Ventajas de la cuarta forma de realización-
En el aparato de aire acondicionado (1) de la presente forma de realización, el ciclo de refrigeración se realiza de tal manera que el refrigerante en los circuitos interiores (3a, 4a, 5a) está a la presión baja cuando el refrigerante se ha fugado en la habitación. Esto puede reducir la diferencia entre la presión del refrigerante en los circuitos interiores (3a, 4a, 5a) y la presión en la habitación al máximo. Por lo tanto, se puede reducir la velocidad de fuga del refrigerante. En consecuencia, el refrigerante se puede descargar de forma suficiente fuera de la habitación mediante la ventilación natural de la habitación, reduciendo de este modo el aumento en la concentración de refrigerante en la habitación. Por lo tanto, la concentración de refrigerante en la habitación no supera el límite predeterminado. La fuga de refrigerante se puede reducir con bajo coste porque la válvula para cortar el flujo de refrigerante ya no es necesaria. Las demás ventajas son las mismas que las de la tercera forma de realización.
(Otras formas de realización)
Las formas de realización descritas anteriormente se pueden modificar de la siguiente manera.
Por ejemplo, en las formas de realización descritas anteriormente, el caudal de aire suministrado por el ventilador interior (116) puede no reducirse en el modo de funcionamiento de emergencia. En la primera forma de realización, el refrigerante puede no inyectarse en la tubería de aspiración (101 b) en el modo de funcionamiento de emergencia.
No hace falta decir que el refrigerante utilizado en las formas de realización no se limita a los refrigerantes descritos anteriormente.
En el modo de funcionamiento de emergencia de la primera forma de realización, el grado de apertura de la válvula de expansión exterior (124) se reduce de tal manera que el refrigerante en todos los circuitos interiores (112a) está a la presión baja. Como alternativa, por ejemplo, cuando el punto de fuga del refrigerante en el circuito interior (112a) está más cerca de la válvula de cierre de gas (118) que de la válvula de expansión interior (126), la válvula de expansión exterior (124) y la válvula de expansión interior (126) del otro circuito interior (112a) del que no se ha fugado el refrigerante se pueden abrir totalmente, y sólo se puede reducir el grado de apertura de la válvula de expansión interior (126) del circuito interior (112a) a partir del cual se ha fugado el refrigerante. En este caso, en el circuito interior (112a) a partir del cual se ha fugado el refrigerante, el refrigerante que queda en el circuito interior entre la válvula de expansión interior (126) y la válvula de cierre de gas (118) está a la presión baja. Por lo tanto, la velocidad de fuga del refrigerante se puede reducir con seguridad.
La tubería de inyección (131) conectada a la tubería de aspiración (101b) en la primera forma de realización puede comunicar con una cámara de presión intermedia del compresor (121). Además, en este caso, la temperatura del refrigerante descargado desde el compresor (121) se puede reducir.
Las tres unidades interiores (30, 40, 50) se utilizan en las formas de realización tercera y cuarta. Sin embargo, el número de unidades interiores no está limitado al mismo.
Aplicabilidad industrial
Según se describió anteriormente, la presente invención es útil para un aparato de refrigeración que incluye un circuito de refrigerante que realiza un ciclo de refrigeración haciendo circular un refrigerante.
Descripción de los símbolos de referencia
1 Aparato de aire acondicionado (aparato de refrigeración)
2a Circuito exterior (circuito del lado de la fuente de calor)
10 Circuito de refrigerante
17 Unidad de detección de fugas
18 Unidad de control
20 Unidad exterior (unidad del lado de la fuente de calor)
21 Compresor
22 Intercambiador de calor exterior (intercambiador del lado de la fuente de calor)
23 Válvula de expansión exterior
30, 40, 50 Unidad interior (unidad del lado de utilización)
31,41, 51 Intercambiador de calor interior (intercambiador de calor del lado de utilización)
3a, 4a, 5a Circuito interior (circuito del lado de utilización)
3F, 4F, 5F Ventilador interior (ventilador del lado de utilización)
110 Aparato de aire acondicionado (aparato de refrigeración)
111a Circuito exterior (circuito del lado de la fuente de calor)
112a Circuito interior (circuito del lado de utilización)
116 Ventilador interior (ventilador del lado de utilización)
120 Circuito de refrigerante
121 Compresor
123 Intercambiador de calor exterior (intercambiadorde calor del lado de la fuente de calor)
124 Válvula de expansión exterior (válvula de expansión)
125 Intercambiador de calor interior (intercambiador de calor del lado de utilización)
131 Tubería de inyección
132 Válvula de inyección (mecanismo reductor de presión)
141 Unidad de detección de fugas
142 Controlador
Claims (12)
1. Un aparato de refrigeración (110) que comprende:
un circuito de refrigerante (120, 10) que conecta un circuito del lado de la fuente de calor (111a, 2a) que tiene un compresor (121, 21), un intercambiador de calor del lado de la fuente de calor (123, 22), una válvula de expansión (124, 23) y una válvula de conmutación de cuatro vías (122) que se puede fijar en un primer estado y un segundo estado y un circuito del lado de utilización (112a, 3a, 4a, 5a) que tiene un intercambiador de calor del lado de utilización (125, 31,41,51), y realiza un ciclo de refrigeración haciendo circular de forma reversible un refrigerante en el mismo, estando en comunicación un extremo de gas del circuito del lado de utilización (112a, 3a, 4a, 5a) con el compresor (121,21) en todo momento, en donde
el aparato de refrigeración comprende además:
un sensor de presión (135) proporcionado en el circuito del lado de utilización (112a);
una sección de detección de fugas (141, 17) configurada para detectar fugas del refrigerante desde el circuito del lado de utilización (112a, 3a, 4a, 5a); y una sección de control (142, 18),
caracterizado por que la sección de detección de fugas (141, 17) se configura para detectar la fuga del refrigerante, cuando una disminución de
un valor detectado por el sensor de presión (135) por unidad de tiempo no es más pequeño que un valor predeterminado, en donde la sección de control (142, 18) se configura para cambiar, cuando la sección de detección de fugas (141, 17) ha detectado la fuga del refrigerante, un modo de funcionamiento del
aparato de refrigeración en el que el intercambiador de calor del lado de utilización (125, 31, 41, 51) funciona como un condensador a un modo de funcionamiento del aparato de refrigeración en el que el intercambiador de calor del lado de utilización (125, 31,41, 51) funciona como un evaporador y el refrigerante del circuito en el lado de utilización (112a, 3a, 4a, 5a) del circuito de refrigerante (120) está a la presión baja.
2. El aparato de refrigeración de la reivindicación 1, en donde
la sección de control (142, 18) se configura para hacer circular el refrigerante para realizar el ciclo de refrigeración cuando la sección de detección de fugas (141, 17) ha detectado la fuga del refrigerante de tal manera que el refrigerante en el circuito de lado de utilización (112a, 3a, 4a, 5a) del circuito de refrigerante (120, 10) está a la presión baja no inferior a una presión atmosférica.
3. El aparato de refrigeración de la reivindicación 1 o 2, en donde
el circuito de refrigerante (120) incluye varios circuitos del lado de utilización (112a) conectados en paralelo,
el circuito del lado de la fuente de calor (111a) tiene una única válvula de expansión (124) conectada a los extremos de líquido de los circuitos del lado de utilización (112a), y
la sección de control (142) se configura para reducir un grado de apertura de la válvula de expansión (124) del circuito del lado de la fuente de calor (111a) de tal manera que el refrigerante en los circuitos del lado de utilización (112a) está a la presión baja.
4. El aparato de refrigeración de la reivindicación 1 o 2, en donde
el circuito de refrigerante (120) incluye varios circuitos del lado de utilización (112a),
el circuito del lado de la fuente de calor (111a) tiene extremos de líquido ramificados conectados a los extremos de líquido de los circuitos del lado de utilización (112a), y extremos de gas ramificados conectados a los extremos de gas de los circuitos del lado de utilización (112a),
la válvula de expansión (124) se proporciona en cada una de una de las varias tuberías (1f) que constituyen partes de extremo de líquido del circuito del lado de la fuente de calor (111a), y
la sección de control (142) se configura para reducir un grado de apertura de la válvula de expansión (124) correspondiente al circuito del lado de utilización (112a) en el que la sección de detección de fugas (141) ha detectado la fuga del refrigerante, de tal manera que el refrigerante en el circuito del lado de utilización (112a) en el que la sección de detección de fugas (141) ha detectado la fuga del refrigerante está a la presión baja.
5. El aparato de refrigeración de la reivindicación 3 o 4, en donde
el circuito de refrigerante (120) tiene una tubería de inyección (131) que incluye un mecanismo reductor de presión (132) que reduce la presión del refrigerante y guía parte del refrigerante en circulación hacia un lado de aspiración del compresor (121) o una cámara de presión intermedia del compresor (121), y
la sección de control (142) se configura para aumentar un caudal del refrigerante en la tubería de inyección (131) cuando la sección de detección de fugas (141) ha detectado la fuga del refrigerante.
6. El aparato de refrigeración de la reivindicación 3 o 4 que comprende, además:
un ventilador del lado de utilización (116) que suministra aire que intercambia calor con el refrigerante al intercambiador de calor del lado de utilización (125), en donde
la sección de control (142) se configura para reducir un caudal del aire suministrado por el ventilador del lado de utilización (116) cuando la sección de detección (141) ha detectado la fuga del refrigerante.
7. El aparato de refrigeración de la reivindicación 1, en donde
el circuito de refrigerante (10) incluye varios circuitos del lado de utilización (3a, 4a, 5a), cada uno de los cuales tiene un intercambiador de calor del lado de utilización (31,41,51) para climatizar el espacio del lado de utilización, estando configurado el circuito de refrigerante (10) de tal manera que los intercambiadores de calor del lado de utilización (31, 41,51) realizan de forma independiente un modo de funcionamiento de refrigeración y un modo de funcionamiento de calefacción, y un refrigerante gaseoso de alta presión descargado desde el compresor (21) entra por completo en el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor (22) cuando todos los intercambiadores de calor del lado de utilización (31,41,51) realizan el modo de funcionamiento de refrigeración.
8. El aparato de refrigeración de la reivindicación 7, en donde
la sección de control (18) se configura para hacer circular el refrigerante para realizar el ciclo de refrigeración cuando la sección de detección de fugas (17) ha detectado la fuga del refrigerante de tal manera que el refrigerante en el circuito de lado de utilización (3a, 4a, 5a) del circuito de refrigerante (10) está a la presión baja no inferior a una presión atmosférica.
9. El aparato de refrigeración de la reivindicación 7 u 8, en donde la sección de control (18) se configura para reducir un grado de apertura de una válvula de expansión (23) para evaporar el refrigerante en el intercambiador de calor del lado de la fuente de calor (22) de tal manera que el refrigerante en el circuito del lado de utilización (3a, 4a, 5a) está a la presión baja.
10. El aparato de refrigeración de la reivindicación 9 que comprende, además:
ventiladores del lado de utilización (3F, 4F, 5F) que suministran aire que intercambia calor con el refrigerante a los intercambiadores de calor del lado de utilización (31,41,51), en donde
la sección de control (18) se configura para reducir un caudal de aire suministrado por el ventilador del lado de utilización (3F, 4F, 5F) cuando la sección de detección de fugas (17) ha detectado la fuga del refrigerante.
11. El aparato de refrigeración de una cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en donde
el circuito de refrigerante (10, 120) utiliza R32, R1234yf, R1234ze o R744 solos, o una mezcla de refrigerantes que contiene R32, R1234yf, R1234ze o R744 como el refrigerante.
12. El aparato de refrigeración de una cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en donde
la sección de detección de fugas (141, 17) y la sección de control (142, 18) se incluyen en un controlador (140, 16) del aparato de refrigeración (110).
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| CN104566637B (zh) * | 2013-10-29 | 2018-04-03 | 广东美的暖通设备有限公司 | 多联机系统及其室内机和室外机的控制方法 |
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| JP6238202B2 (ja) * | 2013-12-02 | 2017-11-29 | 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 | 空気調和機 |
| WO2015151238A1 (ja) * | 2014-04-02 | 2015-10-08 | 三菱電機株式会社 | 空気調和装置およびその設置方法 |
| JP6394116B2 (ja) * | 2014-06-27 | 2018-09-26 | ダイキン工業株式会社 | 冷暖同時運転型空気調和装置 |
| JP6079831B2 (ja) * | 2015-03-16 | 2017-02-15 | ダイキン工業株式会社 | 冷凍空調装置 |
| WO2016148003A1 (ja) * | 2015-03-16 | 2016-09-22 | ダイキン工業株式会社 | 冷凍空調装置 |
| JP6821589B2 (ja) * | 2015-11-12 | 2021-01-27 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機 |
| WO2017179117A1 (ja) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 三菱電機株式会社 | 空気調和装置 |
| JP6785974B2 (ja) * | 2017-08-18 | 2020-11-18 | 三菱電機株式会社 | 空気調和装置 |
| CN111164360B (zh) | 2017-10-05 | 2021-12-14 | 三菱电机株式会社 | 空气调节装置 |
| CN111148950B (zh) | 2017-10-05 | 2021-11-02 | 三菱电机株式会社 | 空调装置 |
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| JP7252442B2 (ja) * | 2019-01-31 | 2023-04-05 | ダイキン工業株式会社 | 冷媒サイクル装置 |
| DE112019007141T5 (de) * | 2019-04-02 | 2021-12-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Klimaanlage |
| CN112013475A (zh) * | 2019-05-30 | 2020-12-01 | 广东美的制冷设备有限公司 | 空调器及其控制方法 |
| CN112013474A (zh) * | 2019-05-30 | 2020-12-01 | 广东美的制冷设备有限公司 | 空调器及其控制方法 |
| JP6865809B2 (ja) * | 2019-12-24 | 2021-04-28 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機 |
| KR102438931B1 (ko) | 2020-12-11 | 2022-08-31 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화기 및 그 제어방법 |
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Family Cites Families (12)
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| JPH10281569A (ja) * | 1997-04-04 | 1998-10-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 空気調和機 |
| JP2003178361A (ja) * | 2001-12-07 | 2003-06-27 | Sanden Corp | 自動販売機 |
| JP2005140409A (ja) * | 2003-11-06 | 2005-06-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 冷蔵庫 |
| JP5125124B2 (ja) * | 2007-01-31 | 2013-01-23 | ダイキン工業株式会社 | 冷凍装置 |
| JP4926098B2 (ja) * | 2008-03-14 | 2012-05-09 | 三菱電機株式会社 | 冷凍装置 |
| JP2009299910A (ja) * | 2008-06-10 | 2009-12-24 | Hitachi Appliances Inc | 空気調和機 |
| AU2010353438B2 (en) * | 2010-05-20 | 2013-08-22 | Mexichem Amanco Holding S.A. De C.V. | Heat transfer compositions |
| JP5517789B2 (ja) * | 2010-07-02 | 2014-06-11 | 日立アプライアンス株式会社 | 空気調和機 |
| JP5975714B2 (ja) * | 2011-11-07 | 2016-08-23 | 三菱電機株式会社 | 冷凍空調装置及び冷凍空調システム |
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